martes, 28 de diciembre de 2021

Descubierto un centenar de exoplanetas que flotan libremente en nuestra galaxia

 La naturaleza y el origen de los planetas errantes (FFP, por sus siglas en inglés: free-floating planets) siguen sin estar claros: ¿se forman como las estrellas mediante el colapso gravitatorio de pequeñas nubes de gas?, ¿o como los planetas alrededor de las estrellas y luego son arrancados o expulsados dinámicamente?

Aunque se sabe que ambos mecanismos pueden producir planetas errantes, se desconoce cómo contribuyen a su formación debido a que no se dispone de una amplia muestra homogénea. 

Identificar este tipo de planetas dentro de un cúmulo de estrellas se parece a buscar una aguja en un pajar, pero es lo que han conseguido científicos del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y otros centros internacionales. Los resultados los publican en la revista Nature Astronomy.

A partir de más de 80.000 imágenes de gran campo, los autores han identificado hasta 170 planetas errantes de la asociación Upper Scorpius entre la ingente cantidad de estrellas y galaxias de fondo

En primer lugar, se necesitan ojos suficientemente sensibles para detectar las 'agujas'. Mientras que las estrellas son relativamente brillantes y fáciles de detectar, los miembros de masa planetaria son varios miles de veces más débiles y solo pueden detectarse con telescopios de gran diámetro y detectores sensibles.

Para afrontar este reto, los autores han combinado las imágenes disponibles en los archivos astronómicos públicos con nuevas observaciones de gran campo profundo obtenidas con los mejores telescopios infrarrojos y ópticos del mundo. Así han medido los diminutos movimientos, los colores y las luminosidades de decenas de millones de fuentes en una amplia zona del cielo donde se encuentra la asociación estelar joven Upper Scorpius OB.

La combinación de los movimientos propios (es decir, los movimientos sobre el plano del cielo) y la fotometría de múltiples longitudes de onda es, de hecho, la forma más eficaz y robusta de identificar a todos los miembros de una asociación en áreas muy extensas. 

Se trata de la mayor muestra de planetas errantes en una sola asociación y casi duplica el número de planetas errantes conocidos hasta la fecha en todo el cielo

Cada miembro de una asociación nació en un mismo complejo de nubes moleculares con su propio impulso original. Al final del proceso de formación, los miembros del grupo se mueven juntos con movimientos espaciales similares a los del complejo de nubes progenitor, lo que constituye un método de identificación extremadamente eficaz.

Las estrellas del campo que no están relacionadas tienen movimientos propios casi aleatorios, mientras que las galaxias del fondo no tienen ningún movimiento propio medible. Por lo tanto, cualquier objeto que muestre un movimiento propio similar al del grupo es probablemente un miembro. Las luminosidades y los colores se pueden utilizar para afinar la selección y rechazar a los pocos objetos restantes.

Con más de 80.000 imágenes

A partir de más de 80.000 imágenes de gran campo que suman hasta 100 TB y abarcan 20 años, los autores han identificado hasta 170 planetas errantes de la asociación Upper Scorpius entre la ingente cantidad de estrellas y galaxias de fondo.

Se trata, sin duda, de la mayor muestra de planetas errantes en una sola asociación y casi duplica el número de planetas errantes conocidos hasta la fecha en todo el cielo. Este número excede claramente el número de planetas errantes esperado si estos se forman como estrellas a partir del colapso de una pequeña nube molecular, lo que indica que deben estar en juego otros mecanismos.

El número de planetas errantes encontrado excede el esperado si estos se forman como estrellas a partir del colapso de una pequeña nube molecular, lo que indica que deben estar en juego otros mecanismos

Con el conocimiento actual de los sistemas exoplanetarios (frecuencia, configuración, dinámica), estimamos que la eyección dinámica de los sistemas planetarios es un mecanismo importante en su formación. 

Núria Miret Roig, primer autora del artículo, afirma que el descubrimiento de esta gran población de planetas errantes jóvenes también tiene importantes implicaciones en la formación y evolución temprana de los sistemas planetarios y, específicamente, en la escala de tiempo de los procesos involucrados.

Las observaciones sugieren que los gigantes gaseosos en sistemas planetarios deben formarse y volverse dinámicamente inestables dentro del tiempo de vida observado en la región de 3-10 millones de años para contribuir a la población de planetas errantes.

Los estudios actuales indican que la inestabilidad entre los planetas gigantes de nuestro sistema solar también puede haber ocurrido en épocas tempranas, aunque fue mucho menos violenta que la inestabilidad necesaria para expulsar planetas tan masivos como los que hemos encontrado. 

Los planetas errantes que se han identificado, según Hervé Bouy, responsable del proyecto europeo que ha financiado este trabajo, son también excelentes objetos para hacer estudios de seguimiento. Por ejemplo, para estudiar las atmósferas planetarias en ausencia de una estrella anfitriona que los oculte, lo que sería interesante para comparar con las atmósferas de planetas que orbitan estrellas.

Podría haber varios miles de millones de planetas tipo Júpiter vagando por la Vía Láctea sin una estrella anfitriona

Además, el estudio de las propiedades binarias y de los discos circumplanetarios alrededor de estos objetos de estos arrojará más luz sobre su proceso de formación, según los investigadores.

Suponiendo que la fracción de planetas errantes medido en Upper Scorpius sea similar a la de otras regiones de formación estelar, podría haber varios miles de millones de planetas tipo Júpiter vagando por la Vía Láctea sin una estrella anfitriona. Este número sería aún mayor para los planetas con masa similar a la Tierra, ya que se sabe que son más comunes que los planetas masivos.


El mejor embrión de dinosaurio jamás encontrado confirma lo parecidos que eran estos animales extintos de las aves modernas

 Lo han llamado "Baby Yingliang" y es el embrión de dinosaurio mejor conservado que se ha conseguido hasta la fecha. Descubierto en Ganzhou, en el sur de China, pertenece a un dinosaurio terópodo desdentado u ovirraptorosaurio. Un fósil de entre 66 y 72 millones de años que da muchas pistas sobre lo parecidos que eran los dinosaurios de las aves modernas. 

El embrión se ha encontrado en una posición enrollada conocida como "plegado", que es la posición que adoptan las aves antes de nacer. Una postura hasta ahora desconocida en los dinosaurios y que se consideraba exclusiva de las aves

Un "bebé dinosaurio" perfectamente conservado

Embrion Huesos

"Estamos entusiasmados con el descubrimiento del 'Bebé Yingliang', ya que se ha conservado en un gran estado y nos ayuda a responder muchas preguntas sobre el crecimiento y la reproducción de los dinosaurios", ha explicado Fion Waisum Ma, paleobióloga de la Universidad de Birminghamque ha participado en la investigación. 

El fósil, encontrado en una roca que pertenece a la era del Cretácico, es un huevo que contiene un embrión completo, de unos 27 centímetros de largo desplegado. El huevo en sí mismo mide unos 17 centímetros de largo y el dinosaurio estaba encorvado como las aves para caber dentro. 

Resumen Huevo

El análisis completo ha sido publicado en la revista iScience y describen como estos dinosaurios realizaban una serie de movimientos dentro del huevo, donde finalmente meten la cabeza debajo del ala derecha, con los pies a cada lado, justo antes de nacer. Un tipo de posición que no se había encontrado en ningún otro ejemplar de dinosaurio hasta la fecha. 

"Es un espécimen increíble... he estado trabajando en huevos de dinosaurio durante 25 años y no había visto nada parecido", explica Darla Zelenitsky, profesora de geociencia en la Universidad de Calgary y coautora de la investigación. Un huevo de dinosaurio con un embrión completo que ha permitido estudiar con un detalle sin precedentes cómo era el estado embrionario de los dinosaurios. 

"Los huesos de dinosaurios bebés son tan pequeños y frágiles, que rara vez se conservan como fósiles", explica Zelenitsky. "Es uno de los fósiles de dinosaurio más impresionantes y bellos que he visto en mi vida", apunta el paleontólogo Steve Brusatte. 

El oviraptor de haber crecido habría llegado a medir entre 2,5 y 3 metros. Este fósil del 'Bebé Yingliang' fue adquirido en el año 2000 por Liang Liu, director de la empresa Yingliang Group, del que recibe el nombre. Sin embargo, el fósil fue almacenado y en gran parte olvidado, hasta que durante la construcción del Museo de Historia Natural de Piedra de Yingliang se recuperó y se percataron de los detalles del embrión.

Un estudio que muestra la gran conexión de los dinosaurios con las aves modernas y apunta a que el comportamiento dentro del huevo que considerábamos exclusivo de las aves podría haberse originado mucho antes, entre sus ancestros los dinosaurios.

“Todos somos exploradores de pequeños, hay que seguir siéndolo de mayores”

 Aunque en las miradas de los demás Claudie Haigneré (Creusot, Francia, 1957) es la astronauta francesa y europea que viajó por primera vez al espacio y a bordo de la Estación Espacial Internacional, sus funciones han ido mucho más allá: médicareumatóloga, científica, ministra delegada de Investigación y Tecnologías (2002-2004) y de Asuntos Europeos (2004-2005) en su país, presidenta de la Ciudad de las Ciencias y de la Industria, conocida como ‘Universcience’, e incluso consejera del director general de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés).

De las 22.500 que enviaron su solicitud para la última convocatoria de la ESA para ser astronauta, unas 5.400 han sido mujeres, es decir el 24 %. “Se requieren competencias, un perfil particular y talento, pero también mucha suerte”, advierte Haigneré

 

De todas las responsabilidades a lo largo de su carrera, la exastronauta considera que ahora su misión es la de transmitir la ciencia, la ingeniería y la tecnología a la cultura y hacer que “la luz de las estrellas siga brillando en los ojos de los niños”. Esta tarea es la que más la define y con la que más se identifica. “Es lo que intento hacer y lo que me gustaría hacer bien”, comenta a SINC durante su reciente visita a Madrid, donde protagonizó un encuentro en el Institut Français de Madrid.

Además, quiere motivar a todas las personas que, al igual que ella en la década de los 80, se han presentado a la última convocatoria de la ESA en busca de futuros astronautas, cuya identidad será revelada a finales de 2022. De las 22.500 que enviaron su solicitud, unas 5.400 han sido mujeres, es decir el 24 %. “Se requieren competencias, un perfil particular y talento, pero también mucha suerte”, advierte Haigneré, para quien es necesario contar con todos, y sobre todo con las mujeres.

Han pasado 25 años desde su primera misión en la estación espacial rusa MIR. Pero antes de ser astronauta, era médica. Vio un anunció y se lanzó. ¿Por qué tomó esa decisión?

La elección de una carrera como esta no es del todo corriente. Correspondía a un sueño de niña porque tenía 12 años cuando en 1969 el ser humano dio el primer paso en la Luna. Fue un momento fascinante y mágico que ha alimentado mi imaginación desde entonces. Ese sueño y esta curiosidad maduraron y tuve la suerte de aprovechar la oportunidad: la convocatoria del Centro Nacional de Estudios Espaciales que seleccionaba a científicos para llevar a cabo programas en las estaciones espaciales. Así que el sueño de la niña se hacía un poco realidad. Solo hacía falta empujar esa puerta pidiendo un informe de candidatura. Lo hice con la convicción de que era mi camino y funcionó.

Sí… porque fuisteis mil candidatos en aquella convocatoria de 1985. Nada fácil…

Sí, de los cuales 100 eran candidatas, es decir que hubo un 10 % de candidatura femenina. Fuimos siete en ser seleccionados finalmente. En ese momento fui la única mujer del equipo. Era médica reumatóloga y fui reclutada como científica para los programas de investigación. He querido completar mi formación haciendo una tesis en ciencias, así que también soy doctora en neurociencias. Esto me ha permitido sentirme a gusto con la investigación y poder realizar las misiones que se me encomendaron.

Claudie Haigneré

Claudie Haigneré en Madrid. / Álvaro Muñoz Guzmán-SINC

Supongo en ese momento chocó el hecho de que hubiera una mujer en el equipo. Ahora es todo lo contrario: sorprende que no hubiera más. 

Bueno, en la década de los 80 esta profesión tenía una imagen llena de clichés. En la mente de los niños el astronauta era el piloto del ejército o el caballero del cielo. Eso era un astronauta en 1985, y sin embargo, la candidatura estaba abierta a hombres y mujeres. Pocas postularon porque era algo demasiado cargado de estereotipos. Creo que ahora, en 2021, las cosas han cambiado. Las mujeres han demostrado ser capaces de cumplir todas las funciones a bordo de la estación espacial internacional, como comandante, piloto de nave, hacer salidas extravehiculares complejas, llevar a cabo los programas con éxito… A menudo están también en colegios y universidades para inspirar, motivar y dar valentía. Eso explica que hayamos pasado del 10 % al 24 % en la selección en la ESA de ahora.

En la década de los 80 la profesión de astronauta tenía una imagen llena de clichés. En la mente de los niños el astronauta era el piloto del ejército o el caballero del cielo

 

Es un progreso, pero ¿cree que es suficiente?

Está bien, pero no, no lo es aún. La diversidad tiene que estar más equilibrada en el futuro. Hay que seguir movilizándose. Creo que hablar, explicar e inspirar con estas profesiones es también abrir todas las posibilidades de actividades en el ámbito de la aeronáutica y el espacio. Ser astronauta es fantástico, pero solo habrá seis seleccionados sobre los 22.500 que se han presentado para la ESA. Claro que se requieren competencias, un perfil particular y talento, pero también mucha suerte. Pero abre la puerta hacia profesiones increíbles como ingeniero, investigador, jurista, arquitecto, filósofo… Hay que cambiar la imagen de esos trabajos y reemplazarla por algo más global y holístico. Hay realmente mucho que hacer y necesitamos todos los talentos, y por supuesto el de las mujeres.

Para que uno de los pocos astronautas seleccionados esté en espacio, hay cientos de personas dentro de la ciencia trabajando detrás. Eso a lo mejor no se promueve tanto.

Por eso la ESA habla de diversidad, pero no solo de personas, sino también de perfiles, de culturas y de edades y generaciones. Puedes estar ya acomodado en tu profesión con 45, 48 o 50 años y querer vivir la aventura. Yo soy por supuesto una embajadora del conjunto de esas diversidades. Pero tiene razón en decir que tenemos que hablar de ciencia e ingeniería hoy como algo que tiene sentido en el contexto y las metas. No debe ser algo abstracto, sino algo que nos dé un poder para actuar y comprender las cosas con un espíritu crítico.

Hablando de ciencia, hace justo 20 años estaba en la Estación Espacial Internacional, como lo está ahora mismo su compatriota Thomas Pesquet, que comparte en redes los experimentos científicos que realiza en el espacio. Comparando su experiencia con la de Pesquet, ¿qué considera que es lo que ha cambiado más en estas dos últimas décadas?

Primero la estación en sí misma. Cuando yo llegué en 2001 era un embrión de estación. Había un módulo ruso, otro americano y un nodo de unión. Hoy es una infraestructura enorme con sus múltiples laboratorios, entre los que se encuentra el europeo Columbus. En su interior los instrumentos permiten ahora hacer ciencia en condiciones que son casi las de un laboratorio en Tierra. Cuando yo investigaba en mi primer vuelo de 1996 en la estación MIR o incluso en la de 2001, diría que estábamos en la fase de observación de las modificaciones del cuerpo humano, del desarrollo de un vegetal o de la estructura de un cigoto en biología, etc. Era observación en general. Ahora, la investigación versa sobre la comprensión de los mecanismos. Secuenciamos el ADN, llevamos organoides de cerebro, somos capaces de medir la densidad del plasma con una precisión extraordinaria… La diferencia está en la calidad de la investigación porque tenemos instrumentos con muy buen rendimiento y esta tecnología nos permite ir más lejos.

Y la actividad científica no cesa…

Eso es. La estación está ocupada desde hace 20 años de manera permanente con una cooperación internacional que hace que los experimentos sean reproducidos por múltiples sujetos de experimentación. Los astronautas también somos cobayas. Tenemos entonces muchos puntos de medidas que son reproducibles con el mismo protocolo. Esto cambia la calidad y la extracción de los datos que se consiguen. Estamos a un nivel extraordinario de madurez en esta investigación en microgravedad hasta el punto que, en la actualidad, imaginamos que estas estaciones espaciales podrán alimentar la investigación con empresas privadas que podrían realizar estudios aplicados aprovechando estas condiciones particulares. Hace 20 años no era más que una promesa pensar en laboratorios de este tipo. Hoy se han hecho realidad.

En su interior de la Estación Espacial Internacional los instrumentos permiten ahora hacer ciencia en condiciones que son casi las de un laboratorio en Tierra

 

¿Qué aportará toda esta tecnología para las futuras misiones fuera de la órbita terrestre?

La estación es un instrumento diplomático, sin duda. Hay pocos proyectos así que permiten unir diferentes nacionalidades. Espero que continúe porque la próxima etapa es la presencia en la Luna y la preparación de misiones tripuladas a Marte. Para mí es una misión del futuro para y de nuestra humanidad, en cooperación científica, operacional, solidaria, etc. Hay que estar pendientes de que la investigación futura se haga en estas condiciones. Nos ayudará también a resolver nuestros problemas en la Tierra.

Ha mencionado a las empresas privadas en la exploración espacial, que contribuyen al desarrollo tecnológico y al suministro de servicios a los agentes institucionales. ¿Qué opina al respecto?

Está bien porque si las agencias institucionales establecen las regulaciones espaciales, el derecho espacial, la calidad de las propuestas formuladas y demás, eso se traduce en agilidad, innovación, y una nueva manera de pensar las cosas. Vemos hasta qué punto ha cambiado el paisaje en este sentido, lo que llamamos el new space, con una mayor presencia de lo privado, e incluso con iniciativas estrictamente privadas. Todo esto no hace más que mejorar el conjunto del ecosistema.

¿Dónde encaja en todo esto el turismo espacial también promovido por estas empresas?

Es normal que tenga lugar. Hace mucho que se habla del turismo suborbital, no del que está completamente en órbita, aunque este último sucederá pronto. No creo que se vaya a producir un turismo de masa y tampoco quiero que lo haya porque podría poner en peligro la conservación del espacio o de la superficie de la Luna, que es patrimonio de la humanidad. Hay que ser responsables con los impactos ambientales que generamos no solo en la Tierra, sino también en los cuerpos celestes. No pienso que se vaya a desarrollar como lo ha hecho hasta ahora la aviación. A lo mejor dentro de dos siglos, pero no lo creo.

Claudie Haigneré

Claudie Haigneré en Madrid. / Álvaro Muñoz Guzmán-SINC

Sin embargo, pienso que ha mejorado algunas cosas. Hay que hacerlo con responsabilidad para que estos “turistas”, que evidentemente están menos entrenados, no corran riesgos. Es aun así un medio hostil y extremo. Tampoco es un tema prioritario para las agencias espaciales, ni tampoco son astronautas profesionales. Nosotros tenemos una capacidad de ser multitarea, y de reaccionar y gestionar situaciones complejas y de urgencia para las cuales estamos formados. Por lo tanto, no es lo mismo. Pero sí puede ser útil para marcar las mentes si luego esas personas cuentan lo que han visto, cómo les ha emocionado y comparten la fascinación, la magia y la belleza, para, de alguna manera, tomar consciencia de nuestra vulnerabilidad. Pero bueno, no creo que veamos puertos espaciales poblar nuestro espacio.

No creo que se vaya a producir un turismo espacial de masa y tampoco quiero que lo haya porque podría poner en peligro la conservación del espacio 

 

¿Cómo ve el futuro de la exploración espacial, al menos desde el punto de visto europeo?

Europa está muy presente con sus propias misiones y en cooperación, como el telescopio James Webb, que estamos deseando que se lance. Pero hace poco también partió el BepiColombo hacia Mercurio, es una gran aventura. También preparamos LISA para las ondas gravitacionales, y otras misiones de gran amplitud como JUICE para Júpiter. Hay muchas grandes misiones con magníficos resultados. La posición de la Agencia Espacial Europea es muy importante. Europa también tiene, además, una postura de liderazgo, de iniciativa y compromiso sobre los desafíos globales de nuestro planeta, y hablo de la observación de la Tierra, de temas como el cambio climático y de la monitorización del estado de nuestro planeta y de las variables climáticas esenciales. Europa está, en este sentido, en la primera línea.

Pero es verdad que además de la cooperación, estamos en un mundo de competición. Esta es exigente, y creo que podemos hacerlo aún mejor, aunque ya hacemos grandes trabajos. También podemos cambiar la manera de hacerlo, sin duda, sobre todo en cuanto a los lanzadores. Estamos viendo cómo contemplar los lanzadores del futuro. También esperamos Ariane 6 con mucha impaciencia, destacando el aspecto de reusabilidad de los lanzadores. En noviembre 2022 tenemos un consejo de ministros de la ESA que establecerá el compromiso de los Estados miembro hacia las ambiciones europeas.

¿Ese compromiso incluye también misiones tripuladas como las que se planifican a la Luna?

En lo que se refiere a los vuelos tripulados y a la próxima etapa que es el regreso a la Luna, mi deseo es personal porque he soñado con la Luna desde pequeña. Me gustaría que Europa estuviera verdaderamente presente como un socio importante y esencial en el desarrollo de esta nueva etapa sobre la expansión de la humanidad, y no solo como un socio invitado a participar. Aquí es donde pienso que la voz europea es relevante porque se diferencia de la americana o la china sobre la manera de usar y explotar el espacio. Pienso que la visión de sostenibilidad que puede proporcionar Europa en la exploración es importante, así como la de cooperación pacífica en una fase de competición, sobre todo si hablamos de nuevas carreras espaciales a la Luna. Europa tiene realmente algo que decir, pero para que pueda hacerlo tiene que presentar una hoja de ruta ambiciosa para convertirse en un socio de peso sin el cual nada sea posible. Como muy bien dice nuestro director general, Josef Aschbacher, se trata al final de una ambición política. Somos capaces de hacerlo, pero tiene que haber una afirmación política por parte de ministros, jefes de estado y gobiernos. Es el objetivo del próximo año.

De alguna manera se trata de incrementar el protagonismo europeo en este ámbito, pero no es tarea fácil…

Esa es la belleza y la dificultad de Europa [risas]. No puede ser ambiciosa si no está unida y alza su voz. Es aquí donde tiene toda su fuerza y potencia, pero aún no hemos llegado a ese punto del todo. Pienso que los programas atractivos y ambiciosos pueden ser un impulso para movilizarse juntos y conseguirlo. De verdad creo que la ciencia y la tecnología merecen de un relato o una narración que aporten ambición y visión, incluso a largo plazo. No tenemos que mirar al pasado. No tenemos que renunciar al sueño. Hay que seguir explorando el espacio y tenemos que ser responsables con la innovación que elegimos.

Hay sensibilidad para lograr una dualidad: explorar más lejos el espacio para conocer mejor nuestro planeta

 

Así se responderá a todas las voces críticas que dudan de la utilidad de la exploración. ¿Qué les diría?

Efectivamente, hoy hay que conseguir conciliar cosas que son a veces un poco contradictorias o que entran en conflicto, como la conservación del medioambiente en nuestro planeta y la búsqueda a pesar de todo de una exploración que nos lleva más allá de la Tierra. Yo mantendría un discurso de equilibrio, de responsabilidad, y alzando la voz europea que sí aporta algo. Y aquí hay sensibilidad para lograr una dualidad: explorar más lejos el espacio para conocer mejor nuestro planeta. Además, la ciencia y la tecnología ya son en sí mismas materias de oro para proyectarse en el futuro, pero es que el espacio es una materia doblemente dorada para iluminar las estrellas en los ojos de los niños. Tenemos que acompañar a estas jóvenes generaciones hacia el camino de la responsabilidad y el espíritu crítico. Siempre digo que ahora se nos pide ser listo, pero hay que pensar más allá y ser inteligente o sabio. Hemos olvidado un poco el tercer principio de Aristóteles que hablaba de ciencia y tecnología, pero también de la sabiduría de la acción, es decir de la prudencia en la acción. Es aquí donde tenemos que posicionarnos ahora. Aunque no es fácil cuando se está en la escuela o para las generaciones más jóvenes, y aquí entran en juego padres, educadores y políticos.

Y sin embargo, el entusiasmo en los niños sí está presente. Pero en alguna parte de su crecimiento o madurez su interés se desvanece.

Los niños son curiosos desde su nacimiento y a lo largo de su infancia, pero pierden la curiosidad cuando se encuentran con barreras que les impiden ser exploradores, o cuando crecen. Nuestra responsabilidad de adulto es seguir haciendo crecer la semilla de la curiosidad en los niños. Todos somos exploradores de pequeños, hay que seguir siéndolo de mayores.

Claudie Haigneré

Claudie Haigneré durante la entrevista. / Álvaro Muñoz Guzmán-SINC

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