Podcast CB SyR 390: Artemisa I, fosfano en Venus, IA y trasplantes, constante de estructura fina, gigantes rojas y agujeros negros

Por Francisco R. Villatoro, el 19 noviembre, 2022. Categoría(s): Ciencia • Noticias • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science

He participado en el episodio 390 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep390: Artemis I; Venus; Trasplantes; Constantes Fundamentales; Gigantes Rojas; Agujeros Negros», 17 nov 2022. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Lanzada con éxito Artemisa I (min 7:30); Continúa la controversia del fosfano en Venus (30:00); Predicciones de supervivencia a trasplantes de corazón (45:30); Cotas a la variación de las constantes físicas fundamentales (1:03:00); Sismología de gigantes rojas (1:43:00); Un agujero negro de masa intermedia en una galaxia enana (2:28:30); Señales de los oyentes (2:46:00). Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso. CB:SyR es una actividad del Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife. Museos de Tenerife apoya el valor científico y divulgativo de CB:SyR sin asumir como propios los comentarios de los participantes».

Ir a descargar el episodio 390.

Como muestra el vídeo, en el Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife se encuentra su director, Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), participando por videoconferencia Sara Robisco Cavite @SaraRC83, Héctor Vives-Arias @DarkSapiens, José Edelstein, @JoseEdelstein, Gastón Giribet @GastonGiribet, y Francis Villatoro @emulenews.

Héctor destaca que ha despegado con éxito la misión Artemisa I. Más información en Daniel Marín, «Despega la misión Artemisa I: el cohete SLS lanza la nave Orión rumbo a la Luna», Eureka, 16 nov 2022; y «Despega la misión Artemisa I para preparar un nuevo paso de la humanidad en la Luna», Agencia SINC, 16 nov 2022. Orión orbitará la Luna y regresará a la Tierra en 26 días. Recuerda que el lanzamiento estaba previsto para el 29 de agosto, pero se ha retrasado en varias ocasiones hasta ayer miércoles. Artemisa I sirve para comprobar la tecnología que llevará astronautas a una órbita lunar en la misión Artemisa II, prevista para 2024; los astronautas pisarán la Luna de nuevo en la misión Artemisa III. El 21 de noviembre Orión pasará a tan solo 150 kilómetros de la Luna y el 25 de noviembre se colocará en una órbita de tipo DRO (Distant Retrograde Orbit); el 1 de diciembre Orión saldrá de la órbita DRO y comenzará su regreso a la Tierra; si todo sale bien, la cápsula Orión CM-002 reentrará el 11 de diciembre y amerizará al noreste de Hawái.

Héctor Vives comenta que la misión Artemisa III llevará por primera vez a una mujer a la superficie de la Luna. Destaca José que el primer cosmonauta latinoamericano (y afroamericano) fue cubano, Arnaldo Tamayo Méndez. Estuvo siete días orbitando la Tierra a bordo de la nave soviética Soyuz 38 y el complejo Saliut 6. Volviendo a Artemisa I, se han lanzado  diez cubesats: BioSentinel, CuSP, LunaH-Map, Lunar-IceCube, EQUULEUS, ArgoMoon, OMOTENASHI, NEA-Scout, LunIR y Miles; destaca Héctor Vives a NEA-Scout, que mediante una vela solar se acercará a un asteroide cercano a la Tierra.

Nos cuenta Héctor que el grupo de Villanueva no detecta fosfano en Venus usando SOFIA. Te recuerdo la historia del fosfano («fosfina») en Venus: el grupo de Jane S. Greaves publicó en Nature Astronomy indicios con JCMT y ALMA de ~20 ppb (20 partes por mil millones) de PH₃ en la atmósfera de Venus (Nature Astronomy 5: 655-664 (2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41550-020-1174-4); hubo muchas dudas sobre su análisis de los datos de ALMA con un polinomio de alto grado, que llevaron al grupo de Villanueva a publicar un polémico Matters Arising solicitando su retirada (Nature Astronomy 5: 631-635 (2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01422-z); sin embargo, Greaves y su grupo se defendieron ratificando su análisis (Nature Astronomy 5: 726-728 (2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01423-y). Otros instrumentos no han observado fosfano en Venus y todo apunta a que si hay fosfano debe ser menos de ~1 ppb.

Se publica en arXiv un nuevo artículo del grupo de Villanueva usando espectros de Venus obtenidos por el instrumento GREAT (German REceiver for Astronomy at Terahertz Frequencies) de SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy): M. A. Cordiner, G. L. Villanueva, …, B. A. McGuire, «Phosphine in the Venusian Atmosphere: A Strict Upper Limit from SOFIA GREAT Observations,» Geophysical Research Letters (accepted), arXiv:2210.13519 [astro-ph.EP] (24 Oct 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2210.13519. Este instrumento no muestra ningún rastro de fosfano, con lo que descarta que haya más de 0.8 ppb a una altitud en el rango de 75 a 110 km. Este resultado está de acuerdo con las estimación de menos de 1 ppb obtenida con la sonda Venus Express por Trompet et al. (Astronomy & Astrophysics 645: L4 (2021), doi: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202039932). Sin embargo, Greaves no se rinde y ha prometido en Twitter un próximo artículo en respuesta al trabajo de Villanueva (tuit). Más información sobre este tema en R. Mark Wilson, «Is there phosphine in Venus’s atmosphere? A new measurement makes the presence of the biomarker even less likely than it was this past year,» Physics Today (02 Nov 2022), doi: https://doi.org/10.1063/PT.6.1.20221102a.

Sara nos cuenta un artículo en Scientific Reports sobre la mejora de la predicción de la supervivencia a un trasplante de corazón usando una inteligencia artificial. El número limitado de donaciones de corazón hace que sea necesario predecir si un trasplante será exitoso y permitirá una larga supervivencia del transplantado. Se propone usar técnica de aprendizaje profundo mediante una red neuronal de tipo autoexplicativa con una sola capa oculta para predecir la supervivencia a un año vista. Los resultados parecen muy prometedores, pero Sara nos destaca que la curva ROC, de especificidad vs sensibilidad (recuerda que la especificidad mide la proporción de falsos positivos y la sensibilidad la de falsos negativos, y que el objetivo es maximizar el área bajo la curva ROC) no es demasiado buena (la curva está demasiado cerca de la diagonal); aún así, en Medicina siempre es difícil alcanzar las curvas ROC que nos gustaría. Sara también destaca que para el aprendizaje se han usado dos bases de datos de pacientes: UNOS, trasplantados entre 1997 y 2016 con n = 4750, y una base de datos escandinava de trasplantes entre 1997 y 2018 con n = 2293. El estudio es un primer paso, pero queda muchísimo por hacer en este área de investigación. El artículo es Paulo J. G. Lisboa, Manoj Jayabalan, …, Johan Nilsson, «Enhanced survival prediction using explainable artificial intelligence in heart transplantation,» Scientific Reports 12: 19525 (14 Nov 2022), doi: https://doi.org/10.1038/s41598-022-23817-2.

Nos comenta Gastón que se ha publicado en Science el test más preciso de la variación espacial de la constante de estructura fina usando estrellas gemelas solares. Los espectros de estas estrellas son muy semejantes al espectro solar, por lo que comparando dichos espectros se pueden explorar posibles variaciones espaciales de la constante de estructura fina (la constante de acoplamiento del electromagnetismo, la interacción responsable de dichos espectros). Usando el espectro de alta precisión de 17 gemelos solares se ha podido estimar que no hay variaciones espaciales mayores de 50 ppb (partes por mil millones) en un entorno de 50 pársecs alrededor del Sol; además, se ha podido estimar la constante de estructura fina con un error de 7 ppb, en concreto,〈Δα/α〉 = 7 ± 5(stat) ± 11(sys) ppb. Este tipo de límites complementa a los estudios con cuásares lejanos que nos permiten acotar las posibles variaciones con el tiempo (Héctor destaca que son del orden de 1 ppm).

Gastón aprovecha para destacar la importancia de medir la variación espacial y temporal de las contantes fundamentales (que, por cierto, varían con la energía). Te recomiendo escuchar el podcast. El artículo es Michael T. Murphy, Daniel A. Berke, …, Victor V. Flambaum, «A limit on variations in the fine-structure constant from spectra of nearby Sun-like stars,» Science 378: 634-636 (10 Nov 2022), doi: https://doi.org/10.1126/science.abi9232, arXiv:2211.05150 [astro-ph.SR] (09 Nov 2022); recomiendo la nota de prensa de Michael Murphy, «‘One of the greatest damn mysteries of physics’: The most precise astronomical test of electromagnetism yet,» Phys.org, 11 Nov 2022.

Nos habla Héctor de un artículo en Nature sobre los campos magnéticos en los núcleos de las gigantes rojas. La clave de la observación es la astrosismología, el estudio de los modos, frecuencias, amplitudes y duraciones de las oscilaciones de la superficie y el interior de las estrellas. La astrosismología permite investigar el magnetismo en el interior de las estrellas.

así que Héctor nos explica cómo funciona: la superficie de las estrellas oscila y la serie temporal de su curva de luz presenta una serie de oscilaciones cuyo espectro de Fourier nos permite observar modos vibracionales de toda la superficie estelar. Según la fuerza restauradora de estas oscilaciones se observan los llamados modos P (o acústicos, causados por la presión), que en el Sol tienen un periodo de unos cinco minutos, y modos G (causados por la gravitación), llamadas ondas gravitatorias, como las olas en la superficie del mar, pero que aún no se ha confirmado su observación en el Sol. Así se puede explorar la estructura del interior de las estrellas, entre ellas la rotación de su núcleo. Para ello lo más interesantes son los modos G.

El nuevo artículo estudia los modos P y modos G de tres estrellas gigantes rojas. Se observa una asimetría en los modos G, pero no en los modos P, lo que implica que su origen es el núcleo de estas gigantes rojas. Su origen, según los modelos teóricos, es debido a los campos magnéticos. Así se explica un problema, que los núcleos de estas estrellas giran mucho más lentos de lo esperado (hasta 100 veces más lento de lo predicho por los modelos teóricos). Según el nuevo artículo, el magnetismo podría explicar esta diferencia (gracias al llamado frenado magnético); el artículo de Nature estudia los fuertes campos magnéticos (entre 30 a 100 kG) de los núcleos de tres gigantes rojas (102 kG, 98 kG y 41 kG).

El artículo es Gang Li, Sébastien Deheuvels, …, François Lignières, «Magnetic fields of 30 to 100 kG in the cores of red giant stars,» Nature 610: 43-46 (05 Oct 2022), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05176-0; más información divulgativa en Lisa Bugnet, «Vibrations probe magnetic fields inside evolved stars,» Nature 610: 35-36 (05 Oct 2022), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-022-02979-z.

Nos cuenta Gastón que se ha observado un agujero negro de masa intermedia en una galaxia enana, gracias a cómo perturba las estrellas de esa galaxia. En concreto, se ha observado un evento de disrupción de marea. El agujero negro produce fuerzas de marea gravitacional que perturba gran número de estrellas en su entorno (ya que se encuentra en el centro de la galaxia enana donde la densidad estelar es mayor). Como Héctor Vives que la clave es distinguir la causa de la perturbación de las estrellas observadas entre un agujero negro y una supernova; para ello se usan sus líneas espectrales, en concreto, solo se observan líneas de hidrógerno y helio, cuando en el caso de una supernova se esperaría observar las asociadas a elementos mucho más pesados.

Se ha estudiado un evento transitorio llamado AT2020neh, que fue observado por primera vez por ZTF (Zwicky Transient Facility) el 19 de junio de 2020, que fue confirmado por YSE (Young Supernova Experiment). Gracias a observaciones del HST (Hubble Space Telescope) se ha confirmado que la fuente está en una galaxia enana con desplazamiento al rojo de z=0.062 (~280 Mpc). La observación de la evolución del transitorio en muchas longitudes de onda durante más de 400 días ha permitido correlacionar las observaciones con lo esperado para un evento de disrupción de marea debida a un objeto con una masa de 104.7–105.9M (masas solares) que implica que se trata de un agujero negro de masa intermedia.

Observar agujeros negros de masa intermedia es muy difícil (a diferencia de los astrofísicos y supermasivos), así que esta observación es muy relevante. El artículo es C. R. Angus, V. F. Baldassare, …, R. Wojtak, «A fast-rising tidal disruption event from a candidate intermediate-mass black hole,» Nature Astronomy (10 Nov 2022), doi: https://doi.org/10.1038/s41550-022-01811-y, arXiv:2209.00018 [astro-ph.HE] (31 Aug 2022); más información divulgativa en la nota de prensa «Death of a star reveals midsize black hole lurking in a dwarf galaxy,» Phys.org, 10 Nov 2022.

Recomiendo la charla de «Orígenes e historia de SETI (2a parte)», por Héctor Socas-Navarro. Y pasan a Señales de los Oyentes (lo siento no recopilaré las preguntas y respuestas). ¡Qué disfrutes del podcast!



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