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Evidencia de un impacto gigante en el sistema estelar cercano que destruye la atmósfera de un planeta

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Un equipo dirigido por el MIT ha descubierto evidencia de un impacto gigante en el cercano sistema estelar HD 17255, en el que un planeta del tamaño de la Tierra en la Tierra y un impactador más pequeño probablemente chocaron al menos hace 200.000 años, desgarrando parte de la atmósfera de un planeta. Crédito: Mark A. Garlick

Estos aplastamientos planetarios son probablemente comunes en los sistemas solares jóvenes, pero no se han observado directamente.

Los sistemas planetarios jóvenes suelen experimentar dolores de crecimiento extremos cuando los cuerpos de los bebés chocan y se fusionan para formar planetas cada vez más grandes. En nuestro propio sistema solar, se cree que la Tierra y la Luna son productos de este tipo de impacto gigante. Los astrónomos asumen que tales aplastamientos deberían ser comunes en los primeros sistemas, pero han sido difíciles de observar alrededor de otras estrellas.

Ahora los astrónomos de CON, la Universidad Nacional de Irlanda en Galway, la Universidad de Cambridge y otros lugares han descubierto evidencia de un impacto gigante que ocurrió en un sistema estelar cercano, a solo 95 años luz de la Tierra. La estrella, llamada HD 172555, tiene alrededor de 23 millones de años y los científicos sospechan que su polvo tiene rastros de una colisión reciente.

El equipo dirigido por el MIT observó nueva evidencia de un impacto gigante alrededor de la estrella. Determinaron que la colisión probablemente ocurrió entre un planeta terrestre del tamaño de la Tierra y un impactador más pequeño hace al menos 200.000 años, a velocidades de 10 kilómetros por segundo, o más, 22.000 millas por hora.

Es importante destacar que detectaron gas que indica que un impacto tan rápido probablemente lavó parte de la atmósfera del planeta más grande, un evento dramático que explicaría el gas y el polvo observados alrededor de la estrella. Los resultados, publicados hoy en La naturaleza, representan la primera detección de este tipo.

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«Esta es la primera vez que detectamos este fenómeno, el de una atmósfera protoplanetaria desnuda durante un impacto gigante», dice la autora principal Tajana Schneiderman, estudiante de posgrado en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas y planetas del MIT. “Todo el mundo está interesado en ver un impacto gigante porque esperamos que sea común, pero no tenemos pruebas de ello en muchos sistemas. Ahora tenemos información adicional sobre estas dinámicas.

Una señal clara

La estrella HD 172555 ha sido objeto de intriga entre los astrónomos debido a la inusual composición de su polvo. Las observaciones de los últimos años han demostrado que el polvo de estrellas contiene grandes cantidades de minerales inusuales, en granos mucho más finos de lo que los astrónomos podrían esperar de un disco de escombros estelar típico.

“Debido a estos dos factores, el HD 172555 se consideró este extraño sistema”, explica Schneiderman.

Ella y sus colegas se preguntaron qué podría revelar el gas sobre el historial de impactos del sistema. Revisaron los datos recopilados por ALMA, el Atacama Large Millimeter Array en Chile, que incluye 66 radiotelescopios cuyo espaciado se puede ajustar para aumentar o disminuir la resolución de sus imágenes. El equipo examinó datos en los archivos públicos de ALMA en busca de signos de monóxido de carbono alrededor de estrellas cercanas.

“Cuando la gente quiere estudiar el gas en los discos de escombros, el monóxido de carbono suele ser el más brillante y, por lo tanto, el más fácil de encontrar”, explica Schneiderman. “Así que volvimos a mirar los datos de monóxido de carbono para HD 172555 porque era un sistema interesante. «

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Con un análisis cuidadoso, el equipo pudo detectar monóxido de carbono alrededor de la estrella. Cuando midieron su abundancia, encontraron que el gas constituía el 20 por ciento del monóxido de carbono que se encuentra en Venus‘atmósfera. También observaron que el gas giraba en círculos en grandes cantidades, sorprendentemente cerca de la estrella, a unas 10 unidades astronómicas, o 10 veces la distancia entre la Tierra y el sol.

«La presencia de monóxido de carbono tan cerca requiere alguna explicación», explica Schneiderman.

Esto se debe a que el monóxido de carbono es generalmente vulnerable a la fotodisociación, un proceso en el que los fotones de una estrella descomponen y destruyen la molécula. A corta distancia, normalmente habría muy poco monóxido de carbono tan cerca de una estrella. Así, el grupo probó diferentes escenarios para explicar la aparición abundante y cercana del gas.

Rápidamente descartaron un escenario en el que el gas provendría de los escombros de una estrella recién formada, así como un escenario en el que el gas fuera producido por un cinturón cercano de asteroides helados. También imaginaron un escenario en el que muchos cometas helados emitieran gas desde un cinturón de asteroides distante, similar a nuestro propio cinturón de Kuiper. Pero los datos tampoco encajaban en ese escenario. El último escenario considerado por el equipo fue que el gas era un vestigio de un impacto gigante.

“De todos los escenarios, este es el único que puede explicar todas las características de los datos”, explica Schneiderman. “En los sistemas de esta era, esperamos que haya impactos gigantes, y esperamos que los impactos gigantes sean realmente bastante comunes. Las escalas de tiempo están ordenadas, la edad está ordenada y las limitaciones morfológicas y compositivas están ordenadas. El único proceso plausible que podría producir monóxido de carbono en este sistema en este contexto es un impacto gigante. «

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El equipo estima que el gas fue liberado por un impacto gigante que ocurrió hace al menos 200.000 años, lo suficientemente reciente como para que la estrella no tuviera tiempo de destruir completamente el gas. Basado en la abundancia del gas, el impacto probablemente fue masivo, involucrando dos proto-planetas, probablemente comparables en tamaño a la Tierra. El impacto fue tan grande que probablemente explotó parte de la atmósfera de un planeta, en forma de gas que el equipo observó hoy.

«Ahora existe una oportunidad para el trabajo futuro más allá de este sistema», dice Schneiderman. «Demostramos que si encuentra monóxido de carbono en una ubicación y una morfología compatibles con un impacto gigante, ofrece una nueva vía para investigar los impactos gigantes y comprender cómo se comportan los escombros después».

«Lo que es particularmente emocionante de este trabajo, en mi opinión, es que demuestra la importancia de la pérdida atmosférica debido a impactos gigantes», dice Hilke Schlichting, profesora de ciencias de la tierra, planeta y espacio en la Universidad de California en Los Ángeles, que fue no participa en la investigación. «También abre la posibilidad de estudiar la composición de las atmósferas de los planetas extrasolares que sufren impactos gigantes, lo que en última instancia podría ayudar a arrojar luz sobre las condiciones atmosféricas de los planetas terrestres durante su propia fase de impacto gigante».

Referencia: “Gas monóxido de carbono producido por un impacto gigante en la región interna de un sistema joven” por Tajana Schneiderman, Luca Matrà, Alan P. Jackson, Grant M. Kennedy, Quentin Kral, Sebastián Marino, Karin I. Öberg, Kate YL Su, David J. Wilner y Mark C. Wyatt, 20 de octubre de 2021, La naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03872-x

Esta investigación fue apoyada, en parte, por el Observatorio ALMA y la Fundación Simons.

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Una animación impresionante muestra decenas de asteroides golpeando la luna y explotando como fuegos artificiales.

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La luna es bombardeada constantemente por asteroides y casi todos los impactos no son vistos por nosotros en la Tierra, pero una animación increíble nos da un lugar destacado sobre cómo podrían verse estos eventos cósmicos.

Un video compartido por Hazegrayart, un canal de YouTube que anima cómo funcionan los cohetes, muestra cómo se vería la superficie lunar golpeada por rocas espaciales, ya que capturarlos con telescopios es algo poco común.

Pequeñas luces parpadean a través de la superficie de la luna en la animación de tres minutos, que muestra asteroides chocando contra su superficie, y una mirada más cercana muestra una vista impresionante después del impacto de la roca espacial: la colisión como una explosión de fuegos artificiales.

Más de 6.100 libras de meteoros golpean la luna por día, lo que equivale aproximadamente a 100.000 rocas individuales, pero la mayoría de los objetos tienen el tamaño de una mota de polvo.

Sin embargo, si la luna no hubiera bloqueado las rocas espaciales, la Tierra preferiría verse afectada, y la vida, sabíamos que podría no haber existido.

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La luna es bombardeada constantemente por asteroides que no vemos en la Tierra, pero una animación increíble nos pone al frente y al centro de cómo podrían ser estos eventos cósmicos. El video compartido por Hazegrayart, un canal de YouTube, muestra cómo se vería la superficie lunar golpeada por rocas espaciales, ya que capturarlas con telescopios es un evento raro.

La luna está a unas 240.000 millas de la Tierra, donde nos ilumina por la noche, crea mareas altas y bajas y proporciona a los animales una herramienta natural para la migración y la navegación.

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Y tiene unos 4.530 millones de años, mientras que la Tierra tiene unos 4.540 millones de años.

Si bien los científicos no están seguros exactamente de cómo se formó la luna, la teoría actual sugiere que se creó en una colisión entre la Tierra y un planeta más pequeño, del tamaño de Marte.

Pero actúa como una barrera natural para nosotros contra las rocas espaciales.

Pequeñas luces parpadean a través de la superficie de la luna en la animación de tres minutos, que muestra asteroides chocando contra su superficie, y una mirada más cercana muestra un espectáculo deslumbrante después del impacto de la roca espacial: la colisión como una explosión de fuegos artificiales.

Pequeñas luces parpadean a través de la superficie de la luna en la animación de tres minutos, que muestra asteroides chocando contra su superficie, y una mirada más cercana muestra un espectáculo deslumbrante después del impacto de la roca espacial: la colisión como una explosión de fuegos artificiales.

Más de 6,100 libras de meteoros golpean la luna por día, o alrededor de 100,000 cada día, pero la mayoría son del tamaño de una mota de polvo.  Sin embargo, si la Luna no hubiera sufrido la peor parte de las colisiones, la Tierra sería golpeada en su lugar, y se sabía que la vida podría no haber existido.

Más de 6,100 libras de meteoros golpean la luna por día, o alrededor de 100,000 cada día, pero la mayoría son del tamaño de una mota de polvo. Sin embargo, si la Luna no hubiera sufrido la peor parte de las colisiones, la Tierra sería golpeada en su lugar, y se sabía que la vida podría no haber existido.

La Unión Astronómica Internacional reconoce actualmente 9.137 cráteres en la superficie de la Luna, de los cuales 1.675 han sido fechados.

Los asteroides más lentos viajan a 45.000 millas por hora, mientras que los más rápidos superan las 160.000 mph.

A tales velocidades, incluso los más pequeños tienen una energía increíble: uno con una masa de solo 10 libras puede cavar un cráter de más de 30 pies de diámetro, arrojando 165,000 libras de suelo lunar y roca en trayectorias balísticas a tales velocidades por encima de la superficie lunar.

Y, a veces, los científicos pueden captar las pantallas cósmicas.

La Unión Astronómica Internacional reconoce actualmente 9.137 cráteres en la superficie de la Luna, de los cuales 1.675 han sido fechados.  Los asteroides más lentos viajan a 45,000 millas por hora, mientras que el más rápido a más de 160,000 mph

La Unión Astronómica Internacional reconoce actualmente 9.137 cráteres en la superficie de la Luna, de los cuales 1.675 han sido fechados. Los asteroides más lentos viajan a 45,000 millas por hora, mientras que el más rápido a más de 160,000 mph

En 2013, la NASA anunció que un telescopio capturó el momento en que un meteorito de 88 libras golpeó la luna.

Fue uno de los más grandes que ha visto la agencia espacial estadounidense desde que comenzó a observar impactos en la superficie lunar hace ocho años.

«Explotó en un destello casi 10 veces más brillante que cualquier otra cosa que hayamos visto antes», dijo Bill Cooke, de la Oficina de Medio Ambiente de Meteoroides de la NASA en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales en Huntsville, Alabama, en un comunicado.

El destello era tan brillante que cualquiera que mirara la luna en el momento del impacto podría haberlo visto sin un telescopio, dijo la NASA.

Un estudio publicado este mes sugiere que un misterioso asteroide cercano a la Tierra del tamaño de una noria puede ser en realidad un fragmento antiguo de nuestra luna.  Se sabe poco sobre Kamo'oalewa, pero el análisis de la luz reflejada por la roca espacial de 190 pies sugiere que está hecha del mismo material que los minerales de las rocas lunares de las misiones Apolo de la NASA.

Un estudio publicado este mes sugiere que un misterioso asteroide cercano a la Tierra del tamaño de una noria puede ser en realidad un fragmento antiguo de nuestra luna. Se sabe poco sobre Kamo’oalewa, pero el análisis de la luz reflejada por la roca espacial de 190 pies sugiere que está hecha del mismo material que los minerales de las rocas lunares de las misiones Apolo de la NASA.

Un estudio publicado este mes sugiere que un misterioso asteroide cercano a la Tierra del tamaño de una noria puede ser en realidad un fragmento antiguo de nuestra luna.

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Se sabe poco sobre Kamo’oalewa, que fue descubierto hace solo cinco años, pero el análisis de la luz reflejada por la roca espacial de 190 pies sugiere que está hecha del mismo material que los minerales de las rocas lunares de las misiones Apolo de la NASA.

El objeto es uno de los pocos satélites cercanos conocidos, una subcategoría de asteroides cercanos a la Tierra que orbitan alrededor del Sol pero que permanecen relativamente cerca de la Tierra.

Explicado: la diferencia entre un asteroide, un meteorito y otras rocas espaciales

a asteroide es un gran trozo de roca que quedó de las colisiones o del sistema solar temprano. La mayoría se encuentra entre Marte y Júpiter en el cinturón principal.

A cometa es una roca cubierta de hielo, metano y otros compuestos. Sus órbitas los alejan mucho más del sistema solar.

A meteorito es lo que los astrónomos llaman un destello de luz en la atmósfera cuando los escombros se queman.

Estos escombros en sí mismos se conocen como meteoroide. La mayoría son tan pequeños que se vaporizan en la atmósfera.

Si alguno de estos meteoritos aterriza en la Tierra, se llama meteorito.

Los meteoritos, meteoritos y meteoritos normalmente se originan a partir de asteroides y cometas.

Por ejemplo, si la Tierra pasa por la cola de un cometa, muchos de los escombros se queman en la atmósfera y forman una lluvia de meteoritos.

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Horoscopo

Cálculo fotónico en una dimensión temporal sintética

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Un diseño de computadora cuántica relativamente simple que usa un solo átomo para manipular fotones podría construirse con los componentes disponibles actualmente.

Ahora, los investigadores de la Universidad de Stanford han ideado un diseño más simple para computadoras cuánticas fotónicas que utilizan componentes fácilmente disponibles, según un artículo publicado el 29 de noviembre de 2021 en ÓPTICO. Su diseño propuesto utiliza un láser para manipular un solo átomo que, a su vez, puede alterar el estado de los fotones a través de un fenómeno llamado «teletransportación cuántica». El átomo se puede restablecer y reutilizar para muchas puertas cuánticas, eliminando la necesidad de construir múltiples puertas físicas separadas, reduciendo en gran medida la complejidad de construir una computadora cuántica.

“Normalmente, si quisieras construir este tipo de computadora cuántica, potencialmente tendrías que tomar miles de emisores cuánticos, hacerlos perfectamente indistinguibles y luego encajarlos en un circuito fotónico gigante”, dijo el estudiante de doctorado Ben Bartlett. en física aplicada y autor principal del artículo. “Si bien con este diseño, solo necesitamos un puñado de componentes relativamente simples, y el tamaño de la máquina no aumenta con el tamaño del programa cuántico que desea ejecutar. «

Este diseño notablemente simple solo requiere unos pocos equipos: un cable de fibra óptica, un divisor de haz, un par de interruptores ópticos y una cavidad óptica.


Una animación de la computadora cuántica fotónica propuesta por los investigadores. A la izquierda está el anillo de almacenamiento, que contiene varios fotones que se propagan hacia atrás. A la derecha está la unidad de dispersión, que se utiliza para manipular qubits de fotones. Las esferas en la parte superior, llamadas «esferas de Bloch», representan el estado matemático del átomo y uno de los fotones. Debido a que el átomo y el fotón están entrelazados, la manipulación del átomo también afecta el estado del fotón. Crédito: Ben Bartlett

Afortunadamente, estos componentes ya existen e incluso están disponibles comercialmente. También se están perfeccionando continuamente, ya que actualmente se utilizan en aplicaciones distintas de computación cuántica. Por ejemplo, las empresas de telecomunicaciones se han esforzado durante años para mejorar los cables de fibra óptica y los conmutadores ópticos.

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“Lo que estamos proponiendo aquí se basa en los esfuerzos y las inversiones que la gente ha hecho para mejorar estos componentes”, dijo Shanhui Fan, profesor Joseph y Hon Mai Goodman de la Escuela de Ingeniería y autor principal del artículo. «Estos no son componentes nuevos específicamente para la computación cuántica».

Un diseño original

El diseño de los científicos consta de dos secciones principales: un anillo de almacenamiento y una unidad de dispersión. El anillo de almacenamiento, que funciona de manera similar a la memoria ordinaria de una computadora, es un bucle de fibra óptica que contiene varios fotones que viajan alrededor del anillo. De manera análoga a los bits que almacenan información en una computadora convencional, en este sistema, cada fotón representa un bit cuántico o «qubit». La dirección del movimiento del fotón alrededor del anillo de almacenamiento determina el valor del qubit, que, como un bit, puede ser 0 o 1. Además, dado que los fotones pueden existir simultáneamente en dos estados a la vez, un fotón individual puede fluir. en ambas direcciones al mismo tiempo. , que representa un valor que es una combinación de 0 y 1 al mismo tiempo.

Fan de Bartlett y Shanhui

Ben Bartlett, un estudiante graduado de Stanford, y Shanhui Fan, profesor de ingeniería eléctrica, propusieron un diseño más simple para computadoras cuánticas fotónicas utilizando componentes fácilmente disponibles. Crédito: Cortesía de Ben Bartlett / Rod Seacey

Los investigadores pueden manipular un fotón dirigiéndolo desde el anillo de almacenamiento a la unidad de dispersión, donde viaja a una cavidad que contiene un solo átomo. El fotón luego interactúa con el átomo, lo que hace que los dos se entrelacen, un fenómeno cuántico por el cual dos partículas pueden influirse entre sí incluso a grandes distancias. Luego, el fotón regresa al anillo de almacenamiento y un láser cambia el estado del átomo. Debido a que el átomo y el fotón están entrelazados, la manipulación del átomo también influye en el estado de su fotón emparejado.

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«Al medir el estado del átomo, puede teletransportar las operaciones de fotones», dijo Bartlett. «Así que solo necesitamos un qubit atómico controlable y podemos usarlo como un proxy para manipular indirectamente todos los demás qubits de fotones».

Debido a que cualquier puerta lógica cuántica se puede compilar en una secuencia de operaciones realizadas en el átomo, puede, en principio, ejecutar cualquier programa cuántico de cualquier tamaño utilizando un solo qubit atómico controlable. Para ejecutar un programa, el código se traduce en una secuencia de operaciones que dirigen fotones a la unidad de dispersión y manipulan el qubit atómico. Debido a que puede controlar la forma en que interactúan el átomo y los fotones, el mismo dispositivo puede realizar muchos programas cuánticos diferentes.

“Para muchas computadoras cuánticas fotónicas, las puertas son estructuras físicas por las que pasan los fotones, por lo que si desea cambiar el programa actual, eso a menudo implica reconfigurar físicamente el hardware”, dijo Bartlett. “Mientras que en este caso no necesita cambiar el hardware, solo necesita darle a la máquina un conjunto diferente de instrucciones. «

Referencia: «Computación cuántica fotónica determinista en una dimensión de tiempo sintética» por Ben Bartlett, Avik Dutt y Shanhui Fan, 29 de noviembre de 2021, ÓPTICO.
DOI: 10.1364 / OPTICA.424258

El investigador postdoctoral de Stanford, Avik Dutt, también es coautor de este artículo. Fan es profesor de ingeniería eléctrica, miembro de Stanford Bio-X y afiliado al Precourt Institute for Energy.

Esta investigación fue financiada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.

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Horoscopo

Un asteroide «preocupante» entrará en órbita terrestre en una semana: NASA

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La NASA ha advertido que un asteroide gigante más grande que la Torre Eiffel entrará en órbita terrestre en poco más de una semana.

La enorme roca espacial de 1.082 pies se dirige hacia nosotros y se espera que nos alcance el 11 de diciembre.

La NASA tiene el ojo puesto en el asteroide 4660 Nereus, ya que tiene más de 492 pies de largo y estará ubicado a 4.6 millones de millas de la Tierra.

Esto lo coloca en la categoría de «potencialmente peligroso».

No hay necesidad de entrar en pánico, ya que no se espera que el asteroide Nereus impacte la Tierra.

Si todo va bien, debería sobrepasar nuestro planeta a 14,700 millas por hora.

La NASA espera que la roca espacial se mantenga a 2,4 millones de kilómetros de nosotros.

Esto es aproximadamente 10 veces la distancia entre la Tierra y la Luna.

Puede parecer bastante distante, pero en realidad está cerca de los asteroides cercanos a la Tierra.

La NASA considera cualquier cosa que pase a menos de 120 millones de kilómetros de la Tierra como un objeto cercano a la Tierra (NEO).

Los científicos están rastreando miles de NEOs para ver si están en curso de colisión con nuestro planeta.

La NASA tiene una imagen completa que actualiza constantemente.

La NASA estima que el asteroide estará a unos 2,4 millones de kilómetros de la Tierra.
Getty Images / iStockphoto

Cualquier objeto espacial que se mueva rápidamente que se encuentre dentro de 4.65 millones de millas es considerado «potencialmente peligroso» por las organizaciones espaciales cautelosas.

Un pequeño cambio en sus trayectorias podría significar un desastre para la Tierra.

El asteroide Nereus fue descubierto por primera vez en 1982 por la astrónoma Eleanor Helin.

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Pasa por la Tierra con bastante frecuencia, por lo que la NASA y la Agencia Espacial Japonesa (JAXA) ya han considerado «desviarlo» de su trayectoria con la nave espacial Hayabusa.

En cambio, las agencias espaciales decidieron apuntar al asteroide 25143 Itokawa como parte de su prueba de redireccionamiento de doble asteroide.

En otras noticias, la NASA tiene la intención de poner un planta nuclear en la Luna durante esta década.

Se advierte a los usuarios de Android que actualicen sus configuración de privacidad del teléfono después de una nueva actualización, sus dispositivos podrían volverse vulnerables.

Y los científicos están utilizando los vientos de Marte para obtener la primera imagen completa de cómo se formó hace tres mil millones de años.

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