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Los astrónomos descubren «carreteras cósmicas» que permiten viajes espaciales rápidos

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En un artículo sorprendente, los astrónomos describen el descubrimiento de estructuras invisibles generadas por interacciones gravitacionales dentro del Sistema Solar. Podrían actuar como una red de «carreteras espaciales», permitiendo el movimiento rápido de objetos. Las estructuras podrían explotarse para nuestras misiones de exploración espacial, así como para el estudio de asteroides y cometas.

Un equipo de investigadores dirigido por Nataša Todorović del Observatorio Astronómico de Belgrado en Serbia, encontró después de un análisis de datos de observación y simulación, que estas «carreteras» consisten en una serie de arcos conectados dentro estructuras cósmicas invisibles, llamadas «colectores espaciales». Es decir, los astrónomos han descubierto en el pasado que cada planeta genera sus propios colectores, creando juntos lo que los investigadores ahora llaman una «carretera celestial». Los resultados del estudio fueron publicados en la revista Avances científicos.

Esta red puede transportar objetos desde Júpiter a Neptuno en unas pocas décadas sin ninguna propulsión, en lugar de los pocos cientos de miles a millones de años que normalmente se requieren. Identificar estructuras ocultas en el espacio no es sencillo, pero observar cómo se mueven los objetos, especialmente los cometas y asteroides, puede proporcionar pistas útiles.

Hay varios grupos de cuerpos rocosos a diferentes distancias del Sol: cometas de la familia Júpiter (JFC para » Cometas de la familia Júpiter »), O aquellos que tienen una órbita de menos de 20 años y que no van más allá de las trayectorias orbitales de Júpiter; centauros, trozos de roca helada que se encuentran entre Júpiter y Neptuno; y los objetos transneptunianos (TNO), que se encuentran en el borde del sistema solar, con órbitas más grandes que la de Neptuno.

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Para modelar las trayectorias que conectan estas áreas, a medida que el NWT pasa a la categoría de centauros y finalmente se convierte en JFC, las escalas de tiempo requeridas oscilan entre 10.000 y mil millones de años. Pero un articulo reciente identificó una «puerta orbital» aparentemente mucho más rápida conectada a Júpiter, que gobierna los caminos de los JFC y los Centauros.

Autopistas espaciales generadas por interacciones gravitacionales

Aunque este artículo no menciona los puntos de Lagrange (una posición en el espacio donde los campos de gravedad de dos cuerpos proporcionan exactamente la fuerza requerida para que este punto acompañe simultáneamente el movimiento orbital de los dos cuerpos. un tercer cuerpo, de masa relativa insignificante, permanecería inmóvil en comparación con los otros dos), sabemos que estas regiones de relativa estabilidad gravitacional, generadas por la interacción entre dos cuerpos en órbita (en este caso Júpiter y el Sol), pueden generar coleccionistas.

Por eso Todorović y su equipo se propusieron averiguar más. Para hacer esto, utilizaron una herramienta llamada Lyapunov Rapid Indicator (FLI), que generalmente se usa para detectar lo que se llama caos. Dado que el caos en el sistema solar está relacionado con la existencia de colectores estables e inestables, en cortos períodos de tiempo el FLI puede detectar trazas de colectores, tanto estables como inestables, a partir del modelo dinámico al que se aplica.

» Aquí, utilizamos el FLI para detectar la presencia y la estructura general de los colectores espaciales y para detectar inestabilidades que actúan en escalas de tiempo orbitales; es decir, utilizamos esta herramienta digital sensible y bien establecida para definir de manera más general las regiones de transporte rápido dentro del sistema solar », Escribe a los investigadores en su artículo. Recopilaron datos digitales de millones de órbitas en el sistema solar y calcularon cómo esas órbitas encajan en colectores conocidos, modelando las perturbaciones generadas por siete grandes planetas, desde Venus hasta Neptuno.

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Estructura global en forma de arcos de los colectores espaciales del sistema solar. La región entre el borde exterior del cinturón principal de asteroides de 3 UA (Unidades Astronómicas) y un poco más allá del eje semi-mayor de 20 UA de Urano es visible. Arriba: un modelo dinámico que incluye los siete planetas principales (desde Venus hasta Neptuno) como disruptores. Abajo: Júpiter es el único disruptor incluido. © Nataša Todorović y col.

Los investigadores también encontraron que los arcos más prominentes, a distancias heliocéntricas crecientes, estaban relacionados con Júpiter y más fuertemente con sus colectores puntuales de Lagrange. Todos los encuentros cercanos jovianos, modelados usando partículas de prueba, tuvieron lugar cerca del primer y segundo punto de Lagrange de Júpiter.

Luego se lanzaron unas pocas docenas de partículas al planeta en curso de colisión, pero muchas más, alrededor de 2.000, se separaron de su órbita alrededor del Sol para entrar en órbitas de escape hiperbólicas. En promedio, estas partículas alcanzaron Urano y Neptuno 38 y 46 años más tarde, respectivamente, y el más rápido llegó a Neptuno en menos de una década. La mayoría (alrededor del 70%) alcanzó una distancia de 100 unidades astronómicas (la distancia orbital media de Plutón es de 39,5 unidades astronómicas) en menos de un siglo.

La enorme influencia de Júpiter no es una gran sorpresa. De hecho, Júpiter es, después del Sol, el objeto más masivo del sistema solar. Pero las mismas estructuras serían generadas por todos los planetas, en escalas de tiempo proporcionales a sus períodos orbitales, encontraron los investigadores.

Este estudio podría ayudarnos a comprender mejor cómo se mueven los cometas y asteroides alrededor del sistema solar y la amenaza potencial que representan para la Tierra. Y, por supuesto, existe el beneficio mencionado anteriormente para futuras misiones de exploración del Sistema Solar. Pero necesitaremos comprender mejor cómo funcionan estas puertas de enlace para evitar colisiones, y no será una tarea fácil.

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» Estudios cuantitativos más detallados de las estructuras de la fase al espacio descubiertas podrían proporcionar una visión más profunda del transporte entre los dos cinturones corporales menores y la región de un planeta. Los investigadores escribieron en su artículo. » La combinación de observaciones, teoría y simulación mejorará nuestra comprensión actual de este mecanismo a corto plazo que actúa sobre poblaciones de TNO, centauros, cometas y asteroides, y fusionará este conocimiento con la imagen tradicional de la difusión caótica a largo plazo por resonancias orbitales; una tarea formidable para la amplia gama de energías consideradas », Especificar los investigadores.

La fuente : Avances científicos

Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

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Boeing envía por primera vez astronautas de la NASA a la estación espacial

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Boeing envía por primera vez astronautas de la NASA a la estación espacial

La NASA y Boeing se vieron obligadas a retirarse de un Intento de lanzamiento a la Estación Espacial Internacional. lunes debido a un problema de última hora con una válvula del cohete de la nave espacial.

La cápsula Starliner de Boeing estaba programada para despegar a las 10:34 p.m. ET desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida para su primer vuelo de prueba con tripulación. Los astronautas de la NASA Barry “Butch” Wilmore y Sunita Williams Estaban a bordo de la cápsula y atados a sus asientos cuando se canceló el intento de lanzamiento, aproximadamente dos horas antes del despegue programado.

Aún no se ha anunciado una nueva fecha de lanzamiento.

Los controladores de la misión declararon un lanzamiento «extinguido» después de que se detectara una anomalía en una válvula de oxígeno en el cohete Atlas V de United Launch Alliance, que la cápsula Starliner estaba programada para poner en órbita.

El vuelo tripulado de Starliner, cuando ocurra, será una prueba final crucial antes de que la NASA pueda autorizar a Boeing para vuelos de rutina hacia y desde la estación espacial.

Funcionarios de la NASA y Boeing dijeron que la seguridad era primordial para el primer vuelo de la nave espacial con humanos a bordo.

Este lanzamiento cancelado representa un nuevo revés para Boeing, que ya ha enfrentado años de retrasos y excesos presupuestarios con su programa Starliner. Está muy por detrás de SpaceX, que ha estado realizando misiones tripuladas hacia y desde la estación espacial para la NASA desde 2020.

El cohete Atlas V de United Launch Alliance con la nave espacial CST-100 Starliner de Boeing a bordo iluminado por reflectores en la plataforma de lanzamiento (Joel Kowsky/Nasa vía AFP - Getty Images)

El cohete Atlas V de United Launch Alliance con la nave espacial CST-100 Starliner de Boeing a bordo iluminado por reflectores en la plataforma de lanzamiento (Joel Kowsky/Nasa vía AFP – Getty Images)

La cápsula Crew Dragon de SpaceX y la nave espacial Starliner de Boeing se desarrollaron como parte del programa Commercial Crew de la NASA. La iniciativa comenzó hace más de una década, tras el retiro de los transbordadores espaciales de la agencia, para ayudar a empresas privadas a construir nuevos vehículos espaciales para llevar a los astronautas a la órbita terrestre baja.

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El primer vuelo no tripulado de Starliner en 2019 se vio frustrado por problemas de software, obligar a los controladores de la misión a acortar la prueba antes de que el vehículo pueda intentar encontrar y acoplarse a la ISS. Luego, un segundo intento se retrasó repetidamente debido a problemas en las válvulas de combustible, y no fue hasta 2022 que Boeing pudo lograr un Vuelo exitoso sin tripulación hacia y desde la estación espacial.

Este artículo fue publicado originalmente en NBCNews.com

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La ISS puede ser más visible en el cielo nocturno durante todo mayo. He aquí cómo verlo

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La ISS puede ser más visible en el cielo nocturno durante todo mayo.  He aquí cómo verlo

Si el clima está despejado esta noche, lo invitamos a salir y mirar hacia arriba en cualquier momento, una o dos horas después del atardecer.

Si tiene la suerte de estar ubicado lejos de luces brillantes, tome un sillón largo o un sillón y póngase cómodo. Una vez que tus ojos se hayan adaptado completamente a la oscuridad, podrás contar varios cientos de estrellas de distintos grados de brillo.

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Cómo un débil pulso magnético pudo haber reiniciado la evolución hace 600 millones de años

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Cómo un débil pulso magnético pudo haber reiniciado la evolución hace 600 millones de años

La investigación sugiere que el estado inusual del campo magnético de la Tierra durante el período de Ediacara podría haber influido significativamente en el desarrollo de vida compleja al alterar los niveles de oxígeno atmosférico. El estudio revela que este período experimentó el campo magnético más débil jamás registrado, lo que podría haber permitido una mayor oxigenación, sustentando formas de vida más grandes y activas. Esta mejor comprensión de la dinámica geomagnética y evolutiva ofrece una idea del potencial de vida en otros planetas. Crédito: SciTechDaily.com

La evidencia sugiere que un campo magnético débil hace millones de años podría haber impulsado la proliferación de la vida.

El período de Ediacara, que abarca aproximadamente entre 635 y 541 millones de años, fue un período crucial en la historia de la Tierra. Esto marcó una era de transformación en la que surgieron organismos multicelulares complejos, allanando el camino para la explosión de la vida.

Pero, ¿cómo se produjo esta oleada de vida y qué factores en la Tierra pudieron haber contribuido a ella?

Investigadores de la Universidad de Rochester han descubierto pruebas convincentes de que el campo magnético de la Tierra se encontraba en un estado muy inusual cuando los animales macroscópicos del período Ediacara se diversificaban y prosperaban. Su estudio, publicado en Naturaleza Comunicaciones Tierra y medio ambienteplantea la cuestión de si estas fluctuaciones en el antiguo campo magnético de la Tierra condujeron a cambios en los niveles de oxígeno que podrían haber sido cruciales para la proliferación de formas de vida hace millones de años.

Fauna de Ediacara

Investigadores de la Universidad de Rochester estudiaron el campo magnético de la Tierra durante el Período de Transformación de Ediacara, que se extendió hace aproximadamente entre 635 y 541 millones de años. La investigación plantea interrogantes sobre los factores que podrían haber impulsado la aparición de organismos multicelulares complejos, como la fauna de Ediacara, notable por su parecido con los primeros animales. Crédito: Ilustración de la Universidad de Rochester / Michael Osadciw

Según John Tarduno, profesor William Kenan, Jr. en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente, una de las formas de vida más notables del período de Ediacara fue la fauna de Ediacara. Se destacaban por su parecido con los primeros animales: algunos incluso alcanzaban más de un metro (tres pies) y eran móviles, lo que indica que probablemente necesitaban más oxígeno que las formas de vida anteriores.

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«Las ideas anteriores sobre la aparición de la espectacular fauna de Ediacara incluían factores genéticos o ecológicos, pero la proximidad con el campo geomagnético ultradébil nos motivó a revisar las cuestiones medioambientales y, en particular, la oxigenación de la atmósfera y los océanos», explica Tarduno. , quien también es decano de investigación de la Facultad de Artes y Ciencias y de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.

Los misterios magnéticos de la Tierra

Aproximadamente a 1.800 millas debajo de nosotros, el hierro líquido burbujea en el núcleo externo de la Tierra, creando el campo magnético protector del planeta. Aunque invisible, el campo magnético es esencial para la vida en la Tierra porque protege al planeta del viento solar, es decir, del flujo de radiación solar. Pero el campo magnético de la Tierra no siempre ha sido tan poderoso como lo es hoy.

Los investigadores han sugerido que un campo magnético inusualmente débil puede haber contribuido al surgimiento de la vida animal. Sin embargo, examinar el vínculo ha sido difícil debido a los datos limitados sobre la intensidad del campo magnético durante este tiempo.

Fauna de Dickinsonia Ediacaran

Huella fósil de Dickinsonia, un ejemplo de la fauna de Ediacara, encontrada en la actual Australia. Crédito: Shuhai Xiao, Virginia Tech

Tarduno y su equipo utilizaron estrategias y técnicas innovadoras para examinar la intensidad del campo magnético estudiando el magnetismo encerrado en antiguos cristales de feldespato y piroxeno de la roca anortosita. Los cristales contienen partículas magnéticas que preservan la magnetización de la formación de minerales. Al datar rocas, los investigadores pueden construir una línea de tiempo del desarrollo del campo magnético de la Tierra.

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Aproveche las herramientas de vanguardia, incluido un CO2 láser y el magnetómetro del Dispositivo de Interferencia Cuántica Superconductora (SQUID) del laboratorio, el equipo analizó con precisión los cristales y el magnetismo encerrados en su interior.

Un campo magnético débil

Sus datos indican que el campo magnético de la Tierra, en ocasiones durante el período de Ediacara, era el campo más débil conocido hasta la fecha (hasta 30 veces más débil que el campo magnético actual) y que la intensidad del campo magnético ultradébil duró al menos 26 millones de años.

Un campo magnético débil facilita que las partículas cargadas del sol eliminen átomos ligeros como el hidrógeno de la atmósfera, provocando que escapen al espacio. Si la pérdida de hidrógeno es significativa, es posible que quede más oxígeno en la atmósfera en lugar de reaccionar con el hidrógeno para formar vapor de agua. Estas reacciones pueden provocar una acumulación de oxígeno con el tiempo.

Fauna Fractofusus Ediacara

Impresión fósil de Fractofusus, un ejemplo de la fauna de Ediacara, encontrada en lo que hoy es Terranova, con un centavo canadiense cerca para escalar. Crédito: Shuhai Xiao, Virginia Tech

La investigación de Tarduno y su equipo sugiere que durante el período Ediacárico, el campo magnético ultradébil provocó una pérdida de hidrógeno durante al menos decenas de millones de años. Esta pérdida puede haber provocado una mayor oxigenación de la atmósfera y la superficie de los océanos, permitiendo el surgimiento de formas de vida más avanzadas.

Tarduno y su equipo de investigación descubrieron previamente que el campo geomagnético se recuperó durante el período Cámbrico posterior, cuando la mayoría de los grupos de animales comenzaron a aparecer en el registro fósil, y que el campo magnético protector se restableció, permitiendo que la vida floreciera.

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«Si el campo extraordinariamente débil hubiera permanecido después del Ediacara, la Tierra podría ser muy diferente del planeta rico en agua que es hoy: la pérdida de agua la habría secado gradualmente», dice Tarduno.

Dinámica básica y evolución.

El trabajo sugiere que comprender el interior de los planetas es crucial para considerar el potencial de vida más allá de la Tierra.

«Es fascinante pensar que los procesos en el núcleo de la Tierra podrían, en última instancia, estar relacionados con la evolución», dice Tarduno. «Mientras pensamos en la posibilidad de que haya vida en otros lugares, también debemos considerar cómo se forman y crecen los interiores de los planetas».

Para obtener más información sobre esta investigación, consulte Cómo el débil campo magnético de la Tierra ayudó al surgimiento de vida compleja.

Referencia: “El casi colapso del campo geomagnético puede haber contribuido a la oxigenación atmosférica y la radiación animal durante el período de Ediacara” por Wentao Huang, John A. Tarduno, Tinghong Zhou, Mauricio Ibañez-Mejia, Laércio Dal Olmo-Barbosa, Edinei Koester, Eric G. Blackman, Aleksey V. Smirnov, Gabriel Ahrendt, Rory D. Cottrell, Kenneth P. Kodama, Richard K. Bono, David G. Sibeck, Yong-Xiang Li, Francis Nimmo, Shuhai Xiao y Michael K. Watkeys, mayo 2, 2024, Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente.
DOI: 10.1038/s43247-024-01360-4

Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.

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