Imagen microscópica de una partícula de Bennu oscura, de aproximadamente un milímetro de largo, con una costra de fosfato brillante. A la derecha, se ha desprendido un fragmento más pequeño. Crédito: De Lauretta y Connolly et al. (2024) Meteoritos y ciencias planetarias.doi:10.1111/mapas.14227
El análisis de una muestra del asteroide Bennu ha revelado componentes esenciales de la vida y pistas sobre un pasado acuático, ofreciendo información sobre los orígenes del sistema solar y la química prebiótica.
Análisis preliminar de la muestra del asteroide Bennu devuelta por NASA's OSIRIS-REx La misión reveló polvo rico en carbono, nitrógeno y compuestos orgánicos, todos elementos esenciales para la vida tal como la conocemos. Dominada por minerales arcillosos, particularmente serpentinos, la muestra refleja el tipo de roca que se encuentra en las dorsales oceánicas de la Tierra.
El fosfato de sodio y magnesio encontrado en la muestra sugiere que el asteroide podría provenir de un mundo oceánico antiguo, pequeño y primitivo. El fosfato fue una sorpresa para el equipo porque el mineral no había sido detectado por la sonda OSIRIS-REx durante su estancia en Bennu.
Mientras que se encontró un fosfato similar en la muestra del asteroide Ryugu entregada por JAXADurante la misión Hayabusa2 de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón en 2020, el fosfato de sodio y magnesio detectado en la muestra de Bennu destacaba por su pureza (es decir, la ausencia de otros materiales incluidos en el mineral) y el tamaño de sus granos, sin precedentes en una muestra de meteorito.
Este mosaico de Bennu fue creado a partir de observaciones realizadas por la sonda espacial OSIRIS-REx de la NASA, que permaneció cerca del asteroide durante más de dos años. Crédito: NASA/Goddard/Universidad de Arizona
Descubrimientos sobre la composición del asteroide Bennu
Los científicos han estado esperando ansiosamente la oportunidad de excavar la muestra intacta de 121,6 gramos del asteroide Bennu recolectada por la misión OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security – Regolith Explorer) de la NASA desde su llegada a la Tierra el otoño pasado. Esperaban que este material contuviera secretos sobre el pasado del sistema solar y la química prebiótica que pudo haber conducido al origen de la vida en la Tierra. Un primer análisis de la muestra de Bennu, publicado recientemente en Meteoritos y ciencias planetarias.demuestra que este entusiasmo estaba justificado.
El equipo de análisis de muestras de OSIRIS-REx descubrió que Bennu contenía los ingredientes originales que formaron nuestro sistema solar. El polvo del asteroide es rico en carbono y nitrógeno, así como en compuestos orgánicos, todos componentes esenciales de la vida tal como la conocemos. La muestra también contiene fosfato de sodio y magnesio, lo que sorprendió al equipo de investigación porque no estaba presente en los datos de teledetección recopilados por la nave espacial en Bennu. Su presencia en la muestra sugiere que el asteroide puede haberse desprendido de un pequeño mundo oceánico primitivo desaparecido hace mucho tiempo.
Vista de ocho bandejas de muestras que contienen el material final del asteroide Bennu. Se vertieron polvo y rocas en las bandejas desde la placa superior del cabezal del mecanismo de adquisición de muestras Touch-and-Go (TAGSAM). De esta entrega se recogieron 51,2 gramos, lo que eleva la masa final de la muestra del asteroide a 121,6 gramos. Crédito: NASA/Erika Blumenfeld y Joseph Aebersold
El análisis de la muestra de Bennu reveló información interesante sobre la composición del asteroide. Dominada por minerales arcillosos, en particular serpentinas, la muestra refleja el tipo de roca que se encuentra en las dorsales oceánicas de la Tierra, donde los materiales del manto, la capa debajo de la corteza terrestre, se encuentran con el agua.
Esta interacción no sólo da como resultado la formación de arcilla, sino también la formación de diversos minerales como carbonatos, óxidos de hierro y sulfuros de hierro. Pero el descubrimiento más inesperado es la presencia de fosfatos solubles en agua. Estos compuestos son componentes bioquímicos de toda la vida conocida en la Tierra en la actualidad.
Mientras que en la muestra del asteroide Ryugu entregada por la misión Hayabusa2 de la JAXA (Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón) en 2020 se encontró un fosfato similar, el fosfato de magnesio y sodio detectado en la muestra de Bennu se distingue por su pureza, es decir, la ausencia de otros materiales en el mineral y el tamaño de sus granos, sin precedentes en una muestra de meteorito.
Una pequeña fracción de la muestra del asteroide Bennu reportada por la misión OSIRIS-REx de la NASA, mostrada en imágenes de microscopio. El panel superior izquierdo muestra una partícula oscura de Bennu, de aproximadamente un milímetro de largo, con una corteza exterior de fosfato brillante. Los otros tres paneles muestran vistas gradualmente ampliadas de un fragmento de la partícula que se separó a lo largo de una vena brillante que contiene fosfato, capturada por un microscopio electrónico de barrido. Crédito: De Lauretta y Connolly et al. (2024) Meteoritos y ciencias planetarias.doi:10.1111/mapas.14227
El descubrimiento de fosfatos de magnesio y sodio en la muestra de Bennu plantea dudas sobre los procesos geoquímicos que concentraron estos elementos y proporciona pistas valiosas sobre las condiciones históricas de Bennu.
«La presencia y condición de los fosfatos, así como otros elementos y compuestos en Bennu, sugieren que el asteroide tuvo un pasado acuoso», dijo Dante Lauretta, coautor principal del estudio e investigador principal de OSIRIS-REx en la Universidad de Arizona, Tucson. “Bennu podría haber sido alguna vez parte de un mundo más húmedo. Sin embargo, esta hipótesis requiere más investigación. »
«OSIRIS-REx nos dio exactamente lo que esperábamos: una muestra de asteroide grande y prístina, rica en nitrógeno y carbono, de un mundo que alguna vez fue húmedo», dijo Jason Dworkin, coautor del artículo y científico del proyecto OSIRIS-REx en Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
La sonda espacial OSIRIS-REx de la NASA abandona la superficie del asteroide Bennu después de recolectar una muestra. Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA/CI Lab/SVS
A pesar de su posible historia de interacción con el agua, Bennu sigue siendo un asteroide químicamente primitivo, con proporciones elementales muy parecidas a las del Sol.
«La muestra que recuperamos es el mayor depósito de material de asteroide inalterado en la Tierra en la actualidad», dijo Lauretta.
Esta composición ofrece una idea de los primeros días de nuestro sistema solar, hace más de 4.500 millones de años. Estas rocas han conservado su estado original, no habiéndose fundido ni vuelto a solidificar desde su creación, afirmando así su antiguo origen.
El equipo confirmó que el asteroide era rico en carbono y nitrógeno. Estos elementos son esenciales para comprender los entornos en los que se formaron los materiales de Bennu y los procesos químicos que transformaron elementos simples en moléculas complejas, sentando potencialmente las bases para la vida en la Tierra.
«Estos resultados resaltan la importancia de recolectar y estudiar materiales de asteroides como Bennu, particularmente materiales de baja densidad que normalmente se quemarían al entrar en la atmósfera de la Tierra», dijo Lauretta. “Estos materiales son la clave para comprender los complejos procesos de formación del sistema solar y la química prebiótica que pudo haber contribuido al surgimiento de la vida en la Tierra. »
Docenas de otros laboratorios en los Estados Unidos y en todo el mundo recibirán porciones de la muestra de Bennu del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston en los próximos meses, y se esperan muchos más artículos científicos que describan los análisis de la muestra de Bennu en los próximos años. el equipo de análisis de muestras OSIRIS-REx.
«Las muestras de Bennu son rocas extraterrestres fascinantemente hermosas», dijo Harold Connolly, coautor principal del artículo y científico de muestras de la misión OSIRIS-REx en la Universidad Rowan en Glassboro, Nueva York. “Cada semana, los análisis del equipo de análisis de muestras OSIRIS-REx proporcionan resultados nuevos y a veces sorprendentes que ayudan a establecer limitaciones importantes sobre el origen y la evolución de planetas similares a la Tierra. »
Lanzada el 8 de septiembre de 2016, la sonda espacial OSIRIS-REx visitó el asteroide Bennu, situado cerca de la Tierra, y recogió una muestra de rocas y polvo de su superficie. OSIRIS-REx, la primera misión estadounidense en recolectar una muestra de un asteroide, entregó la muestra a la Tierra el 24 de septiembre de 2023.
Referencia: “Asteroide (101955) Bennu en el laboratorio: propiedades de la muestra recolectada por OSIRIS-REx” por Dante S. Lauretta, Harold C. Connolly, Joseph E. Aebersold, Conel M. O'D. Alexander, Ronald-L. French Ballouz, Jessica J. Barnes, Helena C. Bates, Carina A. Bennett, Laurinne Blanche, Erika H. Blumenfeld, Simon J. Clemett, George D. Cody, Daniella N. Della Giustina, Jason P. Dworkin, Scott A. Eckley, Dionysis I. Foustoukos, Ian A. Franchi, Daniel P. Glavin, Richard C. Greenwood, Pierre Haenecour, Victoria E. Hamilton, Dolores H. Hill, Takahiro Hiroi, Kana Ishimaru, Fred Jourdan, Hannah H. Kaplan, Lindsay P. Keller, Ashley J. King, Piers Koefoed, Melissa K. Kontogiannis, Loan Le, Robert J. Macke, Timothy J. McCoy, Ralph E. Milliken, Jens Najorka, Ann N. Nguyen, Maurizio Pajola, Anjani T. Polit , Kevin Righter, Heather L. Roper, Sara S. Russell, Andrew J. Ryan, Scott A. Sandford, Paul F. Schofield, Cody D. Schultz, Laura B. Seifert, Shogo Tachibana, Kathie L. Thomas-Keprta, Michelle S. Thompson, Valerie Tu, Filippo Tusberti, Kun Wang, Thomas J. Zega, CWV Wolner y, 26 de junio de 2024, Meteoritos y ciencias planetarias.. DOI: 10.1111/mapas.14227
El Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, proporcionó gestión general de la misión, ingeniería de sistemas y seguridad y garantía de la misión para OSIRIS-REx. Dante Lauretta de la Universidad de Arizona en Tucson es el investigador principal. La universidad lidera el equipo científico y planifica las observaciones científicas y el procesamiento de datos de la misión. Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado, construyó la nave espacial y proporcionó operaciones de vuelo. Goddard y KinetX Aerospace fueron responsables de la navegación de la nave espacial OSIRIS-REx. La conservación de OSIRIS-REx se lleva a cabo en NASA Johnson. Las asociaciones internacionales en esta misión incluyen el instrumento altímetro láser OSIRIS-REx de la CSA (Agencia Espacial Canadiense) y la colaboración científica con muestras de asteroides con la misión Hayabusa2 de JAXA. OSIRIS-REx es la tercera misión del programa Nuevas Fronteras de la NASA, administrado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington.
Un poderoso telescopio, situado sobre las nubes a unos 13.800 pies, ha capturado una vista brillante de galaxias distantes.
Los astrónomos apuntaron el telescopio Gemini Norte en el espacio profundo hacia el cúmulo de Perseo, capturando una «deslumbrante colección de galaxias en la región central de este enorme cúmulo».
«¿Puedes detectar todas las galaxias en esta obra maestra cósmica?» NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias, que opera grandes telescopios en los Estados Unidos y en todo el mundo, publicado en línea.
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El telescopio Gemini de más de 8 metros (más de 26 pies) de ancho, que según la NASA es uno de los telescopios ópticos/infrarrojos más avanzados del mundo, captura cantidades prodigiosas de luz distante, lo que permite obtener una vista cósmica detallada debajo.
Velocidad aplastable de la luz
En su centro se encuentra NGC 1270, una galaxia elíptica gigante situada a unos 240 millones de años luz más allá de la Tierra. Una galaxia así tiene forma de huevo y probablemente se formó a partir de grandes colisiones entre galaxias espirales, como lo que podría suceder entre nuestra Vía Láctea y Andrómeda dentro de miles de millones de años. Esta vista también muestra una multitud de galaxias espirales, incluida la galaxia frontal en la esquina izquierda. Otros están inclinados en diferentes direcciones, mostrándonos el costado o borde de su disco, como un Frisbee volador.
Al igual que la Vía Láctea, es probable que cada una de estas galaxias contenga cientos de millones de estrellas, si no muchas más. Y donde hay estrellas, hay una gran cantidad de planetas (excepto en las primeras galaxias). Por ejemplo, probablemente haya más de un mil billones de exoplanetas en nuestra única galaxia, la Vía Láctea.
El telescopio Gemini Norte ha capturado una nueva vista del cúmulo de galaxias de Perseo, a cientos de millones de años luz de la Tierra. Crédito: Observatorio Internacional Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / Procesamiento de imágenes: J. Miller & M. Rodriguez (Observatorio Internacional Gemini / NSF NOIRLab) / A. Rector (Universidad de Alaska Anchorage / NSF NOIRLab) / M. Zamani (NSF NOIRLab) ) ). Agradecimientos: IP: Jisu Kang (Universidad Nacional de Seúl)
El Observatorio Internacional Gemini, formado por los telescopios Gemini Norte y Sur, está especialmente interesado en detectar mundos distantes. El Gemini Planet Imager, un instrumento óptico para telescopios, está diseñado para detectar luz extremadamente débil procedente de «exoplanetas que son una millonésima parte más brillantes que su estrella anfitriona». el observatorio dice.
Géminis tiene imagen directa mundos tan lejanos, y solo este año, Géminis Norte detectado «características rocosas» en un planeta extraño y caliente del tamaño de Júpiter. Al encontrar estos planetas alienígenas, los astrónomos podrán comprender mejor no sólo otros sistemas solares, sino también mejorar la comprensión del nuestro: ¿Es nuestro sistema solar?y sus planetas rocososTípico del cosmos, ¿o somos especiales?
Aunque la invención de la rueda hace unos 6.000 años revolucionó todo, desde el transporte hasta la fabricación de cerámica, sus orígenes exactos siguen siendo un misterio para los arqueólogos. Pero un nuevo estudio que utiliza técnicas de mecánica estructural sugiere que los mineros del cobre de Europa del Este pueden haber sido la fuerza impulsora detrás de tres importantes innovaciones en la tecnología de las ruedas ya en el año 3900 a.C.
La evidencia arqueológica de ruedas y vehículos con ruedas abunda en la Edad del Cobre (ca. 5000 a 3000 a. C.) en Europa, Asia y el norte de África, incluidas escenas de batalla pintadas en las paredes, miniaturas de ruedas, juguetes para niños, entierros de carros e incluso las primeras referencias textuales. a la tecnología. . porque la rueda estaba adoptado tan rápidoSin embargo, no está claro dónde y cuándo se inventó por primera vez, o si se inventó de forma independiente en diferentes momentos y lugares.
Hay tres teorías principales sobre el origen de la rueda. Se sugiere que apareció por primera vez en Mesopotamia Alrededor del 4000 a. C. luego se extendió a Europa. Otra teoría sugiere que se desarrolló alrededor de la costa póntica del norte de Turquía alrededor del 3800 a.C. La tercera teoría importante sostiene que la rueda se inventó en los Cárpatos entre el 4.000 y el 3.500 a.C. y desde allí se extendió en varias direcciones.
Esta tercera teoría, propuesta en 2016 por el historiador Richard BullietProfesor emérito de la Universidad de Columbia y coautor del nuevo estudio, se basa en la idea de que alrededor del año 4000 a.C., el tan buscado mineral de cobre se había vuelto más difícil de encontrar, lo que obligó a los mineros a penetrar profundamente en las minas y transportar contenedores. sale mineral. Los modelos de vagones de finales de la Edad del Cobre descubiertos en la región de los Cárpatos son rectangulares con lados trapezoidales, similares a los vagones mineros actuales, escribe Bulliet en el libro «La rueda: inventos y reinvenciones» (Prensa de la Universidad de Columbia, 2016).
En un estudio publicado el miércoles 23 de octubre en la revista Ciencia abierta de la Royal SocietyBulliet y coautores James Kaiingeniero aeroespacial en Georgia Tech, y Lee AlacoqueUn ingeniero de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, detalló su modelo de la probable evolución de la rueda.
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A partir de su conocimiento de los sistemas de ruedas antiguos basados en evidencia arqueológica, el equipo utilizó la mecánica computacional y la ciencia del diseño para estudiar cómo las personas podrían haber transformado un conjunto de rodillos simples en una rueda y un sistema de ruedas.
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En su estudio, los investigadores sugieren que fueron necesarias tres innovaciones para que la rueda evolucionara. Dada la necesidad de mover una canasta o caja pesada, la gente probablemente usaba rodillos colocados a lo largo de un camino, moviendo los rodillos traseros hacia adelante según fuera necesario.
La rueda de madera más antigua conocida, aquí con eje, data de hace 5.200 años. Ambos fueron descubiertos en las marismas de Liubliana, en Eslovenia, en 2002. (Crédito de la imagen: Imago vía Alamy)
La primera innovación, los rodillos ranurados, habría permitido que la caja se asentara sobre los rodillos y se moviera hacia adelante y hacia atrás, sin que la gente tuviera que rodearla para reemplazar los rodillos. Esto podría haber permitido a la gente empujar un carro más ancho hacia la mina. La segunda innovación fue un eje, o ruedas unidas a un eje, que podrían haberle dado al carro un mayor espacio libre para pasar sobre rocas y otros escombros en un pozo de mina. Y la tercera innovación, en la que las ruedas se mueven independientemente del eje, probablemente apareció unos 500 años después del eje y añadió maniobrabilidad al diseño, según la revista.
Después de generar un diseño de eje optimizado, el equipo descubrió, basándose en su análisis por computadora, que la evolución de la rueda y el eje a partir de rodillos simples era una trayectoria de planeo plausible que reflejaba un diseño cada vez más eficiente desde el punto de vista energético. Pero las minas de los Cárpatos también pueden haber influido en el diseño.
«El entorno en el que operaron los desarrolladores de ruedas originales contenía algunas características únicas que alentaron el paso al transporte sobre ruedas», dijo James a WordsSideKick.com en un correo electrónico. «Básicamente, estas características ambientales (por ejemplo, un camino estrecho y cerrado) empujaron a los desarrolladores de la rueda hacia este diseño particular».
Sin embargo, los investigadores observaron que la rueda no dejó de evolucionar durante la Edad del Cobre. Por ejemplo, la invención de los rodamientos radiales de bolas en 1869 generó avances significativos en las industrias del automóvil y la ingeniería en el siglo XX.
Si bien el nuevo modelo puede explicar cómo se inventó la rueda en Europa del Este y cómo se extendió potencialmente desde allí, puede que no sea la última palabra sobre el tema. «Creo que todavía es posible que varias civilizaciones descubrieran la rueda de forma independiente», dijo James.
El enfoque de diseño computacional adoptado por los investigadores en este estudio podría aplicarse potencialmente a otras cuestiones arqueológicas, dijo James. «Por ejemplo, creo que todavía hay mucho que aprender acerca de cómo exactamente se construyeron pirámides«, dijo. «El diseño mecánico computacional podría ayudar a responder algunas de estas preguntas».
Esta adaptación a la hipoxia pone de relieve la evolución humana en respuesta a condiciones de vida extremas.
Según un nuevo estudio, para sobrevivir en las condiciones de escasez de oxígeno de la meseta tibetana, las personas que viven allí han desarrollado adaptaciones especiales a lo largo de más de 10.000 años. Las comunidades tibetanas se han adaptado para sobrevivir y prosperar a pesar del aire enrarecido, a diferencia de la mayoría de las personas que sufrirían hipoxia. Esto ilustra cómo los humanos continúan evolucionando en respuesta a situaciones difíciles de la vida.
Este fenómeno lo aclara una investigación realizada por Cynthia Beall, profesora emérita de la Universidad Case Western Reserve. El estudio, publicado el 21 de octubre en la Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS)muestra cómo las características fisiológicas de las mujeres tibetanas mejoran su capacidad de procrear en un ambiente con poco oxígeno.
«La adaptación a la hipoxia de las grandes altitudes es fascinante porque el estrés es grave, lo sienten todos por igual en una determinada altitud y es cuantificable», dijo la antropóloga Cynthia Beall de la Universidad Case Western Reserve en Estados Unidos. Alerta científica. «Este es un gran ejemplo de cómo y por qué nuestra especie exhibe tanta variación biológica».
Al comparar la biología relacionada con el embarazo de las mujeres tibetanas con la de los inmigrantes de gran altitud, las mujeres tibetanas tienen una concentración de hemoglobina más baja, una saturación de oxígeno de hemoglobina más alta y un flujo sanguíneo más bajo y recién nacidos más pesados. En las mujeres tibetanas que han completado la maternidad, una concentración no elevada de hemoglobina, una mayor saturación de oxígeno y una frecuencia cardíaca más alta se correlacionan con un mayor éxito reproductivo a lo largo de su vida. Este patrón de variación humana sugiere la acción de la selección natural sobre los fenotipos del suministro de oxígeno.
«Antes sabíamos que un nivel bajo de hemoglobina era beneficioso, ahora entendemos que un valor intermedio tiene el mayor beneficio. Sabíamos que una mayor saturación de oxígeno en la hemoglobina era beneficiosa, ahora entendemos que cuanto mayor es la saturación, más beneficioso es. El número de nacidos vivos cuantifica los beneficios”, dijo Beall.
«Fue inesperado descubrir que las hembras pueden tener muchos nacimientos vivos con valores bajos de algunas características de transporte de oxígeno si tienen valores favorables de otras características de transporte de oxígeno».
