Esta ilustración muestra SS 433, un agujero negro o estrella de neutrones, mientras extrae material de su estrella compañera. La materia estelar forma un disco alrededor de SS 433, y parte de la materia es expulsada al espacio como dos chorros delgados (rosados) que viajan en direcciones opuestas a SS 433. Crédito: DESY / Science Communication Lab
Conocidas como fuentes de rayos X ultrabrillantes, los emisores son fáciles de detectar cuando se ven desde el frente, pero pueden ocultarse de la vista si están incluso ligeramente alejados de la Tierra.
Es difícil pasar por alto el rayo de una linterna que te apunta directamente. Pero este rayo visto de lado parece mucho más débil. Il en va de même pour certains objets cosmiques : comme une lampe de poche, ils rayonnent principalement dans une direction, et ils ont un aspect radicalement différent selon que le faisceau pointe loin de la Terre (et des télescopes spatiaux à proximité) ou directement vers ella.
Nuevos datos de NasaEl observatorio espacial NuSTAR indica que este fenómeno es cierto para algunos de los emisores de rayos X más importantes del universo local: fuentes de rayos X ultraluminosos o ULX. La mayoría de los objetos cósmicos, incluidas las estrellas, emiten pequeños rayos X, especialmente en el rango de alta energía visto por NuSTAR. Los ULX, por otro lado, son como faros de rayos X que atraviesan la oscuridad. Para ser considerada un ULX, una fuente debe tener un brillo de rayos X aproximadamente un millón de veces más brillante que la salida de luz total del Sol (en todas las longitudes de onda). Los ULX son tan brillantes que pueden verse a millones de años luz de distancia, en otras galaxias.
Esta animación ilustra cómo SS 433, que contiene una fuente de luz brillante rodeada por dos estructuras en forma de cuenco, se inclina hacia adelante y hacia atrás en su órbita. Al igual que con una linterna, la luz del SS 433 parece mucho más tenue cuando se ve de lado. Crédito: NASA / JPL-Caltech
El nuevo estudio muestra que el objeto conocido como SS 433, ubicado en el vía Láctea galaxia, y sólo a unos 20.000 años luz de la Tierra, es un ULX, aunque parece ser unas 1.000 veces más bajo que el umbral mínimo para ser considerado como tal.
Esta debilidad es una sugerencia de perspectiva, según el estudio: los rayos X de alta energía de SS 433 están inicialmente confinados en dos conos de gas que se extienden hacia afuera desde lados opuestos del objeto central. Estos conos son similares a un cuenco espejado que rodea la bombilla de una linterna: rodean la luz de rayos X de SS 433 en un haz estrecho, hasta que escapa y es detectado por NuSTAR. Pero debido a que los conos no apuntan directamente a la Tierra, NuSTAR no puede ver todo el brillo del objeto.
«Durante mucho tiempo sospechamos que algunos ULX emiten luz en columnas estrechas, en lugar de en todas direcciones como una bombilla desnuda», dijo Matt Middleton, profesor de astrofísica en la Universidad de Southampton en el Reino Unido y autor principal del estudio. “En nuestro estudio, confirmamos esta hipótesis mostrando que el SS 433 sería considerado como un ULX por un observador frontal. «
Si un ULX relativamente cerca de la Tierra puede ocultar su verdadero brillo debido a su orientación, es probable que haya más ULX, especialmente en otras galaxias, con un disfraz similar. Esto significa que se espera que la población total de ULX sea mucho mayor de lo que los científicos están observando actualmente.
cono de oscuridad
Se han encontrado alrededor de 500 ULX en otras galaxias, y su distancia de la Tierra significa que a menudo es casi imposible saber qué tipo de objeto genera la emisión de rayos X. Los rayos X probablemente provienen de un área grande. calentado a temperaturas extremas porque es atraído por la gravedad de un objeto muy denso. Este objeto puede ser un estrella neutrón (los restos de una estrella colapsada) o una pequeña agujero negro, uno que no es más de unas 30 veces la masa de nuestro Sol. El gas forma un disco alrededor del objeto, como agua rodeando un desagüe. La fricción en el disco aumenta la temperatura, lo que hace que se irradie, a veces tan caliente que el sistema estalla con rayos X. Cuanto más rápido cae el material sobre el objeto central, más brillantes son los rayos X.
Los astrónomos sospechan que el objeto en el corazón de SS 433 es un agujero negro de aproximadamente 10 veces la masa de nuestro Sol. Lo que es seguro es que canibaliza una gran estrella cercana, su gravedad extrae la materia a un ritmo rápido: en un solo año, el SS 433 roba el equivalente a unas 30 veces la masa de la Tierra. A su vecino, lo que lo convierte en el el agujero negro más codicioso o la estrella de neutrones conocida en nuestra galaxia.
El objeto cósmico SS 433 contiene una fuente de luz de rayos X rodeada por dos hemisferios de gas caliente. SS 433 se inclina periódicamente, apuntando un haz de rayos X a la Tierra. Crédito: NASA / JPL-Caltech
«Se sabe desde hace mucho tiempo que esta cosa come a un ritmo fenomenal», dijo Middleton. «Esto es lo que distingue a ULX de otros objetos, y probablemente sea la causa principal de las abundantes cantidades de rayos X que vemos en ellos».
El objeto en SS 433 tiene ojos más grandes que su vientre: roba más material del que puede consumir. Parte del material sobrante se expulsa del disco y forma dos hemisferios en lados opuestos del disco. Dentro de cada uno hay un vacío en forma de cono que se abre al espacio. Estos son los conos que recogen la luz de los rayos X de alta energía en un rayo. Cualquiera que mire directamente a uno de los conos verá un ULX obvio. Aunque están compuestos solo de gas, los conos son tan gruesos y masivos que actúan como paneles de plomo en una sala de detección de rayos X y evitan que los rayos X los atraviesen hacia un lado.
Los científicos sospecharon que algunos ULX podrían estar ocultos por esta razón. SS 433 brindó una oportunidad única para probar esta idea porque, como una peonza, se tambalea sobre su eje, un proceso que los astrónomos llaman precesión.
Ilustración de la nave espacial NuSTAR, que tiene un mástil de 10 metros (30 pies) que separa los módulos ópticos (derecha) de los detectores en el plano focal (izquierda). Esta separación es necesaria para el método utilizado para detectar rayos X. Crédito: NASA / JPL-Caltech
La mayor parte del tiempo, los dos conos de SS 433 apuntan lejos de la Tierra. Pero debido a la forma en que SS 433 precede, un cono se inclina periódicamente ligeramente hacia la Tierra, por lo que los científicos pueden ver algo de luz de rayos X que sale de la parte superior del cono. En el nuevo estudio, los científicos observaron cómo cambian los rayos X que ve NuSTAR a medida que se mueve el SS 433. Muestran que si el cono continuara inclinándose hacia la Tierra para que los científicos pudieran mirarlo directamente, verían suficientes rayos X para llamar oficialmente a SS 433 un ULX.
Los agujeros negros que se alimentan a velocidades extremas han dado forma a la historia de nuestro universo. Los agujeros negros supermasivos, que tienen de millones a miles de millones de veces la masa del Sol, pueden afectar profundamente a su galaxia anfitriona cuando se alimentan. Al principio de la historia del universo, algunos de estos agujeros negros masivos pueden haberse alimentado tan rápido como SS 433, liberando enormes cantidades de radiación que remodelaron los entornos locales. Los flujos (como los conos en SS 433) redistribuyeron la materia que eventualmente podría formar estrellas y otros objetos.
Pero debido a que estos gigantes de rápido consumo residen en galaxias increíblemente distantes (la que está en el corazón de la Vía Láctea actualmente no come mucho), siguen siendo difíciles de estudiar. Con SS 433, los científicos han encontrado un ejemplo en miniatura de este proceso, mucho más cercano a casa y mucho más fácil de estudiar, y NuSTAR ha proporcionado nueva información sobre la actividad que tiene lugar allí.
“Cuando lanzamos NuSTAR, no pensé que nadie esperaba que ULX fuera un área de investigación tan rica para nosotros”, dijo Fiona Harrison, Investigadora Principal de NuSTAR y Profesora de Física en Caltech en Pasadena, California. «Pero NuSTAR es único en el sentido de que puede ver casi la gama completa de longitudes de onda de rayos X emitidas por estos objetos, y eso nos da una idea de los procesos extremos que deben impulsarlos».
Referencia: «NuSTAR revela la naturaleza oculta de SS433» por MJ Middleton, DJ Walton, W Alston, T Dauser, S Eikenberry, YF Jiang, AC Fabian, F Fuerst, M Brightman, H Marshall, M Parker, C Pinto, FA Harrison , M Bachetti, D Altamirano, AJ Bird, G Perez, J Miller-Jones, P Charles, S Boggs, F Christensen, W Craig, K Forster, B Grefenstette, C Hailey, K Madsen, D Stern y W Zhang, 6 de mayo 2021, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society. DOI: 10.1093 / mnras / stab1280
Más información sobre la misión
NuSTAR es una misión Small Explorer dirigida por Caltech y administrada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, una división de Caltech, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. NuSTAR fue desarrollado en asociación con la Universidad Técnica Danesa y la Agencia Espacial Italiana (ASI). La nave espacial fue construida por Orbital Sciences Corporation en Dulles, Virginia (ahora parte de Northrop Grumman). El Centro de Operaciones de la Misión NuSTAR está ubicado en Universidad de California, Berkeley, y el archivo de datos oficial se encuentra en el Centro de Investigación de Archivos Científicos de Astrofísica de Alta Energía de la NASA. ASI proporciona la estación terrestre de la misión y un archivo espejo.
El observatorio solar espacial STEREO-A de la NASA está monitoreando de cerca el «cometa del diablo» 12P/Pons-Brooks mientras se prepara para realizar su máxima aproximación al sol, conocida como perihelio, el 21 de abril.
En esta secuencia, el cometa pasa cerca de Júpiter desde la perspectiva del observatorio, justo cuando se lanza al espacio una eyección de masa coronal (CME), una gran expulsión de plasma y campo magnético del Sol.
Las CME se forman de la misma manera que las erupciones solares: son el resultado de la torsión y realineación del campo magnético del sol, conocido como reconexión magnética. Cuando estas líneas de campo magnético se “enredan”, producen fuertes campos magnéticos localizados que pueden atravesar la superficie del Sol y liberar CME.
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Una animación que muestra el cometa 12P/Pons-Brooks brillando intensamente cerca de Júpiter cuando una gran CME es liberada del Sol el 12 de abril de 2024. (Crédito de la imagen: NASA STEREO/Edición de Steve Spaleta)
En este vídeo de la NASA se puede ver una curvatura en la cola del cometa 12P/Pons-Brooks, creada durante un «evento de desconexión» provocado por una CME o una fuerte ráfaga de viento solar, según Clima espacial.com. Durante un evento de desconexión, estas explosiones solares pueden arrancar la cola de un cometa y alejarla del cometa.
El mismo pliegue es visible en esta increíble imagen capturada por Chris Schur el 9 de abril.
«El cometa es una vista espectacular tanto con binoculares como con la cámara desde nuestra ubicación en el norte de Arizona», dijo Schur a Space.com.
El cometa 12P/Pons-Brooks, también conocido como el cometa del diablo. (Crédito de la imagen: Chris Schur)
«Esta imagen es nuestra mejor toma de esta maravilla hasta ahora, la hermosa cola curvada de gas azul sigue la coma polvorienta teñida de ámbar en forma de parábola mientras se dirige hacia su próximo perihelio», continuó Schur.
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El 21 de abril, el cometa 12P/Pons-Brooks pasará aproximadamente a 116,8 millones de kilómetros (72,6 millones de millas) del sol, lo que equivale a tres cuartos de la distancia entre la Tierra y el sol.
El cometa ha atraído mucha atención de los medios en los últimos años debido a sus repentinos aumentos de brillo y su apariencia cambiante.
Aunque se desconoce la causa exacta de estas erupciones, Richard Miles de la Asociación Astronómica Británica cree que el cometa 12P/Pons Brooks podría ser uno de los 10 a 20 cometas conocidos que contienen volcanes de hielo activos.
El «magma» de estos volcanes es una mezcla fría de hidrocarburos líquidos y gases disueltos, todos atrapados bajo una superficie que tiene la consistencia de cera, dijo el columnista y meteorólogo Joe Rao. Previamente reportado. «Estos volátiles embotellados pueden explotar cuando la luz del sol abre una grieta», explicó Rao.
El cometa 12P/Pons-Brooks se ganó el apodo de «Cometa del Diablo» cuando una gran explosión el 20 de julio de 2023 provocó la aparición de una capa de gas en expansión que rodeaba el núcleo, conocida como coma, con forma de herradura. Después de eso, el cometa 12P/Pons-Brooks fue comparado con un cangrejo herradura, el Halcón Milenario de Star Wars y, sí, lo has adivinado, el «Cometa del Diablo».
Una nueva investigación demuestra que la médula espinal puede aprender y recordar movimientos de forma independiente, desafiando las opiniones tradicionales sobre su función y mejorando potencialmente las estrategias de rehabilitación para pacientes con lesiones de la médula espinal.
Una nueva investigación revela que las neuronas de la médula espinal poseen la capacidad de aprender y retener información independientemente del cerebro.
La médula espinal se describe a menudo como un canal simple para transmitir señales entre el cerebro y el cuerpo. Sin embargo, la médula espinal puede aprender y memorizar movimientos por sí sola.
Un equipo de investigadores de Neuro-Electronics Research Flanders (NERF), con sede en Lovaina, detalla cómo dos poblaciones neuronales diferentes permiten que la médula espinal se adapte y recuerde conductas aprendidas de una manera completamente independiente del cerebro. Estos notables descubrimientos, publicados en la revista Ciencia, arrojan nueva luz sobre cómo los circuitos espinales podrían contribuir al control y la automatización del movimiento. Este conocimiento podría resultar relevante para la rehabilitación de personas con lesiones de columna.
La asombrosa plasticidad de la médula espinal
La médula espinal modula y refina nuestras acciones y movimientos integrando diferentes fuentes de información sensorial, sin intervención del cerebro. Además, las células nerviosas de la médula espinal pueden aprender a ajustar diversas tareas de forma autónoma, con suficiente práctica repetitiva. Sin embargo, la forma en que la médula espinal logra esta notable plasticidad ha intrigado a los neurocientíficos durante décadas.
Uno de estos neurocientíficos es la profesora Aya Takeoka. Su equipo en Neuro-Electronics Research Flanders (NERF, un instituto de investigación apoyado por IMEC, KU Leuven y VIB) estudia cómo la médula espinal se recupera de las lesiones explorando cómo se conectan las conexiones nerviosas, cómo funcionan y cambian cuando aprendemos. nuevos movimientos.
«Aunque tenemos evidencia de 'aprendizaje' dentro de la médula espinal a partir de experimentos que se remontan a principios del siglo XX, la pregunta de qué neuronas están involucradas y cómo codifican esta experiencia de aprendizaje sigue sin respuesta», explica el profesor Takeoka. .
Parte del problema es la dificultad de medir directamente la actividad de neuronas individuales en la médula espinal en animales que no están sedados pero que están despiertos y en movimiento. El equipo de Takeoka aprovechó un modelo en el que los animales entrenan movimientos específicos en cuestión de minutos. Al hacerlo, el equipo descubrió un mecanismo específico del tipo de célula para el aprendizaje de la médula espinal.
Dos tipos de células neuronales específicas
Para comprobar cómo aprende la médula espinal, el estudiante de doctorado Simon Lavaud y sus colegas del laboratorio Takeoka construyeron un dispositivo experimental para medir los cambios de movimiento en ratones, inspirado en métodos utilizados en estudios con insectos. «Evaluamos la contribución de seis poblaciones neuronales diferentes e identificamos dos grupos de neuronas, una dorsal y otra ventral, que median el aprendizaje motor».
«Estos dos conjuntos de neuronas se turnan», explica Lavaud. «Las neuronas dorsales ayudan a la médula espinal a aprender un nuevo movimiento, mientras que las neuronas ventrales la ayudan a recordar y realizar el movimiento más tarde».
“Podemos compararlo con una carrera de relevos dentro de la médula espinal. Las neuronas dorsales actúan como las primeras corredoras, transmitiendo información sensorial esencial para el aprendizaje. Luego, las células ventrales toman el control, asegurando que el movimiento aprendido se recuerde y se ejecute sin problemas.
Los resultados detallados, publicados en Ciencia, ilustran que la actividad neuronal en la médula espinal se asemeja a varios tipos clásicos de aprendizaje y memoria. Será crucial comprender mejor estos mecanismos de aprendizaje, ya que probablemente contribuyan a diferentes formas de aprender y automatizar el movimiento, y también podrían ser relevantes en el contexto de la rehabilitación, explica la profesora Aya Takeoka: «Los circuitos que hemos descrito podrían proporcionar la significa que la médula espinal contribuya al aprendizaje del movimiento y a la memoria motora a largo plazo, los cuales nos ayudan a movernos, no solo con buena salud, sino especialmente durante la recuperación de una lesión en el cerebro o la médula espinal.
Referencia: “Dos clases neuronales inhibidoras gobiernan la adquisición y recuperación de la adaptación sensoriomotora espinal” por Simon Lavaud, Charlotte Bichara, Mattia D'Andola, Shu-Hao Yeh y Aya Takeoka, 11 de abril de 2024, Ciencia. DOI: 10.1126/ciencia.adf6801
La investigación (equipo) fue apoyada por la Fundación de Investigación de Flandes (FWO), Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA), una beca de doctorado Taiwan-KU Leuven (P1040) y la Fundación de Investigación de la Médula Espinal Wings for Life.
Agrandar/ El cohete SLS se ve en su plataforma de lanzamiento en el Centro Espacial Kennedy en agosto de 2022.
Trevor Mahlmann
El jueves, altos funcionarios de Boeing que lideran el programa del Sistema de Lanzamiento Espacial, incluidos David Dutcher y Steve Snell, convocaron una reunión general para los más de 1.000 empleados que trabajan en el cohete.
Los funcionarios anunciaron que habría un número significativo de despidos y reasignaciones de personas que trabajan en el programa, según dos personas familiarizadas con la reunión. Ofrecieron varias razones para las reducciones, incluido el hecho de que los plazos para las misiones lunares Artemis de la NASA que utilizarán el cohete SLS se están desplazando hacia la derecha.
Más tarde el jueves, en un comunicado proporcionado a Ars, un portavoz de Boeing confirmó los recortes de Ars: «Debido a factores externos no relacionados con el desempeño de nuestro programa, Boeing está revisando y ajustando los niveles actuales de dotación del programa del Sistema de Lanzamiento Espacial».
¿Más vale tarde que nunca?
Durante casi una década y media, Boeing ha liderado el desarrollo de la etapa central del enorme cohete SLS que la NASA pretende utilizar para lanzar la nave espacial Orion para sus misiones tripuladas a la Luna.
El contrato ha sido lucrativo para Boeing y ha enfrentado críticas generalizadas a lo largo de los años por su generosidad, ya que la NASA gastó decenas de miles de millones de dólares en el desarrollo de un cohete que reutiliza los motores principales y otros componentes del transbordador espacial. Además, originalmente se suponía que el cohete debutaría a fines de 2016 o 2017, pero en realidad no voló por primera vez hasta noviembre de 2022. Y el inspector general de la NASA a veces ha calificado el manejo del programa por parte de Boeing como un cohete SLS “malo”. «.
Sin embargo, cuando el cohete SLS debutó hace un año y medio, funcionó excepcionalmente bien al impulsar una nave espacial Orion sin tripulación a la Luna. Tras esta misión, la NASA declaró «operativo» el cohete y Boeing inició la producción del vehículo para futuras misiones que llevarán astronautas a la Luna.
Entonces, en cierto sentido, estas reducciones eran inevitables. Boeing necesitaba muchos recursos para diseñar, desarrollar, probar y escribir software para el cohete. Ahora que la fase de desarrollo ha terminado, es natural que la empresa reduzca sus actividades de desarrollo para la fase principal.
La declaración de Boeing no lo dice, pero las fuentes le dijeron a Ars que los recortes de empleo podrían eventualmente llegar a cientos de empleados. Se distribuirán principalmente en las instalaciones de cohetes de la compañía en Alabama, Luisiana y Florida. Las reducciones afectarán tanto al programa de la etapa central como al programa de exploración Upper Stage, una nueva etapa superior del cohete que también está comenzando a pasar del desarrollo a la producción.
Esperando otros artículos
Cuando Boeing cita «factores externos», se refiere a los diferentes cronogramas del programa Artemis de la NASA. En enero, funcionarios de la agencia espacial anunciaron retrasos de aproximadamente un año para la misión Artemis II, un sobrevuelo lunar tripulado, hasta septiembre de 2025; y Artemis III, un alunizaje, hasta septiembre de 2026. Ninguno de estos cronogramas tampoco está escrito en piedra. Es posible que se produzcan retrasos adicionales para Artemis II, y probablemente para Artemis III, si la NASA se apega a los planes de misión actuales.
Aunque el cohete SLS estará listo según el calendario actual, salvo que se produzca una catástrofe, otros elementos son inciertos. Para Artemis II, la NASA aún no ha resuelto un problema con el escudo térmico de la nave espacial Orion. Este problema debe resolverse antes de que la misión obtenga luz verde para continuar el próximo año.
Los desafíos son aún mayores para Artemis III. Para esta misión, la NASA necesita un módulo de aterrizaje lunar, proporcionado por SpaceX con su vehículo Starship, además de trajes espaciales para la superficie lunar proporcionados por Axiom Space. Ambos permanecen firmemente en la fase de desarrollo.
Además, la NASA está luchando con desafíos presupuestarios. Por primera vez en más de una década, la agencia enfrenta recortes presupuestarios. Esta semana, el administrador de la agencia espacial, Bill Nelson, dijo al Congreso: «Con menos dinero, tenemos que tomar decisiones muy difíciles». Entre ellos, se podría intentar utilizar la financiación futura de SLS para consolidar otros elementos de Artemis.
Una de las personas cercanas a la reunión interna de Boeing del jueves dijo que la agencia espacial visitó a la compañía a principios de este año y dijo que, de hecho, Boeing recibiría menos financiación a medida que finalizara el desarrollo del SLS. A la empresa se le dio la opción de “ampliar” la financiación que recibiría o hacer una pausa de un año debido a retrasos en la misión Artemisa. Boeing optó por aumentar sus fondos, lo que fue la causa de las reducciones de esta semana.
Sería fácil, pero injusto, culpar a SpaceX y Axiom por los retrasos en futuras misiones Artemis. El Congreso creó el cohete SLS con un proyecto de ley de autorización en 2010, pero Boeing en realidad había recibido financiación para trabajos relacionados. que data de 2007. Por el contrario, la NASA no comenzó a financiar el trabajo en el módulo de aterrizaje lunar Starship hasta finales de 2021, y los trajes espaciales Axiom antes de 2022. En cierto sentido, estos desarrollos son tan exigentes técnicamente como el trabajo en el cohete SLS, si no, más.
