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Las simulaciones de supercomputadoras revelan cómo un impacto gigante podría haber formado la Luna

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Las simulaciones de supercomputadoras revelan cómo un impacto gigante podría haber formado la Luna

Crédito: Universidad de Durham

Científicos pioneros del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham han utilizado las simulaciones de supercomputadoras más detalladas hasta la fecha para revelar una explicación alternativa para el origen de la Luna hace 4.500 millones de años. Reveló que un impacto gigante entre la Tierra y un[{» attribute=»»>Mars-sized body could immediately place a Moon-like body into orbit around Earth.

High-end simulations

In their search for scenarios that could explain the present-day Earth-Moon system, the researchers simulated hundreds of different impacts at high resolution, varying the angle and speed of the collision as well as the masses and spins of the two colliding bodies. These calculations were performed using the SWIFT open-source simulation code, run on the DiRAC Memory Intensive service (“COSMA”), hosted by Durham University on behalf of the DiRAC High-Performance Computing facility.

La potencia informática adicional reveló que las simulaciones de baja resolución pueden pasar por alto aspectos cruciales de las colisiones a gran escala. Con simulaciones de alta resolución, los investigadores pueden descubrir características a las que no se podía acceder en estudios anteriores. Solo las simulaciones de alta resolución produjeron el satélite similar a la Luna, y los detalles adicionales revelaron cómo sus capas exteriores contenían más material de la Tierra.

Si gran parte de la Luna se formó inmediatamente después del impacto gigante, también podría significar que se derritió menos durante la formación que en las teorías tradicionales donde la Luna se convirtió en un disco de escombros alrededor de la Tierra. Dependiendo de los detalles de la solidificación posterior, estas teorías deberían predecir diferentes estructuras internas para la Luna.

El coautor del estudio, Vincent Eke, dijo: «Esta vía de formación podría ayudar a explicar la similitud en la composición isotópica entre las rocas lunares devueltas por los astronautas del Apolo y el manto de la Tierra. También puede estar allí. Tener consecuencias observables en el grosor de la corteza lunar, que nos permitiría comprender mejor el tipo de colisión que tuvo lugar.

Lo que es más, descubrieron que incluso cuando un satélite pasa tan cerca de la Tierra que uno esperaría que las «fuerzas de marea» de la gravedad de la Tierra lo destrozaran, el satélite puede sobrevivir. . De hecho, también puede ser empujado a una órbita más amplia, a salvo de futuras destrucciones.

Un abanico de nuevas posibilidades

Jacob Kegerreis, investigador principal del estudio, dijo: “Esto abre una nueva gama de posibles puntos de partida para la evolución de la Luna. Nos embarcamos en este proyecto sin saber exactamente cuáles serían los resultados de estas simulaciones de muy alta resolución. Entonces, además de la gran revelación de que las resoluciones estándar pueden dar respuestas incorrectas, fue muy emocionante que los nuevos resultados pudieran incluir un satélite en órbita parecido a la Luna.

Se cree que la Luna se formó después de que la joven Tierra chocara con un objeto del tamaño de Marte llamado Theia hace 4500 millones de años. La mayoría de las teorías construyen la Luna por una acumulación gradual de escombros de este impacto. Sin embargo, esto ha sido cuestionado por mediciones de rocas lunares que muestran que tienen una composición similar al manto de la Tierra, mientras que el impacto produce escombros que provienen principalmente de Theia.

Este escenario satelital inmediato abre nuevas posibilidades para la órbita lunar inicial, así como la composición prevista y la estructura interna de la Luna. Podría ayudar a explicar misterios sin resolver como la órbita inclinada de la Luna alejándose del ecuador de la Tierra; o podría producir una Luna temprana que no esté completamente derretida, lo que algunos científicos creen que podría encajar mejor con su delgada corteza.

Las numerosas misiones lunares por venir deberían revelar nuevas pistas sobre el tipo de impacto gigante que condujo a la Luna, lo que a su vez nos contará sobre la historia de la Tierra misma.

El equipo de investigación incluyó a científicos de[{» attribute=»»>NASA Ames Research Centre and the University of Glasgow, UK, and their simulation findings have been published in the Astrophysical Journal Letters.

Reference: “Immediate Origin of the Moon as a Post-impact Satellite” by J. A. Kegerreis, S. Ruiz-Bonilla, V. R. Eke, R. J. Massey, T. D. Sandnes and L. F. A. Teodoro, 4 October 2022, Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d96

The research was partly supported by a DiRAC Director’s Discretionary Time award and a Science and Technology Facilities Council (STFC) grant.

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Una fuente cósmica contamina el espacio intergaláctico con 50 millones de soles de materia

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Una fuente cósmica contamina el espacio intergaláctico con 50 millones de soles de materia

Tremendas explosiones en una galaxia cercana a la Vía Láctea vierten a su entorno material equivalente a unos 50 millones de soles. Los astrónomos han cartografiado este evento de contaminación galáctica en alta resolución, obteniendo importantes pistas sobre cómo el espacio entre galaxias se llena de elementos químicos que eventualmente se convertirán en los componentes básicos de nuevas estrellas.

Estos descubrimientos se realizaron cuando el equipo internacional estudió NGC 4383, una galaxia espiral en la constelación de Coma Berenices, utilizando un instrumento del Very Large Telescope (VLT) llamado Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE).

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mu Space amplía la colaboración de la estación terrestre con RBC Signals

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mu Space amplía la colaboración de la estación terrestre con RBC Signals

Estación terrestre de satélite. Foto: Señales RBC

espacio mu se asoció con Transmisiones internacionales de RBC (RBC Signals), ya que parece mejorar las instalaciones de las estaciones terrestres en Tailandia y otros países del sudeste asiático. Ambas compañías creen que esto supondrá un paso adelante en el desarrollo de estas instalaciones en la región. Las dos empresas anunciaron su colaboración el 22 de abril.

mu Space es una empresa tailandesa de satélites polifacética. Fabrica plataformas satelitales enfocadas a satélites pequeños, que desarrolla y fabrica. También proporciona servicios de extremo a extremo, incluido un conjunto completo de soluciones de construcción satelital y acceso a servicios de Internet satelital.

RBC Signals busca brindar soluciones globales de comunicaciones de datos por satélite, ofreciendo soluciones de comunicaciones espaciales seguras en todas las bandas de frecuencia principales que utilizan una red global. Las dos empresas también han trabajado juntas anteriormente, con mu Space actuando como proveedor de soporte de instalaciones y mantenimiento para el alojamiento y la coubicación de la antena satelital durante tres años en la región oriental de Tailandia.

“Esta asociación marca un hito importante en nuestra misión de avanzar en la tecnología satelital en Tailandia y el Sudeste Asiático. Juntos, buscamos explorar nuevas fronteras en las instalaciones de estaciones terrestres satelitales, aportando soluciones innovadoras a la región”, dijo James Yenbamroong, director ejecutivo y director de tecnología de mu Space, en un comunicado.

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La primera radiografía del mundo de un solo átomo.

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La primera radiografía del mundo de un solo átomo.

Pensar en las radiografías puede desencadenar recuerdos de huesos rotos o de revisiones dentales. Pero esta luz extremadamente energética puede mostrarnos mucho más que nuestros huesos: también se utiliza para estudiar el mundo molecular, incluso las reacciones bioquímicas en tiempo real. Sin embargo, el problema es que hasta ahora los investigadores nunca han podido estudiar un solo átomo con rayos X.

Los científicos pudieron caracterizar un solo átomo mediante rayos X. No sólo pudieron distinguir el tipo de átomos que estaban viendo (había dos diferentes), sino que también pudieron estudiar el comportamiento químico de estos átomos.

“Los átomos se pueden observar de forma rutinaria con microscopios de sonda de barrido, pero sin rayos X no se puede saber de qué están hechos. Ahora podemos detectar exactamente el tipo de un átomo en particular, un átomo a la vez, y medir simultáneamente su estado químico”, dijo el autor principal, el profesor Saw Wai Hla de la Universidad de Ohio y el Laboratorio Nacional de Argonne. A declaración.

“Una vez que logremos esto, podremos rastrear materiales hasta el límite último de un solo átomo. Esto tendrá un enorme impacto en las ciencias médicas y medioambientales y tal vez incluso conduzca a una cura que podría tener un enorme impacto en la humanidad. Este descubrimiento transformará el mundo.

Microscopía de barrido de conjuntos supramoleculares de terbio, con el átomo de terbio en el centro de cada estructura.

Crédito de la imagen: Ajayi et al., Nature, 2023.

El trabajo permitió rastrear un átomo de hierro y un átomo de terbio, elemento que pertenece a los llamados metales de tierras raras. Ambos fueron insertados en sus respectivos huéspedes moleculares. Un detector de rayos X convencional se ha complementado con un detector muy especial. Este último tenía una punta metálica afilada especializada que debía colocarse muy cerca de la muestra para recolectar los electrones excitados por los rayos X. Utilizando las mediciones recopiladas por la punta, el equipo pudo determinar si se trataba de hierro o terbio. eso no es todo.

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«También detectamos los estados químicos de los átomos individuales», explicó Hla. «Al comparar los estados químicos de un átomo de hierro y un átomo de terbio dentro de sus respectivos huéspedes moleculares, encontramos que el átomo de terbio, un metal de tierras raras, está bastante aislado y no cambia su estado químico, mientras que el átomo de hierro interactúa fuertemente con el hierro que lo rodea. átomo.

átomos de rubidio

Imágenes de conjuntos supramoleculares formados por seis átomos de rubidio y un átomo de hierro.

Crédito de la imagen: Ajayi et al., Nature, 2023.

La señal percibida por el detector se comparó con las huellas dactilares. Permite a los investigadores comprender la composición de una muestra, así como estudiar sus propiedades físicas y químicas. Esto podría ser clave para mejorar el rendimiento y la aplicación de una variedad de materiales comunes y menos comunes.

«La technique utilisée et le concept éprouvé dans cette étude ont innové dans la science des rayons X et les études à l'échelle nanométrique», a déclaré Tolulope Michael Ajayi, premier auteur de l'article et effectuant ce travail dans le cadre de sa tesis de doctorado. “Es más, el uso de rayos X para detectar y caracterizar átomos individuales podría revolucionar la investigación y dar lugar a nuevas tecnologías en áreas como la información cuántica y la detección de oligoelementos en la investigación médica y ambiental, por solo citar algunas. Este logro también allana el camino para instrumentos avanzados en ciencia de materiales.

El estudio se publica en la revista. Naturaleza.

Una versión anterior de este artículo fue publicada en mayo 2023.

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