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Descubrimiento en Marte: «Raro punto caliente para la vida: agua, calor, nutrientes»

‘Nos atrajo este sitio porque parecía que podría albergar algunos de los ingredientes clave para la habitabilidad: agua, calor y nutrientes’, dijo el autor principal Joseph Levy.

Una extraña depresión en Marte podría ser un nuevo lugar para buscar signos de vida en el Planeta Rojo, según un estudio de la Universidad de Texas en Austin. Es probable que la depresión haya sido formada por un volcán debajo de un glaciar, y podría haber sido un ambiente cálido, rico en químicos y adecuado para la vida microbiana.

«Nos atrajo este sitio porque parecía que podría albergar algunos de los ingredientes clave para la habitabilidad: agua, calor y nutrientes», dijo el autor principal Joseph Levy, un asociado de investigación en el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas, una unidad de investigación de la Escuela de Geociencias de Jackson.

La depresión está dentro de un cráter posado en el borde de la cuenca de Hellas en Marte y rodeado por depósitos glaciales antiguos. Llamó la atención de Levy por primera vez en 2009, cuando notó rasgos de grietas en unas imágenes de depresiones tomadas por el Mars Reconnaissance Orbiter que parecían similares a las «calderas de hielo» en la Tierra, formaciones encontradas en Islandia y Groenlandia que son hechas por volcanes en erupción bajo una capa de hielo. Otra depresión en la región de las Galaxias Fossae de Marte tenía una apariencia similar.

«La forma de estos terrenos nos llamaron la atención debido a que tienen un aspecto extraño. Están fracturados concéntricamente, por lo que parecen un ojo de toro. Esto puede ser un patrón muy distintivo que se puede ver en los materiales de la Tierra», dijo Levy, que fue un investigador postdoctoral en Portland State University, cuando vio por primera vez las fotos de las depresiones.

Pero recién este año él y su equipo de investigación pudieron analizar más a fondo las depresiones, usando imágenes estereoscópicas, para investigar si las depresiones fueron hechas por una actividad volcánica subterránea que derritió el hielo superficial, o por el impacto de un asteroide. El colaborador del estudio Timothy Goudge, becario postdoctoral del instituto, utilizó pares de imágenes de alta resolución para crear modelos de elevación digital de las depresiones que permitieron un análisis en profundidad de su forma y estructura en 3-D. También participaron en el estudio investigadores de la Universidad de Brown y Mount Holyoke College.







«La gran contribución del estudio fue que pudimos medir no sólo su forma y apariencia, sino también cuánto material se perdió para formar las depresiones. Esa vista 3D nos permite comprobar las ideas de si es volcánica o de impacto», dijo Levy.

El análisis reveló que ambas depresiones compartían una forma inusual de embudo, con un amplio perímetro que se estrechaba gradualmente con la profundidad.

«Eso nos sorprendió y nos llevó a pensar mucho sobre si eso significaba que había un derretimiento concentrado en el centro que eliminaba el hielo y permitía que las cosas se vieran por los lados o, si teníamos un cráter de impacto, que comenzó con un cráter mucho más pequeño en el pasado, y por sublimación de hielo se ha ampliado el tamaño aparente del cráter», dijo Levy.

Después de probar escenarios de formación para las dos depresiones, los investigadores encontraron que es probable que se formaron de diferentes maneras. La extensión de los escombros alrededor de la depresión de Galaxias Fossae sugiere que es el resultado de un impacto; pero la historia volcánica conocida del área todavía no descarta orígenes volcánicos, dijo Levy. En contraste, la depresión de Hellas tiene muchos signos de origen volcánico. Carece de los restos circundantes de un impacto y tiene un patrón de fractura asociado con la eliminación concentrada de hielo por fusión o sublimación.

La interacción de la lava y el hielo para formar una depresión sería un hallazgo emocionante, dijo Levy, porque podría crear un ambiente con agua líquida y nutrientes químicos, ambos ingredientes necesarios para la vida en la Tierra. Él dijo que la depresión de Hellas y, en menor medida, la depresión de Galaxias Fossae, se deben tener en cuenta al buscar hábitats en Marte.

Gro Pedersen, un volcanólogo de la Universidad de Islandia que no participó en el estudio, está de acuerdo en que las depresiones son sitios prometedores para futuras investigaciones.

«Estas características realmente se parecen a los calderos de hielo conocidos de la Tierra, y sólo desde esa perspectiva deberían ser de gran interés», dijo Pedersen. «Tanto porque su existencia puede proporcionar información sobre las propiedades del material subterráneo —la posible existencia de hielo—, y debido a la posibilidad de revelar las interacciones hielo-volcán».

Fuente: Daily Galaxy. Aportado por Eduardo J. Carletti

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SPHERE, cazaplanetas del VLT, capta la forma en que los planetas dan forma a los discos donde se forman

Nuevas y precisas observaciones han revelado llamativas características en discos de formación de planetas alrededor de estrellas jóvenes. El instrumento SPHERE, instalado en el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, ha permitido observar la compleja dinámica de varios sistemas solares jóvenes — incluyendo uno en tiempo real. Los resultados de tres equipos de astrónomos, recientemente publicados, muestran la impresionante capacidad de SPHERE para captar la forma en que los planetas esculpen los discos a partir de los cuales se forman, sacando a la luz la complejidad del entorno en el cual surgen estos nuevos mundos

Tres equipos de astrónomos han hecho uso de SPHERE, un avanzado instrumento para la detección de exoplanetas instalado en el VLT (Very Large Telescope), en el Observatorio Paranal de ESO, con el fin de arrojar luz sobre la enigmática evolución de incipientes sistemas planetarios. El auge en el número de exoplanetas conocidos en los últimos años ha convertido su estudio en uno de los campos más dinámicos de la astronomía moderna.

Hoy se sabe que los planetas se forman a partir de grandes discos de gas y polvo que rodean a las estrellas recién nacidas, conocidos como discos protoplanetarios. Pueden tener tamaños de cientos de millones de kilómetros. Con el tiempo, las partículas de estos discos protoplanetarios chocan, se combinan y, finalmente, acaban formando cuerpos de tamaño planetario. Sin embargo, los detalles más finos de la evolución de estos discos de formación planetaria siguen siendo un misterio.

SPHERE es un instrumento recientemente añadido al conjunto de instrumentos del VLT. Su combinación de nuevas tecnologías proporciona un potente método para obtener imágenes directas de detalles de los discos protoplanetarios [1]. La interacción entre los discos protoplanetarios y los planetas en formación puede dar diversas formas a los discos: grandes anillos, brazos espirales o huecos con sombras. Son de especial interés porque aún es necesario encontrar una relación inequívoca entre estas estructuras y los planetas que les dan forma, un misterio que los astrónomos están dispuestos a resolver. Afortunadamente, las capacidades especializadas de SPHERE permiten que los equipos de investigación observen directamente las llamativas características de los discos protoplanetarios.

Por ejemplo, RXJ1615 es una joven estrella que se encuentra en la constelación de Escorpio, a 600 años luz de la Tierra. Un equipo dirigido por Jos de Boer, del Observatorio de Leiden (Países Bajos), encontró un complejo sistema de anillos concéntricos rodeando a la joven estrella, una forma que se asemeja a una versión titánica de los anillos que rodean a Saturno. Anteriormente se habían obtenido muy pocas imágenes de este tipo anillos esculpidos en un disco protoplanetario, con una forma tan intrincada, y aún más emocionante, todo el sistema parece tener solo 1,8 millones de años. El disco muestra indicios de haber adquirido esta forma debido a planetas en pleno proceso de formación.







La edad del nuevo disco protoplanetario detectado hace de RXJ1615 un sistema excepcional, ya que la mayoría de los ejemplos de discos protoplanetarios detectados hasta ahora son relativamente viejos o evolucionados. El inesperado resultado de De Boer se amplió rápidamente gracias a los resultados de un equipo dirigido por Christian Ginski, también del Observatorio de Leiden. Observaron la joven estrella HD97048, situado en la constelación del Camaleón, a unos 500 años luz de la Tierra. A través de un minucioso análisis, encontraron que el joven disco que hay alrededor de esta estrella se ha formado también en anillos concéntricos. La simetría de estos dos sistemas es un resultado sorprendente, dado que la mayoría de los sistemas protoplanetarios contiene una multitud de brazos espirales asimétricos, vacíos y vórtices. Estos descubrimientos aumentan significativamente el número de sistemas conocidos con múltiples anillos altamente simétricos.

Un equipo de astrónomos, dirigido por Tomas Stolker, del Instituto de Astronomía Anton Pannekoek (Países Bajos), captó un ejemplo particularmente espectacular del disco asimétrico más común. Este disco rodea a la estrella HD135344B, situada a unos 450 años luz de distancia. Aunque esta estrella ha sido bien estudiada con anterioridad, SPHERE ha permitido ver el disco protoplanetario con un nivel de detalle nunca alcanzado antes. Se cree que la gran cavidad central y las dos prominentes estructuras en forma de brazo espiral fueron creadas por uno o varios protoplanetas masivos, destinados a convertirse en mundos similares a Júpiter.

Además se observaron cuatro rayas oscuras, al parecer las sombras lanzadas por el movimiento del material dentro del disco de HD135344B. Una de las cosas a destacar es que una de las vetas cambió notablemente en los meses que pasaron entre los periodos de observación: un raro ejemplo de evolución planetaria en tiempo real, indicando cambios que ocurren en las regiones internas del disco y que no pueden detectarse directamente con SPHERE. Además de dar lugar a bellas imágenes, estas sombras parpadeantes proporcionan una manera única de sondear la dinámica de las regiones del interior del disco.

Al igual que los anillos concéntricos descubiertos por De Boer y Ginski, estas observaciones del equipo de Stolker demuestran que aún es posible hacer descubrimientos sorprendentes en el entorno complejo y cambiante de los discos alrededor de estrellas jóvenes. Elaborando un impresionante cuerpo de conocimiento sobre estos discos protoplanetarios, estos equipos están acercándose a las respuestas que nos ayudarán a entender cómo los planetas dan forma a los discos de los que nacen y, por tanto, entender cómo es la propia formación planetaria.

Notas

[1] SPHERE vio su primera luz en junio de 2014. El instrumento utiliza óptica adaptativa avanzada para eliminar la distorsión atmosférica, un coronógrafo para bloquear la mayoría de la luz de la estrella central y una combinación de imagen diferencial y polarimetría para aislar la luz de las partes del disco.

Información adicional

La investigación de De Boer, Ginski y Stolker y sus colegas del consorcio SPHERE ha sido aceptada para su publicación en la revista Astronomy and Astrophysics. Sus artículos científicos se titulan: “Direct detection of scattered light gaps in the transitional disk around HD 97048 with VLT/SPHERE”, “Shadows cast on the transition disk of HD 135344B: Multi-wavelength VLT/SPHERE polarimetric differential imaging”, y “Multiple rings in the transition disk and companion candidates around RX J1615.3-3255: High contrast imaging with VLT/SPHERE”. Los tres artículos se han desarrollado en el marco del programa SPHERE GTO, liderado por Carsten Dominik, de la Universidad de Ámsterdam.

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Cuenta con el respaldo de dieciséis países: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza, junto con el país anfitrión, Chile. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera en Chile tres instalaciones de observación únicas en el mundo: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA (siglas en inglés de Telescopio de Rastreo Óptico e Infrarrojo para Astronomía) trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (VLT Survey Telescope, Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, actualmente el mayor proyecto astronómico en funcionamiento del mundo. Además, cerca de Paranal, en Cerro Armazones, ESO está construyendo el E-ELT (European Extremely Large Telescope), el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Fuente: ESO. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Reconstruyen el proceso de creación rápida de nuevas especies de bacterias en la naturaleza

Nuevos datos apoyan la teoría de que tras la aparición de la vida en la Tierra la diversificación microbiana fue muy rápida. El estudio del CSIC, en colaboración con el Instituto de Craig Venter, ha sido publicado en la revista «The ISME Journal».

Un estudio internacional liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha podido reconstruir al detalle el proceso de creación de una nueva especie de bacteria en la naturaleza. El trabajo, publicado en la revista The ISME Journal y realizado en colaboración con el Instituto de Craig Venter y la Universidad de Pennsylvania, ha tomado como modelo de estudio a las bacterias verdes del azufre que viven en los fondos sin oxígeno del lago de Banyoles (Girona).

El proceso que permite a los microbios desarrollar resistencia a antibióticos, y transformar cepas bacterianas inocuas en otras más peligrosas, es un mecanismo de diversificación que tiene lugar mediante el intercambio de material genético entre bacterias. “En nuestro estudio hemos podido observar in situ cómo este intercambio condiciona el éxito o el fracaso de una población de bacterias en la colonización de nuevos ambientes y cómo, mediante segregación ecológica, aparece una nueva especie rápidamente”, explica el investigador del CSIC Emilio Casamayor, del Centro de Estudios Avanzados de Blanes.

Estas especies exitosas en la naturaleza suelen resistirse a ser domesticadas y estudiadas en cultivos de laboratorio. Los investigadores responsables de este estudio han salvado esa dificultad aplicando técnicas de metagenómica en el ADN extraído de las aguas más profundas del lago de Banyoles y mediante reconstrucción bioinformática.







“Una vez purificado, fragmentado y secuenciado el ADN, reconstruimos mediante simulación por ordenador las piezas específicas del genoma de esta bacteria exitosa. No disponemos del organismo en sentido estricto, pero sí hemos podido acceder a los secretos que esconde su código genético y entender las estrategias de su éxito”, añade.

Ese éxito radica en los genes que las bacterias han ido tomando prestados de otras especies mediante mecanismos naturales, posiblemente virus infecciosos que también han sido identificados en el estudio, y que les permiten mejorar sus estrategias de captación de luz y poder vivir en el fondo del lago rico en azufre y casi a oscuras.

“La gran capacidad de dispersión de las bacterias y sus números astronómicos junto a estos mecanismos de sexualidad generan un sinfín de combinaciones posibles de acceso a fragmentos de material genético que aceleran extraordinariamente la evolución microbiana”, concluye el investigador.

La bacteria verde del azufre fue una de las primeras formas de vida en la Tierra que desarrollaron la capacidad de realizar la fotosíntesis con ácido sulfhídrico (H2S) y de fijar dióxido de carbono con la energía de la luz. Ahora, con los resultados obtenidos por este estudio, Casamayor y el resto del equipo de investigadores apoyan la teoría que una vez que la vida apareció en la Tierra, la diversificación de la vida microbiana pudo ser muy rápida.

Tomàs Llorens–Marès, Zhenfeng Liu, Lisa Zeigler Allen, Douglas B Rusch, Matthew T Craig, Chris L Dupont, Donald A Bryant, and Emilio O Casamayor. Speciation and ecological success in dimly lit waters: horizontal gene transfer in a green sulfur bacteria bloom unveiled by metagenomic assembly. The ISME Journal. DOI: 10.1038/ismej.2016.93

Fuente: CSIC. Aportado por Eduardo J. Carletti

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