Spitzer: El Por Qué de la Astronomía Infrarroja

Publicado por admin el Domingo, Noviembre 29th, 2009 a las 1:31 am

El potencial científico de Spitzer está anclado en cuatro principios físicos básicos que definen la importancia del infrarrojo en la investigación de fenómenos astrofísicos. La región infrarroja es parte del espectro electromagnético, y se extiende de 1 micra (cercano infrarrojo) a 200 micras (lejano infrarrojo). Los ojos humanos sólo son sensibles a la luz entre 0.4 y 0.7 micras.

EM Spectrum

Las observaciones Infrarrojas revelan los estados fríos de la materia

Los objetos sólidos en el espacio — desde el tamaño de un grano de polvo interestelar (de menos de una micra) hasta los planetas gigantes — tienen temperaturas que van de 3 a 1500 grados Kelvin (K). La mayoría de la energía irradiada por objetos en este rango de temperaturas se encuentra en el infrarrojo.

Blackbody Radiation Graph
Crédito: UCSB/K.Kline

Las observaciones infrarrojas son por lo tanto de particular importancia en el estudio de medios a baja temperatura, como son las nubes interestelares con mucho polvo, donde las estrellas se están formando, así como las superficies heladas de los satélites planetarios y los asteroides.

Galactic Center
Créditos: (izquierda) Howard McCallon, (derecha) NASA/2MASS/IPAC

 Las observaciones Infrarrojas exploran el Universo Oculto

Los granos de polvo cósmico oscurecen partes del Universo, bloqueando la luz que llega de regiones críticas. Este polvo se vuelve transparente en el cercano infrarrojo, donde los observadores pueden estudiar regiones ópticamente invisibles como el centro de nuestra Galaxia (y de otras galaxias) y densas nubes donde las estrellas y los planetas están naciendo. Para muchos objetos, incluyendo las estrellas en regiones con mucho polvo, los núcleos galácticos activos e incluso galaxias enteras, la radiación visible abosorbida por el polvo y re-emitida en el infrarrojo constituye la mayor parte de su luminosidad.

Las observaciones Infrarrojas proporcionan acceso a muchas líneas espectroscópicas.

M82
Crédito: ESA/ISO, SWS, A.F.M. Moorwood

Las bandas de emisión y absorción de virtualmente todas las moléculas y los sólidos se encuentran en el infrarrojo, donde pueden usarse para estudiar las condiciones físicas y químicas de ambientes relativamente fríos. Muchos átomos y iones tienen lineas espectrales en el infrarrojo, que pueden usarse para estudiar las atmósferas estelares y el gas interestelar, explorando regiones que son demasiado frías o con demasiado polvo para ser estudiadas en luz visible.

Las observaciones Infrarrojas estudian el Universo Jóven.

El corrimiento al rojo cósmico, que resulta de la expansión general de Universo, desplaza la energía inexorablemente hacia longitudes de onda largas, siendo el corrimiento proporcional a la distancia del objeto. Debido a la velocidad finita de la luz, los objetos con un gran corrimiento al rojo se observan según eran cuando el Universo era mucho más joven.

Deep Field
Crédito: NASA/HST/R. Williams

Como resultado de la expansión del Universo, la mayoría de la radiación óptica y ultravioleta emitida por las estrellas, las galaxias y los quasares desde el principio de los tiempos, ahora se encuentran en el infrarrojo. Cómo y cuándo los primeros objetos del Universo se formaron será esclarecido en gran parte gracias a las observaciones infrarrojas.

Aparte de unas estrechas ventanas en el infrarrojo cercano, toda la radiación infrarroja emitida por objetos celestes es absorbida por la atmósfera de la Tierra. Es por ello que es necesario el empleo de observatorios infrarrojos con gran sensibilidad, como Spitzer.

Fuente: NASA

Júpiter, el rey de los planetas

Publicado por admin el Domingo, Noviembre 29th, 2009 a las 1:08 am

Escrito por José A. Rodríguez

Júpiter, el rey de los planetasJúpiter es con diferencia el planeta más grande del Sistema Solar. Tiene un radio que es 10 veces superior al de la Tierra. Su volumen es tal que en su interior podrían caber más de 1000 Tierras. Es tan masivo (318 veces la masa de la Tierra) que ni sumando las masas de todos los otras planetas de nuestro sistema se llega a igualarlo. El segundo planeta más grande, Saturno, apenas representa el 30% de la masa de Júpiter. Júpiter es el gigante del Sistema Solar.

La gran esfera de gas

El planeta Júpiter es muy diferente al nuestro. La Tierra y otros planetas como Marte, Venus o Mercurio son denominados “planetas rocosos” porque están fundamentalmente formados por rocas (sólidas en el exterior, fundidas en el interior). Júpiter y los otros planetas más alejados (Saturno, Urano y Neptuno), sin embargo, son “planetas gaseosos”. Y es que Júpiter es básicamente una gigantesca esfera de gas, compuesta por un 86% de hidrógeno y un 14% de Helio y otras moléculas en menor proporción: monóxido de carbono, agua, amoníaco, metano, acetileno, etano… Estas son las responsables de las franjas de colores que se observan en la superficie del planeta.

¿Qué hay detrás de las nubes de gas?

jupiter01Interior de Júpiter: hay un gran océano de hidrógeno metálico. Núcleo: puede haber una masa de roca y hierro.

A gran profundidad por debajo de las nubes de Júpiter, el peso de las capas superiores de la atmósfera produce presiones muy elevadas que cualquiera de las existentes en la Tierra, presiones tan grandes que los electrones se escapan de los átomos de hidrógeno. Esto da lugar a la formación de una sustancia muy interesante: el hidrógeno metálico en estado líquido, un estado físico que nunca se ha logrado en la Tierra. Se cree que el hidrógeno metálico puede ser un superconductor a temperaturas moderadas, es decir, un material que permite el paso de la electricidad a través de él sin ofrecer ninguna resistencia. Si se pudiera fabricar en la Tierra, produciría una revolución en la electrónica.

En el interior de Júpiter, dónde las presiones son tres millones, a veces superiores, a la presión atmosférica de la superficie de la Tierra, no hay casi nada más que un gran océano oscuro de hidrógeno metálico. Pero en el núcleo mismo del planeta puede haber una masa de roca y hierro, un mundo parecido a la Tierra escondido en el centro del planeta más grande.

Una estrella que fracasó

Cuando el Sistema Solar se condensó a partir del gas y el polvo interestelares, Júpiter adquirió la mayoría de la materia que no fue expulsa hacia el espacio interestelar y que no cayó en el interior para formar el Sol. Si Júpiter hubiera tenido una masa diversas docenas de veces superior, la materia de su interior habría sufrido reacciones termonucleares, y Júpiter habría empezado a brillar con luz propia. El planeta más grande es una estrella que fracasó. Aún así, sus temperaturas interiores son lo suficiente altas para liberar el doble de energía de la que recibe del Sol. Si hubiera llegado a ser una estrella a luz visible, hoy habitaríamos en un sistema binario, es decir, de dos estrellas, con dos soles en nuestro cielo, y las noches serían menos frecuentes. Esto no es un hecho extraordinario; sucede en incontables sistemas solares de la galaxia Vía Láctea. Sin duda pensaríamos que esta circunstancia es natural y encantadora.

jupiter03Días de 10 horas

Júpiter gira muy rápido sobre su eje. En menos de 10 horas el planeta realiza una rotación completa. Es decir, el día en Júpiter es de tan sólo 10 horas, mientras que el terrestre es de 24 horas. Si a esto añadimos el hecho que tiene un radio mucho más grande, podemos deducir que la velocidad lineal al ecuador de su superficie es enorme, concretamente unas 27 veces superior a la de la Tierra.

La gran mancha roja 

El sistema de vientos y corrientes de la atmósfera de Júpiter es uno de los más complejos y caóticos del Sistema Solar. Uno de los fenómenos más destacados que produce es la característica “grande mancha roja”. La gran mancha roja es un anticiclón (como el famoso anticiclón de las Azores, una enorme tormenta permanente). Esta mancha cambia y varía su forma y su tamaño y no siempre ha existido. Actualmente tiene una medida que doblaría la de la Tierra y el viento que gira llega a los 400 km/h.

Recientemente se ha confirmado que a Júpiter ha aparecido otra tormenta permanente, la denominada “Óvalo Blanco BA” o Mancha “roja júnior”, que se ha creado al unirse varios anticiclones más pequeños y que también se encuentran en el hemisferio sur del planeta. Tal es la complejidad de la atmósfera de Júpiter que no es de extrañar que a lo largo de este siglo se sigan viendo cambios de este tipo: que desaparezca la gran mancha roja, que aparezcan de nuevas o que la pequeña mancha roja crezca y evolucione.jupiter04

Júpiter también tiene anillos

Una de las características menos conocidas de Júpiter son sus anillos. Igual que Saturno, pero de una forma muy espectacular, Júpiter cuenta con 3 extensos anillos denominados: disco difuso, anillo principal y halo.

¿Puede haber vida en Júpiter?

La vida tal y como la conocemos no es posible en Júpiter. Pero sí queda la posibilidad que haya vida en algunas de sus lunas. Es posible que las lunas Ganimedes y Europa posean un océano de agua líquida en su interior, que podría sostener algún tipo de forma de vida microbiana e incluso más compleja.

Un pequeño sistema solar en miniatura

Si Júpiter hubiera sido algo más grande se hubiera convertido en una estrella. Sin embargo, es lo suficiente grande como para atrapar con su campo gravitatorio una gran cantidad de objetos que llegan al Sistema Solar (probablemente nos ha protegido del impacto de muchos asteroides). Así, Júpiter cuenta con una de las cohortes más extensas de satélites, asteroides, anillos y otros planetoides que orbitan a su alrededor. Se han identificado hasta 63 satélites de Júpiter; pero no es de extrañar que se puedan encontrar más puesto que los 23 últimos se descubrieron en el 2003. Es tan complejo el sistema de satélites de Júpiter que más que conocer cada uno de ellos por su nombre se reconocen por grupos. 

jupiter05
Las lunas galileanas de Júpiter: Ión, Europa, Ganimedes y Calisto.

Lunas galileanas: Calisto, Ión, Ganimedes y Europa son las lunas que Galileo pudo descubrir a través de su primer y rudimentario telescopio. Son las más grades. De hecho Ganímedes es la luna más grande de todo el Sistema Solar, siendo un 50% más grande que nuestra Luna.

Lunas del grupo de Almathea: son más pequeñas y orbitan a mucha menos altitud que los satélites galileanos. Son Almathea, Metis, Adrastea y Tebe. Son rocas pequeñas de formas pseudoesféricas.

Satélites irregulares: el resto de satélites constituyen un grupo de lunas más externas e irregulares, casi todas muy pequeñas. En su mayoría son asteroides capturados por la enorme gravedad de Júpiter, así hasta completar las 63.

Pero Júpiter también se rodea de un grupo de asteroides a los cuales arrastra a su órbita alrededor del Sol, los denominados asteroides troyanos, que se cuentan por centenares.

Ficha

Nombre: Júpiter
Posición en el Sistema Solar
: 5a
Radio medio
: 778.330.000 km
Masa
: 1,899×1027 kg
Distancia media al Sol: 43 minutos/luz
Periodo orbital
: 11 años 315 días 1,1 horas
Periodo de rotación
: 9 horas 55 minutos 30 segundos

Fuente: portaleureka.com
Licencia Creative Commons

Las galaxias y el universo distante

Publicado por admin el Sábado, Noviembre 21st, 2009 a las 13:53 pm

Color image of the Milikay Way Galaxy with notations about each arm.
Recreación de nuestra Vía Láctea. Observaciones recientes muestran que nuestra galaxia es una espiral barrada.

El Año Internacional de la Astronomía y la celebración del 400 aniversario del telescopio continuó con el enfoque a las galaxias distantes, cada vez en un Universo más amplio. Vamos a comenzar con nuestra propia galaxia … la Vía Láctea.

En 1609, cuando Galileo apuntó su telescopio recién construido a la banda de luz borrosa que ahora conocemos como la Vía Láctea, descubrió que se trataba realmente de innumerables estrellas individuales. El rápido avance en 400 años, permite ahora que los telescopios de la NASA del siglo XXI escudriñe lo que se esconde a través del polvo del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, para estudiar con asombroso detalle las galaxias más distantes, y explorar las regiones más lejanas del universo observable.

Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene unos 100.000 años luz de diámetro y alberga a cerca de 200 mil millones de estrellas.

Los astrónomos solían pensar que la Vía Láctea tenía cuatro brazos que forman su estructura espiral. Usando nuevos datos de la NASA http://www.spitzer.caltech.edu/, los investigadores han descubierto que la Vía Láctea es en realidad una “espiral barrada” se compone de dos brazos principales llamados Perseo y Centauro que envuelven un denso núcleo en forma de barra de estrellas. Dos brazos espirales menor llamados Sagitario y Norma son menos densos y se encuentran entre los brazos principales.

Un tercer y nuevo brazo espiral que se encuentra en la barra de la galaxia, se descubrió a través de un radiotelescopio. Llamado el “Far-3 Kiloparsec Arm” es más corto que las dos ramas principales. Si bien las ramas principales de nuestra galaxia, tienen la mayor densidad de estrellas jóvenes y antiguas, las más pequeñas están llenas de material gaseoso y contendrían los elementos adecuados para la formación de nuevas estrellas. Sólo uno de los cientos de miles de millones de estrellas en la Vía Láctea, el Sol, se encuentra entre los brazos de Sagitario y Perseo, cerca del brazo parcial llamado Brazo de Orión (a veces conocido como la Espuela de Orión).

El universo está formado por cúmulos de galaxias que no están uniformemente espaciados. A veces, estas galaxias, unidas por la gravedad, chocan y forman una nueva galaxia. Esta mezcla de galaxias crea muchas e interesantes formas, como espirales, elipses y barras.

Muchas de las más antiguas galaxias del universo están tan lejos de nosotros (miles de millones de años luz de distancia) que incluso los telescopios más avanzados sólo pueden observarlas como imágenes difusas, en forma ovalada. Andrómeda, nuestra galáctica vecina más cercana, se encuentra a más de 2,3 millones de años luz de distancia.

Color image of the Whirlpool Galaxy.
Desde pequeños telescopios terrestres, la Galaxia de espiral M51 puede parecer confusa. Sin embargo, en 2005, el Telescopio Hubble tomó la imagen más clara jamás observada de la M51 y la galaxia que le acompaña. Créditos: S. Beckwith (STScI) Hubble Heritage Team (STScI / AURA), ESA / NASA

Y aún más lejos se encuentra la hermosa galaxia Whirlpool. Es entrada 51ª en el famoso catálogo astronómico Charles Messier de objetos difusos; ha sido la Galaxia de espiral que centró las celebraciones internacionales de astronomía en abril de 2009. Situado en la constelación Canes Venatici (perros cazadores), la Galaxia se puede observar con un telescopio pequeño en condiciones de buena visibilidad La galaxia Whirlpool es particularmente interesante para ser vista desde la Tierra, porque conseguimos una imagen descendente que permite observar sus espirales. Cuando la observó por primera vez Lord Rosse en 1845, fue la primera galaxia reconocida en tener una forma espiral-ovalada.

Para observar la Galaxia de espiral en el cielo nocturno, hay que busca una estrella brillante pasado el brazo de la Osa Mayor. Esta gran galaxia con clara estructura en espiral está catalogada como NGC 5194; su galaxia compañera es la NGC 5195. Las dos galaxias están a unos 31 millones de años luz de distancia y son parte de la pequeña constelación de Canes Venatici (perros cazadores). A pesar de que la Galaxia se ve borrosa y muy tenue con los pequeños telescopios terrestres, el avanzado telescopio espacial Hubble tomó la imagen más nítida de M51 en enero de 2005.

Fuente: NASA

Mercurio Activo

Publicado por admin el Viernes, Noviembre 20th, 2009 a las 20:58 pm

Por: Dr. Tony Phillips (Science @ NASA)


La cuenca de impacto de Rembrandt descubierta por la nave MESSENGER durante su segundo acercamiento a Mercurio en octubre de 2008. Créditos: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Smithsonian Institution / Carnegie Institution de Washington.

Una nave de la NASA se desliza sobre la superficie de Mercurio, revelando que la atmósfera del planeta, la magnetosfera, y los niveles de actividad mostrados en comparación con su pasado geológico son mayores de lo que los científicos sospecharon en un primer momento. La investigación también descubrió un gran cráter de impacto llamado “Rembrandt”, que mide alrededor de 430 millas de diámetro.

Estos nuevos hallazgos y otros se presentan en cuatro artículos publicados en la edición del 1 de mayo de 2009 de la revista Science. Los datos provienen de la superficie de Mercurio, el Ambiente Espacial, la Geoquímica, y la nave MESSENGER. El 6 de octubre de 2008, el MESSENGER voló a Mercurio por segunda vez, capturando más de 1.200 imágenes en color y alta resolución del planeta.

“Este segundo sobrevuelo de Mercurio presentó una serie de nuevos descubrimientos”, dijo Sean Solomon, investigador principal de la sonda de la Institución Carnegie de Washington. “Una de las mayores sorpresas fue la fuerza con que había cambiado, después de lo que vimos durante el primer sobrevuelo en enero de 2008.”

La magnetosfera es una región del espacio alrededor de Mercurio que envuelve el planeta en un campo magnético. Ráfagas de viento solar golpeando la atmósfera del planeta, pueden ocasionar potenciales tormentas magnéticas y fenómenos meteorológicos  relacionados.

“Durante el primer sobrevuelo, la sonda MESSENGER midió los campos magnéticos próximos al planeta. Los científicos no detectaron ninguna característica dinámica, salvo unas ondas de Kelvin-Helmholtz”, según James Slavin de la NASA

“Pero el segundo sobrevuelo de la nave ofreció una situación totalmente diferente”. El MESSENGER observó una magnetosfera muy dinámica con acontecimientos que ocurren a una velocidad 10 veces mayor que lo que se observa en la Tierra durante sus intervalos más activos. “La alta tasa de entrada de energía del viento solar se evidenció con una gran amplitud de las ondas de plasma, que fueron medidas por el magnetómetro de la nave durante el encuentro.”


Simulación de una magnetosfera de Mercurio sorprendentemente activa. Créditos: NASA / Goddard Space Flight Center / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution de Washington. Cortesía de Science / AAAS.d

Otro resultado interesante es el descubrimiento de una gran cuenca de impacto que hasta ahora resultaba desconocida. La cuenca de Rembrandt tiene más de 700 kilómetros (430 millas) de diámetro, y cubrirían la distancia entre Washington, DC, y Boston.

Rembrandt se formó hace alrededor de 3,9 millones de años, próximo al final de un período de intenso bombardeo del Sistema Solar interior, sugirió el científico Thomas Watters participante en el proyecto MESSENGER. Rembrandt es importante, no sólo porque es grande, sino también porque permite a los investigadores mostrar una imagen de la superficie de Mercurio que no tienen otras cuencas.

“Esta es la primera vez que hemos visto el terreno de una cuenca de impacto sobre mercurio que se conserva tal y como se formó”, explica Watters. “Esta geografía, tal como el suelo revelado en la cuenca Rembrandt, queda generalmente enterrada por los flujos volcánicos.

En esta ilustración de la superficie de Mercurio, los tonos amarillos representan superficies principalmente de origen volcánico. Este tipo de terreno cubre aproximadamente el 40% del planeta. La franca blanca (vacía) es la porción de mercurio que aún no ha sido fotografiada.

La mitad de mercurio era desconocida hasta hace poco tiempo. Partes del planeta estaban en blanco, pero imágenes de la nave espacial han revelado desde entonces el 90 por ciento de la superficie del planeta con alta resolución. Esta cobertura casi total está mostrando, por primera vez, cómo se formó la corteza de Mercurio.

“Después de la cartografía de la superficie, vemos que aproximadamente el 40 por ciento está cubierta por llanuras suaves”, dijo Brett Denevi de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, miembro del equipo. “Muchas de estas llanuras suaves son interpretadas como de origen volcánico, y están distribuidas a nivel global. Gran parte de la corteza de Mercurio se ha formado a través de repetidas erupciones volcánicas de manera más parecida a la corteza de Marte que a la de la luna”.

Otra conclusión de esta misión es la primera detección de magnesio en la exosfera de Mercurio. La exosfera es una atmósfera ultradelgada donde las moléculas están tan separadas que son más propensas a chocar contra la superficie que unas con otras. El material en la exosfera proviene principalmente de la superficie de Mercurio, y alcanza lo alto por la radiación solar, el bombardeo del viento solar y la vaporización de meteoroides:


Los paneles de la izquierda ilustran las tres principales fuentes de material exosférico

El espectrómetro a bordo de la sonda espacial que realizó las mediciones sobre la superficie y la composición atmosférica de Mercurio, descubrió magnesio. Encontrar magnesio no sorprendió a los científicos, pero su abundancia era inesperada. El instrumento también midió otros componentes exosféricos incluyendo el calcio y el sodio. Los investigadores creen que  los grandes cambios que se manifiestan día a día en la delgada atmósfera de Mercurio pueden ser causados por la variable protección que ofrece la activa magnetosfera del planeta.

“El tercer sobrevuelo de Mercurio será el  ensayo final para el desempeño de nuestra misión principal, que es la inserción de la sonda en la órbita alrededor de Mercurio en marzo de 2011″, dijo Salomón. “Durante un año, la nave recogerá información continua del planeta y su medio ambiente.

“Mercurio ha sido muy tímido revelando sus secretos hasta ahora muy poco a poco, pero en menos de dos años, nuestro cercano planeta se convertirá en un amigo cercano”.

Fuente: NASA

1965. EL ECO DEL “BIG BANG”

Publicado por admin el Jueves, Noviembre 19th, 2009 a las 0:46 am

Fuente: Andalucía Investiga

Con motivo del Año Internacional de la Astronomía, Rafael Bachiller, director del Observatorio Astronómico Nacional, nos invita a un recorrido por los hitos cruciales de estos cuatro siglos de historia del telescopio.

www.elmundo.es – Rafael Bachiller

En 1965 Penzias y Wilson descubrieron una misteriosa radiación de microondas en el fondo del cielo. Tal radiación, cuya existencia había sido predicha por varios investigadores durante las dos décadas previas, pudo ser inmediatamente reconocida como una reliquia del ‘Big Bang’. Estas observaciones vinieron por tanto a confirmar la interpretación de la ley de Hubble en términos de una expansión generalizada del universo que tenía su origen una gran explosión.

Gracias a la misión espacial COBE de la NASA, se detectaron en 1992 las irregularidades primigenias que debieron dar lugar a la formación de galaxias y de cúmulos de galaxias. Posteriormente, la misión WMAP contribuyó a medir parámetros importantes del universo, tales como su edad y su composición. Finalmente, el telescopio Planck lanzado por la ESA en mayo de 2009 deberá refinar todas estas medidas culminando así medio siglo de sorprendentes descubrimientos cosmológicos.

La máquina del tiempo

El físico Robert Dicke (1916-1997) fue un excelente experimentador que contribuyó al desarrollo de las técnicas de radar. Pero también tenía una buena formación teórica y, reflexionando sobre la expansión de universo y la teoría del ‘Big Bang’, fue uno de los primeros en constatar la enorme importancia de observar objetos del universo más y más lejanos. En efecto, debido a la velocidad finita de la luz, el universo se comporta como una auténtica “máquina del tiempo”. Por ejemplo, cuando observamos una galaxia que se encuentra a diez millones de años-luz de nosotros, debido a que su débil luz nos tarda en llegar diez millones de años, la estamos viendo no tal y como es ahora, sino tal y como era cuando ese rayo de luz fue emitido, esto es, hace diez millones de años.

Así pues, cuanto más lejos observamos en el universo, más nos alejamos en el pasado pues observamos las galaxias cada vez más jóvenes. En el límite, pensaba Dicke en 1964, si pudiésemos observar objetos con grandes desplazamientos hacia el rojo (es decir, situados a grandes distancias) podríamos observar el universo tal y como era poco después del ‘Big Bang’. Un extremado desplazamiento hacia el rojo debería llevar la luz emitida por esos objetos lejanísimos al dominio de las microondas. Este tipo de ideas también habían sido impulsadas por el brillante cosmólogo y escritor ruso George Gamow (1904-1968) desde la década de los 1940. Entusiasmado con la idea, Dicke construyó un radiómetro especial (hoy conocido como “radiómetro de Dicke”) que instaló en el tejado de su laboratorio. Pero Dicke no detectó ninguna radiación que pudiese relacionar con la gran explosión. Si había una radiación procedente de las proximidades del ‘Big Bang’, concluyó Dicke, ésta debía corresponder a una temperatura por debajo de los 20 Kelvin (253 grados Celsius bajo cero).

Una misteriosa radiación en el fondo del cielo

En los Laboratorios de la Bell Telephone en Holmdel (Nueva Jersey) otros dos jóvenes astrónomos, Arno Penzias (nacido en 1933) y Robert Wilson (nacido en 1936), habían construido una extraña antena (una especie de gran bocina receptora) de 6 metros de longitud para observar posibles microondas provenientes del halo de la Vía Láctea. En 1965, detectaron una radiación misteriosa que no parecía tener relación con nuestra Galaxia. La insistente radiación era observable en todas las direcciones del cielo y permanecía omnipresente día y noche a lo largo de todo el año. Era una señal sumamente uniforme y que correspondía a una temperatura de tan sólo unos 3 Kelvin (270 grados Celsius bajo cero). Desconcertados, Penzias y Wilson concluyeron que necesariamente tal radiación era de origen cósmico, pero no tenían idea de qué fenómeno físico podía causarla.

Arno Penzias mencionó el extraño descubrimiento al físico Bernie Burke que, casualmente, estaba muy al tanto de los trabajos de Robert Dicke en Princeton. Penzias y Wilson se entrevistaron enseguida con Dicke y fueron entonces conscientes de que habían detectado la radiación que, poco después del Big Bang, llenaba el Universo. Se trataba de una especie de eco procedente de aquella gran explosión.

La detección de este eco (el fondo cósmico de microondas) supuso un gran espaldarazo a la teoría del Big Bang que no era, hasta entonces, aceptada por todos los astrónomos. Si Hubble había descubierto de manera inequívoca la expansión del Universo cuarenta años antes, la detección de esta radiación fósil ya no dejaba ninguna duda sobre la teoría que hoy se conoce como “teoría estándar”.

Telescopios espaciales buscan ‘arrugas’ en el Universo

A partir de 1965 fueron numerosos los astrónomos que estudiaron el fondo cósmico de microondas constatando su gran isotropía y midiendo con precisión su temperatura (2,725 Kelvin). Pero era de esperar que esa radiación tan uniforme contuviese irregularidades que sirviesen para formar la estructura a gran escala que se observa en el universo local.

En 1989, la NASA envió al espacio la sonda COBE para estudiar más en detalle la radiación de fondo y, en 1992, los investigadores principales de la misión, John Mather y George Smoot, anunciaron la detección de pequeñas irregularidades o “arrugas” en dicho fondo. Las observaciones del COBE fueron un éxito total. Por primera vez se tenía una imagen de cómo era el universo unos pocos miles de años después del Big Bang. Esas pequeñas irregularidades eran las semillas de las galaxias y cúmulos de galaxias que pueblan el universo. La teoría del Big Bang seguía ganando fuerza y pasaba a tener una precisión considerable. 

Al COBE le sucedió un telescopio de mayor precisión, el WMAP, que fue lanzado por la NASA desde Cabo Cañaveral en 2001. Los nuevos datos han ido refinando cada más las características del modelo estándar de nuestro universo. WMAP no sólo cartografió las irregularidades del fondo cósmico con un detalle muy fino, sino que estimó la edad del universo en 13,7 miles de millones de años, con una precisión del orden del 1 %.

Los datos de WMAP también han servido para estimar la composición del universo. Se ha deducido que tan sólo el 4 % del universo es materia ordinaria (bariónica), mientras que el 23 % es materia oscura (quizás materia muy fría o partículas exóticas difíciles de detectar) y el 73 % restante es un tipo totalmente desconocido de energía, lo que se ha venido a denominar “energía oscura”.

WMAP da apoyo a las teorías inflacionarias que postulan que poco después del Big Bang hubo una rapidísima expansión. Además, la estimación de la densidad del universo indica que éste tiene una geometría plana, y de ahí se deduce que se expandirá de manera indefinida. Se descartan así las ideas que sugerían la posibilidad de que el universo se expandiese hasta llegar a un límite desde el que comenzaría una contracción que podría terminar en una gran implosión (’Big Crunch’).

El 14 de mayo de 2009 la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó desde Kourou en la Guayana Francesa, el telescopio espacial denominado Planck. Con mayor resolución angular, mejor sensibilidad y cobertura en frecuencias mucho más amplias que las de WMAP, se espera que Planck refine los estudios realizados por COBE y WMAP midiendo tanto la amplitud como la polarización de las anisotropías primordiales. Planck está situado a millón y medio de kilómetros de la Tierra (en el punto denominado “L2 de Lagrange”) y los primeros datos enviados por el satélite son sumamente prometedores.

Curiosidades

Cuando Penzias y Wilson se encontraban buscando el origen de la misteriosa radiación que habían detectado, se les ocurrió que quizás ese ruido podía ser ocasionado por los abundantes excrementos depositados por las palomas que se arremolinaban en torno a su gran antena. Pero la limpieza cuidadosa de la antena llevada a cabo personalmente por los dos astrónomos no cambió en nada la situación.

Los dos investigadores principales de la misión COBE, George Smoot y John Matter, recibieron el Premio Nobel de Física en 2006. El comité de asignación del premio estimó que el “proyecto COBE puede ser considerado como el punto de partida que hace de la cosmología una ciencia de precisión”.

Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional ( Instituto Geográfico Nacional).

LRO y LCROSS: Liderando la búsqueda para encontrar agua en la Luna

Publicado por admin el Miércoles, Noviembre 18th, 2009 a las 1:19 am

 Color illustration of LRO spacecraft orbiting the Moon with Earth in the background.
Recreación de la LRO orbitando la Luna

En 1994, la NASA y el Departamento de Defensa de Estados Unidos lanzaron una pequeña sonda llamada Clementine. La sonda trajo los primeros datos sorprendentes sobre la evidencia de que podría existir agua helada en las regiones polares de la Luna.

 
Color image of Clementine spacecraft.
Clementine

Posteriormente, en 1998, más evidencias vinieron de la mano de la misión de la NASA Lunar Prospector. La presencia de hidrógeno era un signo de posible existencia de depósitos de hielo. La Lunar Prospector exploró la superficie lunar, y sus sensores registraron el número de neutrones que se mueven en el espectro gama. Sobre las regiones polares detectaron una disminución en el número de neutrones que se mueven a esas velocidades, Esto significaba que muchos neutrones estaban siendo frenados por impactos con hidrógeno, por lo que debe existir, probablemente, una concentración de hidrógeno o incluso agua helada en algún lugar de los polos de la Luna.

Sin embargo, por las mediciones no se podía identificar si se trataba de depósitos de hidrógeno o de hielo, ni tenían la suficiente resolución para localizar con precisión los depósitos en las zonas polares. La nave de reconocimiento lunar LRO, fue lanzada el 18 de junio de 2009. Sus instrumentos serán capaces de hacer ambas cosas.

Color image of Lunar Prospector spacecraft.
Lunar Prospector

A bordo del LRO hay un sistema de cámara gran angular de alta resolución. Conocido como el Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC), la cámara hará llegar imágenes detalladas de los dos polos lunares conforme la LRO alcance la órbita sobre ellos. Los científicos combinarán las imágenes tomadas a lo largo de un año en órbita por la LROC, para hacer una película que revele el contenido de las Regiones de la Luna que están en sombra permanente; se trata de áreas en las profundidades de los cráteres que pueden no haber visto el Sol por miles de millones de años. Estas áreas serían los lugares más prometedores en cuanto a la búsqueda y descubrimiento del hidrógeno o el hielo.

La Luna apenas tiene atmósfera, y por lo tanto es más seca que cualquier desierto terrestre. Así que, ¿cómo podría llegar el agua a la Luna en un primer momento? Algunos científicos creen que el vapor de agua de los impactos de cometas del pasado, ha conseguido migrar a través de la superficie lunar hasta incrustarse en el suelo en la parte interna de estos oscuros cráteres. Otros estiman que el hidrógeno también se incrustó en el suelo lunar a lo largo del tiempo al ser “cazado” mediante estas trampas. El hidrógeno proviene del sol y es transportado a la luna por el viento solar; es gas tenue que de manera continua ha estado soplando desde la superficie solar y que llena todo el sistema solar. La mayor parte del viento solar es hidrógeno.

Los objetivos científicos principales de la LRO incluyen:

  • Medición de la radiación entre la Tierra y la Luna
  • Medición de la iluminación polar y la temperatura ambiental
  • Cartografía y búsqueda de pruebas de la existencia de agua helada e hidrógeno
  • Búsqueda de posibles sitios para alunizajes
  • Medición y cartografía de las regiones lunares que se encuentran en sombra permanente

En su búsqueda para localizar agua helada que sirva como un posible recurso natural, el LRO, sin duda, allanará el camino para el plan de la NASA de lleva seres humanos de nuevo a la luna. Además de la búsqueda de agua helada, la información obtenida por la misión también se utilizará para seleccionar los lugares de aterrizaje seguros, así como determinar las ubicaciones para las futuras bases lunares y detectar los riesgos de radiación para la vida humana en futuras misiones.

Color illustration showing the LCROSS impactor heading for a collision with the Moon.
Recreación del envío hacia la superficie de la Luna del Centauro, una cabeza de 4,400 libras (2,000 kilogramos), que impactará cerca del Polo Sur lunar.

En su viaje a la Luna, la LRO irá acompañada por la Lunar Crater observation and sensing satellite (LCROSS), cuya misión es impactar sobre la superficie lunar en búsqueda de agua helada. Los objetivos de la misión de la LCROSS incluyen la confirmación de la presencia o ausencia de agua helada en un cráter que se encuentra en sombra permanente en el polo sur de la Luna.

Después del lanzamiento, la nave LCROSS con el cohete Atlas V volarán hacia la luna y entrarán en una órbita adecuada para preparar un impacto. En la aproximación final, la nave espacial y la cabeza de impacto (el Centauro) se separarán. El Centauro se dirigirá hacia el cráter lunar elegido, impactando en él y creando una nube de escombros que se elevarán sobre la superficie. Cuatro minutos más tarde, la LCROSS volará por encima de la nube de escombros, recogiendo datos y transmitiéndolos a la Tierra, para finalmente impactar también sobre la superficie de la luna y crear una segunda nube de escombros. Los científicos utilizarán los datos de ambas nubes para determinar la presencia o ausencia de agua helada.

Fuente: NASA

Un parque escocés, la meca de los astrónomos

Publicado por admin el Martes, Noviembre 17th, 2009 a las 18:57 pm

El Parque del Bosque de Galloway

  • El Parque del Bosque de Galloway tiene mucha oscuridad por la noche.
  • Ha sido elegido primer parque de Cielo Oscuro de Reino Unido.
  • Favorecerá el desarrollo del turismo de la zona.

REUTERS

Un rincón de Escocia ha sido nombrado como el primer Parque de Cielo Oscuro del Reino Unido, porque pretende convertirse en un destino escogido por los aficionados a la astronomía de todo el mundo. A diferencia de la mayor parte del  poblado país, donde la contaminación lumínica impide al 90% de la gente ver la Vía Láctea, el Parque del Bosque de Galloway, una región de 777 kilómetros cuadrados en el suroeste de Escocia, está casi completamente a oscuras por la noche. La contemplación de las estrellas puede llamar al turismo de otras zonas La Comisión Forestal, que dirige el parque, espera que el título multiplique por dos el número de visitantes frente a los habituales 850.000 al año, cuando los urbanitas de las cercanas Edimburgo y Glasgow acudan a contemplar las estrellas que es imposible ver desde las zonas urbanas.

“El turismo es la mayor oportunidad de desarrollo económico para el suroeste de Escocia“, indica Keith Muir, de la Comisión Forestal. “La concesión, la primera de este tipo en Reino Unido, debería verse como un logro universal”. Se ha convertido en el cuarto parque oscuro del mundo

Galloway se convierte así en el cuarto Parque de Cielo Oscuro del mundo, dentro de un sistema creado por la Asociación Dark Sky, un grupo fundado en EEUU que hace campaña para reducir la contaminación lumínica y el desperdicio de energía. Los otros tres parques están en Estados Unidos.

Para obtener el título, el parque trabajó con expertos en iluminación para asegurar que la luz artificial de la zona se mantiene al mínimo. Midiendo la falta de contaminación lumínica en una escala que llega hasta el 24 de la noche más oscura, Galloway marcó un 23. Los cielos urbanos suelen estar entre el 15 y el 16, indicó la Comisión.

Fuente: www.20minutos.es
Licencia Creative Commons

Asteroides. La amenaza llega desde el espacio

Publicado por admin el Martes, Noviembre 17th, 2009 a las 11:34 am

Escrito por Héctor Ruiz

ImageCada año caen sobre la Tierra decenas de miles de meteoritos. La mayoría de ellos son muy pequeños, del tamaño de una piedra, y acaban desintegrándose en la atmósfera. Pero de vez en cuando se puede producir un impacto con un asteroide de dimensiones más preocupantes, incluso de algunos kilómetros de longitud. Cuando esto sucede se producen grandes explosiones que dejan cráteres enormes. El ejemplo más famoso, el que contribuyó a la desaparición de los dinosaurios hace 65 millones de años. Actualmente, sin embargo, no estamos fuera de peligro. Precisamente, se ha detectado un gran asteroide que se nos acerca..

¿Asteroides o meteoritos? ¿Cuál es la diferencia?

Los asteroides son cuerpos rocosos que vagan por el espacio, en general, orbitando alrededor de alguna estrella o planeta. Son demasiado pequeños como para tener la forma esférica característica de los planetas, que es debida a la propia fuerza de la gravedad. Los más grandes miden unos 900 km de diámetro y los más pequeños no llegan ni al tamaño de una piedra (estos últimos reciben el nombre de meteoroides).

asteroides01
En la izquierda, el Asteroide Ida (c) NASA-JPL. En la derecha, el Meteorito Gibeon (fragmento de 4,5 kg y 19 cm de anchura) (c) H, Raab.

Cuando los asteroides (sobre todo los pequeños, los meteoroides) se cruzan con la órbita de un planeta pueden impactar con él. Seguro que has visto alguno entrando en la Tierra: cuando se adentran en la atmósfera a gran velocidad, la fricción con el aire provoca que se calienten y entren en ignición, dejando un rastro brillante y efímero en el cielo nocturno: son las estrellas fugaces. Normalmente, la fricción con la atmósfera hace que se desintegren completamente antes de que puedan llegar al suelo; pero si una parte consigue llegar, entonces este fragmento rocoso recibe el nombre de meteorito.

Lo que denominamos estrellas fugaces son en realidad meteoroides que se adentran en nuestra atmósfera y se queman. Si una parte de ellos consigue llegar al suelo tierra, recibe el nombre de meteorito.

¿Dónde se encuentran los asteroides?

Entre Marte y Júpiter existe un cinturón lleno de asteroides que orbitan alrededor del Sol. Allí se sitúan la mayor parte de los asteroides del Sistema Solar. Hay millones de ellos, muchos miden más de 1 km de diámetro; pero si sumamos las masas de todos ellos no se llega al 6% de la masa de la Luna. Su órbita es estable alrededor del Sol, pero algunos son desviados y se cruzan con las trayectorias de los planetas. Se dice que este cinturón de asteroides es el resultado de la imponente fuerza gravitatoria de Júpiter, que no permitió que estos fragmentos de roca se aglomeraran durante las primeras etapas del Sistema Solar para formar otro planeta. Aparte del cinturón, también encontramos asteroides orbitando alrededor de algún planeta. A estos los denominamos asteroides troyanos. Júpiter es el planeta que más tiene, porque su fuerza gravitatoria es enorme. También existen los asteroides centauros, que orbitan alrededor del Sol pero más allá del cinturón, entre los planetas gigantes.

asteroides02-es
(c) NASA-JPL

Finalmente, son especialmente interesantes para nosotros los asteroides NEO (asteroides próximos a la Tierra). Sus órbitas interceptan la órbita de nuestro planeta, por lo que son vigilados desde muy de cerca…

Cicatrices planetarias

Cuando un asteroide impacta con un planeta, dependiendo de sus dimensiones, composición y trayectoria, provocará una explosión más o menos grande que dejará un cráter como testigo. Un objeto de unas pocas decenas de metros de diámetro puede provocar una explosión mucho mayor que la de una bomba atómica.

Actualmente caen en la Tierra decenas de miles de meteoritos cada año. Pero esto no es un hecho extraordinario. Al poco de formarse el Sistema Solar, los impactos con asteroides relativamente grandes y pequeños eran mucho más frecuentes en la Tierra y en los otros planetas.

¡El bombardeo era intenso y continuo! Los cráteres de la superficie de la Luna son testigos.

asteroides03
© D. Roddy (U.S. Geological Survey), Lunar and Planetary Institute.
El cráter Barringer, en Arizona (EEUU), mide 1.200m de diámetro y fue provocado por la caída de un meteorito bastante grande hace 50.000 años. Es de los pocos cráteres provocados por meteoritos que quedan en la Tierra, porque la erosión se encarga de borrarlos. En la Luna, en cambio, donde no hay erosión, podemos verlos.

¿Pero por qué no encontramos cráteres de aquella época en la superficie de nuestro planeta? ¿Por qué la Tierra no presenta el aspecto de un queso de Gruyère como la Luna? Sencillo: en la Tierra se produce un fenómeno que en nuestro satélite es casi inexistente, la erosión. Éste es un proceso de desgaste provocado por el aire, el agua y los seres vivos, capaz de borrar todas las “heridas” geológicas de la superficie terrestre. Para que te hagas una idea, la erosión puede convertir los Pirineos en una llanura en unos centenares de millones de años.

asteroides04Impactos con la Tierra

En las primeras etapas de la Tierra, la lluvia de asteroides fue muy intensa. Por suerte, la frecuencia de las colisiones se redujo y esto permitió la aparición de la vida. Se calcula que el último gran impacto, capaz de hacer hervir y evaporar el agua de los océanos se produjo hace unos 4.000 millones de años. Por tanto, hace unos 4.000 millones de años que el agua se ha mantenido en estado líquido, condición necesaria para la aparición y mantenimiento de la vida tal y como hoy la conocemos.

Los impactos, sin embargo, se siguieron produciendo. El más famoso, evidentemente, fue el que contribuyó a la extinción de los dinosaurios, que cayó cerca del actual México hace 65 millones de años. La explosión producida fue más potente que decenas de bombas termonucleares juntas y levantó enormes cantidades de polvo y vapor que oscurecieron la atmósfera durante muchos años.

Aún así, este impacto no fue ni mucho menos el último. Asteroides más pequeños han seguido cayendo con cierta continuidad y los astrónomos vigilan con cautela el cielo y calculan las trayectorias de los objetos más próximos. De hecho, se ha detectado un asteroide considerablemente grande que se acerca peligrosamente: el 2029 lo tendremos justo encima… ¡Y no es ciencia-ficción!

asteroides05
Imagen del destrozo provocado por la explosión de un meteorito en la región de Tunguska. Commons Wikimedia.

El misterioso caso de Tunguska

El 30 de junio de 1908, a las 7.17 de la mañana, una gran explosión iluminó el cielo de Tunguska, una región de la estepa siberiana (Rusia). Incendió y tumbó árboles en una área de más de 2.000 km2, rompió vidrios y tiró personas y caballos al suelo que se encontraban a 400 km de distancia, e incluso obligó al conductor del ferrocarril transiberiano a pararse, por miedo a descarrilar. 

La energía liberada fue equivalente a unas 10 o 15 megatoneladas (la bomba de Hiroshima era de 0,015 megatoneladas).

Sin embargo, misteriosamente, no había rastro de ningún cráter. La explicación más aceptada actualmente por la comunidad científica es que la explosión se produjo antes de llegar al suelo, a unos 8 kilómetros sobre la superficie. Se trataría de un meteorito de unos 80 metros de diámetro, rico en hielo, probablemente el fragmento de un cometa. Desde entonces, otros casos similares han sido descritos.

Un asteroide viene directo hacia la Tierra

Actualmente hay 4.000 objetos que vagan por el espacio catalogados como NEO, es decir, Near Earth Objects u objetos próximos a la Tierra. Cuando uno de estos cuerpos se acerca a menos de 0,05 unidades astronómicas (7 millones y medio de kilómetros) entonces se clasifica como PHA, siglas que traducidas del inglés indican asteroide potencialmente peligroso. Y ciertamente lo son, de peligrosos. Si uno de estos llegara a chocar con la Tierra, las consecuencias para nuestra civilización podrían ser trágicas. Actualmente, no son menos de 800 los objetos registrados bajo esta categoría, y hay uno que resulta especialmente preocupante. Su nombre: Apophis.

Según los cálculos realizados por los astrónomos, Apophis es un asteroide de grandes dimensiones que llegará a la Tierra hacia el año 2029 y, aunque no chocará de pleno, pasará tan cerca que producirá grandes desastres. La alarma es tal que ya se han puesto en marcha una serie de proyectos con el fin de desviarlo. Uno de los proyectos presentados corre a cargo de un equipo de investigadores españoles: el Quijote.

asteroides06
Ilustración de un asteroide de grandes dimensiones impactando en la Tierra.

En realidad, calcular con precisión la trayectoria de un asteroide es todavía algo muy difícil de conseguir. Los científicos creen que probablemente Apophis no represente ningún riesgo real, pero a sabiendas de que cada 40.000 años se produce un impacto con un asteroide de proporciones notables, no está de más empezar a prepararse en caso de que sea necesario hacer frente a una amenaza parecida.

Se dice que la Luna se formó cuando un gran asteroide chocó contra la Tierra y le arrancó un trozo, que quedó orbitando a su alrededor.

¿Asteroides o planetas?

Existen otros cuerpos rocosos que no son lo suficiente grandes para considerarse planetas, ni lo suficiente pequeños para etiquetarlos como asteroides. El más famoso, por el hecho de que hasta ahora se considerase como un planeta más (aún cuando es más pequeño que nuestra Luna), es Plutón, situado en las afueras del Sistema Solar. Para solucionar esta disyuntiva, los astrónomos crearon un nuevo estatus: el de planeta enano. Desde agosto de 2006 Plutón pasó a ser considerado un planeta enano, junto con Ceras y Eris, que por su parte eran considerados previamente asteroides.

asteroides07
(c) NASA-JPL-Caltech.

La gravedad de los planetas enanos no afecta demasiado a los cuerpos más pequeños que se encuentran en sus cercanías. No son lo suficiente grandes como para “barrer”, mediante la atracción gravitatoria, los objetos que cruzan sus órbitas, como lo hacen los planetas clásicos.

¿La vida llegó montada en meteoritos?

¿Es posible que todos nosotros seamos extraterrestres? La panspermia es una teoría científica que sostiene que la vida podría haber aparecido en la Tierra transportada en meteoritos. Aún cuando esta teoría tiene muy pocos seguidores, su viabilidad ha recibido una confirmación gracias a un experimento en el cual ha participado Jacek Wierzchos, químico de la Universitat de Lleida.

asteroides08
(c) ESA – S. Corvaja 2007. Imagen de los 43 aparatos científicos y tecnológicos que contiene la cápsula Photon M3.

Una muestra de líquenes y microorganismos se ha lanzado al espacio en la nave Photon M3, que despegó en septiembre pasado desde Baikonur (Kazajstán). Tras dos semanas en el espacio, muchos de los organismos han regresado a la Tierra vivos y en buenas condiciones. “Si hay organismos capaces de sobrevivir un viaje espacial, no se puede excluir que la vida haya llegado a la Tierra desde el espacio”, explica Wierzchos, que ha ideado y realizado el experimento junto con Carmen Ascaso y Asunción de los Ríos, del Instituto de Recursos Naturales (IRN-CSIC, Madrid), Leopoldo García Sancho, de la Universidad Complutense de Madrid, y Rosa de la Torre, del Instituto Nacional de Técnicas Aeroespaciales (INTA).

Quizás la vida no llegó como tal viajando en el interior de meteoritos; pero lo que es cierto es que una gran cantidad de materia orgánica (el tipo de materia que compone los seres vivos) ha llegado y continúa llegando en el interior de meteoritos desde que se formó la Tierra.

Fuente: portaleureka.com