Una ilustración que muestra una de las naves espaciales gemelas Voyager de la NASA. Los dos Viajeros entraron en el espacio interestelar, o el espacio fuera de la heliosfera de nuestro Sol. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Mientras la Voyager 1 de la NASA estudia el espacio interestelar, sus mediciones de densidad están haciendo olas
En la escasa colección de átomos que llena el espacio interestelar, la Voyager 1 midió una serie de ondas de larga duración donde antes solo detectaba explosiones esporádicas.
Hasta hace poco, todas las naves espaciales de la historia habían tomado todas sus medidas dentro de nuestra heliosfera, la burbuja magnética inflada por nuestro Sol. Pero el 25 de agosto de 2012, NASALa Voyager 1 cambió eso. Cruzando los límites de la heliosfera, se convirtió en el primer objeto creado por el hombre en entrar y medir el espacio interestelar. Ahora, ocho años después del inicio de su viaje interestelar, escuchar atentamente los datos de la Voyager 1 brinda una nueva perspectiva de cómo se ve esta frontera.
Si nuestra heliosfera es un barco que navega por aguas interestelares, la Voyager 1 es una balsa salvavidas que acaba de caer del puente, decidida a observar las corrientes. Por ahora, todas las aguas agitadas que siente provienen principalmente de la estela de nuestra heliosfera. Pero además, sentirá los remolinos provenientes de fuentes más profundas en el cosmos. Eventualmente, la presencia de nuestra heliosfera desaparecerá por completo de sus mediciones.
Este gráfico de octubre de 20218 muestra la posición de las sondas Voyager 1 y Voyager 2 en relación con la heliosfera, una burbuja protectora creada por el Sol que se extiende mucho más allá de la órbita de Plutón. La Voyager 1 pasó a través de la heliopausa, o el borde de la heliosfera, en 2012. La Voyager 2 todavía se encuentra en la heliopausa, o la parte más externa de la heliosfera. (De la NASA La nave espacial Voyager 2 ingresó al espacio interestelar en noviembre de 2018.) Créditos: NASA / JPL-Caltech
«Tenemos algunas ideas sobre qué tan lejos tendrá que llegar la Voyager para comenzar a ver aguas interestelares más puras, por así decirlo», dijo Stella Ocker, estudiante de doctorado en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, y la última miembro de la Voyager. equipo. «Pero no sabemos exactamente cuándo llegaremos a ese punto».
El nuevo estudio de Ocker, publicado el lunes en Astronomía de la naturaleza, informa sobre lo que puede ser la primera medición continua de la densidad material en el espacio interestelar. «Esta detección nos ofrece una nueva forma de medir la densidad del espacio interestelar y abre una nueva vía para que exploremos la estructura del medio interestelar muy cercano», dijo Ocker.
La nave espacial Voyager 1 de la NASA capturó estos sonidos del espacio interestelar. Viajar 1 plasma El instrumento de ondas detectó vibraciones de plasma interestelar denso, o gas ionizado, de octubre a noviembre de 2012 y de abril a mayo de 2013. Crédito: NASA /JPL-Caltech
Cuando imaginamos la sustancia entre las estrellas (los astrónomos lo llaman el «medio interestelar», una sopa que se extiende de partículas y radiación), podríamos reinventar un entorno tranquilo, silencioso y sereno. Sería un error.
«Usé la frase ‘el medio interestelar silencioso’, pero puedes encontrar muchos lugares que no son particularmente silenciosos», dijo Jim Cordes, físico espacial de Cornell y coautor del artículo.
Como el océano, el medio interestelar está lleno de olas turbulentas. Los más grandes provienen de la rotación de nuestra galaxia, ya que el espacio se frota contra sí mismo y crea ondas a decenas de años luz de distancia. Olas más pequeñas (pero aún gigantes) surgen de las explosiones de supernovas, que abarcan miles de millones de millas de pico a pico. Las ondas más pequeñas generalmente se originan en nuestro propio Sol, ya que las erupciones solares envían ondas de choque a través del espacio que impregnan la pared de nuestra heliosfera.
Estas olas rompientes revelan pistas sobre la densidad del medio interestelar, un valor que afecta nuestra comprensión de la forma de nuestra heliosfera, la formación de estrellas e incluso nuestra propia ubicación en la galaxia. Cuando estas ondas reverberan a través del espacio, hacen vibrar los electrones a su alrededor, que suenan a frecuencias características dependiendo de su grado de apilamiento. Cuanto mayor sea el tono de este timbre, mayor será la densidad de electrones. El subsistema de ondas de plasma de la Voyager 1, que incluye dos antenas de «orejas de conejo» que sobresalen 30 pies (10 metros) detrás de la nave espacial, fue diseñado para escuchar este tono de llamada.
Una ilustración de la nave espacial Voyager de la NASA que muestra las antenas utilizadas por el subsistema de ondas de plasma y otros instrumentos. Crédito: NASA / JPL-Caltech
En noviembre de 2012, tres meses después de dejar la heliosfera, la Voyager 1 escuchó por primera vez sonidos interestelares (ver video arriba). Seis meses después, sonó otro «silbido», esta vez más fuerte y aún más alto. El medio interestelar parecía volverse más grueso y más rápido.
Estos silbidos momentáneos continúan a intervalos irregulares en los datos de la Voyager hoy. Es una excelente manera de estudiar la densidad del medio interestelar, pero requiere un poco de paciencia.
«Solo se veían una vez al año, por lo que confiar en este tipo de eventos fortuitos significaba que nuestro mapa de densidad espacial interestelar era bastante escaso», dijo Ocker.
Ocker se propuso encontrar una medida común de la densidad del medio interestelar para llenar los vacíos, una medida que no depende de ondas de choque ocasionales que se propagan desde el Sol. Después de filtrar los datos de la Voyager 1, buscando señales débiles pero consistentes, encontró un candidato prometedor. Comenzó a recuperarse nuevamente a mediados de 2017, justo en el momento de otro silbido.
«Es prácticamente un tono», dijo Ocker. «Y con el tiempo, lo escuchamos cambiar, pero la forma en que se mueve la frecuencia nos dice cómo cambia la densidad».
Los eventos de oscilación de plasma débiles pero casi continuos, visibles como una delgada línea roja en este gráfico / tk, conectan eventos más fuertes en los datos del subsistema de ondas de plasma de la Voyager 1. La imagen alterna entre gráficos que muestran solo señales fuertes (fondo azul) y datos filtrados que muestran señales más débiles. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Stella Ocker
Ocker llama a la nueva señal una emisión de ondas de plasma, y también parece rastrear la densidad del espacio interestelar. Cuando aparecieron los silbidos agudos en los datos, el tono de la transmisión sube y baja con ellos. La señal también se parece a la que se ve en la atmósfera superior de la Tierra, que se sabe que rastrea la densidad de electrones allí.
“Es realmente emocionante porque podemos muestrear regularmente la densidad en una extensión de espacio muy larga, la extensión de espacio más larga que tenemos hasta ahora”, dijo Ocker. «Esto nos proporciona el mapa más completo de la densidad y el medio interestelar visto por la Voyager».
Según la señal, la densidad de electrones alrededor de la Voyager 1 comenzó a aumentar en 2013 y alcanzó sus niveles actuales a mediados de 2015, un aumento de aproximadamente 40 veces en la densidad. La nave espacial parece estar en un rango de densidad similar, con algunas fluctuaciones, en todo el conjunto de datos que analizaron y que terminó a principios de 2020.
Ocker y sus colegas actualmente están tratando de desarrollar un modelo físico de cómo se produce la emisión de ondas de plasma que será clave para interpretarlo. Mientras tanto, el subsistema de ondas de plasma de la Voyager 1 continúa enviando datos cada vez más lejos de casa, donde cada nuevo descubrimiento tiene el potencial de hacernos reinventar nuestro hogar en el cosmos.
Para obtener más información sobre esta investigación, lea En un vacío del espacio a 14 mil millones de kilómetros de distancia, la Voyager I detecta el «zumbido» de las ondas de plasma.
Referencia: «Ondas de plasma persistentes en el espacio interestelar detectadas por la Voyager 1» por Stella Koch Ocker, James M. Cordes, Shami Chatterjee, Donald A. Gurnett, William S. Kurth y Steven R. Spangler, 10 de mayo de 2021, Astronomía de la naturaleza. DOI: 10.1038 / s41550-021-01363-7
La nave espacial Voyager fue construida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que continúa operando ambos. JPL es una división de Caltech en Pasadena. Las misiones Voyager son parte del Observatorio del Sistema Heliofísico de la NASA, patrocinado por la División de Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas en Washington.
La NASA ha lanzado dos nuevas películas que muestran observaciones cambiantes de dos fuentes bien conocidas en el cielo: Casiopea A y la Nebulosa del Cangrejo. Los dos protagonistas son los restos de estrellas masivas que se convirtieron en supernovas en nuestra galaxia. Los vídeos a intervalos condensan 20 años de datos del telescopio de rayos X Chandra en sólo 20 segundos espectaculares.
La explosión que creó la Nebulosa del Cangrejo apareció en nuestro cielo hace casi 1.000 años, en 1054. Fue reportada por astrónomos chinos y muchos otros en todo el mundo (la falta de menciones en Europa podría tener que ver con la Iglesia Católica). La supernova dejó un púlsar y Chandra pudo rastrear los cambios muy energéticos alrededor de este objeto extremo entre 2000 y 2022.
Esto ya es extraordinario, y se realizarán aún más observaciones, ya que el chorro visible en las observaciones de 2022 será rastreado nuevamente a finales de este año.
El púlsar en el centro de la Nebulosa del Cangrejo visto a lo largo del tiempo.
Crédito de la imagen: NASA/CXC/SAO; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/J. Schmidt, J. Major, A. Jubett, K. Arcand
Cassiopeia A es un remanente de supernova mucho más joven. Era visible desde la Tierra hace 340 años y Chandra también lo ha estado observando desde 2000. Las observaciones anteriores que mostraban sus cambios se centraban en el período de 2000 a 2013, pero en el nuevo lapso de tiempo esto se ha extendido hasta 2018. Las ondas de choque son visibles en observaciones, donde las partículas se aceleran y emiten rayos X.
Casiopea A tiene una estrella de neutrones en su corazón, descubierta por Chandra poco después del lanzamiento del telescopio en 1999. Las observaciones fueron esenciales para ayudarnos a comprender mejor cómo las estrellas se convierten en supernovas y cómo se forman estrellas de neutrones y púlsares regulares durante este proceso.
Crédito de la imagen: NASA/CXC/SAO; Óptica: NASA/STScI; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/J. Mayor, A. Jubett, K. Arcan
Las imágenes de Cassiopeia A fueron reprocesadas recientemente con una nueva técnica que llevó la aguda visión de Chandra al límite. Las dos nuevas películas muestran la capacidad de Chandra para demostrar observaciones y datos capturados durante un período humano.
Corea del Sur envía su primer satélite espía a órbita el 2 de diciembre desde la Estación Espacial Vandenberg de California. (Espacio X)
Corea del Sur se está preparando para establecer un centro de seguridad espacial bajo el Servicio de Inteligencia Nacional.
Como parte de las revisiones del decreto presidencial que entró en vigor el martes, el NIS gestionará el Centro Nacional de Seguridad Espacial, dedicado a actividades de inteligencia relacionadas con el sector espacial.
Con el lanzamiento del centro, la agencia de espionaje del país tendrá la autoridad para responder a las amenazas a los activos y sistemas espaciales del país y otras amenazas enemigas en el dominio espacial, además de recopilar y analizar inteligencia espacial.
El NIS desarrollará y difundirá tecnologías para mejorar la seguridad espacial, y su director asumirá funciones relacionadas con el Centro de Operaciones de Satélites de Corea junto con el ministro de Ciencia, según el decreto revisado.
El decreto revisado también otorga a la agencia de espionaje la autoridad para participar en las operaciones de los dos satélites de reconocimiento militar de Corea del Sur y otros activos espaciales.
Las últimas revisiones de la orden ejecutiva presidencial sobre seguridad espacial se realizaron para aclarar el alcance de los programas de la agencia de espionaje ampliados mediante una enmienda a la Ley del Servicio Nacional de Inteligencia en diciembre de 2020. La enmienda añadió espacio de seguridad al papel y las responsabilidades de la agencia.
Oficiales militares de Corea del Sur dicen que Corea del Norte podría enviar nuevos satélites espías al espacio después de que el primero fuera puesto en órbita con éxito en noviembre pasado.
Aunque Shin Won-sik, jefe de defensa de Seúl, no cree que el único satélite de reconocimiento militar de Corea del Norte sea capaz de llevar a cabo «actividades de espionaje significativas», los futuros satélites podrían equiparse con capacidades mejoradas con la ayuda de Rusia.
En una cumbre celebrada en septiembre del año pasado, Rusia dijo que proporcionaría a Corea del Norte tecnologías espaciales como parte de la ampliación de la cooperación militar entre los dos países.
Resumen: El sesgo de actualidad en la memoria de trabajo está intrínsecamente vinculado al sesgo de tendencia central, lo que proporciona una explicación unificada para estos fenómenos cognitivos generalizados. El estudio utilizó un nuevo modelo de red para simular cómo estos sesgos podrían surgir de los mismos mecanismos neuronales.
Este modelo, que refleja los comportamientos de la memoria humana y animal, indica que los errores de memoria debidos a entradas recientes pueden conducir naturalmente a un promedio de experiencias pasadas. Esta investigación, que combina modelos teóricos y datos experimentales, no sólo aclara la relación entre estos sesgos, sino que también ofrece nuevos conocimientos sobre cómo nuestro cerebro procesa y recuerda la información sensorial.
Reflejos:
Modelo unificado: El estudio introdujo un modelo de red neuronal que explica tanto los sesgos de actualidad como los de tendencia central a través de un único mecanismo, desafiando la noción previamente aceptada de que eran fenómenos distintos.
Base neuronal: El modelo se basa en la dinámica de la corteza parietal posterior, que influye en la recuperación de la memoria y el procesamiento sensorial, lo que ilustra cómo los recuerdos recientes pueden distorsionar la percepción hacia un promedio.
Impacto práctico: Los hallazgos tienen implicaciones prácticas para comprender los procesos cognitivos y podrían conducir a mejores estrategias para combatir los sesgos relacionados con la memoria en entornos clínicos y cotidianos.
Fuente: Centro de visitantes de Sainsbury
Los neurocientíficos han revelado que el sesgo de actualidad en la memoria de trabajo conduce naturalmente a un sesgo de tendencia central, un fenómeno en el que los juicios de las personas (y de los animales) están sesgados hacia el promedio de observaciones anteriores. Sus hallazgos podrían proporcionar una idea de por qué el fenómeno es tan omnipresente.
Investigadores del laboratorio Akrami del Sainsbury Wellcome Centre de la UCL y del laboratorio Clopath del Imperial College de Londres han desarrollado un modelo de red con un módulo de memoria de trabajo y otro que tiene en cuenta historias sensoriales.
Se cree que este sesgo es una estrategia cerebral destinada a procesar patrones estadísticos de información sensorial, formulada mediante computación bayesiana. Crédito: Noticias de neurociencia
El estudio, publicado en eVidadescribe cómo el modelo muestra que los circuitos neuronales pueden dar lugar a sesgos de actualidad y tendencia central simultáneamente a través de un mecanismo único.
“Los psicólogos observaron por primera vez el sesgo de tendencia central hace más de un siglo, pero asumieron que era un fenómeno separado del reciente. Nuestros resultados implican que estos dos sesgos están más vinculados de lo que se pensaba anteriormente”, dijo Vezha Boboeva, investigadora principal del Sainsbury Wellcome Center y primera autora del artículo.
El sesgo de tendencia central, también llamado sesgo de contracción, es un fenómeno generalizado. Imagine que se le muestra una barra de una longitud determinada y se le pide que reproduzca esa misma barra, recuperada de su memoria.
Lo que solemos hacer es memorizar la longitud, en función del tamaño de la barra, recordando las barras más largas como más cortas y las más cortas como más largas. Por lo tanto, consideramos que la longitud de la barra está más cerca del promedio del rango de lo que realmente está.
El fenómeno también ocurre en otros animales, incluidos primates no humanos y roedores, y también ocurre con otras modalidades, como amplitudes y frecuencias de sonido.
Se cree que este sesgo es una estrategia cerebral destinada a procesar patrones estadísticos de información sensorial, formulada mediante computación bayesiana.
El sesgo de actualidad, también conocido como sesgo de historia a corto plazo, ocurre cuando no recuerdas un estímulo determinado porque el recuerdo del estímulo anterior permanece en tu mente.
Para comprender los procesos neuronales subyacentes tanto a los sesgos de tendencia central como de recencia, neurocientíficos de SWC y el Imperial College de Londres estudiaron los fenómenos en un modelo de red neuronal, fuertemente inspirado en resultados anteriores de roedores y experimentos con la memoria de trabajo humana.
“Mi investigación postdoctoral anterior demostró que la desactivación de la corteza parietal posterior (PPC) atenuaba el sesgo de contracción en ratas que realizaban una tarea de memoria de trabajo.
«También descubrimos que los sesgos debidos a recuerdos persistentes de ensayos anteriores se redujeron cuando se apagó el PPC, lo que sugiere que estos dos mecanismos podrían estar relacionados entre sí», explicó la líder del grupo Athena Akrami en SWC y autora correspondiente del artículo.
A partir de esta investigación, Boboeva y su equipo desarrollaron un modelo de red que replica resultados experimentales anteriores. En el modelo, los efectos históricos a corto plazo ocurren debido a que las entradas de PPC tienen una escala de tiempo de integración más lenta, así como a la adaptación de la tasa de despido.
«El modelo muestra que una vez que se cometen errores en la memoria de trabajo debido a estos recuerdos persistentes, surge naturalmente un sesgo de contracción, sin necesidad de hacer más suposiciones sobre el promedio sensorial histórico», explicó Boboeva.
Es importante destacar que este nuevo modelo unificador hizo predicciones específicas sobre cómo las estadísticas sensoriales afectan el rendimiento. Los investigadores utilizaron herramientas en línea para probar y verificar estas predicciones mediante la realización de experimentos psicofísicos con participantes humanos.
Los próximos pasos son probar las predicciones del modelo sobre la dinámica neuronal volviendo a analizar los conjuntos de datos existentes y recopilando nuevos datos neuronales.
Fondos: Esta investigación fue financiada por BBSRC BB/N013956/1, BB/N019008/1, Wellcome Trust 200790/Z/16/Z, Simons Foundation 564408, EPSRC EP/R035806/1, Gatsby Charitable Foundation GAT3755 y Wellcome Trust 219627/Z / . 19/Z.
Sobre esta noticia de la investigación sobre memoria y neurociencia
Autor: Abril Cashin-Garbutt Fuente: Centro de visitantes de Sainsbury Contactar: April Cashin-Garbutt – Centro de bienvenida de Sainsbury's Imagen: La imagen está acreditada a Neuroscience News.
El sesgo de tendencia central, o sesgo de contracción, es un fenómeno en el que el juicio sobre la magnitud de los elementos almacenados en la memoria de trabajo parece estar sesgado hacia el promedio de observaciones pasadas.
El cerebro la considera una estrategia óptima y generalmente se considera una expresión de la capacidad del cerebro para aprender la estructura estadística de la información sensorial. Por otro lado, los sesgos de actualidad, como la dependencia serial, también se observan comúnmente y se cree que reflejan el contenido de la memoria de trabajo.
Los resultados recientes de una tarea de comparación auditiva retrasada en ratas sugieren que los dos sesgos pueden estar más relacionados de lo que se pensaba anteriormente: cuando se inhibió la corteza parietal posterior (PPC), se redujeron los sesgos a corto plazo y de contracción.
Al proponer un modelo de los circuitos que pueden estar implicados en la generación de la conducta, mostramos que el contenido volátil de la memoria de trabajo que probablemente se desplace hacia experiencias sensoriales pasadas (produciendo sesgos de la historia sensorial a corto plazo) conduce naturalmente a un sesgo de contracción.
Los errores, que ocurren a nivel de pruebas individuales, se toman de toda la distribución de estímulos y no se deben a un cambio gradual de la memoria hacia la media de la distribución sensorial.
Nuestros resultados son consistentes con un amplio conjunto de hallazgos conductuales y proporcionan predicciones del desempeño en diferentes distribuciones y tiempos de estímulos, intervalos de retraso, así como dinámicas neuronales en áreas supuestas de la memoria de trabajo.
Finalmente, validamos nuestro modelo realizando una serie de experimentos psicofísicos en humanos en una tarea de memoria de trabajo paramétrica auditiva.
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