NOTICIAS DAS CIENCIAS

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

ATOPAN UN PLANETA QUE DESAFÍA O IMPOSIBLE

Recreación artística que amosa un primeiro plano do planeta b Centauri b, que orbita un sistema binario cunha masa ao menos seis veces maior que a do Sol - ESO/L. Calçada

Astrónomos descubriron un planeta ao redor de b Centauri, un sistema que pode verse a primeira ollada e que está composto por dúas estrelas excepcionalmente masivas e quentes. Tanto, que a existencia dun mundo en condicións semellantes era considerado imposible por moitos. O novo planeta, tamén descomunal, sobrevive porque se mantén ben afastado das súas estrelas: sepáraos 100 veces a distancia á que Xúpiter atópase do Sol. O seu achado demostra que os planetas poden formarse en contornas moi hostís, o que implica que poden existir aínda máis dos que calculabamos.

"Foi moi emocionante descubrir un planeta ao redor de b Centauri, xa que cambia por completo a imaxe que temos das estrelas masivas como anfitrioas de planetas", explica Markus Janson, da Universidade de Estocolmo (Suecia) e primeiro autor do novo estudo publicado na revista Narure.

Situado aproximadamente a 325 anos luz de distancia, na constelación de Centauro, o sistema de dúas estrelas b Centauri (tamén coñecido como HIP 71865) ten polo menos seis veces a masa do Sol, o que o converte, con moito, no sistema máis masivo ao redor do cal se confirmou a presenza dun planeta. Ata agora, non se viu ningún ao redor dunha estrela máis de tres veces máis masiva que o Sol.

A maioría das estrelas masivas tamén son moi quentes, e este sistema non é unha excepción: a súa estrela principal é de tipo B, que é máis de tres veces máis quente que o Sol. Debido á súa intensa temperatura, emite grandes cantidades de radiación ultravioleta e de raios X.

A gran masa e a calor deste tipo de estrelas teñen un forte impacto no gas circundante, o cal debería actuar en contra da formación de planetas. En particular, canto máis quente é unha estrela, máis radiación de alta enerxía produce, o que fai que o material circundante se evapore máis rápido. "As estrelas de tipo B xeralmente considéranse contornas bastante destrutivos e perigosos, polo que se cría que debería ser extremadamente difícil formar grandes planetas ao seu ao redor", afirma Janson.

Pero o novo descubrimento mostra que os planetas poden, de feito, formarse en sistemas estelares tan hostís. "O planeta de b Centauri é un mundo alieníxena nunha contorna que é completamente diferente ao que experimentamos aquí na Terra e no noso Sistema Solar", explica a coautora, Gayathri Viswanath, estudante de doutoramento na Universidade de Estocolmo. "É un ambiente hostil, dominado pola radiación extrema, onde todo está nunha escala xigantesca: as estrelas son máis grandes, o planeta é máis grande, as distancias son máis grandes".

O par de estrelas máis masivo que alberga planetas descuberto ata a data, b Centauri, e o seu planeta xigante b Centauri b - ESO/Janson et al.

De feito, o planeta descuberto, chamado b Centauri (AB)b ou b Centauri b, tamén é extremo. É 10 veces máis masivo ca Xúpiter, polo que é un dos planetas máis masivos xamais atopados. Ademais, móvese ao redor do sistema estelar nunha das órbitas máis amplas descubertas ata agora, a unha distancia 100 veces maior que a distancia que separa a Xúpiter do Sol. Esta gran distancia do par central de estrelas podería ser clave para a supervivencia do planeta.

Estes resultados foron posibles grazas ao sofisticado instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research, procura de exoplanetas con espectropolarimetría de alto contraste), instalado no Very Large Telescope do Observatorio Europeo Austral (VLT de ESO), en Chile. SPHERE xa obtivera antes, de forma exitosa, imaxes de varios planetas que orbitan estrelas distintas do Sol, incluída a primeira imaxe de dous planetas que orbitan unha estrela similar ao Sol.

Con todo, SPHERE non foi o primeiro instrumento en obter imaxes deste planeta. Como parte do seu estudo, o equipo investigou datos de arquivo sobre o sistema b Centauri e descubriu que xa se obtiveron imaxes hai máis de 20 anos co Telescopio ESO de 3,6 m, aínda que nese momento non foi identificado como planeta.

Co Telescopio Extremadamente Grande (ELT) de ESO, que comezará as súas observacións a finais desta década, e coas actualizacións do VLT, a comunidade astronómica poderá revelar máis sobre a formación e as características deste planeta. "Será unha tarefa intrigante tratar de pescudar como podería haberse formado, o cal agora mesmo é un misterio", conclúe Janson.

FONTE: abc.es/ciencia

O SON PODE VIAXAR POLO ESPAZO IGUAL QUE A LUZ

O son pode viaxar a través do espazo da mesma forma que o fai a luz, descubriu unha investigación da City University of Hong Kong (CityU) cuxos resultados se publican na revista Nature Communications.

A propagación da onda sonora non é transversal, senón lonxitudinal, mentres que a onda de luz móvese transversalmente. Iso significa que a luz é perpendicular á dirección da onda lumínica, mentres que o son viaxa en paralelo á dirección da onda sonora.

O que descubriu a nova investigación é un novo tipo de "onda de son transversal", que viaxa da mesma maneira que unha onda de luz.

O descubrimento desafía o consenso científico sobre as ondas sonoras e establece un novo parámetro que podería achairar o camiño para novas aplicacións de son máis aló do grao de liberdade escalar convencional, segundo os investigadores. "Aínda que o son no aire é unha onda lonxitudinal nos casos habituais, demostramos por primeira vez que pode ser unha onda transversal en determinadas condicións", explica o autor principal, Shubo Wang, nun comunicado. E engade: "o achado proporciona novos graos de liberdade para as manipulacións do son".

A razón pola que o son é unha onda lonxitudinal "en condicións habituais" é a ausencia de forza de corte no aire ou, máis xeralmente, nos fluídos.

A comprensión do son como unha onda lonxitudinal provén da ausencia do que en física se chama "cizallamento" ou "forza de corte". En enxeñaría, este termo úsase para referirse á forza que atravesa un obxecto sen dobrarse.

O que fixeron os investigadores é idear unha forma na que se pode crear esta forza de corte ou cizallamento no aire ou nos fluídos que rodean unha onda sonora, dunha maneira artificial, pero continua. Este efecto pódese conseguir se o aire ou o fluído que atravesa a onda sonora pódese confinar en pequenos resonadores: desta forma é posible obter un son transversal insólito a escala macroscópica.

Un material artificial, especialmente deseñado para o experimento, contén unha complexa rede de resonadores que provocan a aparición da onda sonora transversal.

Cando o aire que atravesa o son confínase nesta rede de resonadores, forma un metamaterial suficientemente duro capaz de facer vibrar o aire que rodea á onda sonora e de provocar a forza de corte ou cizallamento que orixina a onda sonora transversal.

Os investigadores comprobaron que o metamaterial deseñado para esta investigación, obriga ao aire que rodea á onda sonora a comportarse como un material elástico, capaz de soportar o son transversal. Experimentalmente comprobaron que o son no aire, ou o son en fluídos, pode ser unha onda transversal e ter propiedades vectoriales completas, do mesmo xeito que a luz, destacan os investigadores.

O descubrimento proporciona novas perspectivas e funcionalidades para manipulacións de son máis aló do grao de liberdade escalar convencional. No futuro, manipulando estas propiedades vectoriales adicionais, os científicos poden codificar máis datos no son transversal para romper o pescozo de botella da comunicación acústica tradicional mediante ondas sonoras normais, destacan os investigadores.

O que se conseguiu ata agora é só un anticipo do que vén, e os investigadores proponse seguir explorando as intrigantes propiedades desta onda de son transversal para aproveitar este resultado en novas aplicacións que superen as limitacións das comunicacións acústicas actuais.

FONTE: farodevigo.es/tendencias21

LÍQUIDO DE ESPÍN CUÁNTICO: NOVO ESTADO DA MATERIA QUE SE PODE CREAR EN LABORATORIO

Un equipo internacional de investigadores, liderado pola Universidade de Harvard, documentou por primeira vez un misterioso novo estado da materia, predito hai 48 anos polo físico Philip W. Anderson, nun material real.

Este estado da materia, coñecido como líquido de espín cuántico, provoca que os electróns, que se cre que son bloques de construción indivisibles da natureza, rompan en pedazos.

Os líquidos de espín cuántico escóndense en certos materiais magnéticos, pero ata agora non foran avistados de maneira concluínte na natureza.

A súa constatación descríbese nun artigo publicado na revista Science e marca un gran paso cara á posibilidade de producir a vontade este estado elusivo da materia, así como para obter unha comprensión nova da súa natureza misteriosa, explican os investigadores nun comunicado.

Os investigadores observaron este estado de espín líquido da materia utilizando un simulador cuántico programable que o laboratorio desenvolveu en 2017.

O simulador é unha especie ordenador cuántico que permite aos investigadores crear formas programables para deseñar diferentes interaccións e entrelazamientos entre átomos ultrafríos. Utilízase para estudar unha gran cantidade de procesos cuánticos complexos.

Con ese simulador, os investigadores replicaron a física microscópica que se atopa nos sistemas macroscópicos (materia condensada), aproveitando a liberdade que permite a programabilidad do sistema.

Desta forma crearon un patrón xeométrico propio, colocando os átomos dunha forma particular para que interactuaran e entrelazásense entre eles. Logo puideron medir e analizar as alianzas físicas (cadeas) que conectan aos átomos.

A presenza e a análise desas cadeas, que se denominan cadeas topolóxicas, revelaron que nese material estaban a ocorrer correlacións cuánticas: xurdira o estado líquido de espín cuántico da materia.

Despois de confirmar a presenza de líquidos de espín cuántico, os investigadores analizaron a posibilidade de aplicar este estado da materia para crear cúbits robustos, que serían resistentes ao ruído e á interferencia externa, un paso importante para a realización de ordenadores cuánticos fiables.

Os cúbits son os bloques de construción fundamentais sobre os que funcionan as computadoras cuánticas e a fonte da súa poder de procesamiento masivo.

A diferenza do bit, que só pode ter dous valores (un ou cero), o cúbit pode tomar varios valores á vez, é dicir, manifesta un sistema cuántico con dous estados propios simultáneos. 

Os computadores cuánticos empregan cúbits baseados en materiais superconductores. Con todo, estes cúbits son moi fráxiles ante calquera perturbación, o que impide explotar todo o potencial da computación cuántica. De aí a necesidade de obter cúbits robustos.

Os autores desta investigación realizaron unha proba de concepto que mostrou que é posible crear estes bits cuánticos robustos colocando os líquidos de espín cuántico nunha matriz xeométrica especial utilizando o simulador.

Os investigadores de Harvard continuarán traballando co simulador para coñecer exactamente como se poden usar os líquidos de espín cuántico para crear eses cúbits robustos.

O que conseguiu pescudar a nova investigación é como crear este cúbit topológico, pero aínda debe demostrar como se pode codificar e manipular, destacan os investigadores. 

Esta investigación desenvolve unha anterior, realizada en 2016, que observou por primeira vez a "pegada dixital" do líquido de espín cuántico, no que os electróns rompen.

Os investigadores mediron as primeiras firmas destas partículas fraccionadas, coñecidas como fermiónss de Majorana, nun material bidimensional cunha estrutura similar ao grafeno.

Tamén se relaciona con outra investigación, publicada este ano, segundo a cal a aprendizaxe automática, unha rama da Intelixencia Artificial, pode profundizar no comportamento do líquido de espín cuántico e determinar tamén que materiais poden ou non ser considerados líquido de espín cuántico.

A nova investigación culmina estes esforzos previos, non só para comprobar a existencia do líquido de espín cuántico, senón tamén para aproveitalo e conseguir unha computación cuántica máis robusta.

FONTE: Eduardo Martínez de la Fe/farodevigo.es/tendencias21

E SE ATERRA FORMOUSE A PARTIR DE OBXECTOS INTERESTELARES COMO OUMUAMUA?

Na ilustración, Oumuamua, o primeiro obxecto interestelar detectado polo home, ao seu paso polo Sistema Solar / ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser

Mentres aumenta a polémica sobre Oumuamua, o ’visitante interestelar’ que atravesou o Sistema Solar en 2017 e cuxa natureza segue envolvida no misterio, un equipo de investigadores do Space Telescope Science Institute en Baltimore acaba de propor unha nova e inquietante posibilidade: os obxectos interestelares (como Oumuamua) poderían actuar como ’sementes’ para a formación de planetas en sistemas solares como o noso. A idea, que aparece nun artigo no servidor arXiv, podería resolver un dos principais problemas aos que se enfrontan as actuais teorías de formación de planetas.

Como é ben sabido, en outubro de 2017 os astrónomos conseguiron, por primeira vez, observar un obxecto nado noutro sistema solar mentres atravesaba o noso a toda velocidade.

Bautizado como Oumuamua, moitos creen que se trata dun estraño fragmento planetario expulsado do seu sistema estelar anfitrión. Pouco despois, en 2019, outro obxecto interestelar achegouse a nós: o cometa Borisov. A detección destes dous corpos suxire que o número de obxectos interestelares viaxando libremente pola galaxia podería ser moi elevado.

E si é así, tales obxectos poderían xogar un importante papel cando atravesan sistemas solares en pleno proceso de formación. A baixa velocidade das estrelas novas en relación coas súas veciñas máis maduras, xunto co efecto de freado do po e o gas que as rodean xusto despois de formarse, podería facer que estes obxectos entren en órbita ao redor dunha estrela en lugar de simplemente pasar de longo, como fixeron Oumuamua e Borisov.

No seu estudo, Amaya Mouro-Martín e Colin Norman modelaron este proceso para estimar, en media, cantos obxectos poderían quedar atrapados por unha estrela nova. E os resultados suxiren que, durante un período duns 10 millóns de anos, capturaríanse 600.000 millóns de obxectos de aproximadamente 1 metro de longo, xunto con outros 200 millóns de 10 metros, 60.000 de 100 metros e 20 de 1 quilómetro.

"Sorprendeunos que estes números fosen tan altos -afirma Mouro-Martín-. Aínda que é moi incerto, porque realmente non sabemos canto deste material hai aí fóra".

Con todo, as cifras suxiren que os obxectos interestelares poderían ser as ’sementes’ ao redor das que se forma un gran número de planetas. A idea máis estendida é que os novos mundos fórmanse por acumulación da materia do disco que rodea á estrela recentemente nada, grans de po e pequenos sixos, ou ben mediante a colisión de corpos similares a asteroides coñecidos como planetesimais. Pero séguese ignorando como se pasa exactamente do po nun disco a estes obxectos máis grandes. Trátase, pois, dunha cuestión aberta, coñecida como ’a barreira dun metro de tamaño’.

"Cando as partículas de po fanse máis grandes -explica Mouro-Martín-, as súas colisións son máis enérxicas. E cando chocan, comezan a rebotar entre si en lugar de acumularse".

Pero os obxectos interestelares poderían solucionar o problema. De feito, poderían permitir que o material do disco se condense ao seu redor, un pouco como o proceso a través do cal o po dunha nube na Terra xera pingas de choiva. Segundo esta idea, eses corpos máis grandes actuarían como núcleos de condensación ao redor dos cales o material do disco estelar podería ir agregándose.

Noutras palabras, si a Terra formouse desta maneira, deberiamos a nosa existencia a materiais procedentes doutras estrelas. Neste escenario, un obxecto interestelar sería capturado polo Sol nacente, viuse rodeado por todo o material do disco e faría de ’semente’ ao redor da cal o noso planeta creceu.

Segundo os investigadores, algúns destes obxectos capturados naquel período poderían estar aínda atrapados no noso sistema, poida que no cinto de Kuiper ou na nube de Oort, máis aló de Neptuno. O difícil será identificalos.

FONTE: José M. Nieves/abc.es/ciencia

UN SISTEMA PLANETARIO, RECENTEMENTE DECUBERTO, PERMITE ENTREVER O FUTURO TRAS A MORTE DO SOL

Recreación dun planeta gasoso cercano a unha anana branca / W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

Un grupo internacional de científicos, coa participación do Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CISC), descubriu un sistema planetario formado por un planeta joviano, é dicir, similar a Xúpiter, que orbita unha anana branca. Este planeta gasoso ten un 40% máis de masa que Xúpiter e a anana branca ten un 60% da masa do Sol. A investigación foi publicada pola revista Nature.

Padiola Danielski, astrofísica do IAA-CSIC e unha das participantes no estudo, resalta que con este achado “hai garantía de que hai planetas do noso sistema que poden sobrevivir á evolución da estrela”. Isto podería albiscar o futuro do Sistema Solar cando o Sol estea a chegar ao seu fin e convértase en xigante vermella dentro de 5.000 millóns de anos.

O Sol, do mesmo xeito que o resto de estrelas similares, evoluciona co paso de miles de anos até converterse nunha anana branca, como a que forma o sistema planetario descuberto. Pedro Amado, investigador principal co telescopio Cármenes do CSIC, cuxa misión é a detección de exoplanetas, explica este proceso: “Estas estrelas de tipo solar [cando comezan a apagarse] pasan por unha fase de xigante vermella na que as capas externas vanse expandindo a medida que a estrela vai consumindo os materiais que ten para xerar a enerxía, e chega un momento no que estas capas máis externas emítense ao exterior. O que queda exposto é o núcleo da estrela, que é o que coñecemos como anana branca”.

O sistema planetario descuberto foi visto por primeira vez en 2010 a través da microlente gravitatoria, unha técnica que é sensible aos planetas fríos e que permite sondar obxectos ao redor de todo tipo de estrelas. A principal diferenza con outros métodos de detección é que esta técnica non depende da luz da estrela anfitrioa. Posteriormente, foi observado e fotografado en varias ocasións máis cun instrumento de infravermellos do telescopio Keck II en Estados Unidos. Ao tentar estudar a estrela anfitrioa, o equipo de científicos descubriu que a súa luz non era o suficientemente brillante como para tratarse dunha estrela adulta. Polas características descartaron tamén que se tratase dunha estrela de neutróns, un buraco negro ou unha anana marrón. Por tanto, tiña que ser unha anana branca.

Os investigadores aseguran que a separación entre os planetas xovianos e estas estrelas adoita ser de cinco ou seis unidades astronómicas (UA, a distancia media entre a Terra e o Sol). Nesta ocasión, con todo, a separación orbital é de 2,8 UA. Ademais, apuntan a que o planeta e a estrela anfitrioa naceron á vez.

Sobre as consecuencias deste traballo, Amado destaca que é un dos primeiros e máis importantes pasos para entender a historia completa do Sistema Solar, entendendo esta historia como “o que se producirá no futuro”, e engade que pode axudar a entender a evolución completa dos sistemas planetarios. En relación co que ocorrerá dentro de millóns de anos, Joshua Blackman, profesor da Universidade de Tasmania (Australia) e autor que encabeza o traballo, resume que a evolución do Sol destruirá a Mercurio e Venus e posiblemente a Terra. En cambio, Marte e os planetas xigantes gaseosos exteriores sobrevivirán. “O noso descubrimento evidencia que é probable que a imaxe estándar de como evolucionan os sistemas planetarios a medida que morre a súa estrela anfitrioa sexa correcta”, detalla. Sobre devandita supervivencia, Danielski puntualiza que ten que estar dentro dun abanico de separación entre estrela e planeta, nin demasiado preto como para que se coma ao planeta, nin demasiado lonxe como para que se perda no espazo.

Estes sistemas planetarios levan anos estudándose, pero con menor éxito ca neste último traballo. En setembro de 2020 publicouse outra investigación en Nature na que se presentaba un posible candidato a planeta xigante orbitando unha anana branca. Iste tiña o mesmo tamaño aproximadamente que Xúpiter e non era máis de 14 veces máis masivo, cunha certeza do 95%. Danielski asegura que o problema deste estudo está en que non se sabe exactamente a masa deste planeta. Só sábese con certeza o límite superior e, por tanto, podería ser, ou non, un planeta.

Pedro Amado, xunto con outros compañeiros do IAA-CSIC, mantén a súa intención de atopar outros sistemas planetarios coma iste. Nesta ocasión será a través do instrumento Espresso, un espectógrafo de moi alta resolución e precisión que está no VLT (un sistema de catro telescopios) en Chile. Esta ferramenta medirá a velocidade radial en metros por segundo. Segundo a Sociedade Española de Astrofísica (SEXA), a velocidade radial é “a velocidade coa que un obxecto celeste, normalmente unha estrela, afástase ou achega á Terra”. O obxectivo é detectar un planeta xoviano ao redor dunha anana branca, pero moitísimo máis preto e que se poida mirar “todas as veces que queiramos”, aclara o científico.

FONTE: Laura Camacho/elpais.com/materia

OS DILUVIOS VOLVERÁN Á TERRA

No pasado distante do noso planeta, houbo momentos en que os polos deixaron de existir e a temperatura media chegou a estar mesmo a decenas de graos por encima da actual. Unhas condicións que, dentro de varios centos de millóns de anos, volverán repetirse a medida que o Sol brille cada vez con maior intensidade.

Con todo, pouco se sabe sobre como se comportaron a atmosfera e o clima durante aqueles longos períodos de calor extrema. Por iso, un equipo de investigadores da Universidade de Harvard levou a cabo unha serie de simulacións. Nelas, acharon que a Terra puido experimentar entón intensos períodos de seca seguidos de enormes tormentas de miles de km de ancho, capaces de arroxar, en apenas unhas horas, ata medio metro de choiva.

"Se te fixas, en algures dos trópicos actuais sempre está a chover -explica Jacob Seeley, do Departamento de Ciencias da Terra e Planetarias de Harvard e primeiro asinante do artigo publicado en Nature-. Pero descubrimos que en climas extremadamente cálidos podería haber varios días sen choiva sobre unha gran porcentaxe do océano. E entón, de súpeto, unha tormenta masiva estalaría en case todo o dominio, arroxando unha enorme cantidade de choiva. Logo, todo acougaríase durante un par de días e o ciclo volvería repetirse".

"Este ciclo episódico de diluvios -afirma, pola súa banda, Robin Wordsworth, autor principal do estudo-, é un estado atmosférico novo e completamente inesperado". A investigación non só arroxa luz sobre o pasado distante e o futuro afastado da Terra, senón que tamén pode axudar a comprender os climas dos exoplanetas que orbitan estrelas distantes.

No seu modelo atmosférico, Seeley e Wordsworth aumentaron a temperatura da superficie oceánica ata os 54,4 graos, xa sexa agregando máis CO₂, (64 veces a cantidade actual na atmosfera), ou aumentando o brillo do Sol en aproximadamente un 10 por cento. E descubriron que a esas temperaturas empezan a suceder cousas sorprendentes na atmosfera.

Cando o aire preto da superficie vólvese extremadamente cálido, a absorción de luz solar polo vapor de auga atmosférica quéntao a pouca altura e forma o que se coñece como unha ’capa de inhibición’, unha barreira que evita que as nubes convectivas se neleven cara á atmosfera superior para formar nubes de choiva. Polo que toda esa evaporación queda ’atascada’ nas capas da atmosfera máis próximas á superficie.

Ao mesmo tempo, fórmanse nubes na atmosfera superior, por encima da capa de inhibición, a medida que a calor se vai perdendo no espazo. A choiva producida nesas nubes altas se evapora antes de chegar a terra, devolvendo toda esa auga ao sistema.

"É como cargar unha batería enorme -afirma Seeley-. Temos unha gran cantidade de arrefriado na atmosfera superior e unha gran cantidade de evaporación e quecemento preto da superficie, separados por esta barreira. E si algo logra atravesar esa barreira e permitir que a calor e a humidade da superficie entren na fría atmosfera superior, provocará unha enorme tormenta".

Todo iso, segundo o estudo, é exactamente o que sucede. Despois de varios días, o arrefriado evaporativo das tormentas de choiva da atmosfera superior erosiona a barreira, provocando un diluvio de varias horas. Na súa simulación, os investigadores observaron máis cantidade de choiva en seis horas da que producen algúns ciclóns tropicais na EE. UU. durante varios días.

Despois da tormenta, as nubes disípanse e a precipitación detense durante varios días mentres a batería atmosférica recárgase para dar lugar a un novo ciclo.

"A nosa investigación -continúa Seeley- demostra que aínda hai moitas sorpresas no sistema climático. Aínda que un aumento de 30 graos na temperatura da superficie do mar é moito máis do que se predí para o cambio climático causado polo home, empuxar os modelos atmosféricos a un territorio descoñecido pode arroxar pistas sobre o que a Terra é capaz de facer".

"Este estudo -conclúe Wordsworth- revelou unha nova física rica nun clima que, desde unha perspectiva planetaria, é só un pouco diferente ao da Terra actual. Expón grandes preguntas novas sobre a evolución climática da Terra e outros planetas, cuestións nas que traballaremos durante moitos anos".

FONTE: Jose Manuel Nieves/abc.es/ciencia