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Inestabilidad en el Sistema Solar Temprano – Implicaciones para el Misterioso «Planeta 9»



Inestabilidad en el Sistema Solar Temprano – Implicaciones para el Misterioso «Planeta 9»

Todas las estrellas, incluido nuestro sol, nacen de una nube de polvo y gas. Esta nube también puede sembrar planetas que orbitarán alrededor de la estrella. Crédito: NASA/JPL-Caltech

La inestabilidad al comienzo del sistema solar.

Una nueva explicación de por qué nuestro sistema solar es como es, y por qué otros también lo son.

Seth Jacobson, de la Universidad Estatal de Michigan, y sus colegas en China y Francia han revelado una nueva teoría que podría ayudar a resolver un misterio galáctico sobre la evolución de nuestro sistema solar. Específicamente, cómo los gigantes gaseosos…[{» attribute=»»>Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune — end up where they are, orbiting the sun like they do?

The findings have ramifications for how terrestrial planets like Earth developed, as well as the possibility that a fifth gas giant planet lurks 50 billion miles out into the distance.

“Our solar system hasn’t always looked the way that it does today. Over its history, the orbits of the planets have changed radically,” said Jacobson, an assistant professor in the College of Natural Science’s Department of Earth and Environmental Sciences. “But we can figure out what’s happened.”

Hypothetical Early Solar System

An artist’s rendering shows a hypothetical early solar system with a young star clearing a path in the gas and dust left over from its formation. This clearing action would affect the orbits of gas giants orbiting the star. Credit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (SSC)

The research, published in the journal Nature on April 27, 2022, offers an explanation for what happened to gas giants in other solar systems and ours.

It’s a Nice model

Massive, whirling clouds of cosmic gas and dust give birth to stars. The early solar system was still filled with a primordial disk of gas when our sun ignited, and it played an important role in the formation and evolution of the planets, including the gas giants.

In the late 20th century, scientists began to believe that the gas giants initially circled the sun in neat, compact, uniformly spaced orbits. Jupiter, Saturn, and the others, however, have long settled into orbits that are relatively oblong, misaligned, and spread apart.

Seth Jacobson

MSU Assistant Professor Seth Jacobson

So the question for researchers now is, why?

In 2005, an international team of scientists proposed an answer to that question in a trio of landmark Nature papers. The solution was originally developed in Nice, France and is known as the Nice model. It posits that there was an instability among these planets, a chaotic set of gravitational interactions that ultimately set them on their current paths.

“This was a tectonic shift in how people thought about the early solar system,” Jacobson said.

The Nice model remains a leading explanation, but over the past 17 years, scientists have found new questions to ask about what triggers the Nice model instability.

For example, it was originally thought that the gas giant instability took place hundreds of millions of years after the dispersal of that primordial gas disk that birthed the solar system. But newer evidence, including some found in moon rocks retrieved by the Apollo missions, suggests it happened more quickly. That also raises new questions about how the interior solar system that’s home to Earth evolved.

Sean Raymond University of Bordeaux

Sean Raymond, an astronomer at the University of Bordeaux.

Working with Beibei Liu from Zhejiang University in China and Sean Raymond from the University of Bordeaux in France, Jacobson has helped find a fix that has to do with how the instability started. The team has proposed a new trigger.

“I think our new idea could really relax a lot of tensions in the field because what we’ve proposed is a very natural answer to when did the giant planet instability occur,” Jacobson said.

The new trigger

The idea started with a conversation Raymond and Jacobsen had back in 2019. They theorized the gas giants may have been set on their current paths because of how the primordial gas disk evaporated. That could explain how the planets spread out much earlier in the solar system’s evolution than the Nice model originally posited and perhaps even without the instability to push them there.

“We wondered whether the Nice model was really necessary to explain the solar system,” Raymond said. “We came up with the idea that the giant planets could possibly spread out by a ‘rebound’ effect as the disk dissipated, perhaps without ever going unstable.”

Beibei Liu

Beibei Liu, a research professor at Zhejiang University.

Raymond and Jacobsen then reached out to Liu, who pioneered this rebound effect idea through extensive simulations of gas disks and large exoplanets — planets in other solar systems — that orbit close to their stars.

“The situation in our solar system is slightly different because Jupiter, Saturn, Uranus and Neptune are distributed on wider orbits,” Liu said. “After a few iterations of brainstorm sessions, we became aware that the problem could be solved if the gas disk dissipated from the inside out.”

The team found that this inside-out dissipation provided a natural trigger for the Nice model instability, Raymond said.

“We ended up strengthening the Nice model rather than destroying it,” he said. “This was a fun illustration of testing our preconceived ideas and following the results wherever they lead.”

With the new trigger, the picture at the beginning of the instability looks the same. There’s still a nascent sun surrounded by a cloud of gas and dust. A handful of young gas giants revolve around the star in neat, compact orbits through that cloud.

“All solar systems are formed in a disk of gas and dust. It’s a natural byproduct of how stars form,” Jacobson said. “But as the sun turns on and starts burning its nuclear fuel, it generates sunlight, heating up the disk and eventually blowing it away from the inside out.”

This created a growing hole in the cloud of gas, centered on the sun. As the hole grew, its edge swept through each of the gas giants’ orbits. This transition leads to the requisite giant planet instability with very high probability, according to the team’s computer simulations. The process of shifting these large planets into their current orbits also moves fast compared with Nice model’s original timeline of hundreds of millions of years.

“The instability occurs early as the sun’s gaseous disk dissipated, constrained to be within a few million years to 10 million years after the birth of the solar system,” Liu said.

The new trigger also leads to the mixing of material from the outer solar system and the inner solar system. The Earth’s geochemistry suggests that such a mixing needed to happen while our planet is still in the middle of forming.

“This process is really going to stir up the inner solar system and Earth can grow from that,” Jacobson said. “That is pretty consistent with observations.” Exploring the connection between the instability and Earth’s formation is a subject of future work for the group.

Lastly, the team’s new explanation also holds for other solar systems in our galaxy where scientists have observed gas giants orbiting their stars in configurations like what we see in our own.

“We’re just one example of a solar system in our galaxy,” Jacobson said. “What we’re showing is that the instability occurred in a different way, one that’s more universal and more consistent.”

Planet 9 from outer space

Although the team’s paper doesn’t emphasize this, Jacobson said the work has implications for one of the most popular and occasionally heated debates about our solar system: How many planets does it have?

Currently, the answer is eight, but it turns out that the Nice model works slightly better when the early solar system had five gas giants instead of four. Sadly, according to the model, that extra planet was hammer-thrown from our solar system during the instability, which helps the remaining gas giants find their orbits.

Ninth Planet Artist’s Illustration

An artist’s conception of Planet 9. Credit: ESO/Tom Ruen/nagualdesign

In 2015, however, Caltech researchers found evidence that there may yet be an undiscovered planet tooling around the outskirts of the solar system some 50 billion miles from the sun, about 47 billion miles farther out than Neptune.

There’s still no concrete proof that this hypothetical planet — nicknamed Planet X or Planet 9 — or the Nice model’s “extra” planet actually exist. But, if they do, could they be one and the same?

Jacobson and his colleagues couldn’t answer that question directly with their simulations, but they could do the next best thing. Knowing their instability trigger correctly reproduces the current picture of our solar system, they could test whether their model works better starting with four or five gas giants.

“For us, the outcome was very similar if you start with four or five,” Jacobson said. “If you start with five, you’re more likely to end up with four. But if you start with four, the orbits end up matching better.”

Either way, humanity should have an answer soon. The Vera Rubin Observatory, scheduled to be operational by the end of 2023, should be able to spot Planet 9 if it is out there.

“Planet 9 is super controversial, so we didn’t stress it in the paper,” Jacobson said, “But we do like to talk about it with the public.”

It’s a reminder that our solar system is a dynamic place, still full of mysteries and discoveries waiting to be made.

Reference: “Early Solar System instability triggered by dispersal of the gaseous disk” by Beibei Liu, Sean N. Raymond and Seth A. Jacobson, 27 April 2022, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-04535-1

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JWST descubre algo extraño dentro de un misterioso ‘ladrillo’ en la Vía Láctea: ScienceAlert



JWST descubre algo extraño dentro de un misterioso ‘ladrillo’ en la Vía Láctea: ScienceAlert

Finalmente se revelan las misteriosas entrañas de una densa y oscura nube en el corazón de la Vía Láctea.

Utilizando el telescopio espacial James Webb, un equipo de astrónomos dirigido por Adam Ginsburg de la Universidad de Florida logró observar el interior de una nube denominada G0.253+0.016, más conocida coloquialmente como El Ladrillo porque es muy oscura, densa y tan opaco.

Y lo que los investigadores descubrieron allí es un poco extraño, porque contradice lo que sabemos sobre cómo funcionan estas nubes.

Según el equipo, esto significa que es posible que necesitemos repensar nuestra comprensión de la formación de estrellas.

La ubicación de The Brick en el centro galáctico, rodeada de un círculo amarillo. El punto brillante en el centro de la imagen es donde reside el agujero negro supermasivo. (Centro de Ciencias Spitzer/Caltech)

El centro de la Vía Láctea es un lugar extraño. Por un lado, está este agujero negro supermasivo, justo en el medio. Este entorno es salvaje gracias al agujero negro y su gravedad.

Pero alrededor del agujero negro hay una región densamente poblada de nubes moleculares muy espesas. Esto se llama el zona molecular centraly es un poco como la capital del smog de la Vía Láctea: la densidad molecular de los gases allí es varios órdenes de magnitud mayor que la del disco de la galaxia.

Esto es realmente interesante para los astrónomos, porque el gas molecular espeso es el material a partir del cual se forman las estrellas. Las sobredensidades en las nubes frías colapsan bajo la gravedad para formar semillas de estrellas, que crecen extrayendo más material de la nube circundante.

Sólo hay un problema. Estas nubes son realmente muy espesas, tan espesas que es imposible, en la mayoría de las longitudes de onda, ver lo que hay en ellas.

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The Brick es un ejemplo particularmente atroz de esto. Es una de las nubes moleculares más densas de la Vía Láctea. Pero el JWST tiene un superpoder. Ve el Universo en luz infrarroja, y ese es el rango de longitudes de onda que pueden penetrar espesas nubes de polvo y gas donde transmisión de longitudes de onda más cortas.

Entonces Ginsburg y su equipo giraron el telescopio ojo de panal dorado en el centro galáctico, para contemplar el corazón de The Brick.

Y allí descubrieron algo que no esperaban. Hielo de monóxido de carbono (CO). Montones absolutos de cosas. Mucho más de lo esperado, lo que sugiere que el área molecular central es rica en ellos.

«Nuestras observaciones demuestran de manera convincente que el hielo está tan extendido allí que cada observación futura deberá tenerlo en cuenta». ginsburg dijo.

La imagen JWST de The Brick con las estrellas filtrada y escaneada. Los bordes azules son el resultado del bloqueo del CO en longitudes de onda más rojas. (Adam Ginsburg)

La presencia de tanto hielo de CO sugiere que The Brick debería formar estrellas; Sin embargo, no es el caso. De hecho, la falta de formación de estrellas detectada en la nube ya ha intrigado a los científicos y se han propuesto varias explicaciones, entre ellas fuerte turbulencia Y una edad relativamente joven para la propia nube.

Ginsburg y sus colegas encontraron otra explicación. ¿Recuerdas que mencionamos que las estrellas se forman a partir de gas frío? En el interior, The Brick es significativamente más cálido que otras nubes similares. No está claro por qué, pero una mayor investigación y análisis pueden proporcionar algunas pistas.

La abundancia de CO también sugiere que la cantidad de CO y la proporción de polvo a gas (ya que el CO del hielo se une a las partículas de polvo) anteriormente se habían subestimado y subestimado significativamente en el centro galáctico.

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Este es solo el primero de los hallazgos del equipo a partir de observaciones de The Brick realizadas con JWST. El trabajo continúa y Ginsburg y sus colegas esperan encontrar respuestas pronto.

«No conocemos, por ejemplo, las cantidades relativas de CO, agua, CO2 y moléculas complejas». Ginsburg dice. «Utilizando la espectroscopia, podemos medirlas y tener una idea de cómo progresa la química con el tiempo en estas nubes».

La investigación fue publicada en La revista de astrofísica.

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Un módulo de aterrizaje chino detecta estructuras poligonales gigantes enterradas bajo Marte: ScienceAlert



Un módulo de aterrizaje chino detecta estructuras poligonales gigantes enterradas bajo Marte: ScienceAlert

El rover chino Zhurong estaba equipado con un sistema de radar de penetración terrestre, que le permitía observar debajo de la superficie de Marte.

Los investigadores anunciaron nuevos resultados de los análisis del lugar de aterrizaje de Zhurong en Utopia Planitia, afirmando haber identificado esquinas poligonales irregulares ubicadas a una profundidad de aproximadamente 35 metros a lo largo del viaje del robot.

Los objetos miden desde unos pocos centímetros hasta varias decenas de metros de diámetro. Los científicos creen que los polígonos enterrados son el resultado de ciclos de congelación y descongelación en Marte hace miles de millones de años, pero también podrían ser volcánicos, causados ​​por el enfriamiento de los flujos de lava.

El rover Zhurong aterrizó en Marte el 15 de mayo de 2021, lo que convirtió a China en el segundo país en aterrizar con éxito un rover en Marte.

El bonito rover, que lleva el nombre del dios chino del fuego, exploró su lugar de aterrizaje, envió fotografías (entre ellas un selfie con su módulo de aterrizaje, tomado con una cámara remota), estudió la topografía de Marte y tomó medidas con su radar de penetración terrestre (GPR). ).

Zhurong tuvo una vida útil de la misión principal de tres meses terrestres, pero operó con éxito durante poco más de un año terrestre antes de entrar en una hibernación planificada. Sin embargo, No hemos tenido noticias del rover desde mayo de 2022.

Los investigadores del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia de Ciencias de China que trabajaron con los datos de Zhurong dijeron que el GPR proporciona un complemento importante a las exploraciones de radar orbital de misiones como la Mars Express de la ESA y el orbitador chino Tianwen-1.

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Dijeron que los estudios GPR in situ pueden proporcionar detalles locales críticos de estructuras poco profundas y su composición dentro de aproximadamente 100 metros de profundidad a lo largo de la travesía del rover.

Mapa topográfico de Utopia Planitia (a), que muestra los lugares de aterrizaje del rover Zhurong, el módulo de aterrizaje Viking 2 y el rover Perseverance. Cuatro regiones locales (c – f) del terreno poligonal están marcadas con cuadrados blancos. (NASA/JPL/Universidad de Arizona)

Utopia Planitia es una gran llanura dentro de Utopia, la cuenca de impacto más grande reconocida en Marte (también en el sistema solar) con un diámetro estimado de 3.300 km. En total, el rover recorrió 1.921 metros durante su vida.

Los investigadores, dirigidos por Lei Zhang, escribió en su artículo publicado en Naturaleza, que el radar del rover detectó dieciséis esquinas poligonales a aproximadamente 1,2 kilómetros de distancia, lo que sugiere una amplia distribución de terreno similar debajo de Utopia Planitia.

Estas características detectadas probablemente se formaron hace entre 3.700 y 2.900 millones de años durante los períodos hesperiense tardío y amazónico temprano en Marte, «posiblemente con el cese de un antiguo ambiente húmedo. El terreno paleopoligonal, con o sin erosión, quedó entonces enterrado». por procesos geológicos posteriores.

diagrama de cuatro patrones de formación de polígonos
Modelo esquemático del proceso de formación del terreno poligonal en el lugar de aterrizaje de Zhurong. a) Fisuración superficial por contracción térmica. b) Fisuras rellenas con hielo de agua o materiales del suelo, c) Estabilización de la superficie del terreno poligonal en el Alto Hesperian-Bajo Amazónico, d) El terreno paleo-poligonal, con o sin erosión, fue posteriormente enterrado por la deposición de los materiales de cobertura. en el Amazonas. (Zhang et al.)

Aunque se ha observado terreno tipo polígono en varias zonas de Marte desde muchas misiones anterioresEsta es la primera vez que hay indicios de elementos poligonales enterrados.

El terreno poligonal enterrado requiere un ambiente frío, escribieron los investigadores, lo que podría estar relacionado con los procesos de congelación y descongelación del agua y el hielo en el sur de Utopia Planitia a principios de Marte.

«La posible presencia de agua y hielo necesarios para el proceso de congelación y descongelación en las bodegas podría surgir de la migración criogénica de humedad inducida por el vacío desde un acuífero subterráneo en Marte, nevadas del aire o difusión de vapor para la deposición de poros de hielo», afirma el documento. . explicar.

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Investigaciones anteriores utilizando datos del radar Zhurong indicó que múltiples inundaciones durante el mismo período crearon varias capas debajo de la superficie de Utopia Planitia.

Mientras que la nuevo papar indica que los mecanismos de formación más probables serían la contracción del suelo a partir de sedimentos húmedos que se han secado, produciendo grietas de lodo. Sin embargo, la contracción debida al enfriamiento de la lava también podría haber producido grietas de contracción térmica.

De todos modos, señalan que un gran cambio en el clima de Marte fue responsable de la formación del polígono.

«La estructura del subsuelo con materiales de cobertura que recubren el terreno paleopoligonal enterrado sugiere que hubo una transformación paleoclimática notable algún tiempo después», escribieron los investigadores.

«El contraste por encima y por debajo de una profundidad de unos 35 metros representó una transformación notable en la actividad del agua o las condiciones térmicas en la antigua época marciana, lo que implica que hubo un trastorno climático en latitudes bajas y medias».

Este artículo fue publicado originalmente por El universo hoy. Léelo artículo original.

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Un hombre australiano capta sonidos «aterradores» en un edificio de gran altura



Un hombre australiano capta sonidos «aterradores» en un edificio de gran altura

Un fotógrafo australiano compartió el momento en que intentó escapar de un apartamento en el piso 52 de uno de los edificios residenciales más altos del país mientras se balanceaba con el viento. El vídeo del inquietante incidente dentro de Victoria One, un rascacielos de 247 metros en el distrito comercial central de Melbourne, muestra la fuente inquietante de su preocupación: un crujido muy fuerte.

Australia no es ajena a los edificios de apartamentos defectuosos, pero incluso esto la tomó por sorpresa.

«No hay manera de que la gente pueda vivir con ese nivel de cracking», comentó el hombre mientras compartía las imágenes en línea. «El edificio se movía literalmente de izquierda a derecha. Estaba tomando fotos para Airbnb y quería salir de allí lo más rápido posible». También explicó que todas las ventanas estaban selladas y que los chirridos «muy, muy fuertes» procedían principalmente del marco de la puerta.

Un video inquietante capturó fuertes crujidos en un apartamento de Melbourne. Fuente: Reddit (Reddit//el muro-19)

Después de publicarlo en un foro local de Reddit, los usuarios describieron los sonidos como «aterradores» y «combustible de pesadilla absoluta», mientras que otros se adelantaron para decir que habían experimentado las mismas condiciones en el interior de Victoria One. “Me quedé en este edificio unos días entre alquileres”, respondió uno de ellos. «Todos los días se oían crujidos. Ni siquiera hacía mucho viento».

«Estaba en el séptimo piso, pero el crujido era tan fuerte que el más mínimo soplo de viento hacía un ruido horrible», dijo otro.

¿Es seguro el edificio?

En declaraciones a Yahoo News Australia, el Dr. Ehsan Noroozinejad, investigador principal en construcción e infraestructura resilientes en la Universidad Western Sydney, dijo que los chirridos y movimientos de balanceo en estructuras altas son un «fenómeno común».

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«Estos ruidos a menudo provienen de la fricción entre elementos no estructurales y el sistema estructural principal del edificio, particularmente en climas ventosos», explicó. «Cuando el viento golpea el edificio, puede provocar ligeros movimientos que provocan estas grietas audibles».

Noroozinejad continuó explicando que los crujidos no implican un compromiso en la seguridad del edificio, pero que se pueden instalar tecnologías de control de vibraciones, como amortiguadores o aisladores, para reducir el ruido. Aunque no son un “elemento obligatorio según las pautas estándar”, dijo que muchas firmas de diseño y consultores de renombre están incorporando cada vez más estas estrategias de mitigación en sus proyectos de construcción.

Victoria One, edificio residencial de gran altura en Melbourne

Varias personas informaron que también escucharon fuertes crujidos dentro de Victoria One. Fuente: Google Maps (Mapas de Google)

«Esta tendencia refleja un creciente reconocimiento de la importancia no sólo de la seguridad estructural, sino también de la experiencia vivida por los inquilinos en edificios de gran altura», dijo. “A la luz de esto, es posible que los problemas de ruido en Victoria One se hubieran anticipado y abordado durante la fase de diseño, aunque tales consideraciones pueden no haber sido un requisito reglamentario.

«Según las observaciones del vídeo proporcionado, parece probable que el edificio carezca de amortiguadores y aisladores, o tal vez no tenga una cantidad suficiente para mitigar eficazmente los problemas de ruido».

Victoria One rechazó la solicitud de comentarios de Yahoo.

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Yahoo Australia

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