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Por qué ser golpeado por el polvo espacial es una parte inevitable de los viajes espaciales

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Por qué ser golpeado por el polvo espacial es una parte inevitable de los viajes espaciales

El 8 de junio, la NASA reveló que su nuevo y poderoso observatorio espacial, el Telescopio Espacial James Webb, ahora lucía un pequeño hoyuelo en uno de sus espejos principales después de ser bombardeado por un micrometeoroide más grande de lo esperado en el espacio profundo. La noticia fue un poco impactante ya que el impacto ocurrió solo cinco meses después de la tenencia espacial del telescopio, pero tales golpes son simplemente un aspecto inevitable de los viajes espaciales, y ciertamente hay más golpes en el camino.

A pesar de lo que sugiere el nombre, el espacio no está precisamente vacío. En nuestro sistema solar, diminutos fragmentos de polvo espacial atraviesan las regiones entre nuestros planetas a enormes velocidades que pueden alcanzar decenas de miles de kilómetros por hora. Estos micrometeoroides, no más grandes que un grano de arena, suelen ser pequeños fragmentos de asteroides o cometas que se han desprendido y ahora orbitan alrededor del Sol. Y están en todas partes. Una estimación aproximada de pequeños meteoroides en el sistema solar interior pone su masa total combinada en alrededor de 55 billones de toneladas (si todos estuvieran combinados en una sola roca, sería del tamaño de una pequeña isla).

Esto significa que si envía una nave espacial al espacio profundo, su hardware seguramente será golpeado por una de estas pequeñas piezas de roca espacial en algún momento. Sabiendo esto, los ingenieros de naves espaciales construirán sus vehículos con ciertas protecciones para protegerlos contra los impactos de micrometeoritos. A menudo incorporan algo llamado protección Whipple, una barrera especial de varias capas. Si el escudo es golpeado por un micrometeoroide, la partícula atravesará la primera capa y se fragmentará aún más, por lo que la segunda capa será golpeada por partículas aún más pequeñas. Dicho blindaje se usa típicamente alrededor de componentes sensibles de naves espaciales para protección adicional.

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Pero con el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, o JWST, es más complicado. Los espejos dorados del telescopio deben estar expuestos al entorno espacial para recoger adecuadamente la luz del Universo distante. Y aunque estos espejos fueron construidos para soportar algunos impactos, son más o menos blancos fáciles para impactos de micrometeoritos más grandes, como el que golpeó al JWST en mayo. Aunque el micrometeoroide aún era más pequeño que un grano de arena, era más grande de lo que esperaba la NASA, lo suficiente como para dañar uno de los espejos.

Los operadores de naves espaciales modelan la población de micrometeoroides en el espacio para comprender mejor con qué frecuencia una nave espacial puede ser golpeada en una parte determinada del sistema solar y el tamaño de las partículas que pueden golpear su hardware. Pero incluso entonces, no es un sistema infalible. «Todo es probabilidad», dijo David Malaspina, astrofísico de la Universidad de Colorado que se enfoca en los impactos del polvo cósmico en las naves espaciales. El borde. “Solo puedes decir: ‘Soy muy afortunado de ser golpeado por una partícula de este tamaño’. Pero si lo haces o no, depende del azar.

Ejemplos de diferentes tipos de blindaje Whipple
Imagen: NASA

Los micrometeoroides tienen una amplia gama de historias de origen. Pueden ser los restos de colisiones de alta velocidad en el espacio, que pulverizan las rocas espaciales en pedazos diminutos. Los asteroides y los cometas también son bombardeados con el tiempo por partículas espaciales y fotones del Sol, lo que hace que se rompan pequeños fragmentos. Un asteroide también puede acercarse demasiado a un planeta grande como Júpiter, donde la fuerte atracción gravitatoria arranca pedazos de roca. O un objeto puede acercarse demasiado al Sol y calentarse demasiado, lo que hace que la roca se expanda y se rompa en pedazos. Incluso hay micrometeoroides interestelares que simplemente pasan a través de nuestro sistema solar desde lugares cósmicos más distantes.

La velocidad a la que se mueven estas partículas depende de la región del espacio en la que se encuentren y del camino que tomen alrededor de nuestra estrella, con un promedio de alrededor de 45 000 millas por hora, o 20 kilómetros por segundo. El hecho de que colisionen o no con su nave espacial también depende de dónde se encuentre su vehículo en el espacio y qué tan rápido se mueva. Por ejemplo, la sonda solar Parker de la NASA es el objeto hecho por el hombre más cercano al Sol en este momento, moviéndose a una velocidad máxima de más de 400,000 millas por hora. «Baja hasta la línea de 4 metros, en relación con la Tierra, pasando por una zona de anotación», dice Malaspina, que se ha centrado en estudiar los impactos de micrometeoritos en la sonda Parker Solar. También se está moviendo a través de la parte más densa de una región llamada nube zodiacal, un disco grueso de partículas espaciales que impregna nuestro sistema solar. Por lo tanto, Parker Solar Probe se arena con más frecuencia que JWST, y golpea estas partículas a velocidades increíblemente altas en relación con el telescopio.

La sonda solar Parker nos permite comprender mejor los micrometeoroides alrededor del Sol, pero también tenemos una comprensión bastante buena de la población alrededor de la Tierra. Cada vez que un micrometeoroide golpea la atmósfera superior alrededor de nuestro planeta, se quema y crea humo meteórico, partículas finas de humo que se pueden medir. La cantidad de este humo puede decirnos cuánto polvo golpea la Tierra con el tiempo. Además, se han realizado experimentos en la Estación Espacial Internacional, donde los materiales se han montado fuera del laboratorio en órbita para ver con qué frecuencia son bombardeados.

Una representación artística de la sonda solar Parker de la NASA
Imagen: NASA

Si bien JWST vive a aproximadamente 1 millón de millas de la Tierra, todavía está relativamente cerca. Los científicos también tienen una idea de lo que hay ahí fuera basándose en otras misiones enviadas a una órbita similar a la del JWST. Y la mayoría de las cosas que golpean el telescopio no son tan grandes. “Las naves espaciales son golpeadas por los pequeños todo el tiempo”, dice Malaspina. «Por pequeño, me refiero a fracciones de un micrón, mucho, mucho, mucho más pequeño que un cabello humano. Y en su mayor parte, las naves espaciales ni siquiera las notan. De hecho, JWST ya ha sido golpeado por pequeños micrometeoroides cuatro veces antes siendo golpeado por el micrometeoroide más grande en mayo.

La NASA modeló el entorno de micrometeoritos antes del lanzamiento del JWST, pero a la luz del reciente impacto, la agencia ha reunido un nuevo equipo para refinar sus modelos y predecir mejor lo que podría pasarle al telescopio después de futuros impactos. El modelo actual de micrometeoroides intentará predecir cosas como la forma en que los desechos viajan a través de una órbita si un asteroide o un cometa se rompe. Este tipo de escombros es más dinámico, dice Malaspina, lo que hace que sea más difícil de predecir.

En última instancia, sin embargo, la predicción simplemente le dará más conocimiento sobre cuando una gran mota de polvo podría golpear una nave espacial. Los impactos únicos como este son simplemente inevitables. JWST continuará inmolándose con el tiempo, pero fue una eventualidad para la que la NASA siempre estuvo preparada. «Solo tienes que vivir con la probabilidad de que eventualmente te golpee una partícula de polvo considerable, y simplemente haces lo mejor que puedes con la ingeniería», dice Malaspina.

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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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