Te recomiendo disfrutar del episodio 456 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [Acast A, Acast B; iVoox A, iVoox B; iTunes A y iTunes B], titulado “Ep456: Señales; Encuentros Estelares; Tensión Cosmológica; Gatos; Starship», 21 mar 2024. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Cara A: Fallece William (Jack) Welch, pionero de SETI, esposo de Jill Tarter (08:00). Encuentros estelares con transmisiones terrestres a sondas espaciales (12:00). Adam Riess (SH0ES) elimina otro sesgo en la escalera de distancias (40:00). Cara B: El paleoclima hace 56 millones de años alterado por el paso de una estrella cercana (26:55). La genética de los gatos Manx sin cola (52:05). Tercer lanzamiento de prueba (IFT3) de Starship (01:09:35). 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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Como muestra el vídeo participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), y Francis Villatoro @emulenews. Por cierto, agradezco a Manu Pombrol @Manupombrol el nuevo diseño de mi fondo para Zoom. Muchas gracias, Manu. Este episodio está patrocinado por BABBEL; entra en www.babbel.com/empezar y usa el código COFFEBREAK para conseguir tus 3 meses gratis.

Tras la presentación, Héctor realiza una rectificación sobre el episodio 455, donde se emitió un corte sobre Loeb en el programa Café Zimmerman (RTVE) se emite en Radio Clásica, pero dijo en alguna ocasión que fue en RNE 3; también se emite un breve corte sobre Loeb y el camión de Manu Pombrol @Manupombrol (gracias Manu). También nos comenta que ha fallecido el 11 de marzo William (Jack) Welch (90 años), pionero de SETI, esposo de Jill Tarter. Astrónomo pionero en radioastronomía ayudó a avanzar en la búsqueda de tecnología extraterrestre. Profesor de la Universidad de California, Berkeley (UCB), tuvo un papel clave en el diseño y desarrollo del Allen Telescope Array (ATA) del Instituto SETI. Héctor también destaca que Welch estaba casado con la cofundadora del Instituto SETI, Jill Tarter; juntos construyeron el ATA, el primer y aún único observatorio construido de forma específica para realizar investigaciones SETI. Más información en el obituario «Astronomer William (Jack) Welch Dies,» SETI, 11 Mar 2024.

Nos habla Héctor de un artículo que determina las estrellas que pueden haber recibido o que recibirán las transmisiones que hemos enviado a las cinco sondas espaciales más lejanas. Las sondas espaciales Voyager 1, Voyager 2, Pioneer 10, Pioneer 11 y New Horizons reciben información de la Tierra gracias a las antenas de radio de la Deep Station Network (DSN). Estas transmisiones de alta potencia con una anchura de haz de 0°.128 ± 0°. 013 pueden alcanzar otras estrellas en las que haya vida inteligente. El nuevo artículo busca en el catálogo de Gaia estrellas cercanas (más de 300 mil estrellas en un radio de 100 pc) que podrían haber recibido dichos señales. Solo en el caso de las transmisiones hacia Voyager 2 y Pioneer 10 se han encontrado estrellas a menos de 10 pc. La emisión terrestre de 20 kW hacia estas sondas espaciales está bastante colimada; si estuviera distribuida de forma isótropa sobre la esfera celeste, su EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) sería de 10¹⁰ W que es unos 3 órdenes de mayor que el EIRP de otras emisiones de la Tierra, que se estima en 8 × 10⁶ W. Así que para los alienígenas que puedan escuchar sería una señal muy intensa comparada con la típica de la Tierra.

Las transmisiones hacia Voyager 1 no han alcanzado todavía ninguna estrella, pero alcanzarán 277 para el año 2341. Hacia Voyager 2 ya han alcanzado 2 estrellas, y 272 para el año 2336; si nos contestan desde la más cercana, recibiremos la señal de retorno en 2033. Hacia Pioneer 10 han alcanzado 1 estrella, que podría contestarnos en 2029, y alcanzará 222 para el año 2313. Hacia Pioneer 11 también ha alcanzado 1 estrella, que podría contestarnos para 2058, y alcanzará 386 para el año 2317. Y, por último, hacia New Horizons aún no se ha alcanzado ninguna estrella (la primera será en 2119) y se alcanzarán 139 para el año 2338. Quizás en la estrella ft, Gaia EDR3 6306068659857135232, a 7.41 pc de la Tierra, haya alienígenas que hayan recibido nuestra señal hacia Pioneer 10; que se recibirá en una región de 1707 UA alrededor de la estrella; lo sabremos a partir de 2029.

Sin lugar a dudas un artículo muy curioso (en el que Héctor ha sido uno de los revisores científicos): Reilly Derrick, Howard Isaacson, «The Breakthrough Listen Search for Intelligent Life: Nearby Stars’ Close Encounters with the Brightest Earth Transmissions,» Publications of the Astronomical Society of the Pacific 135: 034201 (20 Mar 2023), doi: https://doi.org/10.1088/1538-3873/acc1a1, arXiv:2304.07400 [astro-ph.SR] (14 Apr 2023).

Me toca comentar el nuevo artículo de Adam Riess et al. (SH0ES) que elimina otro sesgo en la escalera de distancias. En concreto, se descarta con 8 sigmas de confianza que toda la tensión de Hubble sea debida a que las cefeidas observadas con el telescopio espacial Hubble (HST) están sesgadas por las estrellas cercanas que las rodeas (el fenómeno llamado crowding) usando las nuevas observaciones del telescopio espacial Webb (JWST). Las cefeidas son estrellas gigantes amarillas cuyo brillo es variable; estas estrellas contraen su radio de forma periódica (pulsan) lo que produce cambios en su brillo. Las cefeidas son candelas estándar que permiten medir distancias gracias a la relación entre su periodo y su luminosidad (magnitud), la llamada ley de Leavitt. El nuevo artículo estudia 6 de las 37 galaxias con cefeidas usadas en el proyecto SH0ES. JWST ha observado unas mil cefeidas en estas seis galaxias: la galaxia NGC 4258 (~25 Mly) que es un ancla geométrica de la escalera de distancias y otras cinco galaxias (NGC 5584, ~72 Mly, NGC 5643, ~35 Mly, NGC 1559, ~50 Mly, NGC 5468, ~140 Mly, y NGC 1448, ~55 Mly) que son anfitriones de 8 supernovas de Tipo Ia. En la figura se comparan la relación periodo-luminosidad (logP/m) para JWST F150W (λ = 1.50 μm) puntos rojos con pequeña barra de error y HST F160W (λ = 1.53 μm) puntos grises con gran barra de error.

En el proyecto SH0ES las cefeidas se usan en los dos primeros escalones de la llamada escalera de distancias. En el primer escalón (de anclaje) solo hay cefeidas en galaxias cuya distancia ha sido medida mediante métodos geométricos (como la paralaje); galaxias como la Vía Láctea, la Gran Nube de Magallanes, la Pequeña Nube de Magallanes, Andrómeda y NGC 4258. En el segundo escalón (de calibración) hay cefeidas en 37 galaxias que también tienen supernovas Ia (42 en total); las cefeidas se usan para calibrar la distancia a las supernovas Ia. Finalmente, en el  tercer escalón hay 277 supernovas Ia en galaxias cercanas (con desplazamiento al rojo entre 0.023 < z < 0.15). Como conté en mi charla «El abrazo dé la plata…» en Naukas Bilbao 2019 (LCMF, 24 sep 2019) la estimación de la constante de Hubble del proyecto SH0ES equivale a calcular una derivada, con lo que la mayor fuente de error en el tercer escalón es debida al segundo escalón y la del segundo escalón es debida al primero. 

En el nuevo artículo se ha confirmado que la relación periodo/luminosidad (P/L) observada por JWST y por HST coinciden. Las cefeidas en galaxias con supernovas Ia se usan para calibrar la distancia a estas candelas estándar. Las observaciones con NIRCam (filtros F090W, F150W y F277W, centrados en 0.9, 1.5 y 2.8 μm) de JWST (GO-1685) entre junio y agosto de 2023. La diferencia entre las magnitudes de las cefeidas observadas por HST y JWST es de solo −0,01 ± 0,03 mag. Como resultado se concluye que no existe ningún sesgo en las medidas fotométricas de las cefeidas usadas en la estimación de la escalera de distancias que pueda justificar la tensión (problema) de la constante de Hubble, la diferencia a unas 5 sigmas entre las medidas astrofísicas H₀ = 73.0 ± 1.0 km/s/Mpc y las cosmológicas H₀ = 67.4 ± 0.5 km/s/Mpc. No se ha vuelto a calcular el valor de H₀ con las cefeidas de JWST porque no se espera observar ningún cambio respecto a lo ya calculado con las cefeidas de HST.

Esta es la figura que ilustra el título del artículo: «las observaciones del JWST descartan a 8 sigmas de confianza que un sesgo en las medidas fotométricas de las cefeidas sea la causa de la tensión de Hubble». Serían la causa si hubiera una desviación entre la fotometría de HST y JWST (representada en la figura por la línea de puntos y rayos en la figura de abajo); las 8.2 sigmas se calculan para la galaxia NGC 5468, la más lejana (~140 Mly) y la que debería mostrar la desviación más grande entre HST y JWST. Como es obvio hay que tener cuidado con estas 8 sigmas, pues se recurre a un hipotético modelo para el sesgo como única causa de la tensión de Hubble. Se evitar ver en ellas más de lo que cuentan.

El nuevo artículo muestra que la fotometría de las cefeidas de HST es mucho más ruidosa que las de JWST (como es esperar debido a su mayor resolución). Pero que desde un punto de vista estadístico las medidas de ambos telescopios espaciales son compatibles entre sí. Además, estos resultados son similares a los obtenidos por otros grupos de investigadores (para NGC 1365 en GO-2107 y para NGC 7250  en GO-1995); sus resultados son similares, aunque con mayor incertidumbre, que los de Riess et al. (SH0ES). El nuevo artículo es Adam G. Riess, Gagandeep S. Anand, …, Richard I. Anderson, «JWST Observations Reject Unrecognized Crowding of Cepheid Photometry as an Explanation for the Hubble Tension at 8 sigma Confidence,»  The Astrophysical Journal Letters 962: L17 (06 Feb 2024), doi: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad1ddd, arXiv:2401.04773 [astro-ph.CO] (09 Jan 2024). Más información divulgativa en «Webb y Hubble concuerdan en la tasa de expansión del Universo», Europa Press, 11 Mar 2024.

Me toca comentar un artículo sobre la alteración del paleoclima terrestre hace 56 millones de años por el paso de una estrella cercana. Lo cuenta muy bien Josep M. Trigo Rodríguez, «Estrellas que se aproximan al Sistema Solar pueden alterar el clima de la Tierra», The Conversation, 18 feb 2024. El paso de una estrella cerca del Sol perturba las órbitas de los planetas gigantes, que a su vez influye en los planetas rocosos como la Tierra. Un nuevo artículo simula el efecto del paso de la estrella de tipo solar HD 7977 hace 2.8 millones de años, que incrementó la excentricidad orbital de la Tierra, lo que pudo afectar a su clima. De hecho, los estudios paleoclimáticos muestran anomalías climáticas que podrían estar asociadas a perturbaciones gravitatorias en la órbita de la Tierra. El más famoso es el máximo térmico del Paleoceno-Eoceno, que tuvo lugar hace 56 millones de años; la temperatura de la Tierra subió entre 5 y 8 grados centígrados (ya había sospechas de que se modificó la excentricidad orbital de la Tierra durante el evento).

Las simulaciones de las órbitas planetarias están limitadas por el crecimiento exponencial de las incertidumbres (asociado al caos estocástico, o caos hamiltoniano). No se puede ir mucho más allá de entre 50 y 100 millones de años en el pasado. De hecho, las simulaciones del sistemas solar interior tienen un exponente de Lyapunov de unos 5 millones de años. Se estima que las simulaciones de los ocho planetas tienen un límite en hace ~70 millones de años. Pero dicho valor debe ser reducido por el paso cercano de estrellas próximas al Sol (se estima que cada millón de años se acercan ~20 estrellas a menos de 1 pc, pársec). De hecho, con una probabilidad de ~0.5 % el paso de una estrella provocará la pérdida de uno o más planetas en los próximos 5 Gyr.

Se ha simulado el Sistema Solar sobre los ocho planetas y Plutón, mediante el código MERCURY, durante 150 Myr con un paso de tiempo de 1.5 días. La excentricidad orbital media de la Tierra se desvía más del 10 % más allá de los 77 millones de años de retrointegración. Cuando se incluye el efecto del paso de estrellas cercanas (según Gaia) se acorta dicho intervalo de tiempo en unos 5–7 Myr (62 Myr para pasajes estelares con asteroides y 60 Myr para pasajes estelares sin asteroides). El encuentro cercano con mayor efecto sobre la Tierra fue el paso estelar de la estrella HD 7977, que pasó cerca del Sistema Solar hace 2,8 millones de años a una velocidad de 27 km/s. Este estrella de clase espectral G y masa 1.1 M⊙ (masas solares), hoy se proyecta en la constelación de Casiopea, a unos 247 años luz de distancia de la Tierra. La incertidumbre sobre su distancia más cercana al Sol según Gaia DR3 oscila entre 3900 y 31000 Unidades Astronómicas (UA), siendo la mediana 13200 UA.

Si HD 7977 se acercó a unos 3900 UA, en el borde interior de la Nube de Oort, el límite temporal para una desviación de la excentricidad orbital media de la Tierra del 10 % se sitúa entre 50 y 60 Myr. En concreto se modifican las predicciones de la excentricidad máxima que alcanzó la Tierra hace entre 55 y 56 millones de años (periodo que abarca el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno). La excentricidad máxima de la Tierra durante este tiempo varía entre 0.0546 y 0.0555 (±0,00045); pero cuando se incluye la perturbación de HD 7977, la excentricidad máxima es casi un orden de magnitud mayor, entre 0.0500 y 0.0569 (±0,0035).  Así la órbita de la Tierra cerca del Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno depende de los parámetros exactos de los encuentros estelares que han ocurrido en los últimos millones de años.

En resumen, los encuentros estelares pueden afectar a la dinámica interna del sistema solar y al paleoclima de la Tierra. Futuros estudios con múltiples escenarios serán necesarios para entender su impacto sobre el clima pasado. El artículo es Nathan A. Kaib, Sean N. Raymond, «Passing Stars as an Important Driver of Paleoclimate and the Solar System’s Orbital Evolution,» The Astrophysical Journal Letters (ApJL) 962: L28 (14 Feb 2024), doi: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad24fb, arXiv:2402.08734 [astro-ph.EP] (13 Feb 2024).

Me toca comentar un artículo sobre la genética de los gatos manx sin cola. En el episodio anterior Héctor nos habló de la Isla Manus (Papúa Nueva Guinea), que un oyente confundió con la Isla de Man (Gran Bretaña), en el noroeste de Irlanda, que le llevó a preguntar por los gatos domésticos de raza manx (manés) sin cola (hay cinco razas sin ella: pixie-bob, bobtail americano, bobtail kuriliano y bobtail japonés). Estos gatos sin cola, llamados stubbin, son producto de una mutación que apareció en la isla de Man. El origen es una mutación dominante (basta que un alelo la tenga) en el gen TBXT  (T-Box Transcription Factor T), también llamado Brachyury, el mismo gen del que hablamos en el episodio 454 (LCMF, 09 mar 2024). Este gen es responsable de un factor de transcripción que regula la diferenciación de las notocordas en todos los vertebrados. La mutación responsable es muy diferente (recuerda que los gatos no tienen secuencias Alu como los primates).

Por cierto, los humanos tenemos 46 cromosomas (23 pares, uno heredada del padre y otro de la madre), sin embargo, los gatos tienen 36 cromosomas (18 pares) y los perros tienen 78 cromosomas (39 pares). Se llaman alelos a las dos copias de un gen en la pareja de cromosomas. Una mutación es dominante si altera el fenotipo cuando afecta al menos uno de los dos alelos; se llama recesiva cuando altera el fenotipo solo si los dos alelos están mutados.

La longitud de la cola de los gatos manx es variable (depende de su número de vértebras caudales). El estudio genético indica que se trata de un rasgo autosómico dominante y cuando se cruzan padres de cola corta sus camadas suelen ser más pequeñas de lo habitual (luego la homocigosidad resulta en una letalidad embrionaria temprana). Estos gatos suelen tener todo un espectro de defectos o anomalías congénitas adicionales. La secuenciación del gen TBXT felino muestra cuatro alelos T asociados a la pérdida de cola: tres deleciones de 1 pb, timina o citosina (c.998delT en el exón 8, y c.1169delC y c.1199delC en el exón 9) y una duplicación de 17 pares de bases con una deleción de tres bases GCC (c.998_1014dup17delGCC en el exón 8). El análisis genético indica que cada alelo causa un cambio de marco de lectura que resulta en un truncado prematuro del gen Brachyury; luego la pérdida de cola es debida a una haploinsuficiencia.

La mutación c.998delT en el exón 8 resulta en un cambio de marco de lectura que introduce un codón de parada en el residuo 354 de 437. Las mutaciones c.1169delC y c.1199delC en el exón 9 resultan en sendos cambios de marco de lectura que introducen un codón de parada en el residuo 425 de 437. El estudio de la genealogía de los gatos estudiado confirmó su relación con la reducción de tamaño o la eliminación completa de la cola. Por cierto, se estudiaron muestras de ADN de 196 gatos (136 manx, 21 bobtail americano, 14 bobtail japonés, 15 pixie-bob y 10 bobtail kuriliano) la mayoría de ellos de criadores de Estados Unidos. Se observó que 78 de 82 gatos Manx con cola acortada eran heterocigotos para un alelo T mutante, y 47 de 48 gatos Manx de cola completa tenían alelos T sin mutar. Estos resultados demuestran que el fenotipo de cola corta en los gatos Manx también es causado por mutaciones naturales en T. Sin embargo, se observaron 5 gatos Manx cuyo fenotipo no es el esperado para su genotipo (uno quizás estaba mal fenotipado, mientras que los otros cuatro quizás eran resultado de mutaciones en otros genes).

El artículo es «Multiple mutant T alleles cause haploinsufficiency of Brachyury and short tails in Manx cats,» Mammalian Genome 24: 400-408 (15 Aug 2013), doi: https://doi.org/10.1007/s00335-013-9471-1; en gatos asiáticos de cola corta o ausente se han identificado mutaciones en otro gen llamado HES7, como nos cuentan Xiao Xu, Xin Sun, …, Shu-Jin Luo, «Whole Genome Sequencing Identifies a Missense Mutation in HES7 Associated with Short Tails in Asian Domestic Cats,» Scientific Reports 6: 31583 (25 Aug 2016), doi: https://doi.org/10.1038/srep31583. Más información divulgativa en Maria Golab, «Why Manx cats have no tails?» Anadolu Kedisi, 08 Jan 2018.

Yo tengo que marcharme a impartir mi clase de los miércoles por la tarde, así que Héctor se queda solo. Según afirma es la primera vez en toda la historia del podcast en la que se queda solo, pero como tiene experiencia de su canal 18 millones de km de YouTube lo hace de forma estupenda. Javier Benavides pregunta: «¿[Lo que ha contado Francis de los gatos Manx] tiene algo que ver con lo que se contó sobre humanos sin cola?» Contesta Héctor que tiene que ver con dos episodios. Por un lado, con el Ep. 454, LCMF, 03 Mar 2024, donde se habló del origen genético de la ausencia de cola en humanos. Y por otro lado, con el Ep. 455, LCMF, 17 Mar 2024, donde se habló de la Isla Manus cerca de la que pudo caer el asteroide interestelar CNEOS 2014 según Loeb.

Nos comenta Héctor el tercer lanzamiento de prueba (IFT3) de Starship, al hilo de las piezas de Daniel Marín, «Tercer lanzamiento del sistema Starship: la S28 se destruye en la reentrada», Eureka, 14 mar 2024, y Austin DeSisto, «Starship/Super Heavy | Integrated Flight Test #3,» Everyday Astronaut, 13 Dec 2023. «El 14 de marzo de 2024, el conjunto Booster 10 y Ship 28, de 121 metros de altura y 9 metros de diámetro, se elevó en el cielo. La S28 logró alcanzar la trayectoria suborbital prevista, aunque se destruyó en la reentrada. El B10 cumplió su misión a la perfección hasta el encendido de regreso, pero no logró estabilizar su descenso en las capas bajas de la atmósfera. El despegue fue perfecto con todos los 33 motores Raptor funcionando sin problemas y sin provocar graves daños a la rampa».

¡Que disfrutes del podcast!