He participado en el episodio 450 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox A, iVoox B; iTunes A y iTunes B], titulado “Ep450: Exoplanetas y Habitabilidad; Gillain-Barré; Agujeros Negros; Tejido Inteligente; Adiós a Penzias», 08 feb 2024. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Cara A: 11F, día de la mujer y la niña en ciencia (10:00). La historia de Zoozve, el cuasisatélite de Venus (23:00). Un tercer exoplaneta en el sistema estelar de Teegarden (35:00). Cara B: Argumentos contra la presencia de atmósferas en Trappist-1 (00:00). La causa autoinmune del síndrome de Guillain-Barré (en algunos pacientes) (38:12). El agujero negro de Markarian 817 observado por XMM-Newton and NuSTAR (1:05:02). Enormes agujeros negros (que son pequeños puntos rojos) en 4<z<9 (1:21:22). Fibras con semiconductores para tejidos inteligentes (1:36:22). Adiós a Arno Penzias (1:48:12). Imagen de portada realizada por Héctor Socas. Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso».

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Descargar el episodio 450 cara A.

Descargar el episodio 450 cara B.

Como muestra el vídeo participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), José Edelstein @JoseEdelstein, Gastón Giribet @GastonGiribet (solo cara B) y Francis Villatoro @emulenews. Por cierto, agradezco a Manu Pombrol @Manupombrol el nuevo diseño de mi fondo para Zoom. Muchas gracias, Manu.

Tras la presentación de Héctor, comentamos la llegada del 11 F (11 de febrero), el día internacional de la mujer y la niña en la ciencia. Hay actividades 11F durante más de una semana en todos los centros de investigación y en todas las universidades de España. Héctor destaca la actividad «Habla con Ellas: Mujeres en Astronomía» del IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias). Muy recomendable. En la Universidad de Málaga también hay muchas actividades programadas, «La UMA celebra el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia con un completo mes de actividades», UMA Divulga, 02 feb 2024. José y Ángel también hacen recomendaciones propias en sus centros respectivos. Pero no olvides que cerca de tu casa también habrá muchas actividades. Infórmate y disfrútalas.

Ángel nos cuenta la historia de Zoozve (2002 VE68), el primer cuasisatélite de Venus. El 26 de enero de 2024, Latif Nasser @latifnasser, un presentador del podcast Radiolab, dedicó un episodio a este asteroide; en un póster del sistema solar de su hijo se llamaba ZOOZVE, porque el artista Alex Foster leyó mal el nombre 2002VE. Nasser propuso el nombre Zoozve a la IAU (International Astronomical Union), con el permiso de su descubridor, Brian A. Skiff. El nuevo nombre fue aprobado y anunciado el 5 de febrero de 2024. Una bonita historia que le sirve de excusa a Ángel para hablarnos de este curioso cuerpo del Sistema Solar.

El asteroide 2002 VE 68 fue descubierto por Skiff en los datos de LONEOS el 11 de noviembre de 2002, siendo confirmado de forma independiente la noche siguiente. Su semieje mayor a = 0.7237 UA es muy cercano al de Venus (0.7233 UA), siendo un asteroide de tipo Atón cercano a la Tierra (NEO) con una órbita muy excéntrica, e = 0.4104 (cruza las órbitas de Mercurio y la Tierra). Un asteroide muy alargado con un tamaño estimado de unos 200 metros; su periodo sinódico es de 13.5 h, su albedo de 0.25 y su magnitud visual absoluta de 20.59. Lo más interesante es que (según los cálculos numéricos) se está moviendo en una resonancia 1:1 con Venus, es decir, se comporta como un cuasi-satélite de Venus (no es un satélite de Venus porque no está ligado gravitacionalmente a Venus, pero desde Venus se vería en el cielo como si lo fuera).

Venus no tiene satélites conocidos (con radio superior a 300 metros de radio). Más información sobre  este asteroide en C. de la Fuente Marcos, R. de la Fuente Marcos, «On the dynamical evolution of 2002 VE68,» MNRAS 427: 728-739 (2012), doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2012.21936.x, arXiv:1208.4444 [astro-ph.EP] (22 Aug 2012); C. de la Fuente Marcos, R. de la Fuente Marcos, «Transient Co-orbitals of Venus: An Update,» Research Notes of the AAS 1: 3 (2017), doi: https://doi.org/10.3847/2515-5172/aa95b5, arXiv:1711.00453 [astro-ph.EP] (01 Nov 2017).

Ángel también nos comenta que se ha descubierto un tercer exoplaneta en el sistema estelar de Teegarden (una enana roja de tipo M localizada a 12 años luz de nosotros). Ya se sabía que tenía dos exoplanetas (b y c) de tipo supertierra en su zona de habitabilidad estelar. El nuevo exoplaneta (Teegarden d) se ha descubierto gracias a medidas por el método de la velocidad radial de CARMENES, ESPRESSO, MAROON-X y HPF, junto con medidas fotométricas de TESS, SPECULOOS y SAINT-EX. Se estima que su periodo orbital es de 26.13 ± 0.04 días y su masa mínima es de 0.82 ± 0.17 masas terrestres; a diferencia de los otros dos, está fuera de la zona de habitabilidad. Hay dos señales que no tienen explicación: una cada 96 días, que se puede atribuir a la rotación de la estrella, y otra de 172 días, que se podría atribuir a la existencia de exoplanetas adicionales.

Héctor comenta que lo interesante de este tercer planeta es que permite estudiar las resonancias entre las órbitas planetarias en este sistema solar. Ya hay tantos exoplanetas descubiertos y tantos sistemas estelares que lo relevante de este tipo de estudios es la estadística. Y la existencia de resonancias en las órbitas es una de las propiedades estadísticas más interesantes, por sus repercusiones en la formación del sistema exoplanetario. El artículo es S. Dreizler, R. Luque, …, J. I. Vico Linares, «Teegarden’s Star revisited: A nearby planetary system with at least three planets,» Astronomy & Astrophysics, accepted (2024), arXiv:2402.00923 [astro-ph.EP] (01 Feb 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2402.00923.

El sistema exoplanetario de la estrella Teegarden es diferente del de la famosa TRAPPIST-1 (otra enana roja de tipo M localizada a 39 años luz). Héctor aprovecha para comentar un artículo sobre las atmósferas de los exoplanetas de TRAPPIST-1, que también serían aplicables a Teegarden. La razón es que las enanas rojas son estrellas muy activas, muy violentas, que afectan mucho a sus astrónomas. Usando simulaciones por ordenador de posibles atmósferas (usando el código Kompot), con diferentes composiciones, se concluye que estos exoplanetas no pueden tener una atmósfera que haya sobrevivido más de mil millones de años (incluidos los que están en la zona de habitabilidad). En concreto, una atmósfera como la terrestre se perdería en unos 100 millones de años. Se concluye que ninguno de los exoplanetas de TRAPPIST-1 puede tener atmósfera en la actualidad. Este resultado parece ser aplicable a Teegarden. El artículo es Gwenaël Van Looveren, Manuel Güdel, …, Kristina Kislyakova, «Airy worlds or barren rocks? On the survivability of secondary atmospheres around the TRAPPIST-1 planets,» Astronomy and Astrophysics, accepted (2024), arXiv:2401.16490 [astro-ph.EP] (29 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.16490.

Me toca comentar un reciente artículo en Nature sobre la causa autoinmunitaria del síndrome de Guillain-Barré (en su variante clásica, llamada NIAD, por polirradiculoneuropatía inflamatoria aguda desmielinizante, que aparece en el 75 % de los casos). El sistema inmunitario ataca al sistema nervioso periférico; en la variante clásica, ataca a las células de Schwann que recubren de mielina los axones de los nervios periféricos; también se produce una degeneración de los axiones en la región de los nodos de Ranvier (entre células de Schwann). La mielina permite que el impulso nervioso se transmita hasta cien veces más rápido. Los nervios dañados no pueden enviar las señales de forma eficaz; los músculos pierden su capacidad de responder a las órdenes del encéfalo y este recibe menos señales sensoriales del resto del cuerpo. El resultado es la incapacidad de sentir calor, dolor y otras sensaciones, además de paralizar de forma progresiva varios músculos del cuerpo. La figura muestra el proceso según el artículo de Jon D. Laman, Ruth Huizinga, …, Bart C. Jacobs, «Guillain-Barré syndrome: expanding the concept of molecular mimicry,» Trends in Immunology 43: 296-308 (04 Mar 2022), doi: https://doi.org/10.1016/j.it.2022.02.003.

Las células del sistema inmunitario reconocen a las células de nuestro cuerpo gracias al complejo mayor de histocompatibilidad (CMH), sus proteínas HLA que están presentes en la superficie de todas nuestras células. Hay dos tipos de linfocitos T (que maduran en el timo, bajo la parte superior del esternón), los linfocitos T citotóxicos (CD8+) que reconocen las proteínas HLA del CMH-I en la superficie de células infectadas y las destruyen, y los linfocitos T colaboradores (CD4+), que regulan la respuesta inmunitaria tras reconocer las proteínas HLA del CMH-II que se encuentran en células presentadoras de antígeno, como los macrófagos, células dendríticas y linfocitos B. Después de la exposición inicial a un antígeno, una parte de los linfocitos T CD4+ se diferencia en células de memoria en lugar de células efectoras. Estos linfocitos T CD4+ de memoria persisten en el organismo durante largos períodos, a veces durante toda la vida, preparados para responder de forma rápida a una reinfección con el mismo antígeno.

Los linfocitos T y B son policlonales, expresan en su superficie receptores de antígeno (TCR o BCR) con una amplia variedad, para reconocer diferentes fragmentos de proteínas o antígenos. Durante una infección vírica o bacteriana aumenta la actividad policlonal de los linfocitos, lo que aumenta el riesgo de respuestas autoinmunitarias. Como en el síndrome de Guillain-Barré, en el que la respuesta autoinmune causa daños en los gangliósidos, como GM1 (complejos lípidos presentes en la superficie de las células del tejido nervioso, como las células de Schwann y los nodos de Ranvier). El ataque autoinmune provoca la pérdida de mielina (en un 80 % de los pacientes) y la degeneración de los axones (en el 20 % restante). En el primer caso, la recuperación de los pacientes es más rápida tras la remielinización.

El nuevo artículo publicado en Nature, liderado por Daniela Latorre, del Instituto de Microbiología del ETH de Zúrich, estudia el papel de los linfocitos T autorreactivos (responsables de la autoinmunidad) en la variante clásica desmielinizante (NIAD) del síndrome de Guillain-Barré. Se analizan in vitro linfocitos T de pacientes, realizando la secuenciación de su ARN y la secuenciación del receptor de linfocitos T (TCR). Se identifican linfocitos T autorreactivos CD4+ de memoria que muestran un fenotipo citotóxico y linfocitos T CD8+ que se dirigen a los antígenos de mielina de los nervios periféricos en pacientes con NIAD. Se han observado más de 1000 clones de linfocitos T autorreactivos con un amplio repertorio de receptores policlonales dirigidos a las proteínas HLA-DR. Además se ha observado cómo evolucionan los clonotipos autorreactivos en la sangre de cada paciente en distintas etapas de la enfermedad. Todos estos resultados permiten caracterizar la fisiopatología de esta enfermedad autoinmunitaria. Así se abren nuevas perspectivas que podrían dar lugar a futuras aplicaciones biomédicas.

Se han estudiado muestras de sangre de n = 15 pacientes con NIAD (polirradiculoneuropatía inflamatoria aguda desmielinizante) tomadas durante su fase aguda y durante su recuperación. Como controles, se usen muestras de sangre de n = 4 pacientes con la variante NAMA (neuropatía axonal motora aguda), n = 5 pacientes con la enfermedad genética desmielinizante de Charcot-Marie-Tooth, y n = 21 donantes sanos (n = 15 que no han pasado la COVID-19 y n= 6 que la han pasado). Se estudiaron sus linfocitos T CD4+ y CD8+ usando la técnica scRNA-seq (secuenciación del ARN de células únicas), que permite analizar en profundidad la expresión de sus genes. Para identificar la respuesta autorreactiva (autoinmunitaria) se estudió la respuesta a tres antígenos asociados a las glicoproteínas P0, P2 y P22 de la mielina periférica. En 12 de los 15 pacientes de NIAD hay linfocitos T CD4+ de memoria que responden a dichos antígenos (10 de los 10 que no han pasado la COVID-19 y 2 de los 5 que han pasado la COVID-19). En el caso de los linfocitos CD8+ se han detectado en 5 de los pacientes con NIAD y en 2 de los donantes sanos.

Se ha estudiado la citotoxicidad de los diferentes tipos linfocitos CD4+ mediante su presentación al complejo mayor de histocompatibilidad de tipo II (CMH-II). Se ha observado una gran expresión de los genes asociados a los de tipo TH1 (T helper 1), mientras la expresión de los genes asociados a los tipos TH2 y TH17 es muy baja. Se han caracterizado los residuos específicos de las glicoproteínas P0, P2 y P22 que reconoces los clones de linfocitos CD4+ (en concreto, 110 P0, 194 P2 y 83 P22); los más prevalentes son los aminoácidos 191-205 de P0, 1-15 de P2 y 81-100 de P22. Todo ello implica que los linfocitos T CD4+ de memoria autorreactivos de tipo TH1 parecen ser la causa de la variante NIAD del síndrome de Guillain-Barré. Este resultado confirma estudios previos en modelos animales. Por ello, en medios se ha afirmado que se ha desvelado la causa de este síndrome. Además, la ausencia de este tipo de respuesta autoinmunitaria en la variante NAMA induce a pensar que hay otros mecanismos autoinmunitarios no estudiados (que también podrían un papel en la variante NIAD).

Por supuesto, el tamaño de la muestra es pequeño, futuras investigaciones con una cohorte más amplia de pacientes deberán confirmar estos resultados. Pero todo apunta a que ciertas infecciones virales inducen la activación de linfocitos T CD4+ reactivas contra la mielina del sistema nervioso periférico que se infiltran en los nervios, produciendo inflamación local que conduce a un ataque del sistema inmunitario que desestabiliza la mielina. Estos hallazgos podrían allanar el camino hacia nuevas terapias que se puedan aplicar al inicio de los síntomas para prevenir la progresión de la enfermedad. El artículo es L. Súkeníková, A. Mallone, …, D. Latorre, «Autoreactive T cells target peripheral nerves in Guillain–Barré syndrome,» Nature 626: 160-168 (17 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06916-6; una nota de prensa en «Clarifying the cause of Guillain-Barré Syndrome,» EurekAlert!, 19 Jan 2024.

Nos comenta Gastón que se ha observado el agujero negro supermasivo (SMBH) de la galaxia Markarian 817 (Mrk 817) usando los telescopios espaciales XMM-Newton and NuSTAR. Se trata de una galaxia Seyfert con un núcleo galáctico activo (AGN) que, a diferencia de los cuásares típicos, permite observar tanto a la galaxia como al AGN. Las observaciones en rayos X de Mrk 817 en 2022 indican que su flujo ha disminuido al nivel más bajo registrado en los últimos 19 años. Se ha obtenido un espectro detallado usando XMM-Newton y NuSTAR; se observan regiones de absorción neutra e ionizada. Se detectan en el flujo de salida tres componentes de velocidad proyectada bien separadas a v/c = 0.043, v/c = 0.079, y v/c = 0.074. Estas velocidades proyectadas sugieren que la fuente se encuentra a una distancia radial mucho más pequeña que la región óptica observada.

Gastón nos cuenta que en entorno galáctico del AGN obtura (u opaca) la emisión del AGN y sería responsable de la disminución de flujo de Mrk 817. Este proceso es un ejemplo de la realimentación que hay entre el SMBH y su entorno galáctico. Lo novedoso es que este proceso ocurre incluso cuando el flujo es sub-Eddignton con λ ≃ 0.008–0.016 (este rango depende de la masa estimada). Todo apunta a que la acreción de materia en SMBH tiene el potencial de moldear la estructura de su galaxia anfitriona, incluso para flujos muy modestas comparados con el límite de Eddington. Destaca Héctor que las galaxias de Seyfert tipo I y tipo II, que según Gastón se diferencian en sus líneas espectrales, podrían ser objetos físicamente idénticos pero observados desde diferentes puntos de vista (se diferencian en la dirección de la emisión de su AGN y la de observación desde la Tierra). El artículo es Miranda K. Zak, Jon M. Miller, …, Abderahmen Zoghbi, «Fierce Feedback in an Obscured, Sub-Eddington State of the Seyfert 1.2 Markarian 817,» The Astrophysical Journal Letters (ApJL) 962: L1, (01 Feb 2024), doi: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad1407, arXiv:2312.06487 [astro-ph.HE] (11 Dec 2023).

También nos cuenta Gastón que se ha publicado un censo de enormes agujeros negros que son pequeños puntos rojos en las imágenes de NIRCam del JWST, en concreto con desplazamiento al rojo fotométrico 4 < z < 9. Resulta fascinante que para ver agujeros negros supermasivos en el universo temprano hay buscar pequeños puntos rojos en las imágenes del JWST. Estos núcleos galácticos activos (AGN) con z ∼ 5, la frecuencia observada de su emisión es 6 veces menor que la original de la fuente. Estos objetos son claves para entender la evolución de los SMBHs y su coevolución con sus galaxias anfitrionas.

Se estudiado un gran campo celeste (para los que puede observar el JWST) de unos ∼340 arcominutos al cuadrado. Se han observado 260 candidatos a AGN enrojecidos con 4 < z < 9 con luminosidades bolométricas de 10⁴⁴⁻⁴⁷ erg/s, magnitudes ultravioletas débiles desde −17 hasta −22. Se estima que la masa de estos agujeros negros está entre un millón y cien millones de masas solares (asumiendo que acretan a un ritmo por debajo del límite de Eddington). El resultado más relevante (en mi opinión) de este artículo es que los resultados son compatibles con los modelos teóricos, sin tensionar con lo que confirman las predicciones derivadas del modelo cosmológico de consenso. El artículo es Vasily Kokorev, Karina I. Caputi, …, Pierluigi Rinaldi, «A Census of Photometrically Selected Little Red Dots at 4 < z < 9 in JWST Blank Fields,» arXiv:2401.09981 [astro-ph.GA] (18 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.09981.

Me toca comentar un artículo en Nature sobre la fibración de fibras reforzadas con semiconductores para tejidos inteligentes. Se propone una nueva técnica de fabricación basada en dos fases de estirado de la fibra. En el primer estirado se usa una preforma con un cilindro interior semiconductor se calienta en un horno de estirado (para ello se requiere que el punto de fusión y otras propiedades físicas de ambos materiales sea compatibles); el chorro delgado cae por gravedad, como cae un chorro de leche condensada del bote, y durante la caída se solidifica; para facilitar el proceso, la fibra se enrolla en un tambor que produce una tracción que facilita el estirado. El segundo estirado se usa una preforma con la fibra semiconductora en el centro (que se limpia con un tratamiento químico adecuado), con dos hilos metálicos que actuarán como contactos y con un polímero conductor; se repite el estirado y se obtiene una fibra final funcionalizada. Dicha fibra se fabrica con longitudes de cientos de metros, lo que permite usarla para fabricar tejidos inteligentes.

La nueva técnica permite integrar dispositivos activos (como transistores) que permiten integrar dispositivos microelectrónicos y optoelectrónicos en la fibra. Así se puede fabricar ropa inteligente, como un sombrero lavable para personas invidentes que permite detectar los cambios de color de los semáforos. O un vestido que pueda actuar como guía turístico mientras su usuario visita un museo. Este tipo de tecnología (que ahora mismo está en fase de prototipo) promete un futuro de ropa inteligente cuya aplicación estrella será la detección y análisis de parámetros corporales que ayudarán a cuidar nuestra salud (y a minimizar los gastos sanitarios de los gobiernos). El artículo es Zhixun Wang, Zhe Wang, …, Lei Wei, «High-quality semiconductor fibres via mechanical design,» Nature 626: 72-78 (31 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06946-0; más información divulgativa en Xiaoting Jia, Alex Parrott, «Flexible fibres take fabrics into the information age,» Nature 626: 38-39 (31 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-00076-x.

Jose nos comenta que ha fallecido Arno Allan Penzias con 90 años (Múnich, Alemania, 26 de abril de 1933 — San Francisco, 22 de enero de 2024); falleció con Alzheimer por complicaciones asociadas a esta enfermedad. Penzias junto a Robert Woodrow Wilson obtuvieron en 1978 la mitad del Premio Nobel de Física por el descubrimiento en 1964 de la radiación cósmica de fondo (CMB); por cierto, la otra mitad del galardón la obtuvo Pyotr Kapitsa, por sus aportaciones a la física a baja temperatura con helio líquido. El CMB fue clave para establecer la teoría cosmológica de la gran explosión (big bang) y relegar al olvido su competidora, la teoría del estado estacionario. El CMB ha sido clave para la aceptación del actual modelo cosmológico de consenso LCDM (con materia oscura fría y energía oscura asociada a la constante cosmológica).

Cuenta Héctor la anécdota de que Robert Dicke telefoneó a Arno Penzias (Bell Labs) y tras colgar el telefóno le dijo a sus colegas “Well, boys, we’ve been scooped” (chicos, se nos han adelantado). La llamada tuvo su origen en que Penziar habló con su colega Bernard Burke sobre el ruido de microondas que habían observado por todo el cielo durante todo un año; Burke le sugirió llamara Dicke en Princeton. Penzias trabajó en los Bell Labs (el equivalente a Telefónico en EEUU) durante casi cuarenta años.

Jose comenta otra anécdota: los padres de Penzias eran judíos y fueron arrestados por la Gestapo, que los deportó a Polonia. Allí nos lo quisieron aceptar, así que tuvieron que volver a Múnich. En la primavera de 1939, sus hijos, Arno con 6 años y su hermano menor, fueron subidos a un tren hacia Inglaterra. El Kindertransport fue el rescate británico de unos diez mil niños judíos que fueron alejados de sus padres. Por fortuna, sus padres escaparon de Alemania, lo buscaron en Inglaterra y se mudaron todos a Nueva York en 1940.

Más información en el extenso obituario de Katie Hafner, «Arno A. Penzias, 90, Dies; Nobel Physicist Confirmed Big Bang Theory His 1964 discovery with Robert W. Wilson settled a debate over the origin and evolution of the universe,» The New York Times, 22 Jan 2024, que se basa en una autobiografía de junio de 2005.

Y esto es todo, amigas. ¡Que disfrutes del podcast!