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Habitability: The Astrophysical, Atmospheric and Geophysical Implications

Habitability: The Astrophysical, Atmospheric and Geophysical Implications

21 May 2024 – 14 Jun 2024

• Garching, Germany

Organizer: MIAPbP – Munich Institute for Astro-, Particle and BioPhysics an institute of the Excellence Cluster ORIGINS

Abstract: It is widely accepted that habitability and the capability of a planet to maintain its habitable conditions are deeply interwoven with its chemical composition and physical properties such as its atmospheric and geological/geophysical characteristics, orbital motion, dynamics, and its interactions with its host star. How these interactions originate and how they enable the planet to maintain its habitability are complex questions that can only be answered through collaborations between scientists of their respective fields. This workshop aims to bring together scientists from the fields of stellar astrophysics, planetary science, planetary dynamics, geology, and geophysics to discuss fundamental questions regarding the formation, characterization, and detection of habitable planets.

The goal is to facilitate interactions among participants through lectures, presentations and discussion sessions as well as to provide them with ample time to initiate collaborations and carry out their independent research.

Workshop is open to scientists of all levels, in particular junior and early-career researchers.

Event website https://www.munich-iapbp.de/habitability

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La primera astrónoma de la historia: Cecilia Payne-Gaposchkin

Si bien la Astronomía no es parte integrante de la Geología, es una ciencia que los geólogos no podemos ignorar porque la Tierra, que es nuestro objeto material de estudio, forma parte de ese cosmos acerca del cual es imprescindible conocer al menos los fundamentos, y de una manera sólida. Por ello, es que he elegido hoy este homenaje a la primera mujer que se reconoce mundialemnte como astrónoma en la historia de la ciencia.

¿Por qué se reconoce a Cecilia Payne -Gaposchkin como la primera astrónoma de la historia?


Porque su vida se desarrolló en una época en que las puertas de la ciencia no estaban del todo abiertas para las mujeres, a quienes muchas veces se consideraba como excelentes ayudantes por su dedicación, minuciosidad y prolijidad; pero a las que muy difícilmente se les permitía ejercer roles de mayor protagonismo.

Cuando se produjo su reconocimiento ya el Observatorio de la Universidad de Harvard desde hacía décadas contaba con esas mujeres que aun dedicando su vida al estudio de las estrellas, y teniendo estudios cursados, no alcanzaban el cargo que realmente merecían. Entre las pioneras podemos mencionar a Annie Jump Cannon, Williamina Fleming, Antonia Maury y Henrietta Leavitt, que en los corrillos universitarios eran conocidas como «el harén de Pickering», ya que era éste quien las seleccionaba y contrataba.

A ese selecto grupo pertenecía Cecilia, y se abocó desde 1923 a realizar su tesis doctoral, tarea en la que la había precedido un año antes Adelaide Ames. Al terminar su tesis doctoral titulada “Atmósferas estelares, una contribución al estudio de observación de las altas temperaturas en las capas inversoras de las estrellas”, en 1925, su talento no pudo menos que ser finalmente reconocido, según veremos más abajo.

¿Qué se sabe de su vida?

Cecilia Helena Payne nació el 10 de mayo en 1900 en Inglaterra, en la ciudad de Wendover. Sus padres eran Edward John Payne, abogado, músico e historiador, que falleció cuando Cecilia contaba apenas con cuatro años de edad; y Emma Leonora Pertz, quien fiel a su educación prusiana procuró para sus tres hijos, la mejor educación posible.

Cecilia en particular estudió en el Saint Paul’s Girls School y a los diecinueve años ganó una beca para proseguir sus estudios en el Newnham College, que dependía de la Universidad de Cambridge. Por ese entonces – y hasta 1948- las mujeres que estudiaban allí no podían acceder oficialmente a un título, pese a lo cual, ella terminó su formación en Botánica, Física y Química.

Sin embargo, su verdadera y definitiva vocación fue despertada por una conferencia del astrofísico Arthur Eddington, lo que le hizo pensar que en Inglaterra sólo podía aspirar a ser profesora en algún colegio femenino, y eso no se correspondía con su sueño de ser investigadora. Fue por ese motivo que en 1923 se marchó a los Estados Unidos donde las mujeres comenzaban a abrir un camino algo menos limitado, aunque en roles todavía subalternos.

Su traslado fue auspiciado por un programa de Harlow Shapley, y como ya dije más arriba, allí presentó su tesis que algunos científicos de ese tiempo consideraron como la tesis doctoral más brillante sobre astronomía. En ella, Cecilia estableció que las estrellas estaban formadas en un amplio porcentaje por hidrógeno, elemento que empezó a mencionarse como el más abundante de todo el universo. En parte por ese prestigio, ya en 1931 recibió la nacionalidad norteamericana, y dos años después, en un viaje por Europa conoció al astrofísico ruso Sergei I. Gaposchkin, con quien habría de casarse en 1934 y con quien tuvo tres hijos. Cecilia no siguió la tradición norteamericana de asumir el apellido del marido en lugar del propio sino que conservó el suyo y le adicionó el de su cónyuge y desde entonces pasaría a llamarse Cecilia Payne-Gaposchkin.

Fue recién en 1938 que se la reconoció oficialmente en Harvard como astrónoma titulada. En 1956 fue nombrada profesora titular en la Facultad de Artes y Ciencias, para ser poco después responsable de la Cátedra del Departamento de Astronomía, que fue por primera vez dirigida por una mujer.

En 1966 se jubiló de la enseñanza pero continuó trabajando como investigadora del Observatorio Astrofísico Smithsonian. Falleció el 7 de diciembre de 1979, en Massachussets, después de acumular logros que nada tenían que ver con una «ley de cupos», sino solamente con su capacidad, esfuerzo y talento.

¿Cuáles fueron sus principales contribuciones científicas?

Ya en su tesis, mencionada más arriba, y cuyo título original en inglés era «Stellar Atmospheres: a contribution to the observational study of high temperature in the reversing layers of the stars», marcó un hito al señalar la composición estelar dominantemente de hidrógeno y helio, lo que contradecía la opinión reinante en esa época según la cual, las estrellas no diferían de la Tierra en su composición.

Para establecer sus conclusiones, Cecilia utilizó la ecuación de ionización del físico indio Megnad Saha, que también orbitaba algo alejado del centro de los investigadores más reconocidos, en buena medida por su nacionalidad.

Además de esa tesis que contribuyó a cambiar todo un paradigma, escribió varios libros tales como: The stars of high luminosity; Variable stars; Variable stars and galactic structure, y The galactic novae, de 1957.

¿Qué premios y homenajes se le dedicaron?

A lo largo de su carrera científica obtuvo numerosos y merecidos reconocimientos, tales como el premio Henry Norris Russell, Prize de la American Astronomical Society, recibido en 1976.

Por otra parte, el Asteroide 2039 recibió el nombre de Payne-Gaposchkin.

Pero también cabe mencionar que todavía siendo estudiante, en 1923, su brillante desempeño le valió ser elegida miembro de la Royal Astronomical Society, y más adelante formó parte de otras numerosas y prestigiosas asociaciones entre las que cabe mencionar la American Astronomical Society (1924), y la American Philosophical Society (1936), la American Academy of Arts and Sciences (1943).

Recibió el premio Annie Jump Cannon, del que fue la primera ganadora en 1934, el Premio al mérito del Radcliffe College en 1952, y la Rittenhouse Medal, del Franklin Institute en 1961.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela. P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Una interesante efeméride

Hace apenas un par de días se cumplieron 18 años de un descubrimiento importante, lo que servirá de excusa para salirnos un poco de lo estrictamente geológico, aunque viene al caso, porque a los geólogos nos interesa el contexto del planeta que nos desvela.

¿De qué efeméride hablamos?

El 9 de marzo de 2006, la sonda Casini descubre evidencias de la presencia de agua en estado líquido en Enceladus, uno de los satélites de Saturno.

La sonda Cassini es el resultado de un proyecto conjunto en el que participan la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la italiana (ASI), y se encontraba orbitando Saturno desde 2004.

¿Qué sabemos de Enceladus?

Enceladus, a veces castellanizado como Encélado es por orden de tamaños decrecientes, el sexto satélite de Saturno, con un diámetro muy poco superior a los 500 km.

Se lo conoce desde un tiempo relativamente reciente, ya que fue descubierto el 28 de agosto de 1789 por William Herschel, al aplicar la ley de Titius Bode de la que ya hemos hablado.

La temperatura media de su superficie ronda los -190°C, por lo cual está cubierto por una capa de hielo reciente que refleja casi toda la luz solar incidente, lo que mantiene las condiciones de frío extremo.

Se han observado en él toda una variedad de paisajes de diferentes edades, topografías y seguramente orígenes.

¿Hubo indicios previos a este descubrimiento?

Ya en los años 80 las sondas Voyager pasaron muy cerca del satélite, despertando interés por la presencia de rasgos relacionables con una dinámica hídrica.

Entre 2004 y 2005, la sonda Cassini comenzó una serie de aproximaciones que revelaron nuevos detalles, tales como la presencia de criovolcanes próximos al polo sur del satélite.

En marzo del 2006 pudo establecerse que existen geoformas similares a géiseres, que arrojan emisiones de vapor de agua, algunas otras sustancias volátiles, y también material sólido compuesto en parte por cristales de cloruro de sodio y partículas de hielo.

Ese hielo es en parte responsable de los anillos que circundan a Saturno, pues cuando las emisiones son muy violentas, las partículas heladas escapan a mayor distancia del centro del campo gravitacional, y permanecen orbitando en el espacio exterior del planeta.

¿Cómo se prueba la existencia de agua en Enceladus?

Al aproximarse la sonda Cassini a Saturno, se estableció que el sistema del planeta y sus lunas contiene una gran cantidad de átomos de oxígeno libre. En un primer momento el fenómeno resultó desconcertante, hasta que se descubrió que Enceladus emite gran cantidad de moléculas de agua que se disocian luego en oxígeno e hidrógeno.

Pero lo más interesante es la presencia de iones negativos de agua en el satélite, es decir de átomos con más electrones que protones.

Esos iones sólo se han descubierto hasta ahora en la Tierra,  en Titán, (el satélite más grande de Saturno), en algunos cometas, y en Enceladus. En la Tierra se atribuye la existencia de estos iones negativos a los violentos movimientos del agua en los océanos. Por extensión se asume que debajo de la superficie de Enceladus podría existir un océano que constituiría una capa entre el hielo de la superficie y el núcleo rocoso, cuyo espesor se calcula en unos diez kilómetros.​

¿Qué se puede agregar?

Si bien esto también sucede en otros satélites, en este caso, dado el tamaño del cuerpo, las capas de agua líquida podrían estar a unas pocas decenas de metros bajo la superficie.

En abril de 2017 la NASA confirmó también la existencia de géiseres y fumarolas que expulsan vapor de agua acompañado de elementos químicos que harían factible la posibilidad de vida microbiana.

Si se analiza la confluencia de agua líquida en abundancia, una fuente de energía, y la presencia de moléculas complejas que incluyen átomos carbono en largas cadenas, la existencia o generación de alguna forma de vida es una posibilidad que se está teniendo en cuenta. 

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela. P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Un apunte para alumnos

Este apunte tiene sus años, pero es bastante completo y puede actualizarse fácilmente buscando los temas en este mismo blog, bajo la etiqueta Cosmos, ya que fue la base para los posts, pero al ser estos últimos más nuevos, tienen agregados interesantes. Debe ser citado, en caso de usarse, como:

Argüello, Graciela. 2006 «La Tierra como planeta integrante del Sistema Solar» Cuadernillo didáctico Nº II, Capítulo 1. Para circulación interna en la U.N.R.C. Versión totalmente actualizada.17 páginas.

GeolRc by

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Perigeo de Agosto

El pasado día 10 a las 17:14 GMT tuvo lugar el “Perigeo de Agosto”, nombre con que se denonima el momento en que la luna se acerca más a la Tierra.

Eso se debe a que la Luna, como lo hacen los planetas alrededor del Sol, se mueve en torno a la Tierra describiendo una órbita elíptica de baja excentricidad. Por esa razón, el Perigeo ocurre unas trece veces al año, es decir, cada mes lunar.

El punto en que se produce la mayor distancia entre el centro de la Tierra y el de la Luna se conoce como apogeo, y en él los dos cuerpos llegan a distar unos 406.000 Km entre sí. En el perigeo, la distancia es de unos 363.000 Km.

Cuando el Perigeo y el plenilunio o luna llena ocurren simultáneamente, el fenómeno se denomina “Superluna” y acontece según intervalos de entre 15 y 18 años. La fantasía popular ha generado para esta circunstancia toda una batería de mitos urbanos en los que acontecerían sucesos mágicos que afectarían la buena o mala fortuna de los terrícolas. Por supuesto nada de ello tiene sustento científico.

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