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Un nuevo estudio podría explicar los exoplanetas "faltantes" entre las súper Tierras y los subNeptunos.

 

 

Algunos exoplanetas parecen estar perdiendo sus atmósferas y encogiéndose. En un nuevo estudio utilizando el retirado telescopio espacial Kepler de la NASA, los astrónomos encuentran evidencia de una posible causa: los núcleos de estos planetas están alejando sus atmósferas de adentro hacia afuera.

 

Los exoplanetas (planetas fuera de nuestro sistema solar) vienen en una variedad de tamaños , desde pequeños planetas rocosos hasta colosales gigantes gaseosos. En el medio se encuentran supertierra rocosas y subneptunos más grandes con atmósferas hinchadas. Pero hay una notoria ausencia –una “brecha de tamaño”– de planetas que tienen entre 1,5 y 2 veces el tamaño de la Tierra (o entre súper Tierras y subNeptunos) que los científicos han estado trabajando para comprender mejor.

 

"Los científicos han confirmado ahora la detección de más de 5.000 exoplanetas, pero hay menos planetas de los esperados con un diámetro entre 1,5 y 2 veces el de la Tierra", dijo la científica investigadora de Caltech/IPAC Jessie Christiansen, líder científica del Archivo de Exoplanetas de la NASA y líder autor del nuevo estudio en The Astronomical Journal. “Los científicos de exoplanetas tienen ahora suficientes datos para decir que esta brecha no es una casualidad. Algo está sucediendo que impide que los planetas alcancen y/o permanezcan en este tamaño”.

 

Los investigadores creen que esta brecha podría explicarse porque ciertos subneptunos pierden sus atmósferas con el tiempo. Esta pérdida ocurriría si el planeta no tuviera suficiente masa y, por lo tanto, fuerza gravitacional para retener su atmósfera. Por lo tanto, los subneptunos que no sean lo suficientemente masivos se reducirían aproximadamente al tamaño de las súper Tierras, dejando la brecha entre los dos tamaños de planetas.

 

Pero sigue siendo un misterio exactamente cómo estos planetas están perdiendo sus atmósferas. Los científicos se han decidido por dos mecanismos probables: uno se llama pérdida de masa impulsada por el núcleo; y el otro, fotoevaporación. El estudio ha descubierto nueva evidencia que respalda la primera.

 

Resolviendo el misterio

La pérdida de masa impulsada por el núcleo ocurre cuando la radiación emitida desde el núcleo caliente de un planeta empuja la atmósfera lejos del planeta con el tiempo, "y esa radiación empuja la atmósfera desde abajo", dijo Christiansen.

 

La otra explicación principal para la brecha planetaria, la fotoevaporación, ocurre cuando la atmósfera de un planeta es esencialmente arrastrada por la radiación caliente de su estrella anfitriona. En este escenario, "la radiación de alta energía de la estrella actúa como un secador de pelo sobre un cubo de hielo", dijo.

Si bien se cree que la fotoevaporación ocurre durante los primeros 100 millones de años de un planeta, se cree que la pérdida de masa impulsada por el núcleo ocurre mucho más tarde, más cerca de mil millones de años de vida de un planeta. Pero con cualquiera de los mecanismos, "si no tienes suficiente masa, no puedes aguantar, pierdes la atmósfera y te encoges", añadió Christiansen.

 

Para este estudio, Chistiansen y sus coautores utilizaron datos del K2 de la NASA , una misión extendida del Telescopio Espacial Kepler, para observar los cúmulos de estrellas Praesepe y Hyades, que tienen entre 600 y 800 millones de años. Debido a que generalmente se piensa que los planetas tienen la misma edad que su estrella anfitriona, los subneptunos en este sistema habrían superado la edad en la que podría haber tenido lugar la fotoevaporación, pero no lo suficientemente viejos como para haber experimentado una pérdida de masa impulsada por el núcleo.

 

Entonces, si el equipo viera que había muchos subneptunos en Praesepe y Hyades (en comparación con estrellas más antiguas en otros cúmulos), podrían concluir que no se había producido fotoevaporación. En ese caso, la pérdida de masa impulsada por el núcleo sería la explicación más probable de lo que les sucede a los subneptunos menos masivos con el tiempo.

Al observar Praesepe y Hyades, los investigadores descubrieron que casi el 100% de las estrellas de estos cúmulos todavía tienen un planeta subneptuno o un candidato a planeta en su órbita. A juzgar por el tamaño de estos planetas, los investigadores creen que han conservado sus atmósferas.

Esto difiere de otras estrellas más antiguas observadas por K2 (estrellas de más de 800 millones de años), de las cuales sólo el 25% tienen órbitas subneptunes. La edad más avanzada de estas estrellas está más cerca del período de tiempo en el que se cree que tiene lugar la pérdida de masa impulsada por el núcleo.

 

A partir de estas observaciones, el equipo concluyó que la fotoevaporación no pudo haber tenido lugar en Praesepe y Hyades. Si así fuera, habría ocurrido cientos de millones de años antes, y a estos planetas les quedaría poca o ninguna atmósfera. Esto deja a la pérdida de masa impulsada por el núcleo como la principal explicación de lo que probablemente suceda con las atmósferas de estos planetas.

 

El equipo de Christiansen pasó más de cinco años construyendo el catálogo de candidatos a planetas necesario para el estudio. Pero la investigación está lejos de estar completa, dijo, y es posible que la comprensión actual de la fotoevaporación y/o la pérdida de masa impulsada por el núcleo pueda evolucionar. Es probable que los hallazgos sean puestos a prueba en futuros estudios antes de que alguien pueda declarar resuelto el misterio de esta brecha planetaria de una vez por todas.

 

Este estudio se realizó utilizando el Archivo de Exoplanetas de la NASA, operado por Caltech en Pasadena bajo contrato con la NASA como parte del Programa de Exploración de Exoplanetas, que se encuentra en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. JPL es una división de Caltech.

 

Más sobre la misión

El 30 de octubre de 2018, Kepler se quedó sin combustible y finalizó su misión después de nueve años, durante los cuales descubrió más de 2.600 planetas confirmados alrededor de otras estrellas junto con miles de candidatos adicionales que los astrónomos están trabajando para confirmar.

 

El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, gestiona las misiones Kepler y K2 para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. JPL gestionó el desarrollo de la misión Kepler. Ball Aerospace & Technologies Corporation operó el sistema de vuelo con el apoyo del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado en Boulder.

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La NASA está diseñando un hábitat para la vida humana, incluyendo luz y comunicación para sus habitantes.

Durante un largo período, la NASA ha demostrado un continuo interés en la idea de convertir la Luna en un lugar habitable para los seres humanos, al menos bajo ciertas condiciones. No obstante, esta empresa no resulta sencilla y, de hecho, podría considerarse como una de las tareas más complicadas a las que se ha enfrentado la comunidad científica en toda la historia. Según Neal Davis, el ingeniero principal de sistemas del Lunar Terrain Vehicle, esta empresa es el equivalente al "Super Bowl de la ingeniería".

En la visión compartida por Neal Davis, se identifican numerosos factores cruciales que deben ser considerados al contemplar la posibilidad de establecer una presencia humana en la Luna. La NASA es plenamente consciente de ello, por lo que no tiene la intención de apresurar sus planes. En primer lugar, se propone la idea de crear una base en órbita alrededor de la Luna, para luego abordar gradualmente la integración de seres humanos en este entorno lunar con una duración prolongada. El objetivo final es desarrollar un hábitat que ofrezca condiciones adecuadas para una estadía humana extendida en este cuerpo celeste.

 

¿Cuáles son sus planes?

En la actualidad, la NASA está trabajando en un proyecto lunar con un enfoque completamente diferente al de sus misiones anteriores: la intención es establecer una presencia sostenida en la Luna. Desde el histórico alunizaje de 1969, las misiones espaciales humanas que visitaron la Luna siempre tuvieron objetivos específicos, como la exploración de su superficie, la toma de fotografías de cráteres y la expansión de la distancia recorrida en cada viaje, entre otros. Sin embargo, ninguna de estas misiones consideró la posibilidad de mantener una presencia continua de seres humanos en un cuerpo celeste que no fuera la Tierra.

No obstante, como parte del programa Artemis, la NASA está planificando la construcción de un hábitat que permita la vida humana en la Luna. Para lograrlo, se requieren avances tecnológicos significativos, como la creación de sistemas de generación de energía, la construcción de vehículos espaciales, la adaptación de hábitats para ofrecer condiciones adecuadas para la vida humana, y otros desarrollos tecnológicos. A pesar de estos desafíos, la NASA está decidida a avanzar en esta dirección, y según Jim Free, el administrador asociado de la NASA, después de algunas misiones adicionales dentro del programa Artemis, la agencia comenzará a considerar la posibilidad de establecer "habitaciones permanentes en la superficie" de la Luna.

Dado que la tercera misión tripulada de la nave Orión de la NASA, conocida como Artemis 3, dentro del Programa Artemis y en colaboración con el Sistema de Lanzamiento Espacial, está programada para ocurrir en 2025, es plausible que la construcción de habitaciones permanentes en la Luna no se materialice hasta aproximadamente la década de 2030. Aunque no disponemos de todos los detalles sobre las características de este hábitat lunar, se supone que contendrá múltiples áreas destinadas a diversificar la exploración científica y facilitar los aterrizajes en este cuerpo celeste. En otras palabras, se convertirá en una especie de centro de control lunar que promoverá el avance en la investigación de este enigmático astro.

A pesar de que el plan se encuentra en un futuro lejano, ya se están dando los primeros pasos hacia la creación de este hábitat para seres humanos en la Luna. Por ejemplo, se están estableciendo acuerdos con empresas para proporcionar acceso a internet y comunicación telefónica desde la Luna, lo cual implica una logística completamente diferente a la que conocemos en la Tierra e implica el lanzamiento de nuevos satélites. Además, se están desarrollando paneles solares de varios kilómetros para garantizar el suministro de energía a esta nueva comunidad lunar. Por lo tanto, solo es cuestión de tiempo antes de que este ambicioso proyecto, que alguna vez parecía muy distante, se haga realidad.

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El astronauta estadounidense con raíces salvadoreñas ha retornado a la Tierra después de completar una histórica misión, ya que se convirtió en el astronauta de la NASA que más tiempo ha pasado en el espacio.

Después de una estancia de 371 días en el espacio, Frank Rubio, astronauta de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), ha regresado a la Tierra. El astronauta aterrizó en una zona remota de Kazajistán, marcando un hito al establecer el récord de la estadía más larga en el espacio por un astronauta.

Inicialmente, su misión estaba programada para durar seis meses, es decir, 180 días. Sin embargo, una fuga de refrigerante en la cápsula Soyuz requirió extender su permanencia, sumando un total de 371 días, equivalente a más de un año completo.

Rubio mencionó que esta situación le hizo abordar cada día de manera individual. Aunque admitió que lo más desafiante fue el aspecto psicológico, ya que implicaba estar separado de su familia y perderse eventos significativos con sus hijos.

“Ha sido algo que fue una prueba para mí y para nuestra familia. Pero mis hijos han hecho muy en adaptarse al tiempo, y al saber que ellos se han adaptado bien me ha ayudado a mí, y me puedo enfocar en el trabajo y saber que, al final del día, se tiene que hacer la misión y tengo que hacerlo lo mejor posible”, comentó Rubio.

El astronauta estadounidense ha aterrizado en compañía de dos cosmonautas rusos, Sergey Prokopyev y Dmitri Petelin, quienes también eran parte de la misión. Según el experto espacial y editor del sitio web ExploracionEspacial.News, Manuel Mazzanti, esta situación representa un desafío emocional, ya que el hecho de prolongar el doble de tiempo de lo originalmente planeado podría tener un impacto en la salud mental de los astronautas.

Mazzanti comentó en una entrevista con la Voz de América que el impacto emocional de pensar que la misión ya había concluido, anticipando el reencuentro con sus familias, solo para luego enfrentar la perspectiva de seis meses adicionales en el espacio, podría generar una mezcla de sentimientos contradictorios.

A pesar de que puede ser “una oportunidad única el hecho de estar seis meses más” en la Estación Espacial Internacional (EEI) y que “puede ser quizás un sueño para cualquier astronauta”, Rubio supo sobrellevar muy bien esta situación.

“Creo que lo ha hecho de una manera increíble al adaptarse, agarrar de vuelta la rutina de trabajar con otros compañeros, ver cómo llegaban y se iban muchas tripulaciones de otras misiones”, agregó y su experiencia “ha servido de ejemplo para futuras misiones de larga duración”.

“Cuando vayamos a la Luna o a Marte, no siempre las cosas pueden salir como uno quiere y uno tiene que esperar mucho tiempo. Quizás lo que vivió Frank sirve como ejemplo para ver cómo se adapta el ser humano a eso”.

Hace unos días, Rubio, quien es médico del Ejército de los Estados Unidos y piloto de helicóptero, expresó que nunca habría aceptado la oferta de permanecer un año completo lejos de su hogar. En última instancia, subrayó que anhela especialmente la oportunidad de retomar sus caminatas en las montañas, ya que tiene una profunda afinidad por la naturaleza y considera que esta es una de las actividades que más espera realizar nuevamente tras su regreso.

No obstante, es probable que continúe manteniendo el récord de la estadía más prolongada en el espacio, ya que, por el momento, la NASA no tiene planes de llevar a cabo misiones que superen el año de duración.