NOTICIAS DAS CIENCIAS

CONSECUENCIAS DO ARREFRIAMENTO DO INTERIOR DA TERRA

Esquema del interior terrestre / depositphotos

Investigadores da Escola Politécnica Federal de Zúric (ETH) demostraron que o interior da Terra está a arrefriarse máis rápido do que se supuña, e iso terá consecuencias na tectónica de placas, que podería ir retardándose. A clave para este descubrimento foi un mineral que se atopa na fronteira entre o manto máis profundo e o núcleo do planeta.

A evolución da nosa Terra é a historia do seu arrefriado: fai 4.500 millóns de anos, nada máis formarse, na superficie da nova Terra reinaban temperaturas extremadamente elevadas e todo o planeta estaba cuberto por un profundo océano de magma.

Durante millóns de anos, a superficie arrefriouse para formar unha codia quebradiza. Con todo, a enorme enerxía térmica que emana do interior da Terra pon en marcha outros procesos dinámicos, como a convección do manto, a tectónica de placas e o vulcanismo.

Con todo, aínda quedan sen resposta preguntas sobre como de rápido se arrefriou a Terra e canto tempo podería tardar devandito arrefriado en deter eses procesos xeolóxicos impulsados pola calor.

Unha posible contestación pode estar na conductividad térmica dos minerais que forman o límite entre o núcleo e o manto da Terra.

Esta capa límite é relevante porque é aquí onde a rocha viscosa do manto da Terra está en contacto directo coa mestura fundida de ferro e níquel quente do núcleo exterior do planeta. O gradiente de temperatura entre as dúas capas é moi pronunciado, polo que nesa zona está a fluír moita calor.

A capa límite está formada principalmente polo mineral bridgmanita. Con todo, os investigadores teñen dificultades para estimar canta calor conduce este mineral desde o núcleo da Terra ata o manto porque a verificación experimental é moi difícil.

Agora, o profesor de ETH Motohiko Murakami e os seus colegas de Carnegie Institution for Science desenvolveron un sofisticado sistema de medición que permítelles medir a conductividade térmica da bridgmanita no laboratorio, baixo as condicións de presión e temperatura que prevalecen dentro da Terra. Para as medicións, utilizaron un sistema de medición de absorción óptica desenvolvido recentemente nunha unidade de diamante quentada cun láser pulsado.

Este sistema de medición permítenos mostrar que a conductividade térmica da bridgmanita é aproximadamente 1,5 veces máis alta do que se supuña, di Murakami. Isto suxire que o fluxo de calor desde o núcleo cara ao manto tamén é maior do que se pensaba anteriormente.

Un maior fluxo de calor, á súa vez, aumenta a convección do manto e acelera o arrefriado da Terra. Isto pode causar que a tectónica de placas, que se mantén en marcha polos movementos convectivos do manto, se desacelere máis rápido do que esperaban os investigadores en función dos valores anteriores de condución de calor.

Ademais, Murakami e os seus colegas tamén demostraron que o rápido arrefriado do manto cambiará as características dos minerais na fronteira entre o núcleo e o manto. Cando se arrefría, a bridgmanita convértese no mineral post-perovskita. Pero axiña que como a post-perovskita aparece no límite entre o núcleo e o manto e comeza a dominar, o arrefriado do manto podería acelerarse aínda máis, estiman os investigadores, xa que este mineral conduce a calor mesmo máis eficientemente que a bridgmanita.

 

Placas tectónicas / significado.com

"Os nosos resultados poderían darnos unha nova perspectiva sobre a evolución da dinámica da Terra. Suxiren que a Terra, do mesmo xeito que os outros planetas rochosos Mercurio e Marte, está a arrefriarse e volvendo inactiva moito máis rápido do esperado", explica Murakami.

Con todo, non pode dicir canto tardarán en deterse, por exemplo, as correntes de convección no manto. Aínda non sabemos o suficiente sobre este tipo de eventos para precisar o seu momento, engadiu.

Para logralo requírese primeiro unha mellor comprensión de como funciona a convección do manto en termos espaciais e temporais. Ademais, os científicos deben aclarar como a descomposición dos elementos radioactivos no interior da Terra, unha das principais fontes de calor, afecta a dinámica do manto.

FONTE: J. L. Ferrer/farodevigo.es

A TERRA TÓPASE CO CENTRO DUNHA BURBULLA BALEIRA DE 10.000 ANOS LUZ DE DIÁMETRO

A ilustración amosa a forma da Burbulla Local, un baleiro de 1.000 anos luz que nos rodea e en cuxos bordos nacen novas estrelas / Leah Hustak (STScI)

A Terra, xunto co Sol e os demais planetas do noso sistema, atópase xusto no medio dunha ’burbulla baleira’ de preto de 1.000 anos luz de diámetro. Sobre a superficie desa burbulla, densas nubes de gas están a dar a luz a miles de novas estrelas. Durante décadas, os investigadores preguntáronse que foi o que puido causar esta burbulla. E agora, un novo estudo publicado hai uns días en Nature e levado a cabo por investigadores do Centro de Astrofísica Harvard Smithsonian, o Instituto de Ciencias do Telescopio Espacial (STSci), o Observatorio de Múnic e as Universidades de Viena e Toronto suxire que polo menos 15 supernovas diferentes ’inflaron’ este enorme baleiro cósmico.

Coñecida como ’Burbulla Local’, os astrónomos descubrírona na década de 1970 ao darse conta de que no seu interior non se formaron novas estrelas durante os últimos 14 millóns de anos.

E que as únicas estrelas que hai dentro dela ou ben xa existían cando esta formouse, ou ben naceron fóra dela e agora estana atravesando. O Sol, sen ir máis lonxe, é un deses ’intrusos’.

Xa entón apuntouse a varias supernovas como responsables da creación dese ’buraco’ no espazo. As violentas explosións estelares, propuxeron os científicos, lanzarían os materiais necesarios para formar novas estrelas, como o hidróxeno, ata o bordo dunha área enorme de espazo, deixando atrás un baleiro (a Burbulla Local) rodeada por unha frenética actividade de nacemento de estrelas.

No novo estudo, os investigadores fixeron un detallado mapa en 3D coas rexións de formación estelar que rodean á Burbulla Local e, ao facelo, calcularon tamén o rápido que se está expandindo. O cal permitiu ao equipo estimar con exactitude cantas supernovas foron necesarias para crear ese inmenso baleiro cósmico e comprender mellor como xorden as rexións de formación estelar na Vía Láctea.

"Ao rastrexar as posicións e os movementos das estrelas novas próximas nos últimos milenios -explica Catherine Zucker, primeira asinante do artigo-, reconstruímos a historia da nosa veciñanza galáctica".

A diferenza doutros baleiros observados na galaxia, a Burbulla Local non é unha esfera uniforme, xa que non se formou por mor dunha soa explosión. As súas formas son irregulares, como unha pinga deformada e creada por explosións múltiples.

"As poderosas explosións de supernova desencadearon unha onda de choque en expansión -prosegue  Zucker- varrendo as nubes interestelares de gas e po cara a fóra e nunha capa densa que agora forma a superficie da Burbulla Local”. A onda de choque continúa empuxando a superficie cara a fóra, o que fai que a burbulla se siga expandindo na actualidade, a 6,4 km por segundo.

Segundo explica a investigadora, "descubrimos que se requirían 15 supernovas para impulsar a expansión dado o impulso actual do ’caparazón’ exterior, o que coincide con estimacións anteriores realizadas por estudos similares. Estas supernovas probablemente orixináronse a partir de dous cúmulos estelares separados e ao longo dun período de varios millóns de anos. Os astrónomos teorizaron durante moitas décadas que as supernovas poden impulsar gas ata as densas nubes que finalmente forman novas estrelas, pero o noso traballo proporciona a evidencia observacional máis sólida ata a data que apoia esta teoría".

Nestes momentos, a Terra atópase xusto no corazón da Burbulla Local, pero iso non significa que teña unha localización especial. En palabras de Zucker, "é unha casualidade que o Sol está centrado dentro da burbulla. O sol estaba a uns 1.000 anos luz de distancia cando a burbulla comezou a formarse e entrou nela hai só 5 millóns de anos. Cremos que hai moitas burbullas, e que están a interactuar entre si, con rexións de formación estelar nas interseccións".

O noso Sistema Solar, ademais, non estará sempre dentro da burbulla, Segundo escriben os investigadores, "debería saír dela dentro duns 8 millóns de anos. E nese momento poida que a burbulla xa non exista. A Burbulla Local, de feito, atópase nas últimas etapas da súa vida e non continuará expandíndose para sempre. En realidade estancarase en termos da súa velocidade de expansión".

Debido á existencia de tales burbullas baleiras, a Vía Láctea parécese a un queixo suízo cheo de buracos, creados por explosións de supernovas. E ao redor deses buracos, onde a materia é levada polas ondas expansivas, pódense formar moitas outras estrelas.

Por iso, localizar esas burbullas e estudar como se relacionan entre si permitirá aos astrónomos comprender o papel que desempeñan as estrelas moribundas no nacemento doutras novas. Ese será, precisamente, o obxectivo das próximas investigacións de Zucker e o seu equipo. En palabras da investigadora: "Onde se tocan estas burbullas? Como interactúan entre si? Como impulsan as  super burbullas o nacemento de estrelas como o noso Sol na Vía Láctea? Preguntas, todas, que pronto terán unha resposta".

FONTE: J. Manuel Nieves/abc.es/ciencia

CONFIRMADDA A TEORÍA DE QUE A TERRA E MARTE FORMÁRONSE A PARTIR DO MATERIAL QUE XURDIU MON MÁIS LONXE DE XÚPITER

Os planetas terrestres do Sistema Solar: Mercúrio, Venus, Terra e Marte, dimensionados en escala / stringfixer.com/pt

Hai aproximadamente 4.600 millóns de anos, nos primeiros días do noso Sistema Solar, un disco de po e gases orbitaba ao novo Sol. A humanidade elaborou dúas teorías de como a partir desa nube xurdiron os planetas rochosos, entre eles o noso fogar, a Terra. A primeira sinala que o po no Sistema Solar interior (a rexión da nosa veciñanza cósmica que abarca desde a nosa estrela ata a órbita de Xúpiter) aglomerouse en anacos cada vez máis grandes, como do tamaño da nosa Lúa. Nunha ’danza’ caótica, eses corpos chocaron entre si, fusionándose no que hoxe coñecemos como Mercurio, Venus, a Terra e Marte.

Pero, ao tempo, propúxose unha hipótese alternativa máis moderna que suxería que o proceso foi diferente: ’seixos’ de po de tamaño milimétrico migraron desde o Sistema Solar exterior cara ao Sol.

No seu camiño, acumuláronse nos embriones planetarios rochosos, ampliando o seu tamaño ata o que son hoxe. Ambas as ideas sobre como era o Sistema Solar primitivo e como se formaron os planetas interiores sintan as súas bases en sólidos modelos teóricos e simulacións informáticas, pero cal é a correcta? Que ocorreu realmente?

Agora, un estudo publicado en Science Advances aposta con novos datos pola teoría máis antiga pola que os planetas como a Terra e Marte formáronse maioritariamente a partir de material do Sistema Solar interior e tan só unha pequena porcentaxe dos compoñentes básicos destes dous planetas orixinouse máis aló da órbita de xúpiter. Un grupo de investigadores liderado pola Universidade de Münster (Alemaña) presenta a comparación máis completa ata a data da composición isotópica da Terra, Marte e o material de construción prístino do Sistema Solar interior e exterior feita a partir de meteoritos.

Para responder a estas preguntas no seu estudo actual, investigadores da Universidade de Münster, o Observatoire da Cote d’Azur (Francia), o Instituto de Tecnoloxía de California (EE. UU.), o Museo de Historia Natural de Berlín (Alemaña) e a Universidade Libre de Berlín (Alemaña) determinou a composición exacta dos planetas rochosos Terra e Marte. "Queriamos pescudar se os compoñentes básicos da Terra e Marte orixinouse no sistema solar exterior ou interior", afirma Christoph Burkhardt, da Universidade de Münster e primeiro autor do estudo. Para iso, analizaron os isótopos dos metais raros titanio, circonio e molibdeno, que se atopan en vestixios diminutos nas capas externas ricas en silicato de ambos os planetas.

Os científicos asumen que, no Sistema Solar temperán, estes e outros isótopos metálicos non estaban distribuídos de maneira uniforme, senón que a súa abundancia dependía da súa distancia con respecto do Sol. Por tanto, esta característica serve para determinar onde se atopaban en durante a súa formación, ao principio da historia da nosa veciñanza cósmica.

Como referencia para o inventario isotópico orixinal do Sistema Solar exterior e interior, os investigadores utilizaron dous tipos de meteoritos: condritas carbonáceas, que poden conter unha pequena porcentaxe de carbono, e que se orixinaron máis aló da órbita de Xúpiter para trasladarse despois ao cinto de asteroides debido á influencia dos grandes gasosos; e as condritas non carbonáceas, verdadeiros ’fillos’ do Sistema Solar interior. Tamén tiveron en conta a composición isotópica das rochas exteriores da Terra e, por primeira vez, tamén as de Marte grazas aos meteoritos caídos do noso veciño.

As mostras de meteoritos marcianos se pulverizaron primeiro e sometéronse a un pretratamiento químico complexo. Usando un espectrómetro de masas de plasma multicolector no Instituto de Planetoloxía da Universidade de Münster, os investigadores puideron detectar pequenas cantidades de isótopos de titanio, circonio e molibdeno. Logo realizaron simulacións por computador para calcular a proporción na que o material de construción que se atopa hoxe en día nas condritas carbonáceas e non carbonáceas que se incorporaron na Terra e Marte para reproducir as súas composicións medidas. Ao facelo, consideraron dúas fases diferentes de acreción para explicar a diferente historia dos isótopos de titanio e circonio, así como dos isótopos de molibdeno, respectivamente. A diferenza do titanio e o circonio, o molibdeno acumúlase principalmente no núcleo planetario metálico.

Os resultados dos investigadores mostran que as capas de rochas exteriores da Terra e Marte teñen pouco en común coas condritas carbonáceas do Sistema Solar exterior: representan só ao redor do 4% dos bloques de construción orixinais de ambos os planetas. "Se a Terra e Marte primitivos acumulasen principalmente grans de po do sistema solar exterior, este valor debería ser case dez veces maior", incide Thorsten Kleine, da Universidade de Münster, quen tamén é director do Instituto Max Planck para Investigación do sistema solar en Göttingen. "Por tanto, non podemos confirmar esta teoría da formación dos planetas interiores".

Con todo, a composición da Terra e Marte tampouco coincide exactamente co material das condritas non carbonáceas: as simulacións informáticas suxiren que outro tipo diferente de material de construción tamén debe estar en xogo. "A composición isotópica deste terceiro tipo de material de construción segundo o inferido polas nosas simulacións implica que debeuse orininar na rexión máis interna do sistema solar", explica Burkhardt. Dado que os corpos tan próximos ao Sol case nunca se dispersaron no cinto de asteroides, este material foi absorbido case por completo nos planetas interiores e, por tanto, non se atopa nos meteoritos. "É, por así dicilo, ’material de construción perdido’ ao que xa non temos acceso directo hoxe", afirma Kleine.

Pero o sorprendente achado non cambia as consecuencias do estudo para a teoría da formación de planetas. "O feito de que a Terra e Marte aparentemente conteñan principalmente material do sistema solar interior encaixa ben coa formación de planetas a partir das colisións de grandes corpos no Sistema Solar interior", conclúe Burkhardt.

FONTE: abc.es/ciencia

ASÍ FOI A CIENCIA EN 2021

Como xa sucedeu no ano anterior, neste 2021 a pandemia do coronavirus SARS-CoV-2 causante da COVID-19 seguiu dominando a actualidade, e por tanto centrou tamén o foco dos esforzos no panorama científico. Con todo, a vida e a ciencia seguen, e no ano que remata asistimos tamén a outras novidades. Algunhas prometedoras e asombrosas, como os avances na exploración espacial ou na bioloxía humana; outras intrigantes, como un achado que contradi o modelo estándar da física; e outras decepcionantes, como o insuficiente compromiso na loita contra a emerxencia climática.

1. As vacinas fan historia…

Desde xaneiro de 2020 a pandemia de COVID-19 cambiou a sociedade humana dun modo que nunca imaxinariamos, un reto ao que a ciencia respondeu cunha eficacia e unha rapidez que asombraron ao mundo. Corresponde a 2020 o veloz desenvolvemento das primeiras vacinas contra o novo coronavirus, pero foi neste 2021 cando as campañas de vacinación despregáronse e cando xurdiron as principais vencedoras na carreira contra o virus: as vacinas de ARN, elaboradas por Pfizer-BioNTech e Moderna-NIH, demostraron ofrecer unha protección sólida e consistente contra os síntomas máis graves e a mortalidade. Existen indicios de que o nivel de anticorpos neutralizantes pode decaer co paso dos meses, aínda que o efecto sobre a protección aínda está por determinar. En calquera caso, as doses de reforzo poden manter unha inmunidade adecuada. Con todo, preocupa aínda o baixo nivel de acceso ás vacinas en gran parte do mundo en desenvolvemento.

O fito científico máis relevante do ano foi a vacinación masiva contra o COVID-19 nun tempo marca / Wikimedia

2. …Pero o virus atopa o seu camiño

Son miles as variacións no xenoma que se atoparon na secuenciación do virus SARS-CoV-2 circulante, pero ao longo de 2021 foron estendéndose sucesivamente certas variantes, clasificadas respectivamente como preocupantes ou de interese. Entre as de interese atópanse Lambda e Mu, mentres que as preocupantes inclúen Alfa, Beta, Gamma, Delta e Ómicron. Delta estendeuse de tal modo que substituíu case por completo ás liñaxes anteriores. E aínda que os datos actuais apoian o seu maior infectividad e gravidade de síntomas, parece que non escapan á acción das vacinas. Con todo, a máis recente variante Ómicron, que acumula medio centenar de mutacións, desatou unha onda de pánico ante a súa facilidade de transmisión, a posibilidade de reinfección e de menor eficacia vacunal, aínda que é posible que os seus síntomas sexan máis leves. Por sorte, as vacinas de ARN poden adaptarse rapidamente para responder a novas variantes.

3. Un morno cumio do clima

Do 31 de outubro ao 12 de novembro celebrouse en Glasgow (Reino Unido) a 26ª Conferencia de Nacións Unidas sobre Cambio Climático, ou COP26. A cita era unha encrucillada importante de cara a aumentar as apostas dos países para o cumprimento dos obxectivos marcados en 2015 polo acordo de París, limitar o aumento da temperatura global por baixo de 2 °C. Con todo, os expertos expresaron as súas dúbidas sobre os compromisos a adquirir por parte das nacións. Á súa conclusión, a COP26 suscitou reaccións atopadas, aínda que en xeral as valoracións foron desfavorables; a líder xuvenil Greta Thunberg resumiu así o resultado: “bla, bla, bla”. O pacto alcanzado avoga por unha maior redución de emisións —un 45% en 2030 respecto de 2010—, un control do progreso e un apoio aos países en desenvolvemento, pero botouse de menos unha maior ambición nos compromisos, xa que os actuais resultarán nun aumento de 2,4 °C. Mentres, o Panel Intergobernamental de Cambio Climático (IPCC), de cara ao seu próximo sexto informe de avaliación, advertía de que o planeta está abocado a fenómenos meteorolóxicos extremos que serán máis frecuentes.

Expertos e activistas reaccionaron con indiferencia ante a falta de compromisos políticos tras o COP26 de Glasgow / The White House

4. A incógnita sobre a orixe do virus

É un asunto que atrae periodicamente o foco dos medios e do público para logo quedar case esquecido, e é tamén una das maiores fontes de especulacións ao redor da pandemia, desde as reflexións e análises dos expertos até as teorías da conspiración: como xurdiu o coronavirus SARS-CoV-2? En 2021 non se atopou unha resposta definitiva, que talvez aínda se atrase ou nunca chegue. En marzo a Organización Mundial da Saúde (OMS) publicaba o informe resultante da súa misión a China destinada a analizar os datos dispoñibles con respecto á orixe do virus, sen grandes conclusións, aínda que suxerindo unha maior probabilidade dunha orixe natural respecto da posibilidade de que escapase dun laboratorio de Wuhan. Posteriormente novos estudos recuperaron a hipótese de que o mercado daquela cidade chinesa fose o foco inicial da infección. A investigación continúa, xa que os resultados poden ser transcendentais de face a evitar futuras pandemias.

5. A Marte por terra, aire e espazo

O 18 de febreiro o rover Perseverance da NASA tocou o chan de Marte, engadindo un fito máis á xa longa lista de misións da axencia estadounidense que abordaron a exploración do planeta vermello. Nesta ocasión súmase unha novidade absoluta que copou titulares e captado o interese do público: a misión inclúe un pequeno helicóptero chamado Ingenuity que por primeira vez voou sobre o chan doutro mundo, ofrecendo unha perspectiva nunca antes vista do panorama marciano. Pero en 2021 rompeuse ademais a hexemonía que ata agora mantiña a NASA sobre o chan marciano. O 15 de maio o rover chinés Zhurong, parte da misión Tianwen-1, outorgaba ao país asiático a honra de ser a segunda potencia espacial con presenza operativa na superficie de Marte. Noutro fito histórico, os Emiratos Árabes Unidos situaban a súa sonda Hope na órbita marciana.

En abril de 2021, o helicóptero Ingenuity realizou o primeiro voo sobre a superficie de Marte / NASA

6. As proteínas revelan os seus segredos

Un dos maiores obxectivos da bioloxía no último medio século foi atopar un modo o máis estandarizado posible de predicir a estrutura tridimensional das proteínas. Estas moléculas compostas por cadeas de diferentes aminoácidos levan na súa secuencia a información que determinará a súa plegamiento espacial, pero é tan vasta e complexa a interacción entre os diferentes grupos químicos e as súas cargas que ata agora a estrutura 3D de cada proteína era un problema específico ao que dedicar unha ou varias teses doutorais. Hoxe talvez xa non: xa rn 2020 dábase conta dun algoritmo de Intelixencia Artificial chamado AlphaFold e desenvolvido pola compañía DeepMind de Google que era capaz de resolver a estrutura tridimensional de calquera proteína. Este ano DeepMind fixo realidade a súa promesa, publicando as estruturas de máis de 350.000 proteínas do ser humano e outros organismos, que a compañía planea expandir pronto a máis de 100 millóns. Trátase dun avance de proporcións xigantescas con aplicacións no deseño de fármacos contra innumerables enfermidades.

7. Os muóns desafían o modelo estándar

En física non son habituais as discrepancias entre os modelos teóricos e os resultados experimentais. E cando se presentan, adoitan abrir a porta a unha nova física. Durante o último medio século prevaleceu o chamado modelo estándar da física de partículas, baseado nas 17 partículas elementais e o catro forzas que gobernan o mundo cuántico. E aínda que hai preguntas que o modelo aínda non puido responder, as súas predicións verificáronse de forma consistente, bosón de Higgs incluído. Con todo, hai un par de décadas resultados obtidos no Brookhaven National Laboratory atoparon un valor do magnetismo do muón (unha partícula coa mesma carga que o electrón, pero de maior masa) que discrepaba coa teoría. O pasado 7 de abril, científicos do experimento Muon g—2 do Fermilab de Chicago corroborábano: o muón é máis magnético do que debería ser segundo o modelo estándar. A anomalía é pequena, 2,5 partes en 1.000 millóns. Pero si confírmase, os físicos terán que atopar a maneira de explicala.

8. Embrións de laboratorio

As células nai son unha promesa da biomedicina, especialmente do medicamento rexenerativa, que xa está a render avances no campo experimental, pero que aínda debe despregar o seu potencial a gran escala. Nas últimas décadas as investigacións progresaron ao longo de dúas liñas relacionadas: o uso de embrións para obter células nai capaces de xerar calquera tecido, e a reprogramación de células adultas para obter delas células con capacidades similares ás embrionarias (chamadas células nai pluripotentes inducidas, iPSC). Este segundo procedemento evita o controvertido uso de embrións, pero non ofrece a mesma versatilidade que estes. Con todo, esta barreira está a superarse: este ano varios grupos de investigación conseguiron obter blastoides, estruturas moi similares aos blastocistos, embrións de mamíferos na súa fase máis temperá, a partir de iPSC. O avance é de enorme importancia para os estudos do desenvolvemento embrionario e as súas anomalías, ademais de impulsar o desenvolvemento de organoides, simulacións diminutas de órganos que prometen grandes aplicacións no testado de fármacos.

O desenvolvemento de blastoides supoñen un novo modelo para estudar desenvolvemento embrionario humano máis temprá / Monash University

9. Tocar o Sol

O 14 de decembro científicos da misión Parker Solar Probe da NASA anunciaban e publicaban a conquista dunha nova fronteira polo ser humano: a atmosfera do Sol. A sonda lanzouse en 2018 co obxectivo de estudar o magnetismo solar, a emisión do astro e o extremo quecemento da súa coroa, pero o seu periplo implicaba ademais conseguir dúas marcas, o artefacto máis veloz da historia e o máis próximo ao Sol. Segundo detallaron os investigadores este decembro, despois de tomarse o tempo necesario para verificar os datos, o pasado 28 de abril a sonda cruzou a chamada superficie crítica de Alfvén, a fronteira onde termina a atmosfera do Sol e comeza o vento solar, situada a 18,8 radios solares da superficie, ou uns 13 millóns de quilómetros, para achegarse despois ata menos de 15 radios solares. Nas súas próximas órbitas o aparello continuará aproximándose máis ata chegar a voar a menos de 9 radios solares, ofrecendo aos científicos un coñecemento próximo da nosa estrela como nunca antes logrouse.

10. O sucesor do Hubble

Se figura no décimo posto desta lista non é porque a súa importancia sexa relativamente menor. De feito, promete ser unha ferramenta de inmenso poder para a exploración espacial como desde 1990 véno sendo o telescopio espacial Hubble. O novo telescopio espacial James Webb (JWST), desenvolvido pola NASA, a Axencia Europea do Espazo (ESA) e a Axencia Canadense do Espazo (CSA), foi lanzado o pasado 25 de decembro a bordo dun foguete Ariane desde a Guayana Francesa. Co diámetro do seu espello que case triplica o do Hubble e a súa maior sensibilidade na banda de infravermello, o JWST ofrecerá unha xanela ás primeiras galaxias do universo e a exoplanetas potencialmente habitables que escapaban á mirada do seu predecesor. Si todo desenvólvese segundo o previsto, raro será que algún dos achados do JWST non mereza un posto nesta lista dentro de 12 meses.

FONTE: Javier Yanes/bbvaopenmind.com/ciencia

DESCOBREN UNHA XIGANTESCA RESERVA DE AUGA OCULTA EN MARTE

Vales Marineris, visto nun ángulo de 45 graos con respecto á superficie. A imaxe cobre unha área de 630.000 km² cunha resolución de 100 m por píxel / ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Ninguén o dixo, pero xusto baixo o chan dos famoso Vales Marineris de Marte, que cos seus 4.500 km de lonxitude, 200 km de anchura e ata 11 km de profundidade é o canón máis grande do Sistema Solar, ocúltase unha xigantesca cantidade de auga, probablemente en forma de xeo. De feito, segundo un estudo levado a cabo por investigadores das axencias espaciais europea (ESA) e rusa (Roscosmos), ata o 40% do material máis próximo á superficie dunha vasta rexión de 41.000 km² no centro do canón podería ser xeo de auga. A investigación, levada a cabo co orbitador ExoMars, publicarase en Icarus o próximo mes de marzo, pero pode xa consultarse en Science Direct.

En concreto, os instrumentos da ExoMars acharon niveis inusualmente altos de hidróxeno en Candor Chaos, unha rexión do tamaño de Holanda que se atopa no corazón de Vales Marineris. E dado que aquí, no noso planeta, a vida está intimamente asociada á auga, o achado reforza a idea de que o mesmo podería suceder no planeta vermello. Ou aínda mellor, que aínda podería haber criaturas viventes alí.

Descubrimos que a parte central de Vales Marineris estaba chea de auga (explica Alexey Malakhov, do Instituto de Investigación Espacial da Academia de Ciencias de Rusia e coautor do estudo), moita máis auga da que esperabamos. Isto parécese moito ás rexións de permafrost da Terra, onde o xeo de auga persiste permanentemente baixo o chan seco debido ás baixas temperaturas constantes.

Segundo o científico, se o hidróxeno detectado está realmente unido a osíxeno para formar moléculas de auga, ata o 40% do material próximo á superficie nesta rexión parece ser auga.

O orbitador ExoMars, que vira ao redor de Marte desde 2018, conta con instrumentos (como o Fine-Resolution Epithermal Neutron Detector (FREND), parte do Trace Gas Orbiter (TGO), que permiten buscar auga ao detectar neutróns emitidos en ou xusto debaixo da superficie marciana. A medida que os neutróns fórmanse cando as partículas enerxéticas dos raios cósmicos golpean o chan marciano, as superficies máis secas emiten máis neutróns que as máis húmidas, o que permite ao equipo calcular a cantidade de auga nun lugar concreto observando a cantidade de neutróns que produce. Este método permite que o TGO detecte, desde a órbita de Marte, auga ata un metro de profundidade por baixo da superficie, o cal incrementou enormemente a capacidade dos investigadores para detectar bolsas de auga ocultas.

Con TGO, explica Mitrifanov, podemos mirar ata un metro baixo a capa de po e ver o que realmente está a suceder no subsolo de Marte e, o que é máis importante, situar oasis ricos en auga que non se puideron detectar con instrumentos anteriores.

A zona, facilmente alcanzable, converteuse nun firme candidato para futuras misións de exploración, durante as que os astronautas poderán saber exactamente que tipo de xeo está presente e, por suposto, si alí houbo ou aínda hai vida.

FONTE: José M. Nieves/abc.es/cencia

O TELESCOPIO ESPACIAL JAMES WEBB XA ESTÁ NO ESPAZO

 

Hoxe, despois de anos de atrasos e máis de 10.000 millóns de dólares de investimento -case 10 veces máis do presupostado-, o Telescopio Espacial James Webb foi enviado ao espazo desde a Güiana Francesa. Pero, máis aló destas polémicas, o observatorio máis caro da historia espacial permitirá á comunidade científica coñecer misterios  insondables do universo, como a formación das primeiras galaxias ou a existencia de indicios de vida en planetas  extrasolares.

O James Webb é o telescopio espacial máis grande e máis potente do mundo. Con todo, precisamente o seu enorme tamaño presenta un importante desafío para a comunidadeci entífica. Para facernos unha idea, o conxunto de espellos de observatorio mide uns 6,5 metros de diámetro, o que determina unha superficie colectora de luz 7 veces maior á do Hubble, o que se traducirá nunha potencia ata 100 veces superior á do antigo telescopio espacial.

Ese sistema de espellos, chamado Optical Telescope Element, ten unha valiosa misión: captar a luz do espazo para dirixila cara aos instrumentos científicos encargados da súa análise. Está formado por 18 segmentos hexagonais feitos de berilio e recubertos dunha película de ouro, deseñados para funcionar como unha única peza, aínda que encartados de tal forma que poidan caber no interior dun foguete.

Grazas que están formados a partir de pezas de seis lados redúcense os ocos entre as pezas. Se os segmentos fosen circulares, por exemplo, sempre quedaría algún oco entre eles. Deste xeito a simetría permite maximizar as prestacións ópticas do telescopio. Doutra banda, a forma hexagonal consegue asimilarse aínda círculo, o que permite enfocar a luz nun punto compacto. Un espello ovalado, por exemplo, daría imaxes alongadas, mentres que uno cadrado enviaría parte da luz fóra da rexión central.

Con todo, se hai un elemento indispensable para o bo funcionamento do telescopio, ise é o escudo térmico. Para poder detectar sinais débiles de luz, o observatorio deberá manterse a unha temperatura moi baixa. Para axudar a este fin, o James Webb conta cunha especie de parasol xigante que o protexerá das fontes eternas de luz e calor (como o Sol, a Terra e a Lúa), ou da propia calor emitida polo telescopio. Trátase dunha estrutura do tamaño dunha pista de tenis que proporciona sombra e reduce a temperatura, algo indispensable para o bo funcionamento do observatorio.

De maneira máis específica, este dispositivo consta de 5 finas capas milimétricas compostas dun material sintético chamado kapton e recubertas de silicona. A capa máis externa, exposta directamente ao Sol, chegará aos 85 ºC de temperatura, mentres que a máis interna e próxima ao telescopio, situada só a uns poucos centímetros de distancia, permanecerá a uns -233 °C.
Grandes éxitos do  Hubble

Outra das diferenzas con outros observatorios astronómicos é o tipo de luz co que traballan. A diferenza do Telescopio Espacial Hubble, que captaba especialmente luz visible e ultravioleta, o James Webb centrarase na luz infravermella, un espectro de baixa frecuencia que lanzará pistas sobre os confíns do universo. Iso débese a que, debido a que o universo se atopa en constante expansión, os corpos celestes máis afastados, continúan afastándose, o que provoca que a luz que viaxa a través desas galaxias afastadas siga expandíndose, ‘estirándose’. Grazas a catro instrumentos de gran precisión, o James Webb será capaz de captar esas luces infravermellas (de lonxitudes de ondas de entre 0,6 e 28,5 micrómetros) emitidas desde os confíns do universo.

Unha das principais misións do James Webb será achegarnos a unha parte da historia do universo nunca antes captada: o nacemento do universo, hai uns 13.500 millóns de anos, e a formación das primeiras estrelas e galaxias, cuxa luz ultravioleta e visible chega hoxe ao noso ‘ollo cósmico’ en forma de luz infravermella.

Pero iso non é todo. A información solicitada por este potente telescopio permitirá estudar a atmosfera dos exoplanetas (aqueles planetas que se atopan fóra do sistema solar) para determinar a probabilidade de que exista auga, un dos ingredientes necesarios para a vida. En definitiva, en palabras da NASA: “O James Webb explorará todas as fases da historia cósmica e axudará á humanidade para comprender as orixes do universo e o noso lugar en el”. 

FONTE: nationalgeographic.com.es/ciencia

DESCUBRIMENTO CIENTÍFICO DO ANO 2021

Simulación da estructura de dúas proteínas

Ás veces é fácil encher a boca con expresións como “santo graal”, “paso de xigante” ou “descubrimento revolucionario” ao falar dun logro científico. Pero cando se trata de revelar a forma das proteínas coa sinxeleza de quen busca algo en Google, esas palabras encaixan como unha luva. Este ano confirmouse que a intelixencia artificial é capaz de adiviñar a estrutura destes motores básicos da vida, as proteínas, unha das claves fundamentais da bioloxía. E é un logro por partida dobre: “Primeiro, porque resolve un problema científico que estivo na lista de tarefas pendentes durante 50 anos. En segundo lugar, é unha técnica revolucionaria que acelerará enormemente o descubrimento científico. Sería o Descubrimento do Ano por calquera dos dous motivos”, asegura Holden Thorp, director da influente revista científica Science, que concede o recoñecemento a este éxito científico. O ano pasado aplaudiron o desenvolvemento das vacinas contra a covid.

Este logro realizárono dous grupos distintos: a compañía DeepMind e o equipo de David Baker, bioquímico computacional da Universidade de Washington. Un triunfo que fai apenas quince anos parecía imposible de lograr, como lembra o propio Thorp: “Cando deixei o laboratorio en 2006, pensei que o problema do pregamento de proteínas nunca se resolvería”. Moitos especialistas dese campo crían que, de lograrse, non o verían en vida. Unha persoa allea ao mundo da biomedicina pode sorprenderse pola importancia que se lle dá a esta cuestión tan técnica, a da forma en que se pregan as proteínas; non parece un anhelo popular como a cura do cancro ou a vacina da malaria. Pero é que as proteínas, os operadores esenciais de case todas as funcións biolóxicas, atravesan eses e a maioría dos problemas biomédicos imaxinables. Incluída a covid. Unha proteína é a espícula do coronavirus, os penachos que o rodean e que lle permiten conquistar as nosas células para enfermarnos. Coñecer a súa estrutura permite deseñar estratexias para atacar esa ganzúa coa que nos invade.

Case todo o mundo ten en mente a metáfora de que o ADN contén as instrucións da vida. Aínda que son as proteínas quen a pon a funcionar: realizan esas tarefas, como activar o movemento dos músculos, determinar o estado dos tecidos, transportar sustancias polo organismo ou defendelo das agresións. As instrucións do ADN por si soas, loxicamente, non fan nada. Ese manual nada máis pon en marcha ás materias primas, os aminoácidos, sobre a cadea de montaxe. Disponse en fila na cinta para que os operarios (os ribosomas) constrúan esas máquinas que son as proteínas. Pregan esa fila de aminoácidos para darlle a súa complexísima forma ás proteínas, unha estrutura que determina a súa función: non é o mesmo construír unha cafetera que un motor de coche.

A intelixencia artificial é capaz de saber si a cafetera será italiana, hexagonal e con asa de plástico, con só ver os parafusos e as placas de latón dispostas en fila bidimensional. As proteínas constrúense combinando unicamente 20 aminoácidos en innumerables distribucións e lonxitudes. Por iso, descifrar a disposición final en tres dimensións é un traballo arduo e custoso, que moitos laboratorios nin sequera poden exporse. Descifrar esas estruturas en condicións normais sería un esforzo que custaría miles de millóns de anos; incluso as proteínas de tamaño modesto poderían tomar un número astronómico de aspectos posibles. Con este logro da computación, conséguese nun intre.

A mediados de xullo, Baker e os seus colegas publicaron en Science que o seu programa de intelixencia artificial RoseTTAFold resolvera as estruturas de centos de proteínas, todas importantes para a creación de medicamentos. Á vez e de maneira independente, os científicos de DeepMind difundiron en Nature o seu propio logro: a súa máquina, AlphaFold, debuxara 350.000 proteínas que se atopan no corpo humano, o 44% de todas as proteínas humanas coñecidas. Ademais, esperan que a súa base de datos medre a 130 millóns de proteínas pertencentes a todas as especies, máis da metade do número total que se cre que existe. Ambos os equipos puxeron esas estruturas a disposición de todos os laboratorios do mundo, e tamén as ferramentas para lograr outras novas.

Non podía ser doutra maneira, como expresou no seu día Edith Heard, directora xeral do Laboratorio Europeo de Bioloxía Molecular, de cuxos recursos se aproveitou DeepMind e con quen agora comparte os seus logros: “AlphaFold foi adestrado utilizando datos de recursos públicos creados pola comunidade científica, así que ten sentido que as súas predicións sexan públicas”. A investigadora mostrábao como “unha auténtica revolución para as ciencias da vida, como o foi a xenómica hai décadas”.

Ábrese a porta a innumerables achados en biomedicina, tratamentos e solucións biolóxicas. “Todas as áreas da bioloxía molecular e computacional van transformarse”, asegura Baker en Science. As opcións son apaixonantes: case todos os medicamentos funcionan por asociarse a un punto específico dunha proteína, polo que coñecer en detalle a diana multiplica a capacidade de acertar. Ademais, son moitas as enfermidades, desde o alzhéimer e o párkinson á diabetes ou a fibrosis quística, que se xeran tras a acumulación de proteínas mal encartadas, polo que agora poderíanse abordar con mellor prognóstico. E non só iso: ao saber como se dobrará unha cadea bidimensional de aminoácidos, aparece a posibilidade de deseñar proteínas artificiais: que protexan dos virus, como xa se está ensaiando, pero tamén para descompor materiais contaminantes.

“Non sabía que era unha proteína cando empecei [en DeepMind]”, recoñece John Jumper, responsable deste achado para a compañía, irmá de Google baixo o paraugas de Alphabet. Aplicar a intelixencia artificial a un problema científico foi “realmente máxico”, asegura Jumper en declaracións a Nature, a prestixiosa revista científica que incluíuno entre o dez científicos máis relevantes de 2021. O seu logro, publicado nesa revista en xullo, contaba con dous españois entre os asinantes: Oriol Vinyals e Bernardino Romeira.

O seguinte paso será predicir cales desas proteínas descritas traballan xuntas e como interactúan, porque en moitas ocasións non funcionan soas. A intelixencia artificial xa está afanada niso tras demostrar esta vez que si é capaz de cumprir os ambiciosos éxitos que levaba anos prometendo. E non sería raro que isto termine en Estocolmo celebrando un Nobel: a importancia das proteínas descóbrese dunha ollada ao ver os numerosos premios concedidos en Química ou Medicamento a descubrimentos ligados á estrutura destes motores da vida. Os primeiros en describir proteínas, como Frederick Sanger, John Kendrew e Max Perutz recibiron os seus galardóns, fai seis décadas. Agora describen miles dunha plumada.

FONTE: Javier Salas/elpais.com/ciencia

A SONDA PARKER "TOCA" O SOL

Esta ilustración amosa a sonda solar Parker acadando a atmosfera exterior do Sol (NASA)

Un novo fito para a ciencia: unha nave espacial da NASA tocou oficialmente o Sol, afundíndose a través da atmosfera solar inexplorada ata agora e coñecida como coroa.

A sonda espacial partiu o 12 de agosto de 2018 nunha misión histórica para estudar a nosa estrela. Loitou contra temperaturas de máis de 2.000 ºC e radiación 500 veces máis forte que na Terra cando fixo a súa oitava aproximación ao corpo celeste, pasando finalmente a través da súa atmosfera superior. Aínda que o voo tivo lugar en abril, os científicos tiveron que esperar para confirmar que Parker viaxou a través da coroa, tras os meses que tardaron en chegar os datos da nave espacial.

O paso da nave a través da coroa solar permtiu unha mostraxe sen precedentes das súas partículas e campos magnéticos, abrindo un novo capítulo no campo da ciencia solar e a nosa comprensión de como se formou o sistema solar. Un dos obxectivos é aprender máis sobre como a enerxía e a calor viaxan a través da atmosfera do Sol; algo que pode revelarnos pistas sobre como se desenvolveu a vida na Terra e como xurdiron outras estrelas ao redor do universo.

No seu periplo cara á atmosfera superior do Sol, a sonda espacial Parker estableceu unha serie de marcas: converteuse no obxecto máis rápido xamais fabricado; alcanzou unha velocidade de 586.864 km/h. (o suficientemente rápido como para dar 13 voltas ao redor da Terra nunha soa hora). Iso si, superará estas cifras unha vez máis a finais deste ano despois de utilizar unha vez máis use a Venus para achegarse máis ao Sol a velocidades moito máis altas que nunca.

Voando tan preto do Sol, Parker é capaz de detectar condicións na capa dominada magnéticamente da atmosfera solar, a coroa, que nunca antes puideramos observar. De feito, podemos ver a nave espacial voando a través de estruturas coronais que se poden observar durante unha eclipse solar total.

Ao longo da súa misión de sete anos, Parker realizará un total de 26 aproximacións á estrela utilizando varias manobras de asistencia de gravidade desde Venus para achegala cada vez máis. Iste foi o oitavo e o que realmente penetrou na coroa. A sonda espacial seguirá achegándose cada vez máis ao sol e mergullándose máis profundamente na coroa ata a súa gran órbita final en 2025.

FONTE: muyinteresante.es/ciencia