Sabemos que hay miles de exoplanetas y muchos millones más esperando a ser descubiertos. Pero la gran mayoría de los exoplanetas son sencillamente inhabitables.
Para los pocos que podrían ser habitables, sólo podemos determinar si son habitables examinando su atmósfera. VIDA, la Gran interferómetro para exoplanetaspoder ayudar.
La búsqueda de biofirmas en exoplanetas potencialmente habitables se está intensificando. El JWST ha logrado recopilar algunos espectros atmosféricos de atmósferas de exoplanetas, pero tiene muchas otras tareas que realizar y la observación del clima tiene una gran demanda. Un telescopio espacial planificado llamado LIFE se dedica a buscar firmas biológicas de exoplanetas y recientemente los investigadores lo hicieron probar: ¿puede detectar firmas biológicas de la Tierra?
Como interferómetro, LIFE se compone de cinco telescopios separados que trabajarán al unísono para ampliar el tamaño útil del telescopio. LIFE es desarrollado por ETH Zurich (Instituto Federal de Tecnología de Zurich) en Suiza. LIFE observará en el infrarrojo medio, donde se encuentran las líneas espectrales de los importantes bioindicadores químicos ozono, metano y óxido nitroso.
LIFE estará ubicado en Lagrange Point 2, aproximadamente a 1,5 millones de kilómetros (1 millón de millas) de distancia, donde también se encuentra el JWST. Desde allí, observará una lista de objetivos de exoplanetas con la esperanza de encontrar firmas biológicas.
«Nuestro objetivo es detectar compuestos químicos en el espectro luminoso que sugieran vida en exoplanetas», explica Sascha Quanz, profesor de exoplanetas y habitabilidad en ETH Zurich, que lidera la iniciativa LIFE.
Un espectro de transmisión de WASP-39 b capturado por NIRSpec de JWST el 10 de julio de 2022 revela la primera evidencia definitiva de la presencia de CO2 en la atmósfera de un planeta fuera del sistema solar. (NASA, ESA, CSA y L. Hustak (STScI). Ciencia: Equipo científico de liberación temprana de la comunidad de exoplanetas en tránsito de JWST)
LIFE es todavía sólo un concepto y los investigadores querían probar su funcionamiento. Como aún no se ha construido, un equipo de investigadores utilizó la atmósfera terrestre como prueba.
Trataron a la Tierra como si fuera un exoplaneta y probaron los métodos de LIFE contra el espectro atmosférico conocido de la Tierra en diferentes condiciones. Utilizaron una herramienta llamada LIFEsim para trabajar con los datos. Los investigadores suelen utilizar datos simulados para probar las capacidades de la misión, pero en este caso utilizaron datos reales.
En un escenario del mundo real, la Tierra sería sólo un punto distante, casi imposible de discernir. Todo lo que LIFE vería sería el espectro atmosférico del planeta, que cambiaría con el tiempo dependiendo de las vistas capturadas por el telescopio y, lo que es más importante, del tiempo que lo observara.
Estos espectros se recopilarían a lo largo del tiempo, lo que lleva a una pregunta importante: ¿Cómo afectarían la geometría observacional y las variaciones estacionales a las observaciones de LIFE?
Afortunadamente para el equipo de investigación, tenemos muchas observaciones de la Tierra con las que trabajar. Los investigadores trabajaron con tres geometrías de observación diferentes: dos vistas desde los polos y una desde la región ecuatorial. Desde estas tres perspectivas, trabajaron con datos atmosféricos de enero y julio, que representan las mayores variaciones estacionales.
Aunque las atmósferas planetarias pueden ser extremadamente complejas, los astrobiólogos se centran en ciertos aspectos para revelar el potencial de un planeta para sustentar vida. Los productos químicos N son de particular interés.2O, CH3Cl y CH3Br (óxido nitroso, clorometano y bromometano), todos los cuales pueden producirse de forma biogénica.
Utilizamos un conjunto de escenarios derivados de modelos cinéticos químicos que simulan la respuesta atmosférica a varios niveles de producción de N biogénico.2O, CH3Cl y CH3Br a O2«Atmósferas ricas en planetas terrestres para producir modelos avanzados para nuestro software de simulación de observación LIFEsim», escriben los autores.
Los investigadores querían saber en particular si LIFE sería capaz de detectar CO2, agua, ozono y metano en el planeta Tierra a unos 30 años luz de distancia. Estos son signos de un mundo templado adecuado para la vida (en particular, el ozono y el metano, que son producidos por la vida en la Tierra), por lo que si LIFE puede detectar la química biológica en la Tierra de esta manera, también puede detectarla en otros mundos.
LIFE pudo detectar CO2, agua, ozono y metano en la Tierra. También detectó algunas condiciones superficiales que indicaban agua líquida. Curiosamente, los resultados de LIFE no dependen del ángulo desde el que se mira la Tierra. Esto es importante porque no sabemos desde qué ángulos observará LIFE los exoplanetas.
Las fluctuaciones estacionales son el otro problema y no fueron tan fáciles de observar. Pero, afortunadamente, parece que esto no es un factor limitante. «Aunque la estacionalidad atmosférica no es fácil de observar, nuestro estudio demuestra que las misiones espaciales de próxima generación pueden evaluar si los exoplanetas terrestres templados cercanos son habitables o incluso habitados», dijo Quanz.
Sin embargo, no basta con detectar las sustancias químicas deseadas. El elemento crítico es el tiempo que lleva. Construir un interferómetro espacial que pudiera detectar estas sustancias químicas, pero llevaría demasiado tiempo, no sería práctico ni eficiente.
«Utilizamos los resultados para inferir los tiempos de observación necesarios para detectar estos escenarios y aplicarlos para definir los requisitos científicos de la misión», escribe el equipo de investigación en su artículo.
Para ofrecer una imagen más amplia de los tiempos de observación de LIFE, los investigadores desarrollaron una lista de objetivos. Crearon una «… distribución de distancia de planetas HZ con radios entre 0,5 y 1,5 radios terrestres alrededor de estrellas de tipo M y FGK dentro del 20% del Sol que son detectables con LIFE». Los datos sobre estos objetivos provienen de la NASA y otras investigaciones previas.
Los resultados muestran que para algunos objetivos sólo se necesitan unos pocos días, mientras que para otros podría llevar hasta 100 días detectar abundancias relevantes.
Los que el equipo llama “objetivos dorados” son los más fáciles de observar. Los planetas de Próxima Centauri son un ejemplo de este tipo de objetivo. Para estos planetas sólo son necesarios unos pocos días de observación. Se necesitarán unos diez días de observaciones con LIFE para observar «algunos escenarios estándar, como planetas terrestres templados con alrededor del cinco por ciento de estrellas M», escriben los investigadores.
Los casos más difíciles que aún se pueden lograr son los de exoplanetas gemelos de la Tierra situados a unos 5 pársecs de distancia. Según los resultados, LIFE necesita entre 50 y 100 días de observación para detectar biofirmas.
LIFE sigue siendo sólo una misión potencial en esta etapa. Esta no es la primera misión propuesta que se centraría únicamente en la habitabilidad de exoplanetas. En 2023, la NASA propuso el Observatorio de los mundos habitables (HWO). Su objetivo es obtener imágenes directas de al menos 25 mundos potencialmente habitables y luego buscar biofirmas en sus atmósferas.
frameborder=»0″allow=»acelerómetro; auto-reproducción; escritura en portapapeles; medios cifrados; giroscopio; imagen en imagen; compartir web» permitir pantalla completa>
Pero según los autores, sus resultados muestran que LIFE es la mejor opción.
«Si hay sistemas estelares exoplanetarios de tipo tardío en la vecindad solar con planetas que exhiben biosferas globales productoras de N2O y CH3X, LIFE será la futura misión más adecuada para buscarlos sistemáticamente y posiblemente detectarlos”, concluyen.
Una galería de fotografías impactantes ocre Las pinturas dibujadas en enormes paredes rocosas ofrecen información sobre la estrecha relación entre los humanos y los animales que vivieron en el Amazonas hace miles de años.
La obra está ubicada sobre afloramientos rocosos del Cerro Azul, en la Serranía de la Lindosa, un acantilado en Colombia. Incluye 3.223 dibujos de humanos y animales, incluida una colección de peces, reptiles y mamíferos de distintos tamaños, según un nuevo estudio publicado en la edición de septiembre de la revista. Revista de Arqueología Antropológica.
Algunas imágenes incluso muestran animales y humanos transformándose entre sí, lo que indica «la rica mitología que ha guiado a generaciones de indígenas amazónicos», según un comunicado de la Universidad de Exeter.
Aunque los investigadores no han fechado formalmente el lienzo, estimaron que existía desde el año 10.500 a.C.
«Estos sitios de arte rupestre incluyen la evidencia más antigua de presencia humana en la Amazonía occidental, que data de hace 12.500 años», dijo el autor principal. Marcos Robinsondijo en el comunicado profesor asociado del Departamento de Arqueología e Historia de la Universidad de Exeter.
Relacionado: Descubren pinturas rupestres de 9.000 años entre huellas de dinosaurios en Brasil
El equipo descubrió al menos 22 especies de animales, entre ellos venados, aves, pecaríes, lagartos, tortugas y tapires. Después de comparar los dibujos de animales con antiguos huesos de animales cortados descubiertos en excavaciones cercanas, los arqueólogos descubrieron que la representación proporcional de los dibujos por especies no correspondía a la proporción de huesos de animales, lo que indica que los indígenas no solo pintaban lo que ellos comieron. Los huesos cortados incluían una dieta diversa, que incluía peces, mamíferos y reptiles, como serpientes y cocodrilos.
Reciba los descubrimientos más fascinantes del mundo directamente en su bandeja de entrada.
El arte rupestre contiene una variedad de temas, que incluyen (a) pesca; (b, c, e) caza; (d) un mono saltador; y (f) un animal desconocido con rasgos circulares y cabeza curva. (Crédito de la foto: Universidad de Exeter)
«El arte ofrece una visión asombrosa de cómo estos primeros colonos veían su lugar en el mundo y cómo formaban relaciones con los animales», dijo Robinson. “El contexto demuestra la complejidad de las relaciones de los amazónicos con los animales, como fuente de alimento pero también como seres venerados, que tenían conexiones sobrenaturales y requerían negociaciones complejas por parte de los especialistas en rituales. »
Dada la extensión del arte rupestre, los investigadores optaron por centrarse en seis paneles, incluido El Más Largo, de 40 metros de largo, que contiene 1.000 dibujos, y el panel mucho más pequeño, de 10 metros de largo, conocido como Principal, que contiene 244 imágenes, según el comunicado.
Tras catalogar las obras, los investigadores descubrieron que el 58% de los dibujos eran figurativos, la mitad de los cuales eran imágenes de animales. También observaron escenas que mostraban a personas pescando.
Los investigadores sólo pueden especular sobre el propósito y el significado del arte rupestre.
«Si bien no podemos estar seguros del significado de estas imágenes, ciertamente ofrecen mayores matices a nuestra comprensión del poder de los mitos en las comunidades indígenas», dijo el coautor del estudio. José Iriarte«Estos hallazgos son particularmente reveladores con respecto a los aspectos más cosmológicos de la vida en el Amazonas, como lo que se considera tabú, dónde reside el poder y cómo se llevaron a cabo las negociaciones con lo sobrenatural», dijo el profesor de Arqueología de la Universidad de Exeter. .
Agrandar/ En esta fotografía tomada el 3 de julio se ve la nave espacial Strainer de Boeing acoplada a la Estación Espacial Internacional.
Los astronautas que abordaron la nave espacial Starliner de Boeing hacia la Estación Espacial Internacional el mes pasado aún no saben cuándo regresarán a la Tierra.
Los astronautas Butch Wilmore y Suni Williams han estado en el espacio durante 51 días, seis semanas más de lo previsto inicialmente, mientras los ingenieros en tierra resuelven problemas con el sistema de propulsión de Starliner.
Los problemas son dobles. Los propulsores de la nave espacial se sobrecalentaron y algunos de ellos se apagaron cuando Starliner se acercó a la estación espacial el 6 de junio. Otro problema, aunque quizás relacionado, son las fugas de helio en el sistema de propulsión del barco.
El jueves, funcionarios de la NASA y Boeing dijeron que todavía planeaban traer a Wilmore y Williams de regreso a bordo de la nave espacial Starliner. Durante las últimas semanas, los equipos de tierra completaron las pruebas de un propulsor en un banco de pruebas en White Sands, Nuevo México. Este fin de semana, Boeing y la NASA planean poner en órbita los propulsores de la nave espacial para comprobar su rendimiento una vez acoplada a la estación espacial.
«Creo que estamos empezando a acercarnos a esas piezas finales de la lógica de vuelo para asegurarnos de que podamos regresar a casa de manera segura, y ese es nuestro enfoque principal en este momento», dijo Stich.
Estos problemas han llevado a especulaciones de que la NASA podría decidir devolver a Wilmore y Williams a la Tierra a bordo de una nave espacial SpaceX Crew Dragon. Actualmente hay un barco Crew Dragon atracado en la estación y se espera que se lance otro con una nueva tripulación el próximo mes. Steve Stich, jefe del programa de tripulación comercial de la NASA, dijo que la agencia ha estudiado planes de respaldo para llevar a la tripulación de Starliner a casa a bordo de una cápsula SpaceX, pero el objetivo principal sigue siendo llevar a los astronautas de regreso a bordo de Starliner.
«Nuestra primera opción es completar la misión», dijo Stich. “Hay muchas buenas razones para completar esta misión y traer a Butch y Suni de regreso a bordo de Starliner. Starliner fue diseñada, como nave espacial, para tener a la tripulación en la cabina. »
El Starliner fue lanzado desde la Estación Espacial de Cabo Cañaveral en Florida el 5 de junio. Wilmore y Williams son los primeros astronautas en volar al espacio a bordo de la cápsula de tripulación comercial de Boeing, y este vuelo de prueba tiene como objetivo allanar el camino para futuros vuelos operativos para rotar tripulaciones de cuatro hacia y desde la Estación Espacial Internacional.
Una vez que la NASA certifique completamente a Starliner para misiones operativas, la agencia tendrá dos naves espaciales amigables para los humanos disponibles para vuelos a la estación. Crew Dragon de SpaceX transporta astronautas desde 2020.
Pruebas, pruebas y más pruebas.
La NASA extendió la duración del vuelo de prueba de Starliner para realizar pruebas y analizar datos en un esfuerzo por generar confianza en la capacidad de la nave espacial para llevar a su tripulación a casa de manera segura y comprender mejor las causas profundas del sobrecalentamiento de los propulsores y las fugas de helio. Estos problemas se encuentran dentro del módulo de servicio Starliner, que se desecha para quemarse en la atmósfera al reingresar, mientras que el módulo de tripulación reutilizable, con los astronautas dentro, se lanza en paracaídas para un aterrizaje amortiguado por una bolsa de aire.
La más importante de estas pruebas consistió en una serie de disparos de prueba de un propulsor Starliner en tierra. Este propulsor se tomó de un conjunto de hardware planeado para volar en una futura misión Starlink, y los ingenieros lo sometieron a una prueba de esfuerzo, tirando de él repetidamente para replicar la secuencia de pulsos que vería en vuelo. Las pruebas simularon dos secuencias de vuelo a la estación espacial y cinco secuencias que realizaría el propulsor durante el desacoplamiento y la salida de órbita para regresar a la Tierra.
«Este propulsor ha sufrido una serie de pulsaciones, quizás incluso más de las que anticiparíamos en vuelo, y más agresivas en términos de dos ascensos y cinco descensos», dijo Stich. “Lo que observamos en el propulsor es el mismo tipo de degradación del empuje que observamos en órbita. En varios propulsores (en Starliner) vemos un empuje reducido, lo cual es importante. »
La computadora de vuelo de Starliner apagó cinco de los 28 propulsores del sistema de control de reacción de la nave espacial, producidos por Aerojet Rocketdyne, durante su encuentro con la estación espacial el mes pasado. Cuatro de los cinco propulsores se recuperaron después de sobrecalentarse y perder empuje, pero los funcionarios declararon que uno de los propulsores era inutilizable.
El propulsor probado en tierra mostró un comportamiento similar. Las inspecciones del propulsor en White Sands mostraron hinchazón en un sello de teflón de una válvula oxidante, lo que podría restringir el flujo del propulsor de tetróxido de nitrógeno. Los propulsores, cada uno de los cuales genera alrededor de 85 libras de empuje, consumen el oxidante de tetróxido de nitrógeno, o NTO, y lo mezclan con combustible de hidracina para la combustión.
Una válvula de mariposa, similar a la válvula de inflado de un neumático, está diseñada para abrirse y cerrarse para permitir que el tetróxido de nitrógeno fluya hacia el propulsor.
«Esta válvula tiene un sello de teflón en el extremo», explicó Nappi. “Bajo el efecto del calor y el vacío natural que se produce cuando se dispara el propulsor, esta junta se deformó e incluso se abombó ligeramente. »
Stich dijo que los ingenieros están evaluando la integridad del sello de teflón para determinar si podría permanecer intacto durante el desacoplamiento y la salida de órbita de la nave espacial Starliner. No se necesitan propulsores mientras Starliner está conectado a la estación espacial.
“¿Podría esta foca en particular sobrevivir el resto del vuelo?” Esa es la parte importante”, dijo Stich.
Un nuevo estudio ha descubierto que el código genético del Amoebidium unicelular contiene restos de antiguos virus gigantes, lo que proporciona información sobre la evolución genética de la vida compleja. Este hallazgo revela que estos genes virales, aunque potencialmente dañinos, se mantienen inactivos mediante procesos químicos dentro del ADN de Amoebidium, lo que sugiere una relación más compleja entre los virus y sus huéspedes, lo que podría afectar nuestra comprensión de la evolución genética de otros organismos, incluidos los humanos.
Los microorganismos revelan cómo nuestros predecesores unicelulares incorporaron ADN viral en sus propios genomas.
Los investigadores han descubierto restos de antiguos virus gigantes en el genoma de Amoebidium, un organismo unicelular, lo que sugiere que dichas secuencias virales pueden haber desempeñado un papel en la evolución de formas de vida complejas. Este estudio destaca la relación dinámica entre los virus y sus huéspedes, que también refleja la genética humana.
Un nuevo estudio publicado en la revista científica ha descubierto un giro sorprendente en la historia evolutiva de la vida compleja. Avances científicosInvestigadores de la Universidad Queen Mary de Londres han descubierto que un organismo unicelular, estrechamente relacionado con los animales, contiene restos de antiguos virus gigantes en su código genético. Este descubrimiento proporciona una mejor comprensión de cómo los organismos complejos pudieron adquirir algunos de sus genes y destaca la interacción dinámica entre los virus y sus huéspedes.
El estudio se centró en un microbio llamado Amoebidium, un parásito unicelular que se encuentra en ambientes de agua dulce. Al analizar el genoma de Amoebidium, los investigadores dirigidos por el Dr. Alex de Mendoza Soler, profesor titular de la Escuela de Ciencias Biológicas y del Comportamiento de Queen Mary, descubrieron una sorprendente abundancia de material genético de virus gigantes, algunos de los virus más grandes conocidos por la ciencia. Estas secuencias virales estaban fuertemente metiladas, una etiqueta química que a menudo silencia los genes.
«Es como encontrar caballos de Troya escondidos dentro del Amoebidium ADN«Estas inserciones virales son potencialmente peligrosas, pero Amoebidium parece controlarlas silenciándolas químicamente», explica el Dr. de Mendoza Soler.
El microbio Amoebidium appalachense vive su ciclo de desarrollo en el laboratorio. Los núcleos se dividen dentro de una célula hasta la madurez (~40 h en el video), cuando cada núcleo se convierte en una sola célula y la colonia se rompe dando lugar a la descendencia. Crédito: Álex de Mendoza
Investigación actual e implicaciones.
Luego, los investigadores estudiaron el alcance de este fenómeno. Compararon los genomas de varios aislados de Amoebidium y encontraron una variación significativa en el contenido viral. Esto sugiere que el proceso de integración y silenciamiento viral es continuo y dinámico.
«Estos resultados desafían nuestra comprensión de la relación entre los virus y sus huéspedes», afirma el Dr. de Mendoza Soler. “Tradicionalmente, los virus se consideran invasores, pero este estudio sugiere una historia más compleja. Las inserciones virales pueden haber desempeñado un papel en la evolución de organismos complejos al proporcionarles nuevos genes. Y esto es posible gracias a la domesticación química del ADN de estos intrusos. »
Células de Amoebidium appalachense teñidas para detectar ADN (en azul, que muestra el núcleo) y actina (en verde), resaltando las membranas celulares en la etapa de celularización de la colonia. Crédito: Álex de Mendoza
Además, los descubrimientos realizados sobre Amoebidium ofrecen paralelos intrigantes con la forma en que nuestros propios genomas interactúan con los virus. Al igual que Amoebidium, los humanos y otros mamíferos tienen restos de virus antiguos, llamados retrovirus endógenos, incrustados en su ADN. Si bien estos restos se consideraban anteriormente “ADN basura” inactivo, ahora algunos pueden ser beneficiosos. Sin embargo, a diferencia de los virus gigantes que se encuentran en Amoebidium, los retrovirus endógenos son mucho más pequeños y el genoma humano es significativamente más grande. Investigaciones futuras pueden explorar estas similitudes y diferencias para comprender la compleja interacción entre virus y formas de vida complejas.
Referencia: “La metilación del ADN permite la endogenización recurrente de virus gigantes en un animal relacionado” por Luke A. Sarre, Iana V. Kim, Vladimir Ovchinnikov, Marine Olivetta, Hiroshi Suga, Omaya Dudin, Arnau Sebé-Pedrós y Alex de Mendoza, 12 de julio , 2024, Avances científicos. DOI: 10.1126/sciadv.ado6406
