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El telescopio espacial James Webb captura el final de la formación del planeta

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El telescopio espacial James Webb captura el final de la formación del planeta

Una impresión artística adecuada para mostrar el gas que se dispersa desde un disco de formación de planetas. Crédito: ESO/M. Presagio de Korn

El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ayuda a los científicos a descubrir cómo se forman los planetas al mejorar la comprensión de sus lugares de nacimiento y los discos circunestelares que rodean a las estrellas jóvenes.


en un papel publicado dentro La revista astronómica., un equipo de científicos, dirigido por Naman Bajaj de la Universidad de Arizona e incluido el Dr. Uma Gorti del Instituto SETI, tomó imágenes por primera vez de los vientos de un antiguo disco de formación de planetas (aún muy joven en relación con el sol). que está dispersando activamente su contenido gaseoso. Ya se han fotografiado el disco, pero no los vientos de los discos antiguos. Saber cuándo se dispersa el gas es importante porque limita el tiempo que les queda a los planetas nacientes para consumir gas de su entorno.

En el centro de este descubrimiento está la observación de TCha, una estrella joven (relativa al Sol) envuelta por un disco erosionado que destaca por su gran agujero de polvo, de aproximadamente 30 unidades astronómicas de radio. Por primera vez, los astrónomos han fotografiado el gas que se dispersa (llamado viento) utilizando las cuatro líneas de los gases raros neón (Ne) y argón (Ar), una de las cuales es la primera detección en un disco en formación de un planeta. las imagenes de [Ne II] muestran que el viento proviene de una amplia región del disco.

El equipo, todos miembros de un programa JWST dirigido por Ilaria Pascucci (Universidad de Arizona), también quiere saber cómo se lleva a cabo este proceso para comprender mejor la historia y el impacto en nuestro sistema solar.

«Estos vientos podrían ser impulsados ​​por fotones estelares de alta energía (luz estelar) o por el campo magnético que entreteje el disco que forma el planeta», dijo Bajaj.

La Dra. Gorti del Instituto SETI ha estado investigando la dispersión del disco durante décadas, y ella y su colega predijeron la fuerte emisión de argón que ahora ha detectado el JWST. Está “emocionada de poder finalmente desenredar las condiciones físicas del viento para entender cómo despegan”.

Los sistemas planetarios como nuestro sistema solar parecen contener más objetos rocosos que objetos ricos en gas. Alrededor de nuestro Sol, se incluyen los planetas interiores, el cinturón de asteroides y el cinturón de Kuiper. Pero los científicos saben desde hace mucho tiempo que los discos que forman los planetas inicialmente tienen una masa 100 veces mayor en el gas que en los sólidos, lo que plantea una pregunta apremiante: ¿cuándo y cómo la mayor parte del gas abandona el disco/sistema?

Durante las primeras etapas de la formación del sistema planetario, los planetas se fusionan en un disco giratorio de gas y polvo diminuto alrededor de la joven estrella. Estas partículas se agrupan y forman piezas cada vez más grandes llamadas planetesimales. Con el tiempo, estos planetesimales chocan y se pegan, formando finalmente planetas. El tipo, tamaño y ubicación de los planetas que se forman dependen de la cantidad de material disponible y de cuánto tiempo permanece en el disco. Por tanto, el resultado de la formación de planetas depende de la evolución y dispersión del disco.

El mismo grupo, en otro artículo dirigido por el Dr. Andrew Sellek del Observatorio de Leiden, realizó simulaciones de la dispersión causada por fotones estelares para diferenciar entre los dos. Comparan estas simulaciones con observaciones reales y descubren que la dispersión por fotones estelares de alta energía puede explicar las observaciones y, por lo tanto, no se puede descartar.

El Dr. Sellek describió cómo “medir las cuatro líneas simultáneamente con JWST resultó crucial para determinar las propiedades del viento y nos ayudó a demostrar que se dispersan cantidades significativas de gas”.

Para poner las cosas en contexto, los investigadores calculan que la masa que se dispersa cada año equivale a la de la Luna. Un artículo complementario, actualmente en revisión por La revista astronómica.detallará estos resultados.

EL [Ne II] Esta línea fue descubierta por primera vez hacia varios discos de formación de planetas en 2007 con el Telescopio Espacial Spitzer y rápidamente fue identificada como un trazador de viento por el Profesor Pascucci, líder del proyecto en la Universidad de Arizona; Esto transformó los esfuerzos de investigación centrados en comprender la dispersión de gases en los discos. El descubrimiento de soluciones resueltas espacialmente [Ne II] y la primera detección de [Ar III] El uso de JWST podría convertirse en el siguiente paso hacia la transformación de nuestra comprensión de este proceso.

«Utilizamos el neón por primera vez para estudiar los discos de formación de planetas hace más de una década, probando nuestras simulaciones por computadora con datos de Spitzer y nuevas observaciones obtenidas con el VLT de ESO», dijo el profesor Richard Alexander de la Facultad de Física y Física de la Universidad de Leicester. Astronomía. Aprendimos mucho, pero estas observaciones no nos permitieron medir la masa perdida por los discos. Los nuevos datos JWST son espectaculares y poder resolver los vientos del disco en las imágenes es algo que nunca creí posible. Con más observaciones como esta por venir, JWST nos permitirá comprender los sistemas planetarios jóvenes como nunca antes. »

Además, el grupo también descubrió que el disco interno de T Cha evoluciona en escalas de tiempo muy cortas, varias décadas; encuentran que el espectro JWST de T Cha difiere del espectro anterior de Spitzer. Según Chengyan Xie de la Universidad de Arizona, autor principal de este trabajo en curso, esta discrepancia podría explicarse por un pequeño disco interno asimétrico que perdió parte de su masa en sólo 17 años. Junto con otros estudios, esto también sugiere que el disco T Cha se encuentra al final de su evolución.

Xie añade: “Es posible que podamos presenciar la dispersión de toda la masa de polvo en el disco interno de T Cha durante nuestra vida. »

Las implicaciones de estos hallazgos ofrecen nuevos conocimientos sobre las complejas interacciones que conducen a la dispersión de gases y polvos esenciales para la formación de planetas. Al comprender los mecanismos detrás de la dispersión de los discos, los científicos pueden predecir mejor el momento y los entornos favorables para el nacimiento de los planetas. El trabajo del equipo demuestra el poder de JWST y abre una nueva vía en la exploración de la dinámica de la formación de planetas y la evolución de los discos circunestelares.

Los datos utilizados en este trabajo se adquirieron con el instrumento JWST/MIRI a través del programa PID 2260 del Ciclo 1 de Observadores Generales (PI: I. Pascucci). El equipo de investigación incluye a Naman Bajaj (estudiante de posgrado), la profesora Ilaria Pascucci, la Dra. Uma Gorti, el profesor Richard Alexander, el Dr. Andrew Sellek, la Dra. Jane Morrison, el profesor Andras Gaspar, la profesora Cathie Clarke, Chengyan Xie (estudiante de posgrado) y la Dra. Giulia Ballabio y Dingshan Deng (estudiante de posgrado).

Más información:
Naman S. Bajaj et al, Observaciones de JWST MIRI MRS T Cha: descubrimiento de un viento de disco resuelto espacialmente, La revista astronómica. (2024). DOI: 10.3847/1538-3881/ad22e1

Desarrollado por el Instituto SETI

Cita: El telescopio espacial James Webb captura el final de la formación de planetas (4 de marzo de 2024) recuperado el 5 de marzo de 2024 de https://phys.org/news/2024-03-james-webb-space-telescope-captures.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Excepto para uso legítimo para estudios privados o fines de investigación, ninguna parte puede reproducirse sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente a título informativo.

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Los astronautas despegarán desde Cabo Cañaveral en su primer vuelo espacial tripulado en casi 56 años.

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Los astronautas despegarán desde Cabo Cañaveral en su primer vuelo espacial tripulado en casi 56 años.

TAMPA, Fla. (WFLA) – Por primera vez en más de medio siglo, los astronautas despegarán de la estación espacial en Cabo Cañaveral, Florida, la próxima semana.

Si todo va según lo planeado, la nave espacial Boeing Starliner en un cohete Atlas V se lanzará desde Cabo Cañaveral, lo que será la primera vez que humanos despeguen desde la estación espacial en casi 56 años.

La última vez que se lanzó un ser humano al espacio desde Ciudad del Cabo fue a bordo del Apolo 7 en 1968.

Los dos astronautas de la NASA asignados al primer vuelo espacial tripulado de Boeing, Butch Wilmore y Suni Williams, llegaron a su sitio de lanzamiento la semana pasada, poco más de una semana antes de su despegue programado para el 6 de mayo.

Wilmore y Williams volaron desde Houston al Centro Espacial Kennedy el 25 de abril y servirán como pilotos de pruebas para la cápsula Starliner de Boeing, que hace su debut con tripulación después de años de retrasos.

El Starliner, que despegará el viernes sobre un cohete Atlas, volará a la Estación Espacial Internacional para un crucero de prueba de una semana. Boeing está tratando de alcanzar a SpaceX, que lanza astronautas para la NASA desde 2020.

En los dos vuelos de prueba anteriores del Starliner de Boeing no había nadie a bordo. El primero, en 2019, no he aprobado a la estación espacial debido a problemas de software y otros. boeing repetí la demostración en 2022. Más recientemente, la cápsula era presa por problemas con los paracaídas y cinta inflamable que hubo que retirar.

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Wilmore enfatizó que se trataba de un vuelo de prueba destinado a descubrir todo lo que estaba mal.

“¿Esperamos que esto salga perfecto? Este es el primer vuelo humano de la nave espacial”, dijo a los periodistas. «Estoy seguro de que descubriremos cosas». Por eso hacemos esto.

La NASA contrató a SpaceX y Boeing hace una década, pagándoles miles de millones de dólares para transportar astronautas hacia y desde la estación espacial. La agencia espacial todavía quiere tener dos cápsulas para sus astronautas, incluso si la estación espacial cerrará en 2030.

«Es de vital importancia», señaló Wilmore.

Wilmore y Williams serán los primeros astronautas en viajar en un cohete Atlas desde el Proyecto Mercurio de la NASA a principios de los años 1960.

La Prensa Asociada contribuyó a este informe.

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El sol arde cerca de una erupción solar de Clase X: la llamarada M9,5 provoca cortes de radio en todo el Pacífico (vídeo)

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El sol arde cerca de una erupción solar de Clase X: la llamarada M9,5 provoca cortes de radio en todo el Pacífico (vídeo)

Anoche (30 de abril), el sol desató una llamarada solar extremadamente poderosa, provocando cortes de radio generalizados en toda la región del Pacífico. La erupción alcanzó su punto máximo a las 19:46 EDT (23:46 GMT) y terminó poco después a las 19:58 EDT (23:58 GMT).

Erupciones solares son erupciones de el solque emiten intensas ráfagas de radiación electromagnética. Se crean cuando la energía magnética se acumula en la atmósfera solar y se libera. Las erupciones solares se clasifican por tamaño en grupos de letras, siendo la clase X la más potente. Luego están las bengalas de Clase M que son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase X, seguidas por las bengalas de Clase C que son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase M, las bengalas de Clase B son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase C y finalmente, las bengalas de Clase A que son 10 veces más débiles que las bengalas de Clase B y tienen sin consecuencias notables en la Tierra.

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Los científicos miden por primera vez los rayos X emitidos por rayos ascendentes particularmente peligrosos: ScienceAlert

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Los científicos miden por primera vez los rayos X emitidos por rayos ascendentes particularmente peligrosos: ScienceAlert

La forma en que pensamos sobre los rayos tiende a ser algo direccional. Desciende del cielo en nítidos chorros eléctricos, el símbolo mismo del poder de la tormenta.

Pero no siempre caen rayos, y los científicos acaban de realizar una primera medición que puede ayudarnos a comprender cómo se forma esta poderosa fuerza de la naturaleza.

En cierto tipo de rayo que cae hacia el cielo, llamado rayo positivo ascendente, un equipo dirigido por el astrofísico Toma Oregel-Chaumont del Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL) detectó y midió directamente la emisión de rayos x.

Los relámpagos positivos ascendentes son un tipo de relámpagos que comienzan con líderes cargados negativamente en un punto de gran altitud y se elevan gradualmente hacia el cielo para conectarse con una nube de tormenta antes de transferir una carga positiva al suelo. Y la detección de rayos X podría ayudar a mitigar los daños causados ​​por los rayos en todo el mundo.

«A nivel del mar, los rayos ascendentes son raros, pero podrían convertirse en el tipo dominante en altitudes elevadas». Oregel-Chaumont dice. «También pueden ser más dañinos porque durante un destello ascendente, el rayo permanece en contacto con una estructura por más tiempo que durante un destello descendente, dándole más tiempo para transferir la carga eléctrica».

Los rayos X son un conocido acompañamiento de los rayos. Los detectamos en destellos descendentes, de nube a tierra, y en destellos provocados por llamaradas, ambos durante la fase descendente negativa del aguijón líder. Y esto se detectó en la fase pico de relámpagos negativos ascendentes.

Pero según Oregel-Chaumont y su equipo, la detección de rayos X en la fase máxima de cuatro destellos positivos ascendentes que se originan en la Torre Säntis en Suiza es una nueva herramienta para comprender los rayos.

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«El mecanismo real por el cual los rayos se inician y propagan sigue siendo un misterio». ellos explican. «La observación de destellos ascendentes desde grandes estructuras como la Torre Säntis permite correlacionar las mediciones de rayos X con otras cantidades medidas simultáneamente, como observaciones por vídeo de alta velocidad y corrientes eléctricas».

Torre Santis en los Alpes de Appenzell. (EPFL)

La Torre Säntis tiene una ubicación privilegiada para el estudio de los rayos. Diseñada y utilizada como torre de telecomunicaciones y estación de monitoreo meteorológico, la estructura de 124 metros de altura (407 pies) se encuentra en la cima del Monte Säntis de 2.502 metros (8.209 pies) en los Alpes de Appenzell.

Sobresaliendo como un dedo en el cielo, es un objetivo principal para los rayos; de hecho, rayos de electricidad lo alcanzan unas 100 veces al año.

Debido a que es tan alto y tiene una vista clara desde las montañas cercanas, es un lugar excelente para registrar y analizar el comportamiento de los rayos. Los investigadores capturaron sus cuatro destellos ascendentes utilizando cámaras de alta velocidad; Incluso se grabó un destello a una impresionante velocidad de 24.000 fotogramas por segundo.

Estas cámaras permitieron a los investigadores diferenciar entre destellos ascendentes positivos que emiten rayos X y aquellos que no. La emisión de rayos X es muy breve, desaparece en el primer milisegundo después de la formación del líder y se correlaciona con cambios muy rápidos en el campo eléctrico, así como con la velocidad a la que cambia la corriente.

Según los investigadores, esto tiene implicaciones para mitigar el alcance de la destrucción causada por los rayos en las estructuras humanas.

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“Como físico, me gusta poder entender la teoría detrás de las observaciones, pero esta información también es importante para entender los rayos desde una perspectiva técnica” Oregel-Chaumont dice.

«Cada vez más estructuras de gran altitud, como turbinas eólicas y aviones, se construyen con materiales compuestos. Estos son menos conductores que metales como el aluminio, por lo que se calientan más, lo que los hace vulnerables a los daños causados ​​por los rayos dirigidos hacia arriba».

La investigación del equipo fue publicada en Informes científicos.

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