Mostrando entradas con la etiqueta Investigación científica. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta Investigación científica. Mostrar todas las entradas

31 de mayo de 2022

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - Cuatro claves sobre la imagen de Sagitario A*

La imagen de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo del centro de nuestra galaxia se ha obtenido promediando las miles de imágenes obtenidas por ocho instalaciones de la colaboración Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT). A la izquierda, ALMA y APEX en Chile, IRAM en España y LMT en México. A la derecha, JCMT, SMT y SMA en EE UU y SPT en el Polo Sur. / EHT Collaboration

La primera imagen histórica del agujero negro del centro de nuestra galaxia no es muy diferente a la de M87* que vimos hace tres años, una coincidencia que ya predecía la relatividad general de Einstein. Ahora el reto de la colaboración científica EHT que las ha captado es grabar una ‘película’ de estas oscuras sombras y su brillante anillo de gas, según han explicado algunos de sus miembros en la sede del CSIC en Madrid.

¿No conocíamos ya al agujero negro del centro de nuestra galaxia?

Estudios previos, incluidos los que en 2020 les valieron el Premio Nobel de Física a Reinhard Genzel y Andrea Ghez, ya habían demostrado que en el centro de la Vía Láctea hay un objeto supermasivo –llamado Sagitario A* o Sgr A*–, con una masa cuatro millones de veces mayor que la del Sol. Lo dedujeron a partir del movimiento de las estrellas que giran a su alrededor.

El agujero negro supermasivo de nuestra galaxia ya se conocía, pero ahora por primera vez se presenta su imagen, una evidencia visual directa

Lo que se presenta ahora por primera vez es su imagen, una evidencia visual directa. Aunque en realidad el propio agujero no se ve, su enorme gravedad se traga toda la luz, pero sí su sombra oscura rodeada de un anillo de gas brillante y caliente. La sombra mide unos 52 microsegundos de arco, lo que equivale a ver un CD en la Luna desde la Tierra. Se trata de observar un agujero de 3 minutos luz a una distancia de 27.000 años luz.

Como el tamaño de la sombra es proporcional a la masa, se confirma que tiene unos cuatro millones de masas solares, un resultado que concuerda perfectamente con la teoría de la relatividad general de Einstein.

 


¿Qué diferencias hay entre la imagen de Sagitario A* y la de M87* presentada en 2019?

Aparentemente las dos imágenes son similares, a pesar de que son dos agujeros bastantes distintos. El de nuestra galaxia es más de mil veces más pequeño, pero está más cerca, y también es menos masivo: Sagitario A* tiene 4,3 millones de masas solares frente a las 6.600 millones de M87*, que se sitúa mucho más lejos, a 55.000.000 de años luz. Sus orientaciones respecto a nosotros también son diferentes.

Sin embargo, el que las dos imágenes se parezcan confirma un aspecto clave de la relatividad general, ya que predice que todos los agujeros negros se comportan y ven igual, independientemente de su masa. Esto implica que todo el universo está lleno de estas ‘rosquillas’ luminosas.

Las imágenes de Sagitario A* y M87* son parecidas, a pesar de ser agujeros negros diferentes, como ya predecía la relatividad general de Einstein

Además, los dos agujeros en rotación también se ‘alimentan’ a un ritmo distinto. El gas tarda entre días y semanas en orbitar alrededor de M87* –el grande–, pero en Sgr A* –el pequeño– completa una órbita en tan solo unos minutos. Esto dificulta las observaciones, ya que el brillo y el patrón del gas que gira alrededor del agujero de nuestra galaxia cambia rápidamente.

Mientras que M87* fue un objetivo más fácil y estable, en el que casi todas sus imágenes se veían igual, no ha sido así en Sagitario A*. La imagen presentada es un promedio de las muchas diferentes que ha captado la colaboración internacional Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT por sus siglas en inglés).

 

¿Cómo se ha obtenido la imagen?

En 2017 el EHT utilizó una red de ocho radiotelescopios distribuidos por medio mundo (ALMA y APEX en Chile, IRAM en España, LMT en México, JCMT, SMT y SMA en Estados Unidos y SPT en el Polo Sur) que funcionan como uno virtual del tamaño de la Tierra. Para crearlo y combinar todas las señales se utiliza una técnica llamada interferometría de muy larga base (VLBI, donde en lugar de lentes se usan operaciones matemáticas).

Pero aunque tenga una escala planetaria, este telescopio global está formado por un número limitado de antenas, y reconstruir una ‘fotografía’ con todos sus datos equivale a adivinar una frase sabiendo solo algunas de sus letras. Para resolverlo y ofrecer la imagen promedio final se utilizan algoritmos y potentes ordenadores.

Reconstruir una ‘fotografía’ con los datos de ocho radiotelescopios equivale a adivinar una frase sabiendo solo algunas de sus letras


Desde España, tres instituciones han tenido una contribución fundamental: el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), la Universidad de Valencia (UV) y el Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM), con su potente antena de 30 metros en Pico Veleta (Granada).
 

¿Qué retos quedan por delante?

Uno de los más importantes es presentar no una imagen de Sagitario A*, sino una ‘película’ del gas orbitando alrededor del agujero negro. De hecho, es lo que se anunció hace tres años cuando se presentó la imagen de M87*, pero de momento no se dispone de suficiente información. La reciente incorporación a la red EHT de más radiotelescopios (GLT en Groenlandia y NOEMA en Francia), así como las actualizaciones de los que ya había y las nuevas campañas de observación –la última, en marzo de este año–, ayudarán a conseguir este objetivo.

El siguiente gran reto no es presentar una imagen fija, sino la ‘película’ del gas orbitando alrededor del agujero negro

Además, la colaboración EHT tratará de reconstruir su campo magnético, ya que es un factor esencial en la formación de los chorros relativistas de estos objetos, intentando aclarar por qué el eje de giro de Sgr A* apunta casi hacia nosotros (a solo 30 grados) en lugar de coincidir con el de nuestra galaxia.
 
Fuente: SINC

11 de abril de 2022

Neurología - Las sinapsis eléctricas, ¿la materia oscura del cerebro?


Forman parte del cerebro de casi todas las especies animales y, sin embargo, suelen ser invisibles incluso bajo el microscopio electrónico. "Las sinapsis eléctricas son como la materia oscura del cerebro", dice Alexander Borst, director del Instituto Max Planck de Inteligencia Biológica en Alemania, en alusión a un tipo de materia, llamada oscura, que es la más abundante del universo y sin embargo nunca se la ha podido observar directamente.

Ahora, un equipo de científicos de esa institución ha examinado más de cerca este componente cerebral raramente explorado. En el cerebro de la mosca de la fruta Drosophila, pudieron demostrar que las sinapsis eléctricas actúan en casi todas las áreas del cerebro y pueden influir en la función y la estabilidad de las neuronas individuales.

Las neuronas se comunican mediante sinapsis, pequeños puntos de contacto en los que los mensajeros químicos transmiten un estímulo de una célula a otra. Sin embargo, esto no es todo. Además de las sinapsis químicas, que son las mejor conocidas, existe un segundo tipo de sinapsis poco conocido: las sinapsis eléctricas.

Las sinapsis eléctricas son mucho más raras que las químicas y resultan difíciles de detectar con los métodos actuales. Por eso, apenas se han investigado hasta ahora, tal como explica Georg Ammer, del equipo de investigación.

Una sinapsis eléctrica conecta dos neuronas directamente, lo que permite que la corriente eléctrica que las neuronas utilizan para comunicarse fluya de una célula a la siguiente sin dar un rodeo. Excepto en los equinodermos, este tipo particular de sinapsis existe en el cerebro de todas las especies animales estudiadas hasta ahora. "Las sinapsis eléctricas deben tener, por tanto, funciones importantes, aunque no sepamos cuáles", razona Ammer.

Las sinapsis eléctricas conectan neuronas en casi todos los cerebros; sin embargo, es muy poco lo que se sabe de estas conexiones. El nuevo estudio muestra ahora por vez primera en qué puntos del cerebro de mosca de la fruta actúan las sinapsis eléctricas y hasta qué grado influyen en las funciones y en la estabilidad de las células nerviosas. (Ilustración artística: MPI for Biological Intelligence / Julia Kuhl)

Para averiguar cuáles son estas funciones, Ammer y sus colegas etiquetaron una importante proteína que interviene en la regulación de las sinapsis eléctricas. Así, en el cerebro de las moscas de la fruta, pudieron demostrar que las sinapsis eléctricas no operan en todas las células nerviosas, aunque sí en casi todas las regiones cerebrales. Al desconectar selectivamente las sinapsis eléctricas en el área de procesamiento visual, los investigadores pudieron demostrar que la reacción de las neuronas afectadas a determinados estímulos es mucho más débil. Además, sin sinapsis eléctricas, algunos tipos de células nerviosas se volvieron inestables y comenzaron a oscilar espontáneamente.

Los resultados sugieren que las sinapsis eléctricas son importantes para diversas funciones cerebrales y pueden desempeñar papeles muy diferentes, según el tipo de neurona, tal como resume Ammer.

El estudio se titula “Anatomical distribution and functional roles of electrical synapses in Drosophila”. Y se ha publicado en la revista académica Current Biology. 

Biología - Un nuevo método permite estudiar cómo se organizan las funciones biológicas a nivel celular


El método utiliza tecnologías de secuenciación de molécula única y mediciones a nivel de células independientes. / Pixabay

El ser humano tiene 24.000 genes, casi los mismos que el gusano nemátodo Caenorhabitis elegans. Sin embargo, a diferencia de los gusanos, los genes humanos tienen una gran diversidad de funciones biológicas a partir de este número limitado de genes. Para estudiar este proceso, un grupo de investigadoras del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Valencia (UV), ha desarrollado un método computacional que permite, por primera vez, desentrañar cómo la diversidad funcional de los genes se organiza para formar distintos tipos celulares. El método, que utiliza tecnologías punteras de secuenciación de molécula única y mediciones a nivel de células independientes, ha sido publicado en Nature Communications.

El trabajo ha sido desarrollado por el grupo liderado por la profesora del CSIC en el I2SysBio Ana Conesa. Su objetivo era investigar un nuevo método computacional para estudiar la coordinación en el procesamiento alternativo del ARN mensajero a nivel de célula única. El procesamiento alternativo (splicing) es un mecanismo de diversificación que permite que, a partir de un único gen, puedan producirse varias moléculas mensajeras distintas, denominadas isoformas. Las isoformas de un mismo gen contienen instrucciones para fabricar proteínas que son ligeramente diferentes, permitiendo así una gran diversidad de funciones biológicas a partir de un número muy limitado de genes.

“La complejidad de isoformas tiene que ver con la complejidad de los seres vivos”, explica Ana Conesa. “Organismos complejos como los seres humanos son lo que tienen más isoformas distintas. Además, la diversidad de isoformas contribuye a determinar los tipos celulares que forman los tejidos. Los mismos genes pueden expresar unas isoformas en un tipo de células y otras isoformas en otro tipo de células”, revela.

Recreación artística de segmento de hebra de ADN sobre un fondo de "letras" del código del ADN. (Ilustración: Amazings / NCYT)

La tecnología actual permite estudiar la expresión de genes en cada célula con gran precisión y resolución, pero genera un gran volumen de datos que requiere de algoritmos complejos para su análisis. Este estudio se centra en analizar cómo las diferentes isoformas de los genes se coordinan para definir los diferentes tipos celulares. “Nuestro método de análisis computacional permite distinguir las diferencias funcionales entre isoformas del mismo gen, pudiendo ver qué cambios suponen para la estructura de la proteína resultante y cuantificar su expresión en cada célula”, destaca Ángeles Arzalluz, investigadora del I2SysBio y primera autora del estudio.

Además, este nuevo sistema permite asociar los cambios en la intensidad de expresión de las diferentes isoformas a propiedades biológicas de las células, como la identidad de un determinado tipo celular o su función dentro del organismo. Asimismo, las investigadoras pudieron agrupar isoformas con un mismo patrón de expresión, creando redes de regulación y observando sus propiedades funcionales similares.

Conocer el desarrollo de procesos tumorales

“Hemos aplicado estas técnicas para entender la coordinación de isoformas en la definición de diferentes tipos de células neuronales, y hemos visto que las neuronas tienen isoformas más largas y de más carga funcional que otros tipos celulares, así como mecanismos reguladores para expresarse conjuntamente”, explica Arzalluz. “Nuestros resultados indican que la identidad de las células neuronales no depende solo de los genes que se expresan en ellas, sino también de la combinación de isoformas”, concluye.

Este es el primer método que consigue realizar una agrupación de isoformas en redes de regulación a nivel de una única célula y comprender su impacto funcional, destacan las investigadoras. Esto es posible gracias a técnicas estadísticas en cuyo desarrollo colaboran Sonia Tarazona y Pedro Salguero, del departamento de estadística e investigación operativa aplicadas y calidad de la Universitat Politècnica de València (UPV). El método ha generado la primera red de co-expresión de isoformas para un conjunto de siete tipos de celulares neuronales.

“Los estudios de célula única son muy útiles para el entendimiento de patologías del desarrollo y procesos tumorales, donde el conocer la composición celular de los tejidos es fundamental”, asegura Ana Conesa. “Sin embargo, los estudios actuales raramente analizan las diferentes isoformas de los genes. Nuestra metodología puede ayudar a estudiar estos procesos patológicos a un nivel de resolución molecular no abordado hasta ahora”, puntualiza.

Fuentes: CSIC Comunicación / Comunitat Valenciana

22 de marzo de 2022

Los pterosaurios ya volaban en el hemisferio sur en el amanecer de estos reptiles

Hace 200 millones de años tres Pachagnathus acosan a un Yelaphomte que se oculta en el tronco de una conífera. / Reconstrucción realizada por el paleoartista Jorge Blanco

Al noroeste de Argentina, un equipo de paleontólogos ha identificado los restos de dos nuevas especies de pterosaurios, las más antiguas halladas hasta el momento en el hemisferio sur. La investigación demuestra que, en sus orígenes, estos animales extintos estaban más distribuidos por el mundo de lo que se pensaba hasta ahora.

Hace más de 205 millones de años, los pterosaurios estaban también en los cielos del hemisferio sur, sobrevolando las cabezas de antiguos dinosaurios carnívoros y herbívoros gigantes, tortugas y pequeños antecesores de los mamíferos.

Estos nuevos hallazgos proporcionan evidencia de una distribución global más amplia y una diversidad mayor de pterosaurios casi desde el comienzo de su historia evolutiva

Ricardo Martínez, Universidad Nacional de San Juan
 
Un equipo de científicos argentinos acaba de extender las ramas del árbol genealógico de estos reptiles voladores al identificar en el país sudamericano los restos fósiles pertenecientes a dos nuevas especies: Yelaphomte praderioi y Pachagnathus benitoi. Los resultados se publican en la revista Papers in Palaeontology.

“Nuestro descubrimiento demuestra que en el Triásico, aún en el amanecer de estos animales, los pterosaurios vivían y ya estaban diversificados en el hemisferio sur”, explica a SINC el paleontólogo Ricardo Martínez, investigador de la Universidad Nacional de San Juan en Argentina y autor principal del trabajo.

Todavía se debate el momento de la aparición de estos parientes alados y lejanos de los dinosaurios. Hasta el momento, la hipótesis imperante indica que se habrían originado en el hemisferio norte. Los fósiles de pterosaurios más antiguos conocidos han sido hallados en los Alpes, en Groenlandia y en EE UU. La nueva investigación, aunque no la contradice, pone dudas al respecto.


 Pterosaurios (Reptiles voladores Prehistóricos)

“Estos nuevos hallazgos proporcionan evidencia de una distribución global más amplia y una diversidad significativamente mayor de pterosaurios casi desde el comienzo de su historia evolutiva”, indica Martínez.


El pterosaurio Pachagnathus benitoi medía aproximadamente 1 metro de largo. Su característica más llamativa era la de poseer al menos cinco pares de dientes muy largos. / Jorge Blanco

Emperadores del aire

Los pterosaurios (o “lagartos alados”, en griego) fueron los primeros vertebrados en desarrollar la capacidad de volar. Se adaptaron a los cielos mucho antes de la aparición de las aves. Fueron los reyes de los aires durante más de 160 millones de años.

Estos reptiles voladores vivieron desde finales del Triásico (hace más de 200 millones de años) hasta el final del Cretácico. Es decir, se extinguieron con gran parte de los dinosaurios hace unos 66 millones de años.

Eran animales increíblemente diversos: desde pequeñas especies insectívoras hasta los animales voladores más grandes que han existido, con formas de vida comparable a las de las cigüeñas modernas.

Eran animales increíblemente diversos: desde pequeñas especies insectívoras hasta los animales voladores más grandes que han existido, con formas de vida comparable a las de las cigüeñas modernas. Los individuos de especies como Quetzalcoatlus y Hatzegopteryx eran altos como jirafas.

Lejos de las representaciones erróneas en películas y libros como Viaje al centro de la Tierra (1864) de Julio Verne o El mundo perdido (1912) de Arthur Conan Doyle, los pterosaurios eran voladores rápidos y hábiles; no torpes como se pensaba hasta hace unas décadas. Algunos vivían en bandadas y lucían llamativas crestas en la cabeza.

Conquistaron todos los continentes y hábitats. Se han encontrado restos en todos los continentes, incluida la Antártida. Y están llenos de misterios: aún se desconoce cómo y por qué aprendieron a volar.

El primer fósil de pterosaurio identificado fue un esqueleto completo y exquisitamente conservado, hallado en algún momento entre 1767 y 1784 al norte de Baviera, hoy Alemania. El naturalista francés Georges Cuvier lo llamó en 1809 Pterodactylus, que significa dedo alado.


Yelaphomte praderioi era un pterosuario pequeño. Habría tenido una llamativa cresta. / Jorge Blanco.

Escasos fósiles encontrados

En las últimas décadas los paleontólogos están conociendo más sobre estos curiosos animales. Después del interés inicial que despertaron en la literatura fantástica, los pterosaurios fueron dejados de lado durante gran parte del siglo XX por científicos que prefirieron dedicar su tiempo a la búsqueda de animales prehistóricos más llamativos como dinosaurios de aspecto feroz y de tamaños extraordinarios.

Además, otro factor fue determinante para este “olvido”: el descubrimiento de material bien preservado de pterosaurios es algo inusual. A diferencia de los dinosaurios, estos reptiles voladores dejaron solo escasos y fragmentarios fósiles, en especial porque sus huesos eran delgados y huecos, por ende, frágiles.
 

A diferencia de los dinosaurios, estos reptiles voladores dejaron solo escasos y fragmentarios fósiles, en especial porque sus huesos eran delgados y huecos,


Y no solo eso. “Los pterosaurios tienen una característica importante que dificulta mucho el trabajo científico: tienen muy poco tejido óseo”, cuenta el paleontólogo Ignacio A. Cerda, del Instituto de Investigaciones en Paleobiología y Geología, Universidad Nacional de Río Negro.

Hasta la fecha se han identificado más de 100 especies de pterosaurios, una pequeña fracción en comparación con los dinosaurios conocidos.

Los fósiles de las dos nuevas especies identificadas fueron encontrados en campañas realizadas en 2012 y 2014 en la Formación Quebrada del Barro, ubicada en la provincia de San Juan (noroeste de Argentina). “El descubrimiento de nuevas especies aporta al conocimiento de la biodiversidad en la historia evolutiva en la Tierra”, explica la paleontóloga Cecilia Apaldetti.

Al estudiar los fragmentos fósiles, los investigadores también determinaron que estos pterosaurios habitaron y evolucionaron en ambientes terrestres en lugar de ambientes marinos donde se han encontrado otros especímenes.

“A escala mundial, la gran mayoría de hallazgos de fósiles de pterosaurios se realizaron en zonas que alguna vez fueron costas o grandes lagunas”, agrega esta investigadora del CONICET y del Museo de Ciencias Naturales de San Juan. “En cambio, estas especies vivieron en un hábitat continental donde imperaba un clima semiárido, con vegetación mayormente concentradas a la vera de ríos”. 

Nuevos miembros de la familia

Yelaphomte praderioi era un pterosaurio pequeño que no debe haber medido más de 25 cm de largo de la cabeza a la cola. Su cráneo medía 7 cm. Su nombre deriva del Allentiac –lengua nativa hablada por el pueblo Huarpe de la provincia de San Juan: “yelap” (bestia) y “homtec” (aire), es decir, “bestia del aire”–.

El nombre específico “praderioi” honra a Ángel Praderio, miembro del equipo que descubrió el nuevo ejemplar en una de las campañas financiadas por la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Provincia de San Juan.

El nombre específico “benitoi” honra a Benito Leyes, habitante del pequeño pueblo de Balde de Leyes, que encontró los primeros fósiles



“Su característica más importante es la presencia de una cresta prominente en el premaxilar”, detalla Martínez. “Suponemos que a pesar de su pequeño tamaño era un adulto por el grado de osificación de las suturas de los huesos del rostro, aunque no se puede estar seguro”.

Pachagnathus benitoi, en cambio, era un pterosaurio más grande: tenía un cráneo de unos 35 a 40 cm y medía aproximadamente un metro de largo. Su característica más llamativa era la de poseer al menos cinco pares de dientes muy largos.

El nombre del género proviene del aimara, lengua nativa americana hablada por el pueblo aimara de los Andes: “Pacha” (tierra), en referencia al entorno interior en el que vivían las nuevas especies, y “gnathus” (mandíbulas) en latín. El nombre específico “benitoi” honra a Benito Leyes, habitante del pequeño pueblo de Balde de Leyes, que encontró los primeros fósiles en la localidad y guio a los paleontólogos al sitio.

“Su rostro debe haber sido muy estrecho y no sabemos con certeza si tuvo cresta, pero suponemos que sí”, agrega el paleontólogo argentino, conocido por el hallazgo de dinosaurios como Eoraptor, Eodromaeus, Panphagia, Sanjuansaurus y Adeopapposaurus, entre otros.

   
A diferencia de los fósiles de dinosaurios, los restos de los pterosaurios son muy escasos y fragmentarios. / Ricardo Martínez

Fenómeno global hace 200 millones de años

A mediados del Triásico, la gran masa terrestre conocida como Pangea comenzó a fracturarse. Con el tiempo, este supercontinente se dividió en Laurasia (América del Norte y Eurasia) en el norte y Gondwana (América del Sur, África, India, Antártida y Australia) en el sur. Un nuevo océano, llamado Tetis, se expandió entre ellos.
La presencia de los restos de estos pterosaurios en el registro fósil al sur de Gondwana evidencia lo rápido que se produjo la diversificación y la distribución de estos reptiles voladores



La presencia de los restos de estos pterosaurios en el registro fósil al sur de Gondwana, sostienen los científicos, evidencia lo rápido que se produjo la diversificación y la distribución de estos reptiles voladores, sin importa dónde se originaran.

“Demuestra que los pterosaurios fueron un fenómeno global desde sus inicios”, señala el paleontólogo Brian Andres de la Universidad de Sheffield en Inglaterra, quien asesoró en la investigación.

Hace entre unos 202 y 210 millones de años, Yelaphomte praderioi y Pachagnathus benitoi convivían con una variada fauna: dinosaurios carnívoros como Lucianovenator bonoi y herbívoros enormes como Ingentia prima, ambos descubiertos también por Martínez y Apaldetti.

Por la zona rondaban además cinodontes o pequeños antecesores de los mamíferos; tortugas (Waluchelys cavitesta); y esfenodontes herbívoros gigantes (Sphenotitan leyesi), antecesores de los cocodrilos.

“Somos solo dos paleontólogos en San Juan para estudiar semejante yacimiento”, dice Apaldetti, quien pasó de examinar fémures de metros de largo de dinosaurios herbívoros a analizar estos fósiles más frágiles, livianos y que caben en la palma de una mano.

La esperanza de hallar más restos en el campo, la pelea por conseguir financiación para realizar tomografías computadas en Inglaterra, las complicaciones que trajo la pandemia de la covid-19 y la aparición de otros fósiles hicieron que se alargaran los tiempos de publicación de esta investigación.

“Es un yacimiento único”, afirma esta paleontóloga argentina. “Seguirá dando sorpresa durante muchos años”.

Referencia:

Ricardo N. Martínez, et al. "The dawn of the flying reptiles: first Triassic record in the southern hemisphere" Papers in Palaeontology

Fuente: SINC
Derechos: Creative Commons.

2 de enero de 2022

Los diez grandes descubrimientos científicos de 2021, según 'Science'

 

La lectura de los 'bloques de la vida' por una inteligencia artificial, avance del año. La revista también destaca la obtención de ADN antiguo sin fósiles, del mismo suelo, con participación española

Estructuras de proteínas que representan los datos obtenidos a través de AlphaFold - AlphaFold / Karen Arnott / EMBL-EBI



La revista 'Science' ha escogido como gran avance de 2021 un sueño perseguido desde hace casi cincuenta años por la comunidad científica: conocer la forma de las proteínas, los ladrillos básicos sobre los que se sustenta la vida. Lo ha conseguido la inteligencia artificial, cambiando para siempre la biología y la medicina. Quizás para el gran público no resulte un descubrimiento de impacto, pero para la ciencia supone una auténtica revolución. En cuestión de minutos y con gran precisión, los investigadores podrán obtener información muy relevante sobre las proteínas involucradas en distintas enfermedades y desarrollar así mejores fármacos. En la lista de grandes descubrimientos de la publicación, también se incluye la obtención por primera vez de ADN humano antiguo sin fósiles, del polvo del suelo, una investigación llevada a cabo en el yacimiento de Atapuerca y en la que han participado científicos españoles.

Además, destacan el desarrollo de píldoras para combatir el Covid-19, las observaciones sísmicas de Marte, la aplicación del 'corta-pega genético' directamente dentro del cuerpo o prometedores avances en la generación de la energía de fusión.

La inteligencia artificial desentraña la vida

Las proteínas son los componentes básicos de la vida y sus funciones, fundamentales para casi todos los procesos biológicos, están directamente relacionadas con su forma tridimensional. Durante casi 50 años, los científicos han luchado por resolver cómo se pliegan estas estructuras, pero apenas habían conseguido descifrarlas. Resultaba un trabajo arduo, costoso y que requería mucho tiempo. 
Este año, dos inteligencias artificiales bautizadas como AlphaFold (desarrollada por DeepMind, una empresa comprada por Google) y RoseTTA-fold lograron lo que parece ser una revolución científica sin precedentes, al ser capaces de predecir de forma precisa y rápida (en minutos) las estructuras de las proteínas, incluyendo decenas de miles del genoma humano, a partir de los aminoácidos que contienen. 

La técnica, que utiliza el aprendizaje profundo, promete acelerar el descubrimiento científico enormemente. Puede resultar extraordinario para el estudio de múltiples enfermedades. Muchas de las estructuras generadas son directamente relevantes para la salud humana, incluidas las proteínas asociadas con el metabolismo de los lípidos, los trastornos inflamatorios y el crecimiento de células cancerosas. 
Además, los autores de ambos grupos han puesto sus datos a disposición de los investigadores de forma gratuita, ampliando en gran medida la accesibilidad para obtener estructuras de proteínas.

El profesor Arsuaga en la Galería de las Estatuas, en Atapuerca - Javier Trueba. Madrid Scientific Films

ADN del mismo suelo

Un equipo del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva anunció en abril un hito científico sin precedentes. Por primera vez, los investigadores habían conseguido obtener ADN mitocondrial y nuclear de una especie humana (el hombre de Neandertal) sin necesidad de huesos fósiles, directamente de los sedimentos de dos cuevas de los montes Altai en Siberia (Denisova y Chagyrscaya), y de la Galería de las Estatuas de la Cueva Mayor, en Atapuerca. Juan Luis Arsuaga, codirector de los yacimientos burgaleses y uno de los firmantes del artículo, calificó el hallazgo de «histórico». No era para menos, ya que supone que los investigadores ya no dependen de los fósiles para identificar a los habitantes de las cavernas. 

Basta con un poco de 'suciedad' del suelo. En concreto, en la Cueva de las Estatuas, el ADN nuclear reveló la identidad genética y el sexo de los humanos que vivieron allí hace de 80.000 a 113.000 años, y sugirió que un linaje de los neandertales reemplazó a varios otros después de un período glacial que terminó hace 100.000 años.

Representación artística de cómo los 192 haces de la Instalación Nacional de Ignición entran en un cilindro de oro del tamaño de una goma de borrar y lo calientan desde el interior para producir rayos X, que luego implosionan la cápsula de combustible en su centro para crear una fusión - Laboratorio Nacional Lawrence Livermore

'Chispazo' en la energía de fusión

La energía de fusión, la que alimenta las estrellas, se ha visto durante mucho tiempo como la solución a los problemas energéticos de la Tierra, pero conseguir las altas temperaturas necesarias para obtenerla es realmente difícil. El pasado agosto, en un resultado que sorprendió a los propios investigadores, la Instalación Nacional de Ignición de EE.UU. (NIF) produjo una reacción de fusión que se acercó tentadoramente al 'punto de equilibrio' en el que se produce más energía que la energía láser necesaria para encenderla.

Píldoras molnupiravir de Merck - Reuters

Una nueva arma se ha unido a las vacunas en la lucha contra el Covid-19: unas potentes píldoras antivirales que previenen los síntomas y la muerte si se toman temprano durante la infección. Los fabricantes Pfizer y Merck & Co. anunciaron este otoño los resultados positivos de los ensayos clínicos de sus antivirales. El de Merck, molnupiravir, reduce el riesgo de hospitalización o muerte en un 30% en personas de alto riesgo, no vacunadas. 

El de Pfizer, PF-07321332, reduce la hospitalización en un 89% si se inicia dentro de los tres días posteriores a los síntomas. El Reino Unido aprobó molnupiravir en noviembre, y un organismo asesor en EE.UU. lo ha respaldado por un estrecho margen. Los reguladores también están considerando el tratamiento de Pfizer. Hay más antivirales en fase de prueba y medicamentos genéricos existentes, incluidos el tratamiento del trastorno obsesivo compulsivo fluvoxamina también pueden resultar útiles.

El enfoque para tratar el trastorno de estrés postraumático con MDMA enfatiza la supervisión de terapeutas especializados - Asociación Multidisciplinaria de Estudios Psicodélicos

Éxtasis contra el estrés postraumático

Un gran ensayo científico dado a conocer en mayo mostró que el MDMA, lo que popularmente se conoce como éxtasis, redujo significativamente los síntomas en pacientes con trastorno de estrés traumático. El estudio probó una combinación intensiva de terapia de conversación y MDMA, que crea una sensación de bienestar y empatía que puede ayudar a las personas a procesar sus experiencias traumáticas. Los resultados han provocado entusiasmo, pero también cautela, por los posibles efectos adversos. Aún así, la investigación psicodélica está en auge.

Recreación del nuevo coronavirus - Adobe Stock

Anticuerpos artificiales en enfermedades infecciosas

Los anticuerpos fabricados en laboratorio, llamados monoclonales (mAb), han revolucionado el tratamiento de algunos cánceres y enfermedades autoinmunes, pero han tenido éxito limitado contra enfermedades infecciosas. Eso cambió este año a medida que los mAb lograron éxitos contra el SARS-CoV-2 y otros patógenos potencialmente mortales, incluidos virus respiratorios (RSV), VIH y parásitos de la malaria.

Utilizando datos sísmicos, los investigadores han medido la corteza, el manto y el núcleo de Marte - Chris Bickel/Science

Primer vistazo al interior de Marte

La sonda InSight de la NASA, que aterrizó en Marte en 2018, consiguió este año desentrañar los secretos más profundos del planeta. La estación sísmica hipersensible recogió un puñado de terremotos. Estas lecturas, combinadas con estimaciones de la composición del interior, ayudaron a trazar el mapa del interior de Marte. Resulta que la corteza marciana, de menos de 40 kilómetros, es sorprendentemente delgada incluso en comparación con la terrestre. El manto carece de capa inferior aislante y es poco profundo, apretado entre la corteza y un núcleo líquido inusualmente grande que ocupa más de la mitad del ancho del planeta. Estos datos son fundamentales para saber cómo se formó y evolucionó el planeta rojo, y averiguar por qué es tan diferente de nuestro propio mundo.

El anillo Muon g-2 estudia la oscilación de los muones a medida que viajan a través del campo magnético - Fermilab

Hacia una nueva Física

Un experimento llevado a cabo en el Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) en EE.UU., confirmó una rareza observada hace dos décadas. Una partícula llamada muón, 'primo' más pesado e inestable de los electrones, es ligeramente más magnético de lo que predice el Modelo Estándar de la Física, la gran teoría que describe una por una todas las partículas que componen la materia y las cuatro fuerzas que las gobiernan. La discrepancia de 2,5 partes por billón podría indicar la existencia de nuevas y misteriosas partículas desconocidas.

Un nuevo tratamiento basado en CRISPR para una enfermedad hepática rara y mortal - Ella Maru /Science

Las tijeras genéticas, dentro del cuerpo

La herramienta de edición de genes CRISPR, conocida como las 'tijeras genéticas', tuvo su primera victoria clínica en 2020, cuando logró curar a personas con trastornos de la sangre hereditarios, anemia de células falciformes y beta-talasemia. Esos tratamientos se llevaron a cabo en una placa de laboratorio. Este año, los científicos han dado un paso más allá, al desplegar CRISPR directamente en el cuerpo. En pequeños estudios, la estrategia redujo una proteína tóxica del hígado y mejoró la visión modestamente en personas con ceguera hereditaria.

Un embrión de ratón crece en una jarra rotatoria - Weizmann Institute of Science

Embriones que crecen fuera del útero

Biólogos israelíes presentaron en marzo un método para hacer crecer embriones de ratón fuera del útero durante un tiempo récord, lo que les permitió observar cómo se forman los órganos y las extremidades traseras de los mamíferos, un proceso previamente oculto dentro del cuerpo de la madre. El sistema, que incluye botellas rotativas llenas de nutrientes, mantuvo vivos a los embriones de ratón desde aproximadamente el día cinco de desarrollo hasta el día 11, aproximadamente la mitad de los 20 días de gestación de los animales. 

El hallazgo se produjo cuando otros investigadores están desarrollando sistemas para hacer crecer células humanas en grupos que se asemejan a una etapa temprana del desarrollo del embrión (blastocistos). Los conocimientos sobre el desarrollo embrionario temprano pueden ayudar a los científicos a comprender por qué se producen abortos espontáneos y defectos de nacimiento, y perfeccionar la fertilización in vitro.

Fuentes: ABC

30 de noviembre de 2021

Detectan, por primera vez, 'partículas fantasma' en el gran colisionador de Ginebra

Basado en un prototipo probado con éxito en 2018, el nuevo detector, acoplado al experimento Atlas del LHC, será capaz de detectar hasta 10.000 'partículas fantasma' - CERN

Un nuevo experimento, probado con éxito en 2018, hará posible la detección de varios miles de neutrinos de colisión, imposibles de observar hasta ahora

Un equipo internacional de investigadores del Forward Search Experiment, dirigido por físicos de la Universidad de California, ha conseguido, por primera vez, detectar candidatos a neutrinos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) el mayor acelerador de partículas del mundo. Se trata de un importante hito para la física, algo que no se había logrado hasta ahora en ningún colisionador del mundo y que ayudará a comprender mejor la estructura fundamental del Universo.

A pesar de que se trata solo de seis detecciones, llevadas a cabo en 2018 durante la fase de pruebas de un nuevo y pequeño sub detector llamado FASER, la hazaña demuestra la viabilidad de esa tecnología y abre una vía totalmente nueva para estudiar esas misteriosas partículas en el rango de las altas energías.


Ahora, los investigadores han terminado de poner a punto una versión mayor y más sensible de ese instrumento, el FASERnu.

"Antes de este proyecto -explica Jonathan Feng, coautor de un estudio recién publicado en 'Physical Review D'- nunca se había visto ninguna señal de neutrinos en un colisionador de partículas. Este significativo avance es un paso hacia el desarrollo de una comprensión más profunda de estas escurridizas partículas y el papel que desempeñan en el Universo".

Neutrinos por todas partes

Los neutrinos están, literalmente, por todas partes. De hecho, se trata probablemente de las partículas subatómicas más abundantes del Universo. Miles de millones de ellos atraviesan nuestro cuerpo, y el resto del planeta, a cada segundo sin que ni siquiera nos demos cuenta de ello. Los neutrinos no llevan carga eléctrica (de ahí su nombre) y su masa es prácticamente nula, por lo que se desplazan por todo el Universo casi a la velocidad de la luz y sin apenas interactuar con él. Para un neutrino, el resto del Universo es algo incorpóreo que no le afecta prácticamente nunca. De ahí que sean conocidos también como 'partículas fantasma' extremadamente difíciles de detectar.

A pesar de ello, en algunas ocasiones y utilizando costosos instrumentos, los científicos han conseguido captar alguna de sus raras interacciones con el resto de la materia. Detectores como Gran Sasso en Italia, IceCube en la Antártida o Super-Kamiokande en Japón utilizan miles de fotodetectores ultra sensibles especialmente diseñados para captar las lluvias de luz que surgen cuando un neutrino interactúa con otras partículas en un entorno completamente oscuro y aislado, a menudo en laboratorios subterráneos, enterrados a cientos de metros de profundidad y debajo de altas montañas.

Sin embargo, y desde hace ya varias décadas, los físicos también han tratado, sin éxito, de capturar los neutrinos que se generan durante las colisiones de partículas en los grandes aceleradores. A diferencia de los emitidos por el Sol o por otras fuentes astronómicas, los neutrinos de colisión se generan a energías muy altas y no demasiado bien estudiadas. Por eso, la detección de neutrinos de colisión puede poner al alcance de los científicos energías y tipos de neutrinos que son casi imposibles de observar en otros lugares.

El instrumento FASERnu es lo que se conoce como detector de emulsión. Está formado por placas de plomo y tungsteno que se alternan con capas de emulsión. Durante las colisiones de partículas en el LHC, los neutrinos pueden chocar con los núcleos de las placas de plomo y tungsteno, produciendo partículas que dejan huellas en las capas de emulsión y que resultan visibles tras el 'revelado' de las placas.

Según Feng, la emulsión funciona de manera similar a la fotografía de la era anterior a las cámaras digitales. Cuando una película de 35 milímetros se expone a la luz, los fotones dejan huellas que se forman patrones cuando se revela la película. Los investigadores de FASER también pudieron ver las interacciones de los neutrinos después de eliminar y desarrollar las capas de emulsión del detector.

"Habiendo verificado (en 2018) la efectividad del enfoque del detector de emulsión para observar las interacciones de los neutrinos producidos en un colisionador de partículas, el equipo de FASER ahora está preparando una nueva serie de experimentos con un instrumento completo que es mucho más grande y significativamente más sensible", dijo Feng.

En la prueba piloto de FASER de 2018, se registraron seis interacciones de neutrinos candidatos en las capas de emulsión. Puede que no parezcan muchos, teniendo en cuenta la cantidad de partículas que se producen en una colisión típica en el LHC, pero fueron suficientes como para proporcionar al equipo dos claves importantes. En palabras de Feng, "primero, verificamos que la posición del detector, delante del punto de interacción ATLAS en el LHC, es la ubicación correcta para detectar neutrinos de colisión. Y en segundo lugar, nuestros esfuerzos demostraron la eficacia de utilizar un detector de emulsión para observar este tipo de interacciones de neutrinos".

El detector de prueba utilizado hace tres años era relativamente pequeño y pesaba menos de 30 kg. Pero la nueva versión, que los investigadores acaban de terminar de poner a punto, pesa más de 1.100 kg y será mucho más sensible, distinguiendo entre los varios tipos de neutrinos conocidos y sus correspondientes antineutrinos. Feng y sus colegas esperan que la tercera ronda de colisiones del LHC, prevista para 2022, produzca alrededor de 200.000 millones de neutrinos electrónicos, seis billones de neutrinos muónicos y 9.000 millones de neutrinos tau. De todos ellos, los investigadores esperan poder detectar alrededor de 10.000. Según explica David Casper, coautor del estudio, "detectaremos los neutrinos de mayor energía que jamás se hayan producido a partir de una fuente creada por el hombre". La información que revelen podría ser decisiva para comprender aspectos del funcionamiento del Universo que hoy por hoy se nos escapan.

Fuentes: ABC

30 de mayo de 2021

CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO - Incendios ‘zombis’ despiertan en los bosques boreales

Incendio forestal en un bosque boreal de Alaska. / Adam Kohley, Alaska Fire Service

Los fuegos forestales suelen desaparecer con las lluvias y la nieve durante el invierno, pero algunos permanecen agazapados bajo los suelos turbosos de Alaska y Canadá, resurgiendo de nuevo en la primavera siguiente para prender más árboles. El cambio climático parece aumentar la frecuencia de este raro fenómeno, según los científicos que lo han analizado.

Todos los veranos se producen incendios en bosques de todo el mundo, incluyendo los que arrasan grandes masas de coníferas y abedules en las regiones más septentrionales de nuestro planeta. En esas latitudes el fuego es provocado principalmente por los rayos y la actividad humana, pero un equipo internacional de investigadores ha identificado por primera vez otra causa: los incendios ‘zombis’ que hibernan bajo la tierra y ‘resucitan’ en primavera.

Estos incendios se adentran en el suelo turboso de los bosques de Alaska y norte de Canadá, permaneciendo todo el invierno en fase de combustión a gran profundidad, para ‘resucitar’ luego en primavera

 


Su origen está en los rescoldos de incendios previos, que no llegan a apagar del todo las brigadas contraincendios ni la lluvia. El fuego se adentra en la gruesa capa orgánica que conforma el suelo turboso de los bosques boreales, permaneciendo todo el invierno en fase de combustión a gran profundidad.

Así lo confirman esta semana en la revista Nature científicos de la Universidad Libre de Ámsterdam (VU Países Bajos) y expertos locales de Alaska. En este estado de EE UU y en Canadá ya se habían observado incendios ‘zombis’, pero hasta ahora no se había realizado un estudio sistemático.

“Estos fuegos latentes son muy difíciles de apagar y, además, la capa de nieve les da una protección adicional frente a las condiciones adversas del invierno (fuera puede hacer hasta 40 grados bajo 0)”, explica a SINC la primera autora, Rebecca Scholten de la VU, “y en cuanto se derrite la nieve, encuentran de nuevo combustible seco y pueden volver a transformarse en un incendio forestal con grandes llamas”.


Scholten y sus colegas han desarrollado un algoritmo para identificar incendios ‘zombis’ registrados en Alaska y los territorios del noroeste de Canadá entre 2002 y 2018. “Nuestro estudio se basa en imágenes de satélite y en datos reales de incendios invernales confirmados, proporcionados por los gestores de incendios sobre el terreno”, apunta Scholten.

La superficie quemada por los incendios ‘zombis’ variaba a lo largo de los años, pero en alguno el porcentaje se elevó hasta el 38 %, según datos recogidos sobre el terreno y por satélites, analizados luego con un algoritmo

 


“Básicamente —añade— buscamos un incendio que comienza cerca de una cicatriz quemada del año anterior (propagándose muy lentamente), que se inicia a principios de la temporada (pueden aparecer tan pronto como haya combustible seco disponible y antes que el resto de incendios) y comprobamos que no se prendió por un rayo o la actividad humana utilizando una red de detección de rayos, la localización de asentamientos humanos y diversas infraestructuras”.

Hasta 1/3 de la superficie quemada

Siguiendo estos criterios y con la ayuda del algoritmo, los autores han identificado que los incendios ‘zombis’ fueron responsables del 0,8 % del área total quemada durante el período de estudio, aunque la superficie varió a lo largo de los años y en alguno de ellos el porcentaje se elevó hasta el 38 %.


Tres fases de un incendio ‘zombi’ en Alaska: incendio aparentemente extinguido al final de la temporada de incendios en 2015 (izquierda), una cicatriz de incendio cubierta de nieve durante el invierno (centro), y el incendio ‘zombi’ emerge de nuevo durante la primavera de 2016 (derecha). / Carl Churchill, Woodwell Climate Research Center

Influencia del cambio climático

Los investigadores también han descubierto que los incendios latentes son más frecuentes después de un año con muchos incendios y tras los veranos más cálidos. Esto sugiere que el aumento de las temperaturas propiciado por el calentamiento global favorece que profundicen más en el suelo orgánico, lo que, a su vez, ayuda a mantenerlos durante el invierno.

Se producen más incendios ‘zombis’ después de un año con muchos incendios o veranos más cálidos, lo que sugiere que el calentamiento global los puede favorecer 

 


“Tanto las temperaturas estivales como la superficie quemada están aumentando con el calentamiento global en grandes zonas de la América del Norte boreal”, advierte Scholten, que junto a sus compañeros investiga si el fenómeno se produce también en otros continentes: 

“Probablemente muchas de las conclusiones pueden aplicarse también a Eurasia, es decir, el tipo de lugares que favorecen estos incendios, que haya más después de veranos calurosos y años de grandes incendios, y el funcionamiento del propio mecanismo de hibernación”.

Aunque los incendios ‘zombis’ son relativamente raros en los bosques boreales, a medida que el cambio climático eleve las temperaturas, pueden volverse cada vez más comunes, concluyen los autores. Además, destacan lo importante que puede ser para los organismos forestales el uso de herramientas que ayuden a predecir dónde y cuándo aparecerán, lo que facilitará su rápida extinción, reduciendo emisiones de carbono y costes en la lucha contra el fuego.



Fuentes: SINC

23 de enero de 2021

Astronomía - Un estudio en radio de Próxima Centauri, el sistema planetario más cercano, abre una nueva vía para el estudio de los exoplanetas


Esta ilustración nos muestra al planeta Próxima b orbitando a la estrella enana roja Próxima Centauri, la estrella más cercana al Sistema Solar. La estrella doble Alfa Centauri AB también aparece en la imagen, entre el planeta y la propia Próxima. Próxima b es un poco más masivo que la Tierra y orbita en la zona habitable que rodea a Próxima Centauri, donde la temperatura permitiría la existencia de agua líquida en su superficie. (Imagen: ESO / M. Kornmesser)

Desde hace dos décadas se conoce que la interacción magnética entre Júpiter y una de sus lunas mayores, Ío, genera gran cantidad de emisión en radio similar a las auroras terrestres (producidas, a su vez, por la interacción de partículas eléctricamente cargadas procedentes del Sol con la atmósfera de la Tierra). Tras el descubrimiento del planeta Próxima b en torno a la estrella más cercana a nosotros, Próxima Centauri, un grupo de investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España se propuso comprobar si en este sistema solar vecino se producen también interacciones en radio. Su hallazgo abre una nueva vía en el estudio de los planetas extrasolares (planetas de fuera de nuestro sistema solar).

“Este tipo de emisión de ondas de radio es posible porque el sistema planetario de Próxima tiene unas propiedades particulares: se trata de una estrella mucho más activa que nuestro Sol y el planeta Próxima b se encuentra muy cerca de ella; de hecho, se halla diez veces más cerca de su estrella que Mercurio del Sol”, apunta Miguel Pérez-Torres, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que encabeza el estudio.

La campaña de observación se llevó a cabo con el Australia Telescope Compact Array (ATCA), un radiotelescopio formado por seis antenas de veintidós metros, y se prolongó a lo largo de diecisiete días terrestres. Como el planeta Próxima b da una vuelta completa alrededor de su estrella cada 11,2 días (mucho menos que los 365 días de la órbita terrestre), los investigadores observaron la emisión procedente del sistema planetario de Próxima durante el equivalente a un año y medio.

“Detectamos emisión en radio durante la mayor parte de la campaña de observación, con épocas de emisión más intensa. Estos máximos se detectaron dos veces por cada periodo orbital, cuando el planeta se halla, visto desde la Tierra, más separado de su estrella –señala José Francisco Gómez, investigador del IAA-CSIC que participa en el hallazgo–. Los datos que hemos obtenido concuerdan muy bien con lo que predicen modelos de interacción entre la estrella y el planeta”.

Se trata de un trabajo pionero, ya que muestra por primera vez que se puede detectar la existencia de un planeta fuera del Sistema Solar observando con radiotelescopios las variaciones periódicas del sistema.“Esto abre un nuevo camino para el estudio de otros planetas que, en algunos casos, no podrían detectarse mediante otras técnicas, y que resulta muy prometedor si pensamos en los radiotelescopios excepcionalmente sensibles que están en desarrollo, como el Square Kilometre Array”, indica Miguel Pérez-Torres.

Concepción artística de Próxima Centauri durante un pico de actividad. Fuente: NASA/ESA.

Este trabajo también ha permitido detectar varios destellos en radio de apenas unos minutos de duración, que responden a episodios breves de actividad en la estrella, así como una llamarada estelar que se prolongó durante tres días y cuyo brillo en radio fue diez veces superior al habitual de la estrella.

“Estos resultados son también interesantes en lo que respecta a la posibilidad de que Proxima b albergue vida. Estas llamaradas de ondas de radio han debido de ser muy intensas para que pudiéramos detectarlas, y algunas se han prolongado varios días. Formas de vida como las de la Tierra posiblemente no podrían sobrevivir a este tipo de eventos”, apunta José Francisco Gómez (IAA-CSIC).

En el estudio, liderado por el IAA-CSIC, han participado también investigadores del Institut de Ciències del Espai (ICE-CSIC), del Osservatorio de Catania (INAF, Italia), de la Universidad de Chile y de la Universidad North-West (Sudáfrica).

CUATRO AÑOS OBSERVANDO PRÓXIMA DESDE EL 
IAA-CSIC

En 2016, la campaña de observación internacional RedDots, en la que participaba el IAA-CSIC, enfocó cuatro telescopios hacia la estrella más cercana a nosotros después del Sol, Próxima Centauri. Buscaban detectar el ligero tirón gravitatorio que un posible planeta ejercería sobre la estrella, que la obliga a dibujar una pequeña órbita y se traduce en oscilaciones en su luz. Así se halló Próxima b, un planeta con una masa mínima equivalente a 1,3 veces la terrestre y que gira en torno a Próxima Centauri cada 11.2 días dentro de la zona de habitabilidad, o la región en torno a una estrella en la que se producen las condiciones favorables para la existencia de agua líquida en superficie.

En 2017, investigadores del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) descubrían un cinturón de polvo alrededor de Próxima mediante observaciones con el interferómetro ALMA. Semejante al Cinturón de Kuiper de nuestro Sistema Solar, representaba el hallazgo de material remanente de la formación del sistema planetario más próximo al nuestro.

En enero de 2020 se anunciaba el descubrimiento, también con la participación del IAA-CSIC, de un posible segundo planeta en torno a Próxima Centauri, gracias a los datos recopilados desde Chile con los espectrógrafos UVES y HARPS, pertenecientes al Observatorio Europeo Austral (ESO). Las observaciones, que abarcaban un total de diecisiete años, revelaron la presencia de una señal con un período de 5.2 años compatible con la existencia de un segundo planeta en torno a Próxima Centauri con una masa mínima de unas seis veces la de la Tierra.

"Un proyecto de esta clase solo se ha podido llevar a cabo porque especialistas del IAA en diversos ámbitos (física de las atmósferas de los planetas del Sistema Solar, física estelar, búsqueda y estudio de exoplanetas y procesos del medio interestelar) han aunado sus esfuerzos y conocimientos; esto incluye su experiencia tanto en la modelización teórica como en la realización de observaciones en diferentes longitudes de onda, desde radio hasta el óptico y el infrarrojo”, concluye Antxon Alberdi, director del IAA-CSIC y participante en el estudio.


Modelo de la emisión auroral producida por la interacción entre el planeta Proxima b (el círculo pequeño en la película) y su estrella anfitriona Proxima Centauri (el círculo grande). El planeta Proxima b impacta con la magnetosfera de la estrella anfitriona (las líneas verdes en la película) durante su movimiento de traslación alrededor de Proxima Centauri, acelerando electrones cargados que se propagan hacia los polos magnéticos de la estrella (líneas naranjas). Este proceso genera una gran cantidad de emisión radio, que se puede ver desde la Tierra (los fogonazos en la película) pero solo en determinadas fases del movimiento orbital. La emisión radio también está polarizada, de modo que cuando proviene del hemisferio norte de la magnetosfera estelar, la luz está polarizada en el sentido de las agujas del reloj (RCP en la película) y, cuando la emisión proviene del Hemisferio sur, la luz está polarizada en sentido antihorario (LCP). Créditos: Corrado Trigilio (INAF, Italia).