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Los planetas que se encogen podrían explicar el misterio de los mundos perdidos del universo

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Los planetas que se encogen podrían explicar el misterio de los mundos perdidos del universo

Al estudiar los datos del Telescopio Espacial Kepler, los investigadores del Instituto Flatiron encontraron que la contracción planetaria durante miles de millones de años probablemente explica un misterio de varios años: la escasez de planetas duplica aproximadamente el tamaño de la Tierra.

Ha habido un gran avance en el caso de los planetas perdidos.

Si bien las misiones de búsqueda de planetas han descubierto miles de mundos orbitando estrellas distantes, existe una grave escasez de exoplanetas que midan entre 1,5 y el doble del radio de la Tierra. Es el medio feliz entre las supertierras rocosas y los planetas más grandes cubiertos de gas llamados mini-Neptunes. Desde el descubrimiento de esta «desviación de radio» en 2017, los científicos han tratado de averiguar por qué hay tan pocos cuerpos celestes de tamaño mediano.

El nuevo índice nació de una nueva forma de ver los datos. Un equipo de investigadores dirigido por Trevor David del Instituto Flatiron estudió si la brecha del radio cambia a medida que los planetas envejecen. Dividieron los exoplanetas en dos grupos, jóvenes y viejos, y reevaluaron la brecha. Los radios planetarios menos comunes del grupo más joven eran en promedio más pequeños que los menos comunes en el grupo más antiguo, encontraron. Si bien el tamaño más raro para los planetas más jóvenes era alrededor de 1,6 veces el radio de la Tierra, es alrededor de 1,8 veces el radio de la Tierra en edades más avanzadas.

La implicación, dijeron los investigadores, es que algunos mini-Neptuno se encogen drásticamente durante miles de millones de años a medida que su atmósfera se escapa, dejando solo un núcleo sólido. Al perder su gas, los mini-Neptunes «saltan» lejos del radio del planeta y se convierten en súper-Tierras. Con el tiempo, la brecha del radio cambia a medida que los mini-Neptuno cada vez más grandes dan el salto, transformándose en Supertierras cada vez más grandes. La brecha, en otras palabras, es el abismo entre las supertierras más grandes y las mini-Neptunas más pequeñas que aún pueden contener su atmósfera. Los investigadores informaron sus hallazgos el 14 de mayo de 2021 en La revista astronómica.

Infografía de desviación de radio de exoplanetas

Una infografía que describe la desviación del radio del exoplaneta. Crédito: Fundación Simons

“El punto primordial es que los planetas no son las esferas estáticas de roca y gas como a veces tendemos a pensar en ellos”, dice David, investigador del Centro de Astrofísica Computacional (CCA) del Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York. En algunos modelos de pérdida atmosférica propuestos anteriormente, «algunos de estos planetas eran 10 veces más grandes al comienzo de su vida».

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Los resultados dan crédito a dos sospechosos propuestos previamente en el caso: el calor residual de la formación planetaria y la intensa radiación de las estrellas anfitrionas. Ambos fenómenos agregan energía a la atmósfera de un planeta, lo que hace que el gas se filtre al espacio. “Ambos efectos son probablemente importantes”, dice David, “pero necesitaremos modelos más sofisticados para saber cuánto contribuye cada uno de ellos y cuándo” en el ciclo de vida del planeta.

Los coautores del artículo incluyen a Gabriella Contardo, Investigadora Asociada CCA, Ruth Angus, Investigadora Asociada CCA, Megan Bedell, Investigadora Asociada CCA, Daniel Foreman-Mackey, Investigador Asociado CCA, y Samuel Grunblatt, Miembro Visitante en CCA CCA.

El nuevo estudio utilizó datos recopilados por la nave espacial Kepler, que midió la luz de estrellas distantes. Cuando una exoplaneta se mueve entre una estrella y la Tierra, la luz observada de la estrella disminuye. Al analizar la velocidad a la que el planeta orbita su estrella, el tamaño de la estrella y la extensión de la gradación, los astrónomos pueden estimar el tamaño del exoplaneta. Estos análisis llevaron finalmente al descubrimiento de la desviación del radio.


Una simulación por computadora de cómo cambia la distribución de tamaño de los planetas a medida que envejecen los sistemas planetarios. La desviación del radio es evidente en aproximadamente el doble del radio de la Tierra, aunque depende de los períodos orbitales de los planetas. La evidencia sugiere que la brecha cambia con el tiempo a medida que el miniNeptuno los planetas pierden su atmósfera, dejando atrás una super-Tierra sólida. Se resalta un planeta que está experimentando este proceso (representado como un núcleo con atmósfera), con su cambio de tamaño representado a la derecha. Crédito: Animación de Erik Petigura (UCLA); Simulación de James Owen (Colegio Imperial de Londres)

Los científicos ya han propuesto algunos mecanismos potenciales para crear la brecha, y cada proceso tiene lugar en una escala de tiempo diferente. Algunos creían que la brecha se produce durante la formación planetaria cuando ciertos planetas se forman sin suficiente gas cerca para inflar su tamaño. En este escenario, el radio del planeta y, por lo tanto, la desviación del radio, se imprimirían al nacer. Otra hipótesis era que las colisiones con rocas espaciales podrían hacer que la atmósfera espesa de un planeta explotara, evitando que los planetas más pequeños acumularan una gran cantidad de gas. Este mecanismo de impacto tardaría entre 10 y 100 millones de años.

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Otros posibles mecanismos requieren más tiempo. Una propuesta es que los intensos rayos X y la radiación ultravioleta de la estrella anfitriona de un planeta eliminan el gas con el tiempo. Este proceso, llamado fotoevaporación, tomaría menos de 100 millones de años para la mayoría de los planetas, pero podría tomar miles de millones de años para algunos. Otra sugerencia es que el calor residual de la formación de un planeta agrega lentamente energía a la atmósfera del planeta, lo que hace que el gas se filtre al espacio durante miles de millones de años.

David y sus colegas comenzaron su investigación observando más de cerca la brecha en sí. Evaluar los tamaños de estrellas y exoplanetas puede ser complicado, por lo que limpiaron los datos para incluir solo planetas cuyos diámetros se conocían con confianza. Este procesamiento de datos reveló una laguna que estaba más vacía de lo que se pensaba.

Luego, los investigadores clasificaron los planetas según fueran más jóvenes o 2 mil millones de años. (La Tierra, en comparación, tiene 4.500 millones de años). Dado que una estrella y sus planetas se forman simultáneamente, determinaron la edad de cada planeta basándose en la edad de su estrella.

Los resultados sugieren que los mini-Neptunes más pequeños no pueden conservar gas. A lo largo de miles de millones de años, el gas se elimina, dejando una super-Tierra en su mayoría sólida. Este proceso lleva más tiempo para los mini-Neptunes más grandes, que se convierten en las supertierras más grandes, pero no afectará a los planetas gaseosos más gigantescos, cuya gravedad es lo suficientemente fuerte como para mantener su atmósfera.

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El hecho de que la desviación del radio evolucione a lo largo de miles de millones de años sugiere que el culpable no son las colisiones planetarias o alguna peculiaridad inherente a la formación planetaria. El calor residual del interior de los planetas, que elimina gradualmente la atmósfera, está bien, dice David, pero la intensa radiación de las estrellas madres también podría contribuir, especialmente al principio. El siguiente paso es que los científicos modelen mejor la evolución de los planetas para determinar qué explicación juega un papel más importante. Esto podría significar considerar complejidades adicionales como las interacciones entre atmósferas nacientes y campos magnéticos planetarios u océanos de magma.

Referencia: «Evolución de la distribución del tamaño de los exoplanetas: formando grandes supertierras durante miles de millones de años» por Trevor J. David, Gabriella Contardo, Angeli Sandoval, Ruth Angus, Yuxi (Lucy) Lu, Megan Bedell, Jason L. Curtis, Daniel Foreman-Mackey, Benjamin J. Fulton, Samuel K. Grunblatt y Erik A. Petigura, 14 de mayo de 2021, La revista astronómica.
DOI: 10.3847 / 1538-3881 / abf439

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El descubrimiento de restos de un virus antiguo gigante ofrece nuevas pistas sobre los orígenes de la vida compleja

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El descubrimiento de restos de un virus antiguo gigante ofrece nuevas pistas sobre los orígenes de la vida compleja

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.

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«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 apalachense

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.

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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

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Estas imágenes en primer plano del Sol son tan locas que no creerás lo que ven tus ojos.

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Estas imágenes en primer plano del Sol son tan locas que no creerás lo que ven tus ojos.

Algunos astrofotógrafos saben cuándo han logrado una fotografía increíble, y Mark Johnston, que también es embajador del Sistema Solar de la NASA, logró capturar una fotografía del Sol desde su patio trasero en Arizona. Johnston compartió la imagen con El mundo de las cámaras digitales.y son tan detallados que casi parecen generados por computadora.

Debes saber que tomar imágenes del Sol puede resultar complicado. De hecho, incluso mirar la estrella de nuestro sistema solar a través de la lente de una cámara puede resultar extremadamente peligroso. Por lo tanto, tomar fotografías detalladas como las que aparecen en el portafolio de Johnston requiere tener el equipo adecuado y buen ojo para los detalles.

Actualmente nos encontramos en medio de lo que los científicos llaman máximo solar, que es cuando el Sol está más activo. Esto significa muchas manchas solares y eventos solares como eyecciones de masa coronal y erupciones solares. Esto también significa muchas oportunidades para tomar excelentes fotografías del Sol.

Una fotografía extremadamente detallada del Sol tomada por una sonda espacial. Fuente de la imagen: NSO/AURA/NSF

Las imágenes que Johnston capturó esta vez son nada menos que excepcionales, y el paisaje de Arizona proporciona una vista clara de la estrella que orbita nuestro planeta. Y, debido a que su ubicación particular es en las montañas de Arizona, es capaz de mirar la atmósfera sin tener que hacer tanto esfuerzo.

Esto genera algunas tomas increíbles, y es realmente difícil mirar estas fotografías del Sol sin sentir que estás mirando material promocional generado por computadora. La cantidad de detalles aquí es notable y ciertamente se necesitó un telescopio particularmente poderoso para lograrlo.

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Hemos visto imágenes del Sol igualmente detalladas de otros astrofotógrafos, y Johnston se une a las filas de aquellos que han logrado capturar la estrella central de nuestro sistema solar con una luz que de otro modo no podríamos percibir. Los físicos antiguos sólo podían haber soñado con ver el Sol con tanto detalle.

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Una serpiente de 34 millones de años descubierta en Wyoming revoluciona nuestra comprensión de la evolución

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Una serpiente de 34 millones de años descubierta en Wyoming revoluciona nuestra comprensión de la evolución

Esqueleto fosilizado de una especie de serpiente recién descubierta Hibernophis breithauptique vivió hace 38 millones de años en lo que hoy es el oeste de Wyoming, revela información sobre la evolución y el comportamiento social de sus descendientes modernos. Crédito: Jazmín Croghan

Se han descubierto serpientes antiguas que arrojan luz sobre el tortuoso pasado del continente.

Una serpiente fósil recién descubierta especies en Wyoming está transformando nuestra comprensión de la evolución de las serpientes. Descubierta en una madriguera donde se encontraron entrelazados cuatro ejemplares bien conservados, esta especie, denominada Hibernophis breithauptiVivió en América del Norte hace 34 millones de años. Este descubrimiento proporciona información valiosa sobre los orígenes y la diversificación de boas y pitones.

Hibernophis breithaupti La boa tiene características anatómicas únicas, en parte porque los especímenes están articulados, lo que significa que fueron encontrados en una sola pieza con los huesos todavía dispuestos en el orden correcto, lo cual es inusual en las serpientes fósiles. Los investigadores creen que podría ser un miembro primitivo de Booidea, un grupo que incluye boas y pitones modernas. Las boas modernas están muy extendidas en América, pero su evolución temprana no se comprende bien. Estos fósiles nuevos y muy completos proporcionan nueva información importante, particularmente sobre la evolución de las pequeñas boas excavadoras conocidas como boas de caucho.

Conocimiento conductual y significado histórico

Tradicionalmente ha habido mucho debate sobre la evolución de las pequeñas boas excavadoras. Hibernophis breithaupti Los resultados de este estudio muestran que las regiones norte y central de América del Norte pueden haber jugado un papel clave en su desarrollo. El descubrimiento de estas serpientes acurrucadas también apunta a la evidencia potencial más antigua de un comportamiento que conocemos hoy: la hibernación grupal.

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«Se sabe que las culebras modernas se congregan por miles para hibernar juntas en guaridas y madrigueras», dice Michael Caldwell, paleontólogo de la Universidad de Alberta que codirigió la investigación con su ex estudiante de posgrado Jasmine Croghan y colaboradores de Australia. y Brasil. “Esto lo hacen para conservar el calor gracias al efecto que crea la bola de animales en hibernación. Es fascinante ver posibles pruebas de tal comportamiento social o hibernación que se remontan a 34 millones de años. »

Referencia: “Morfología y sistemática de una nueva serpiente fósil de la formación White River del Rupelio temprano (Oligoceno), Wyoming” por Jasmine A Croghan, Alessandro Palci, Silvio Onary, Michael SY Lee y Michael W Caldwell, 19 de junio de 2024, Revista zoológica de la sociedad Linnaean.
DOI: 10.1093/zoolinnean/zlae073

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