Una estrella similar al Sol en una galaxia a unos 500 millones de años luz de distancia está siendo devorada gradualmente por un agujero negro, perdiendo una masa equivalente a tres Tierras con cada paso cercano.
Una explosión masiva de rayos X detectada por astrónomos de la Universidad de Leicester indica que material tres veces más masivo que la Tierra se está quemando en un instante. agujero negro.
Una estrella como nuestro Sol en una galaxia vecina es devorada gradualmente por un pequeño pero voraz agujero negro, perdiendo la masa equivalente a tres Tierras cada vez que se acerca.
El descubrimiento realizado por astrónomos de la Universidad de Leicester fue informado el 7 de septiembre en la revista astronomía natural y proporciona un «eslabón perdido» en nuestro conocimiento de los agujeros negros que perturban las estrellas en órbita. Esto sugiere toda una colección de estrellas ardientes que aún no se han descubierto.
El equipo contó con el apoyo de la Agencia Espacial del Reino Unido y el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido (STFC).
Detalles del descubrimiento
Los astrónomos fueron alertados de la inminente desaparición de la estrella por un brillante destello de rayos X que parecía provenir del centro de la galaxia vecina 2MASX J02301709+2836050, a unos 500 millones de años luz de la estrella. vía Láctea. Llamado Swift J0230, fue detectado en su primera aparición gracias a una nueva herramienta desarrollada por científicos del Observatorio Neil Gehrels Swift. Rápidamente programaron más observaciones de Swift y descubrieron que, en lugar de desintegrarse como se esperaba, brillaría intensamente durante 7 a 10 días y luego se atenuaría abruptamente, repitiendo este proceso aproximadamente cada 25 días.
Una imagen óptica de la galaxia en la que ocurrió el nuevo evento, tomada de los datos del archivo PanSTARRS. El objeto de rayos X se encontraba en algún lugar dentro del círculo blanco, que tiene aproximadamente el tamaño de la cabeza de un alfiler a 100 m de distancia. También se muestra la posición de una supernova de 2 años. Crédito: Daniele B. Malesani / PanSTARRS
Conecta las piezas que faltan
Se ha observado un comportamiento similar en las llamadas llamaradas cuasi periódicas y transitorios nucleares periódicos, en los que un agujero negro arranca materia de una estrella a medida que su órbita la acerca, pero difieren en la frecuencia de su erupción y en el hecho de que es o no. Es en los rayos X o en la luz óptica donde predomina la explosión. La regularidad de las emisiones del Swift J0230 se sitúa en algún punto intermedio entre las dos, lo que sugiere que es el «eslabón perdido» entre los dos tipos de explosiones.
Utilizando como guía los modelos propuestos para estas dos clases de eventos, los científicos concluyeron que la explosión de Swift J0230 representa una estrella similar en tamaño a nuestro propio sol en una órbita elíptica alrededor de un agujero negro de baja masa en el centro de su galaxia. . A medida que la órbita de la estrella se acerca a la intensa atracción gravitacional del agujero negro, materia equivalente a la masa de tres Tierras se arranca de la atmósfera de la estrella y se calienta mientras cae en el agujero negro. Calor intenso, alrededor de 2 millones de grados Celsiuslibera una gran cantidad de rayos X que fueron capturados por primera vez por el satélite Swift.
¡Ahora no lo ves, ahora lo ves! Imágenes de rayos X del mismo punto en el cielo antes (izquierda) y después (derecha) de la erupción Swift J0230. Estas imágenes fueron tomadas con el telescopio de rayos X a bordo del satélite Swift. Crédito: Phil Evans (Universidad de Leicester) / NASA Swift
Vistas de expertos
El autor principal, el Dr. Phil Evans, de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester, dijo: «Esta es la primera vez que hemos visto una estrella como nuestro Sol siendo destrozada y consumida varias veces por un agujero negro de baja masa. Los llamados eventos de “alteración parcial repetida de las mareas” son en sí mismos un descubrimiento bastante nuevo y parecen dividirse en dos tipos: los que entran en erupción cada pocas horas y los que entran en erupción aproximadamente cada año. Este nuevo sistema se encuentra exactamente en el medio, y cuando haces cálculos, ves que los tipos de objetos involucrados también encajan muy bien.
El Dr. Rob Eyles-Ferris, que trabaja con el Dr. Evans en el satélite Swift, completó recientemente su doctorado en Leicester, que incluyó el estudio de estrellas perturbadas por agujeros negros. Explica: “En la mayoría de los sistemas que hemos visto en el pasado, la estrella queda completamente destruida. Swift J0230 es una adición interesante a la clase de estrellas parcialmente perturbadas porque nos muestra que las dos clases de estos objetos ya encontrados están realmente conectados, y nuestro nuevo sistema nos proporciona el eslabón perdido.
Ilustración del Observatorio Swift Neil Gehrels. Crédito: NASA
Anticipación de más descubrimientos.
El Dr. Kim Page de la Universidad de Leicester, que trabajó en el análisis de datos para el estudio, dijo: «Dado que encontramos Swift J0230 unos meses después de activar nuestra nueva herramienta de búsqueda transitoria, esperamos que haya muchos más objetos como este esperando». por descubrir.
El Dr. Chris Nixon es un astrofísico teórico que recientemente se mudó de la Universidad de Leicester a la Universidad de Leeds. Dirigió la interpretación teórica de este evento. Su investigación está financiada por el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido y el Leverhulme Trust.
Estiman que el agujero negro tiene una masa de entre 10.000 y 100.000 veces la de nuestro sol, lo cual es bastante pequeño para los agujeros negros supermasivos que normalmente se encuentran en los centros de las galaxias. Se estima que el agujero negro en el centro de nuestra propia galaxia tiene 4 millones de masas solares, mientras que la mayoría son del orden de 100 millones de masas solares.
Este es el primer descubrimiento realizado utilizando el nuevo detector de transitorios para el satélite Swift, desarrollado por el equipo de la Universidad de Leicester y ejecutándose en sus computadoras. Cuando ocurre un evento extremo que provoca una explosión de rayos X en una región del cielo donde antes no había rayos X, los astrónomos lo llaman transitorio de rayos X astronómico. A pesar de los eventos extremos que anuncian, estos eventos no son fáciles de encontrar, o al menos no rápidamente, por lo que se desarrolló esta nueva herramienta para buscar nuevos tipos de transitorios en tiempo real.
El Dr. Evans añade: “Este tipo de objeto era esencialmente indetectable hasta que construimos esta nueva instalación y poco después descubrimos este evento completamente nuevo y nunca antes visto. Swift tiene casi 20 años y de repente descubre nuevos eventos que no sabíamos que existían. Creo que demuestra que cada vez que encuentras una nueva forma de mirar el espacio, aprendes algo nuevo y descubres que hay algo que no sabías antes.
Colaboración internacional y perspectivas de futuro
La Dra. Caroline Harper, jefa de ciencia espacial de la Agencia Espacial del Reino Unido, dijo: «Este es otro descubrimiento emocionante de la misión de vanguardia Swift, un agujero negro de baja masa que sufre las ‘picaduras’ de una estrella similar al Sol cada vez». orbita. bastante cerca.
“La Agencia Espacial del Reino Unido está trabajando en asociación con NASA en esta misión durante muchos años; El Reino Unido lideró el desarrollo de hardware para dos de los instrumentos científicos clave y financiamos el Centro de datos científicos Swift, que seguimos apoyando. Esperamos recibir aún más información de Swift sobre los estallidos de rayos gamma en el cosmos y los eventos masivos que los causan en el futuro.
Para obtener más información sobre este descubrimiento, consulte Swift Spies Sun-Like Star Eaten Bite by Bite de la NASA.
Referencia: “Llamaradas cuasi periódicas mensuales resultantes de repetidas perturbaciones estelares causadas por un agujero negro masivo” por PA Evans, CJ Nixon, S. Campana, P. Charalampopoulos, DA Perley, AA Breeveld, KL Page, SR Oates, RAJ Eyles-Ferris , DB Malesani, L. Izzo, MR Goad, PT O’Brien, JP Osborne y B. Sbarufatti, 7 de septiembre de 2023, astronomía natural. DOI: 10.1038/s41550-023-02073-y
PorAnne J. Manning, Universidad de Harvard13 de mayo de 2024
Seis capas de neuronas excitadoras codificadas por colores según su profundidad. Crédito: Google Research y Lichtman Lab
Un esfuerzo de colaboración entre Harvard y Google ha dado lugar a un gran avance en la ciencia del cerebro, al producir un mapa 3D completo de un pequeño segmento del cerebro humano, revelando interacciones neuronales complejas y sentando las bases para mapear un cerebro de ratón completo.
Un milímetro cúbico de tejido cerebral puede no parecer mucho. Pero considerando que este pequeño cuadrado contiene 57.000 células, 230 milímetros de vasos sanguíneos y 150 millones de sinapsis, lo que representa 1.400 terabytes de datos, los investigadores de Harvard y Google acaban de lograr algo enorme.
Un equipo de Harvard dirigido por Jeff Lichtman, profesor Jeremy R. Knowles de biología molecular y celular y recién nombrado decano de ciencia, co-creó con investigadores de Google la reconstrucción 3D con resolución sináptica más grande de un fragmento de cerebro humano hasta el día de hoy. mostrando con gran detalle cada célula y su red de conexiones neuronales en una porción de la corteza temporal humana de aproximadamente la mitad del tamaño de un grano de arroz.
Avances tecnológicos en neurociencia
La impresionante hazaña, publicada en la revista Ciencia, es el último de una colaboración de casi 10 años con científicos de Google Research, que combinan imágenes de microscopía electrónica de Lichtman con algoritmos de inteligencia artificial para codificar por colores y reconstruir el cableado extremadamente complejo del cerebro de los mamíferos. Los tres primeros coautores del artículo son Alexander Shapson-Coe, ex investigador postdoctoral en Harvard; Michał Januszewski de Google Research y Daniel Berger, investigador postdoctoral en Harvard.
El objetivo final de la colaboración, apoyada por la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de SaludImplica crear un mapa de alta resolución del cableado neuronal completo del cerebro de un ratón, lo que implicaría aproximadamente 1.000 veces la cantidad de datos que acaban de producir a partir del fragmento de 1 milímetro cúbico de la corteza humana.
Información del último mapa cerebral
«La palabra 'fragmento' es irónica», dijo Lichtman. “Un terabyte es, para la mayoría de la gente, gigantesco, pero un trozo de cerebro humano –sólo un pequeño trozo de cerebro humano– sigue siendo miles de terabytes”.
El último mapa publicado en Science contiene detalles nunca antes vistos sobre la estructura del cerebro, incluido un raro pero poderoso conjunto de axones conectados por hasta 50 sinapsis. El equipo también notó rarezas en el tejido, como una pequeña cantidad de axones que forman grandes verticilos. Dado que su muestra fue tomada de un paciente epiléptico, no saben si estas formaciones inusuales son patológicas o simplemente raras.
El campo de la conectividad
El campo de Lichtman es la «conectómica», que, de forma análoga a la genómica, busca crear catálogos completos de la estructura del cerebro, hasta las células individuales y el cableado. Estos mapas completos abrirían el camino a nuevos conocimientos sobre las funciones y enfermedades del cerebro, sobre las que los científicos todavía saben muy poco.
Los algoritmos de inteligencia artificial de última generación de Google permiten la reconstrucción y el mapeo del tejido cerebral en tres dimensiones. El equipo también desarrolló un conjunto de herramientas disponibles públicamente que los investigadores pueden utilizar para examinar y anotar el conectoma.
«Dada la enorme inversión que se hizo en este proyecto, era importante presentar los resultados de una manera que ahora todos puedan beneficiarse de ellos», dijo Viren Jain, colaborador de Google Research.
Luego, el equipo abordará la formación del hipocampo del ratón, importante para la neurociencia debido a su papel en la memoria y las enfermedades neurológicas.
Referencia: “Un fragmento de petavoxel de la corteza cerebral humana reconstruido en la nanoescala resolución » por Alexander Shapson-Coe, Michał Januszewski, Daniel R. Berger, Art Pope, Yuelong Wu, Tim Blakely, Richard L. Schalek, Peter H. Li, Shuohong Wang, Jeremy Maitin-Shepard, Neha Karlupia, Sven Dorkenwald, Evelina Sjostedt, Laramie Leavitt, Dongil Lee, Jakob Troidl, Forrest Collman, Luke Bailey, Angerica Fitzmaurice, Rohin Kar, Benjamin Field, Hank Wu, Julian Wagner-Carena, David Aley, Joanna Lau, Zudi Lin, Donglai Wei, Hanspeter Pfister, Adi Peleg, Viren Jain y Jeff W. Lichtman, 10 de mayo de 2024, Ciencia. DOI: 10.1126/ciencia.adk4858
Probablemente todavía estemos a un mes del próximo lanzamiento del megacohete Starship de SpaceX.
Esta fue la línea de tiempo propuesta por Elon Musk en un publicar en este fin de semana, diciendo que el próximo vuelo de prueba de Starship está «probablemente dentro de 3 a 5 semanas». “El objetivo es que el barco supere el nivel máximo de calefacción, o al menos más que la última vez”, añadió el empresario multimillonario.
El Starship de 122 metros (400 pies) de altura es el cohete más grande y poderoso jamás construido. Consta de dos elementos, ambos diseñados para ser completa y rápidamente reutilizable: un enorme propulsor de primera etapa llamado Super Heavy y una etapa superior de 165 pies de altura (50 m) conocida como Starship, o simplemente «Ship».
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En esta foto, que Elon Musk compartió a través de X el 11 de mayo de 2024, se ven varios vehículos Starship en las instalaciones Starbase de SpaceX en el sur de Texas. (Crédito de la imagen: SpaceX a través de X)
Una nave espacial completamente apilada ha volado tres veces hasta la fecha, cada vez desde el sitio Starbase de SpaceX en el sur de Texas: en abril de 2023, noviembre de 2023 y 14 de marzo de este año. El vehículo gigante se desempeñó mejor con cada vuelo sucesivo.
Durante el primer despegue, por ejemplo, las dos etapas de la Starship no se separaron como estaba previsto y SpaceX provocó que el vehículo explotara en caída libre apenas cuatro minutos después del despegue. El Vuelo 2 alcanzó la separación de etapas, pero el Super Heavy y el Barco se separaron temprano, finalizando la misión después de ocho minutos.
En el Vuelo 3, el Super Heavy se colocó con éxito en posición para un aterrizaje en el agua planificado en el Golfo de México, pero se rompió aproximadamente a 500 m (1,650 pies) sobre las olas. La nave alcanzó velocidad orbital y voló durante casi 50 minutos, aunque finalmente sucumbió a violentas fuerzas de calentamiento por fricción al reingresar a la atmósfera de la Tierra.
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Como señaló en su artículo X, Musk quiere que a Ship le vaya aún mejor en el próximo Vuelo 4.
SpaceX lleva un tiempo preparándose para el vuelo 4. La compañía ya realizó pruebas de fuego estático para el Super Heavy y la nave asignada a la misión, encendiendo brevemente sus motores Raptor mientras los vehículos permanecían anclados a la plataforma Starbase. SpaceX también trajo recientemente el Super Heavy del Vuelo 4 nuevamente a los estantes, probablemente para pruebas adicionales, un movimiento que la compañía relató en un publicar el sábado X (11 de mayo).
Sin embargo, es posible que aún queden obstáculos logísticos que superar; SpaceX aún debe obtener una licencia de lanzamiento de la Administración Federal de Aviación (FAA), que supervisa una investigación sobre lo ocurrido durante el vuelo del 14 de marzo.
Un nuevo estudio realizado por investigadores de Penn State sugiere que los cratones, estructuras antiguas que estabilizan los continentes de la Tierra, se formaron hace unos 3 mil millones de años a través de procesos iniciados por la erosión atmosférica de las rocas, no solo por la aparición de masas continentales estables. Esto desafía los puntos de vista tradicionales y tiene implicaciones para comprender la evolución planetaria y las condiciones adecuadas para la vida.
Antiguas y vastas extensiones de corteza continental, conocidas como cratones, han estabilizado los continentes de la Tierra durante miles de millones de años mediante cambios en las masas terrestres, la formación de montañas y el desarrollo de los océanos. Los científicos de Penn State han sugerido un nuevo mecanismo que podría explicar la formación de cratones hace unos 3 mil millones de años, arrojando luz sobre una cuestión de larga data en la historia geológica de la Tierra.
Los científicos informaron en la revista. Naturaleza que es posible que los continentes no hayan surgido de los océanos de la Tierra como masas continentales estables, caracterizadas por una corteza superior enriquecida en granito. Más bien, la exposición de rocas frescas al viento y la lluvia hace unos 3 mil millones de años desencadenó una serie de procesos geológicos que finalmente estabilizaron la corteza, permitiéndole sobrevivir durante miles de millones de años sin ser destruida ni reajustada.
Los resultados podrían representar una nueva comprensión de cómo evolucionan los planetas potencialmente habitables similares a la Tierra, dijeron los científicos.
Implicaciones para la evolución planetaria
«Para crear un planeta como la Tierra, hay que crear una corteza continental y estabilizarla», dijo Jesse Reimink, profesor asistente de geociencias en Penn State y autor del estudio. “Los científicos han considerado que esto es lo mismo: los continentes se estabilizaron y luego emergieron sobre el nivel del mar, pero lo que estamos diciendo es que estos procesos son distintos.
Los cratones se extienden más de 150 kilómetros, o 93 millas, desde la superficie de la Tierra hasta el manto superior, donde actúan como la quilla de un barco, manteniendo los continentes flotando al nivel del mar o cerca de él durante todo el tiempo geológico, dijeron los científicos.
La meteorización puede haber concentrado en última instancia elementos productores de calor como uranio, torio y potasio en la corteza poco profunda, permitiendo que la corteza más profunda se enfríe y endurezca. Este mecanismo creó una capa de roca dura y gruesa que podría haber protegido el fondo de los continentes de una mayor deformación, una característica de los cratones, dicen los científicos.
Procesos geológicos y producción de calor.
«La receta para formar y estabilizar la corteza continental implica concentrar estos elementos productores de calor, que pueden considerarse como pequeños motores térmicos, muy cerca de la superficie», dijo Andrew Smye, profesor asociado de geociencias en Penn State y autor del trabajo. . estudiar. “Tenemos que hacer esto porque cada vez que átomo Cuando el uranio, el torio o el potasio se desintegran, liberan calor que puede aumentar la temperatura de la corteza. La corteza caliente es inestable: tiende a deformarse y no se pega.
Cuando el viento, la lluvia y las reacciones químicas destruyeron las rocas de los primeros continentes, los sedimentos y los minerales arcillosos fueron arrastrados a arroyos y ríos y llevados al mar, donde crearon depósitos sedimentarios como esquistos ricos en concentraciones de uranio, torio y potasio. dicen los científicos.
Estas antiguas rocas metamórficas llamadas gneises, encontradas en la costa ártica, representan las raíces de los continentes ahora expuestos en la superficie. Los científicos dijeron que las rocas sedimentarias intercaladas en estos tipos de rocas proporcionarían un motor térmico para estabilizar los continentes. Crédito: Jesse Reimink
Las colisiones entre placas tectónicas enterraron estas rocas sedimentarias en las profundidades de la corteza terrestre, donde el calor radiogénico liberado por las esquistos provocó el derretimiento de la corteza inferior. Los derretimientos flotaron y ascendieron hacia la corteza superior, atrapando elementos productores de calor en rocas como el granito y permitiendo que la corteza inferior se enfriara y endureciera.
Se cree que los cratones se formaron hace entre 3 y 2.500 millones de años, una época en la que los elementos radiactivos como el uranio se habrían desintegrado aproximadamente al doble de velocidad y habrían liberado el doble de calor que en la actualidad.
El trabajo destaca que la época en que se formaron los cratones a principios de la Tierra Media era particularmente adecuada para los procesos que podrían haber conducido a su estabilidad, dijo Reimink.
«Podemos considerar esto como una cuestión de evolución planetaria», dijo Reimink. “Uno de los ingredientes clave que se necesitan para crear un planeta como la Tierra podría ser la aparición de continentes relativamente temprano en su vida. Porque se van a crear sedimentos radiactivos que están muy calientes y que producirán una corteza continental muy estable que vive alrededor del nivel del mar y es un entorno ideal para que se propague la vida.
Los investigadores analizaron las concentraciones de uranio, torio y potasio en cientos de muestras de rocas del período Arcaico, cuando se formaron los cratones, para evaluar la productividad térmica radiogénica basándose en las composiciones reales de las rocas. Utilizaron estos valores para crear modelos térmicos de formación de cratones.
«Anteriormente, la gente observaba y consideraba los efectos del cambio en la producción de calor radiogénico a lo largo del tiempo», dijo Smye. «Pero nuestro estudio vincula la producción de calor a partir de rocas con la aparición de continentes, la generación de sedimentos y la diferenciación de la corteza continental».
Los cratones, que normalmente se encuentran en el interior de los continentes, contienen algunas de las rocas más antiguas de la Tierra, pero siguen siendo difíciles de estudiar. En áreas tectónicamente activas, la formación de un cinturón montañoso podría sacar a la superficie rocas que alguna vez estuvieron enterradas a gran profundidad.
Pero los orígenes de los cratones siguen siendo profundamente subterráneos e inaccesibles. Los científicos dijeron que el trabajo futuro implicaría tomar muestras del interior de cratones antiguos y, tal vez, perforar núcleos para probar su modelo.
«Estas rocas sedimentarias metamorfoseadas que se han derretido y han producido granitos que concentran uranio y torio son como cajas negras que registran la presión y la temperatura», dijo Smye. «Y si podemos desbloquear estos archivos, podremos probar las predicciones de nuestro modelo sobre la trayectoria de vuelo de la corteza continental».
Referencia: “La erosión subaérea condujo a la estabilización de los continentes” por Jesse R. Reimink y Andrew J. Smye, 8 de mayo de 2024, Naturaleza. DOI: 10.1038/s41586-024-07307-1
Penn State y la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. financiaron este trabajo.
