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Revelado el misterio detrás de los raros círculos de radio del universo

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Revelado el misterio detrás de los raros círculos de radio del universo

Los astrónomos descubrieron enormes círculos de ondas de radio en 2019, llamados ORC. La investigación dirigida por la profesora Alison Coil indica que estos fenómenos son causados ​​por vientos galácticos de galaxias con estallidos estelares, lo que proporciona nuevos conocimientos sobre la evolución y los fenómenos galácticos. Crédito: SciTechDaily.com

Los vientos galácticos que surgen de las estrellas en explosión pueden explicar los enormes anillos.

No todos los días los astrónomos preguntan: «¿Qué es eso?» » Al fin y al cabo, la mayoría de los fenómenos astronómicos observados son conocidos: estrellas, planetas, agujeros negros y galaxias. Pero en 2019, el nuevo telescopio australiano Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) detectó algo que nadie había visto antes: círculos de ondas de radio tan grandes que contenían galaxias enteras en sus centros.

Mientras la comunidad de astrofísica intentaba determinar qué eran estos círculos, también querían saber Por qué los círculos eran. Ahora, un equipo dirigido por Alison Coil, profesora de astronomía y astrofísica de la Universidad de California en San Diego, cree haber encontrado la respuesta: los círculos son capas formadas por vientos galácticos salientes, quizás de estrellas masivas en explosión conocidas como supernovas. Su trabajo está publicado en Naturaleza.

Extraños círculos de radio

Los extraños círculos de radio, como el ORC 1 que se muestra arriba, son lo suficientemente grandes como para contener galaxias en sus centros y alcanzar cientos de miles de años luz de distancia. Crédito: © J. English (U. Manitoba)/EMU/MeerKAT/DES(CTIO)

Coil y sus colaboradores estudiaron galaxias «estelares» masivas que pueden impulsar estos vientos de salida ultrarrápidos. Las galaxias con estallido estelar tienen una tasa excepcionalmente alta de formación de estrellas. Cuando las estrellas mueren y explotan, expulsan gas de la estrella y sus alrededores al espacio interestelar. Si suficientes estrellas explotan cerca unas de otras al mismo tiempo, la fuerza de esas explosiones puede expulsar el gas de la propia galaxia en forma de vientos que pueden viajar hasta 2.000 kilómetros por segundo.

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«Estas galaxias son realmente interesantes», dijo Coil, quien también es presidente del Departamento de Astronomía y Astrofísica. “Ocurren cuando dos grandes galaxias chocan. La fusión empuja todo el gas hacia una región muy pequeña, provocando un intenso estallido de formación estelar. Las estrellas masivas se queman rápidamente y, cuando mueren, expulsan su gas en forma de vientos.

Masiva, rara y de origen desconocido

Los avances tecnológicos permitieron a ASKAP escanear grandes partes del cielo en límites muy bajos, lo que hizo que los extraños círculos de radio (ORC) fueran detectables por primera vez en 2019. Los ORC eran enormes: cientos de kiloparsecs de diámetro, donde un kiloparsec equivale a 3260 luz. -años (como referencia, el vía Láctea galaxia tiene aproximadamente 30 kiloparsecs de diámetro).

Se han propuesto varias teorías para explicar el origen de los ORC, incluidas las nebulosas planetarias y agujero negro fusiones, pero los datos de radio por sí solos no podían distinguir entre las teorías. Coil y sus colaboradores estaban intrigados y pensaron que era posible que los anillos de radio fueran un desarrollo de etapas posteriores de las galaxias con formación estelar que habían estudiado. Comenzaron a estudiar ORC 4, el primer ORC descubierto observable desde el hemisferio norte.

Simulación de vientos provocados por estrellas.

Una simulación de vientos impulsados ​​por estrellas en tres períodos diferentes, comenzando hace 181 millones de años. La mitad superior de cada imagen muestra la temperatura del gas, mientras que la mitad inferior muestra la velocidad radial. Crédito: Cassandra Lochhaas / Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial

Hasta ahora, los ORC sólo se observaban por sus emisiones de radio, sin ningún dato óptico. El equipo de Coil utilizó un espectrógrafo de campo integrado en el Observatorio WM Keck en Maunakea, Hawaii, para examinar ORC 4, que reveló una enorme cantidad de gas comprimido, calentado y altamente luminoso, mucho más de lo que se pensaba anteriormente que vemos en la galaxia promedio.

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Con más preguntas que respuestas, el equipo se puso a trabajar como detective. Utilizando datos de imágenes ópticas e infrarrojas, determinaron que las estrellas dentro de la galaxia ORC 4 tenían aproximadamente 6 mil millones de años. «Hubo una explosión de formación estelar en esta galaxia, pero terminó hace unos mil millones de años», dijo Coil.

Simulaciones y conclusiones

Cassandra Lochhaas, becaria postdoctoral en el Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian que se especializa en el aspecto teórico de los vientos galácticos y coautora del artículo, realizó un conjunto de simulaciones numéricas por computadora para reproducir el tamaño y las propiedades de la radio a gran escala. . anillo, incluida la gran cantidad de gas frío y conmocionado en la galaxia central.

Sus simulaciones mostraron que los vientos galácticos soplaron durante 200 millones de años antes de detenerse. Cuando el viento se detuvo, un choque hacia adelante continuó impulsando gas a alta temperatura fuera de la galaxia y creó un anillo de radio, mientras que un choque inverso provocó que gas más frío cayera de nuevo sobre la galaxia. La simulación tuvo lugar a lo largo de 750 millones de años, dentro del rango aproximado de la edad estelar estimada de ORC 4 de mil millones de años.


Simulación por computadora de un viento galáctico saliente lanzado con una velocidad inicial de 450 kilómetros por segundo y un flujo másico de 200 masas solares por año, que expulsa gas de la galaxia durante 200 millones de años hacia el medio circungaláctico circundante. El panel izquierdo muestra la temperatura del gas y el panel derecho muestra la densidad del gas. Esta simulación proporciona una posible explicación del origen de los extraños círculos de radio. Crédito: Cassandra Lochhaas / Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial

“Para que esto funcione, se necesita una alta tasa de producción masiva, lo que significa que hay que expulsar una gran cantidad de material muy rápidamente. Y el gas circundante justo fuera de la galaxia debe ser de baja densidad, de lo contrario el choque se detiene. Esos son los dos factores clave”, dijo Coil. “Resulta que las galaxias que estudiamos tienen altas tasas de salida de masa. Son raros, pero existen. Creo que esto indica que los ORC provienen de algún tipo de viento galáctico saliente.

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Los vientos de salida no solo pueden ayudar a los astrónomos a comprender los ORC, sino que los ORC también pueden ayudar a los astrónomos a comprender los vientos de salida. «Los ORC nos permiten ‘ver’ los vientos a través de datos de radio y espectroscopia», dijo Coil.

“Esto puede ayudarnos a determinar qué tan comunes son estos vientos galácticos extremos y cuál es el ciclo de vida del viento. También pueden ayudarnos a aprender más sobre la evolución galáctica: ¿todas las galaxias masivas pasan por una fase ORC? ¿Las galaxias espirales se vuelven elípticas cuando ya no forman estrellas? Creo que podemos aprender mucho sobre los ORC y aprender de los ORC.

Referencia: “El gas ionizado se extiende 40 kpc en una extraña galaxia anfitriona de un círculo de radio” por Alison L. Coil, Serena Perrotta, David SN Rupke, Cassandra Lochhaas, Christy A. Tremonti, Aleks Diamond-Stanic, Drummond Fielding, James E. Geach, Ryan C. Hickox, John Moustakas, Gregory H. Rudnick, Paul Sell y Kelly E. Whalen, 8 de enero de 2024. Naturaleza.
DOI: 10.1038/s41586-023-06752-8

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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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