NASA/ JPL-Caltech

A hora temprana el 29 de septiembre de 2010, los navegadores y controladores de la misión EPOXI de la NASA vieron en sus pantallas de computadora cómo a 23,6 millones kilómetros de distancia, la nave espacial había realizado con éxito su maniobra de corrección de trayectoria número 20. La maniobra refinó la órbita de la nave espacial, estableciendo el escenario para su sobrevuelo al cometa Hartley 2 del 4 de noviembre de 2010. La hora de máxima aproximación al cometa se espera que sea las 14: 02 TU.

La maniobra de corrección de trayectoria del 29 de septiembre de 2010 comenzó a las 18 TU, cuando la nave espacial encendió sus motores durante 60 segundos, cambiando la velocidad de la nave espacial en 1,53 metros por segundo.

“Estamos a casi 37 millones de kilómetros y 36 días de nuestro cometa”, dijo el jefe del proyecto EPOXI, Tim Larson, del Laboratorio de Propulsión a Reacción, JPL, de la NASA, en Pasadena, California. “Estoy ansioso por ver qué aspecto tiene Hartley 2″.

El 4 de noviembre de 2010, la nave espacial sobrevolará el cometa a una distancia de alrededor de 700 kilómetros. Será la quinta vez en la historia que una nave espacial haya estado lo suficientemente cerca como para crear la imagen del núcleo de un cometa y la primera vez en la historia que dos cometas hayan sido fotografiados con los mismos instrumentos y la misma resolución espacial.

“Estamos viendo el cometa cada día, y Hartley 2 está demostrando ser un objetivo digno para su exploración”, dijo Mike A’Hearn, investigador principal de EPOXI de la Universidad de Maryland, en College Park.

EPOXI es una misión extendida que utiliza la nave Deep Impact que ya estaba en vuelo, para explorar distintos destinos celestes. El nombre de EPOXI es una combinación de los nombres de los dos componentes de la misión extendida: las observaciones de planetas extrasolares, denominada observaciones y caracterizaciones de planetas extrasolares (EPOCh) y el sobrevuelo del cometa Hartley 2, llamado el Deep Impact Extended Investigation (DIXI). A la nave espacial se la seguirá refiriendo como “Deep Impact”.

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NASA/ JPL

¿Cómo será la atmósfera marciana cuando el próximo robot a Marte descienda a través de ella para amartizar en agosto de 2012?

Un instrumento en órbita marciana para estudiar su atmósfera ha comenzado una campaña de cuatro semanas para caracterizar sus cambios diarios, un año marciano antes de la llegada del robot Laboratorio Científico Marciano Curiosity. Un año de Marte es igual a 687 días terrestres.

La delgada atmósfera de dióxido de carbono del planeta es altamente repetible de un año a otro en el mismo momento del día y fecha estacional durante la primavera y el verano boreal en Marte.

El instrumento Mars Climate Sounder del Orbitador de Reconocimiento Marciano MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) de la NASA mapea la distribución de la temperatura, el polvo y el hielo de agua, en la atmósfera. Las variaciones de la temperatura con la altura indican los rápidos cambios de densidad del aire y, por lo tanto, las tasas en la que la nave entrante se frena y se calienta durante su descenso.

“Es actualmente un año de Marte antes de la temporada de llegada del Laboratorio Científico Marciano (Mars Science Laboratory)”, dijo el científico atmosférico David Kass del Laboratorio de Propulsión a Reacción, JPL, de la NASA, en Pasadena, California. “Esta campaña ofrecerá una serie de observaciones para apoyar al equipo de ingeniería del Curiosity y modeladores atmosféricos de Marte. La información limitará el clima previsto en su temporada de amartizaje. También ayudará a definir la gama de condiciones climáticas posible ese día”.

Durante los cuatro años el Mars Climate Sounder ha estado estudiando la atmósfera marciana y sus observaciones han visto las condiciones sólo a las tres de la tarde y a las tres de la mañana. Para la nueva campaña, el equipo instrumental está inaugurando un nuevo modo de observación, mirando a ambos lados, así como hacia adelante. Esto proporciona vistas de la atmósfera anteriores y posteriores en el día por más de una hora, que cubren la gama de posibles horas del día en que el robot atravesará la atmósfera antes de amartizar.

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NASA/ JPL

Convirtiendo el sueño de una noche de verano en realidad, la nave espacial Cassini, de la NASA, comienza su nueva extensión de misión: la misión Solsticio de Cassini. Esta extensión le tomará a Cassini desde unos pocos meses pasado el solsticio de verano del hemisferio norte de Saturno hasta septiembre de 2017. Esto permitirá a los científicos estudiar los cambios estacionales y otros cambios de clima a largo plazo sobre Saturno y sus satélites.

Cassini había llegado justo después del solsticio de invierno del hemisferio norte de Saturno, en 2004, y la extensión continúa unos meses más allá del solsticio de verano del norte, en mayo de 2017. Esto permitirá a los científicos estudiar un ciclo estacional completo en Saturno que nunca ha sido estudiado con este nivel de detalle.

Cassini ha revelado una abundancia de descubrimientos científicos desde su lanzamiento en 1997, incluidas características previamente desconocidas de un mundo similar a la Tierra: el satélite Titán de Saturno, y la nube de vapor de agua y partículas orgánicas surgiendo desde otro satélite: Encélado.

La misión Solsticio de Cassini permitirá el estudio continuo de estos mundos intrigantes. También permitirá a los científicos continuar las observaciones de los anillos de Saturno y la burbuja magnética alrededor del planeta, conocida como magnetosfera. Cerca del final de la misión, la nave espacial hará inmersiones repetidas entre Saturno y sus anillos para obtener un conocimiento profundo de los gases del gigante. Durante estas inmersiones, la nave espacial estudiará la estructura interna de Saturno, sus fluctuaciones magnéticas y la masa del anillo.

Cassini entró en órbita alrededor de Saturno en 2004. Los administradores de la misión habían planeado originalmente una gira de cuatro años por el sistema de Saturno. En 2008, Cassini recibió una extensión de misión hasta septiembre de 2010 para sondear el planeta y sus satélites durante el equinoccio, cuando el Sol está directamente sobre el Ecuador. El equinoccio, ocurrido en agosto de 2009, marcó el cambio al otoño austral y la primavera boreal. La segunda prórroga de la misión, llamada misión Solsticio de Cassini, fue anunciada a principios de este año.

“Después de casi siete años de viaje y seis años en órbita a Saturno, esta nave espacial aún tiene para largo”, dijo Bob Mitchell, director del programa Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Reacción, JPL, de la NASA, en Pasadena, California. “Con siete años más por delante, la producción científica será tan emocionante como la que hemos visto hasta ahora”.

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NASA

Los datos de Phoenix Mars Lander de la NASA sugieren que el agua líquida ha interactuado con la superficie de Marte a lo largo de la historia del planeta y en los tiempos modernos. La investigación también proporciona nuevas evidencias que la actividad volcánica ha persistido en el planeta rojo en tiempos geológicamente recientes, varios millones de años atrás.

A pesar que el vehículo de amartizaje, que llegó a Marte el 25 de mayo de 2008, ya no está funcionando, científicos de la NASA siguen analizando los datos recopilados por esa misión. Estos hallazgos recientes se basan en datos acerca del dióxido de carbono del planeta, que constituye cerca del 95 por ciento de la atmósfera marciana.

“El dióxido de carbono atmosférico es como un espía químico”, dijo Paul Niles, científico espacial en el Centro Espacial Johnson, de la NASA, en Houston. “Se infiltra en cada parte de la superficie de Marte y puede indicar la presencia de agua y su historia”.

Phoenix midió en forma precisa isótopos de carbono y oxígeno en el dióxido de carbono de la atmósfera marciana. Los isótopos son variantes de un mismo elemento con diferentes pesos atómicos. Niles es el autor principal de un artículo acerca de los resultados publicado en la edición en línea del jueves de la revista Science. El artículo explica las proporciones de isótopos estables y sus consecuencias para la historia del agua y los volcanes en Marte.

“Los isótopos pueden utilizarse como una marca química que puede decirnos de dónde vino algo y qué tipos de eventos ha experimentado”, dice Niles.

Esta marca química sugiere que el agua líquida existió principalmente a temperaturas cercanas a la congelación y que sistemas hidrotermales similares a los géiseres de Yellowstone han sido raros a lo largo del pasado del planeta. Las mediciones de dióxido de carbono mostraron que Marte es un planeta mucho más activo de lo que se pensaba. Los resultados implican que Marte ha repuesto su dióxido de carbono atmosférico recientemente y que el dióxido de carbono ha reaccionado con agua líquida presente en la superficie.

Las mediciones fueron realizadas por un instrumento de Phoenix llamado Analizador de Gas Evolucionado. El instrumento fue capaz de hacer análisis más precisos de dióxido de carbono que los instrumentos similares en las sondas Viking, de la NASA en la década de 1970. El programa Viking proporcionó los únicos datos anteriores de isótopos en Marte, enviados a la Tierra.

La baja gravedad y la falta de un campo magnético en Marte significan que a medida que el dióxido de carbono se acumula en la atmósfera, se perderá en el espacio. Este proceso favorece la pérdida de un isótopo más liviano llamado carbono-12, en comparación con el carbono-13. Si el dióxido de carbono en Marte había experimentado sólo este proceso de pérdida atmosférica sin algún proceso adicional de reposición de carbono-12, la proporción de carbono-13 al carbono-12 sería mucho mayor de lo que mide Phoenix. Esto sugiere que la atmósfera marciana  ha sido repuesta recientemente con dióxido de carbono emitido por volcanes y que el volcanismo ha sido un proceso activo en los últimos tiempos en Marte. Sin embargo, la huella volcánica no está presente en las proporciones de otros dos isótopos, oxígeno-18 y oxígeno-16, que se encuentran en el dióxido de carbono en Marte. El hallazgo sugiere que el dióxido de carbono ha reaccionado con agua líquida, que enriqueció el oxígeno en el dióxido de carbono con el oxígeno-18, más pesado.

Niles y su equipo teorizan que esta huella isotópica de oxígeno indica que el agua líquida ha estado presente en la superficie marciana recientemente lo suficiente para afectar a la composición de la atmósfera actual. Los hallazgos no revelan ubicaciones o fechas específicos para el agua líquida y respiraderos volcánicos, pero recientes apariciones de esas condiciones proporcionan las mejores explicaciones para las proporciones de isótopos.

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A. Wesley & M. Tachikawa

Astrónomos aficionados, trabajando con astrónomos profesionales, han descubierto este verano boreal dos bólidos iluminando la atmósfera de Júpiter, marcando la primera vez en que telescopios terrestres capturan objetos relativamente pequeños quemándose en la atmósfera del planeta gigante. Los dos bólidos – que produjeron manchas brillantes en Júpiter visibles a través de telescopios caseros – se produjeron el 3 de junio de 2010 y el 20 de agosto de 2010, respectivamente.

Un nuevo artículo científico que incluye a profesionales y aficionados, dirigido por Ricardo Hueso de la Universidad del País Vasco, Bilbao, España, aparece esta semana en The Astrophysical Journal Letters. En el artículo, los astrónomos estiman que el objeto causante de la bola de fuego el 3 de junio de 2010 era de 8 a 13 metros de diámetro. El objeto es comparable en tamaño a los asteroides 2010 RF12 que sobrevolaron la Tierra el miércoles 8 de septiembre de 2010, y ligeramente más grande que el asteroide 2008 TC3, que se quemó por encima de Sudán hace dos años.

Un impacto de este tipo en la Tierra no causaría daño sobre el suelo. La energía liberada por el bólido del 3 de junio, al colisionar con la atmósfera de Júpiter fue de cinco a 10 veces menor que la del evento de Tunguska de 1908 en la Tierra, que golpeó decenas de millones de árboles en una parte remota de Rusia. Se continúa con el análisis del bólido del 20 de agosto, pero los científicos dijeron que era comparable al objeto de 3 de junio.

“Júpiter es una gran aspiradora gravitacional”, dijo Glenn Orton, coautor del artículo y astrónomo en el Laboratorio de Propulsión a Reacción, JPL, de la NASA, en Pasadena, California. “Ahora está claro que objetos relativamente pequeños, remanentes de la formación del Sistema Solar, hace 4.500 millones de años, aún golpean Júpiter con frecuencia. Los científicos están intentando averiguar cuán frecuentemente”.

Orton y sus colegas dicen que este tipo de descubrimiento no se podría realizar sin los astrónomos aficionados de todo el mundo, cuyas observaciones de Júpiter proporcionan una vigilancia continua, las 24 horas, que sería imposible hacer con las largas filas de científicos esperando para utilizar los grandes telescopios. Los astrónomos aficionados, por ejemplo, fueron los primeros en ver la mancha oscura que apareció en Júpiter en julio de 2009 como resultado de un impacto. Los astrónomos profesionales todavía están analizando ese impacto.

Anthony Wesley, astrónomo aficionado de Murrumbateman (Australia), quien también fue el primero en tomar una fotografía de esa mancha oscura de Júpiter, en julio de 2009, fue el primero en ver el diminuto flash, el 3 de junio. Astrónomos aficionados tuvieron sus telescopios apuntando a Júpiter ese día porque estaban en el centro de la “temporada de Júpiter”, cuando el planeta está alto en el cielo y en su mayor tamaño, visto a través de telescopios de aficionado.

Wesley estaba visitando a un amigo, astrónomo aficionado, a unos 1.000 kilómetros, en Broken Hill, y puso una cámara de vídeo digital para grabar imágenes de su telescopio a alrededor de 60 cuadros por segundo. Él estaba mirando el video en directo en una pantalla de computadora en casa de su amigo cuando vio un flash de luz de dos y medio segundos de duración cerca del limbo del planeta.

“Era claro para mí que tenía que ser un evento en Júpiter”, dijo. “Estoy acostumbrado a ver otros destellos momentáneos en la cámara por impactos de rayos cósmicos, pero esto era diferente. Los impactos de rayos cósmicos sólo duran un fotograma de video, mientras que este flash evolucionó gradualmente y luego se desvaneció durante 133 fotogramas”.

Wesley envió un mensaje a su lista de correo electrónico de astrónomos aficionados y profesionales, que incluía a Orton. Después de recibir el correo electrónico de Wesley, Christopher Go de Cebu, Filipinas–quien como Wesley, es un astrónomo aficionado–verificó sus propias grabaciones y confirmó que también había visto un flash.

Antes del trabajo de Wesley, los científicos no sabían que podían observarse estos impactos de tamaño tan pequeño, explicó Hueso. “El descubrimiento de flashes ópticos producidos por objetos de este tamaño ayuda a los científicos a comprender cuántos de estos objetos andan por ahí y el papel que jugaron en la formación del Sistema Solar”, dijo Hueso.

Durante tres días, Hueso y sus colegas buscaron signos del impacto en imágenes de alta resolución de los telescopios más grandes: el Hubble de la NASA, telescopios del Observatorio Gemini en Hawaii y Chile, el telescopio Keck en Hawai, el Telescopio Infrarrojo de la NASA en Hawai y el VLT del Observatorio Europeo Austral, en Chile. Los científicos analizaron las imágenes por interrupciones térmicas y marcas químicas vistas en anteriores imágenes de los impactos de Júpiter. En este caso, no vieron signos de los desechos, lo que permitió limitar el tamaño del impactador.

Basado en todas estas imágenes y especialmente las obtenidas por Wesley y Go, los astrónomos pudieron confirmar que el flash provenía de algún tipo de objeto – probablemente un pequeño cometa o asteroide – que se quemó en la atmósfera de Júpiter. El impactador probablemente tenía una masa de alrededor de 500 a 2.000 toneladas métricas, probablemente alrededor de 100.000 veces menos masivo que el objeto de julio de 2009.

Otros cálculos también estiman que este impacto del 3 de junio lanzó alrededor de 300.000 a 1millón de KWH de energía. El segundo bólido, del 20 de agosto, fue detectado por el astrónomo aficionado japonés Masayuki Tachikawa y posteriormente confirmado por Aoki Kazuo y Masayuki Ishimaru. Parpadeó por aproximadamente 1,5 segundos. El telescopio Keck, observando menos de un día más tarde, tampoco encontró restos de escombros posteriores. Los científicos aún están analizando este segundo flash.

A pesar que nunca antes se habían detectado colisiones de este tamaño en Júpiter, algunos modelos anteriores predijeron alrededor de una colisión de este tipo al año. Otro predijo hasta 100 de tales colisiones. Los científicos ahora creen que la frecuencia debe estar más cerca del límite superior de la escala.

“Es interesante observar que mientras que la Tierra es golpeada por un objeto del tamaño de 10 metros cada 10 años, en promedio, se diría que Júpiter es golpeado por un objeto del mismo tamaño unas pocas veces por mes”, dijo Don Yeomans, Gerente de la Oficina del Programa de Objetos Cercanos a la Tierra en el JPL, quien no estuvo involucrado en el artículo. “La velocidad del impacto en Júpiter todavía se está refinando y estudios como éste ayudan a hacerlo”.

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NASA/ JHU-APL

Nuevas investigaciones del telescopio espacial Spitzer de la NASA revelan que los asteroides en cierta medida cercanos a la Tierra, que se denominan NEOs, por sus siglas en inglés, son una gran mezcla, con una sorprendentemente amplia variedad de composiciones. Como una piñata llena de todo, desde chocolates a caramelos frutados, estos asteroides se presentan en un surtido de colores y composiciones. Algunos son pálidos y oscuros; otros son brillantes y claros. Las observaciones de Spitzer de 100 asteroides cercanos a la Tierra conocidos demuestran que la diversidad de los objetos es mayor de lo que anteriormente se creía.

Las conclusiones están ayudando a los astrónomos a comprender mejor los objetos cercanos a la Tierra (NEOs) como un todo, una población cuyas propiedades físicas no son bien conocidas.

“Estas rocas nos están enseñando acerca de los lugares que proceden”, dijo David Trilling de la Universidad del Norte de Arizona, en Flagstaff, autor principal de un nuevo artículo científico sobre la investigación que aparece en la edición de septiembre del Astronomical Journal. “Es como estudiar guijarros en un cauce para aprender sobre las montañas que se derrumbaron”.

Después de casi seis años de operación, en mayo de 2009, Spitzer consumió todo el líquido refrigerante necesario para enfriar sus detectores infrarrojos. Ahora está funcionando en modo llamado “tibio” (la temperatura real todavía es bastante fría, a 30 Kelvin). Dos de los canales infrarrojos de Spitzer, los detectores de longitud de onda más corta del observatorio, están funcionando perfectamente.

Uno de los nuevos programas “tibios” de la misión es para el estudio de unos 700 NEOs, catalogando sus rasgos individuales. Mediante la observación en infrarrojo, Spitzer está ayudando a reunir estimaciones más precisas de los tamaños y composiciones de asteroides de lo que es posible con la luz visible por sí sola. Las observaciones en luz visible de un asteroide no diferencian entre un asteroide que es grande y oscuro de uno pequeño y claro. Ambas rocas reflejarían la misma cantidad de luz solar visible. Los datos en infrarrojo proporcionan una lectura de la temperatura del objeto, lo que da al astrónomo más información sobre el tamaño real y la composición. Una roca grande y oscura tiene una temperatura mayor que una pequeña y clara porque absorbe más luz solar.

Trilling y su equipo han analizado, hasta el momento, los datos preliminares sobre 100 asteroides cercanos a la Tierra . Ellos planean observar 600 más durante el próximo año. Hay aproximadamente 7.000 objetos cercanos a la Tierra conocidos de una población que se espera sea de decenas a cientos de miles.

“Se sabe muy poco acerca de las características físicas de la población de NEOs”, dijo Trilling. “Nuestros datos nos dirán más acerca de la población, y cómo cambia de un objeto al siguiente. Esta información podría utilizarse para ayudar a planear posibles futuras misiones espaciales para estudiar un NEO”.

Los datos muestran que algunos de los objetos más pequeños tienen albedos sorprendentemente altos (el albedo es la medida de cuánta luz solar refleja un objeto). Dado que las superficies de los asteroides se tornan más oscuras con el tiempo debido a la exposición a la radiación solar, la presencia de las superficies más claras y brillantes en algunos asteroides puede indicar que son relativamente jóvenes. Esto evidencia la continua evolución de la población de objetos cercanos a la Tierra.

Además, el hecho que los asteroides observados hasta ahora tienen un mayor grado de diversidad de lo esperado indica que podrían tener diferentes orígenes. Algunos pueden provenir del cinturón principal entre Marte y Júpiter, y otros pueden provenir de más lejos, fuera del Sistema Solar. Esta diversidad también sugiere que los materiales que formarían los asteroides (los mismos materiales que componen nuestros planetas) probablemente fueron mezclados entre sí, como una gran sopa del Sistema Solar, muy temprano en su historia.

La investigación complementa la del Explorador de Gran Campo de Relevamientos en el Infrarrojo WISE de la NASA, misión que releva todo el cielo en infrarrojo y que está también ahora en el espacio. WISE ya ha observado más de 430 objetos cercanos a la Tierra. De éstos, más de 110 son nuevos descubrimientos.

En el futuro, Spitzer y WISE nos dirán incluso más acerca de los “sabores” de los objetos cercanos a la Tierra. Esto podría revelar nuevas pistas sobre cómo los objetos cósmicos podrían haber salpicado nuestro joven planeta  con agua y compuestos orgánicos, ingredientes necesarios para que la vida se ponga en marcha.

Otros autores del artículo son Cristina Thomas, también de la Universidad del Norte de Arizona; Michael Mueller y Marco Delbo del Observatorio de la Costa Azul, Niza, Francia; Joseph Hora, Giovanni Fazio, Howard Smith y Tim Spahr de la Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano, de Cambridge, Massachussets; Alan Harris del Instituto de Investigación Planetaria de la DLR, Berlín, Alemania (DLR es la Agencia Espacial de Alemania y significa Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt); Bidushi Bhattacharya del Centro de Ciencias de Herschel de la NASA en el Instituto Tecnológico de California, en Pasadena; Steve Chesley y Amy Mainzer del Laboratorio de Propulsión a Reacción, JPL,  de la NASA, en Pasadena, California; Bill Bottke del Instituto de Investigación del Sudoeste, en Boulder, Colorado; Josh Emery de la Universidad de Tennessee, Knoxville; Bryan Penprase de Pomona College, Claremont, California; y John Stansberry de la Universidad de Arizona, Tucson.

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Bob Elbert / ISU

Los astrónomos Massimo Marengo y Carlos Kerton, de la Universidad Estatal de Iowa (ISU) están utilizando el telescopio espacial Spitzer para estudiar las estrellas en las regiones externas de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Marengo estudia estrellas grandes de baja temperatura y los discos de polvo que se forman alrededor de ellas. Kerton está utilizando datos de Spitzer para estudiar regiones de formación de estrellas en la galaxia.

Massimo Marengo, profesor asistente de física y astronomía, está utilizando datos del telescopio infrarrojo Spitzer para estudiar estrellas grandes y frías y los discos polvorientos que se forman alrededor de éstas y otras estrellas, a medida que evolucionan sus sistemas planetarios. Es coautor de un nuevo artículo científico que describe cómo los sistemas de estrellas dobles en tensión podrían ser eficientes “destructores de mundos”, debido a que las colisiones de planetas pueden ser comunes dentro de estos sistemas. El artículo fue publicado en la edición del 19 de agosto de 2010 de The Astrophysical Journal Letters.

Charles Kerton, como profesor asociado de física y astronomía, está utilizando datos de Spitzer para estudiar las regiones de formación estelar de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Es coautor de un nuevo artículo científico que utiliza imágenes de Spitzer para identificar las regiones internas de la Vía láctea donde se están formando estrellas de masa intermedia. El artículo fue publicado en la edición de agosto de The Astronomical Journal.

El telescopio espacial Spitzer de la NASA fue lanzado el 25 de agosto de 2003, en una órbita alrededor del Sol. Su telescopio de 85 cm de diámetro y tres instrumentos científicos están diseñados para detectar radiación infrarroja o calórica. Para ello, el ensamblaje del telescopio tuvo que ser enfriado hasta cerca de unos pocos grados del cero absoluto (o -273 Celsius). El telescopio se quedó sin helio líquido refrigerante el pasado verano boreal, pero es todavía capaz de recopilar datos con sus dos detectores de longitud de onda más corta.

Una de las tareas iniciales del telescopio fue el estudio del centro polvoriento y lleno de estrellas de la Vía Láctea. El telescopio, como parte de un relevamiento astronómíco llamado GLIMPSE360, ahora está apuntando hacia las regiones exteriores de la galaxia y está empezando a enviar imágenes de esas áreas remotas. El relevamiento está liderado por Barbara Whitney, científica superior en la Universidad de Wisconsin-Madison y científica investigadora senior en el Instituto de Ciencia Espacial de Boulder, Colorado.

Kerton y Marengo de la Universidad del Estado de Iowa dicen que el telescopio espacial es una parte importante de su trabajo científico.

“Me permite ver objetos que están ocultos”, dijo Kerton, quien ayudó a planificar el relevamiento GLIMPSE360. “Me permite detectar estrellas jóvenes, recién formadas que no pueden ser vistas de otra manera. Y las muestra con una resolución que nos ayuda a entender lo que estamos viendo”.

Donde los viejos relevamientos mostraban una sola mancha, dice Kerton, las imágenes de Spitzer muestran un cúmulo de estrellas.

Marengo comenzó a trabajar con el experimento Spitzer antes que fuera lanzado. Cuando formaba parte del personal del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano, en Cambridge, Massachusetts, integró el grupo de instrumental que construyó y calibró el hardware de Spitzer.

“Spitzer es realmente muy sensible”, dijo Marengo. “La primera vez que fue encendido – antes de incluso ser calibrado – una exposición de 10 segundos proveyó la profundidad equivalente a una exposición que solía llevar 10 horas con el telescopio Keck de 10 metros, el más grande en la Tierra”.

Cuando los astrónomos intentan observar estrellas muy frías y débiles, dijo, esto es una gran ventaja. Y por su trabajo, dijo que no hay ningún telescopio en la superficie terrestre que se pueda comparar con la funcionalidad de Spitzer.

Y ahora que el telescopio espacial Spitzer está apuntando más allá de la más conocida región interna de la galaxia, Kerton y Marengo dijeron que ayudará a los astrónomos a entender partes inexploradas de nuestra galaxia hacia el final del relevamiento GLIMPSE360, a principios del año próximo.

“Spitzer está llegando más y más lejos”, dijo Marengo. “Y año a año está revelando más”.

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S. Kazantzidis et al. /OSU

Astrónomos creen que han descubierto el origen de los primeros agujeros negros  supermasivos del Universo, formados hace unos 13 mil millones de años.
El descubrimiento cubre un capítulo perdido de la historia temprana del Universo y podría ayudar a escribir el capítulo siguiente - para que los científicos entiendan mejor cómo gravedad y materia oscura formaron el Universo tal como lo conocemos.

En la revista Nature, el astrónomo Stelios Kazantzidis de la Universidad del Estado de Ohio y sus colegas, describen simulaciones por computadora en las que modelan la evolución de las galaxias y los agujeros negros durante los primeros millones de años después del Big Bang.

Se piensa que el Universo tiene 14 mil millones de años. Otros astrónomos determinaron recientemente que las grandes galaxias  se formaron mucho antes en la historia del Universo de lo que se pensaba -dentro de los primeros mil millones de años, explicó Kazantzidis.

Estas nuevas simulaciones muestran que los primeros agujeros negros supermasivos probablemente nacieron cuando esas galaxias tempranas colisionaron y se fusionaron.
“Nuestros resultados agregan un nuevo hito para la importante comprensión de cómo se forman las estructuras en el Universo”, dijo.

Durante más de dos décadas, el conocimiento prevaleciente entre los astrónomos había sido que las galaxias evolucionaron jerárquicamente - es decir, la gravedad atrajo pequeños trozos de materia en primer lugar, y esos pequeños trozos poco a poco se reunieron para formar estructuras más grandes.

Kazantzidis y su equipo cambiaron esa noción en su cabeza.

“Junto con estos otros descubrimientos, nuestros resultados muestran que las grandes estructuras – galaxias y agujeros negros masivos – se construyeron rápidamente en la historia del Universo”, dijo. “Sorprendentemente, esto es contrario a la formación de la estructura jerárquica”.

“La paradoja se resuelve cuando se percibe que la materia oscura crece jerárquicamente, pero no así la materia ordinaria”, continuó. “La materia normal que compone las galaxias visibles y los agujeros negros supermasivos se contraen de manera más eficiente y esto era cierto también cuando el Universo era muy joven, dando lugar a la formación antijerárquica de galaxias y agujeros negros”.

Para Kazantzidis y otros astrónomos, nuestra galaxia, la Vía Láctea, es pequeña en comparación con otras.

Así que cuando se trata de materia normal, los pedazos grandes como galaxias gigantes y agujeros negros supermasivos se juntan rápidamente y los más pequeños como nuestra propia Vía Láctea – y el relativamente pequeño agujero negro en su centro – lo hicieron más lentamente. Las galaxias que formaron estos primeros agujeros negros supermasivos todavía están alrededor, añadió Kazantzidis.

“Uno de ellos está probablemente en nuestro vecino cúmulo de Virgo, la galaxia elíptica M87″, dijo. “Las galaxias que vimos en nuestra simulación serían las más grandes conocidas hoy, cerca de 100 veces el tamaño de la Vía Láctea. M87 se ajusta a esa descripción”.

Ellos comenzaron sus simulaciones con dos galaxias primigenias gigantes – hechas con estrellas formadas alrededor en el comienzo del Universo. Los astrónomos creen que en aquel entonces todas las estrellas eran mucho más masivas que las actuales – hasta 300 veces la masa del Sol.

A continuación, los astrónomos simularon las galaxias chocando y fusionándose.

Los astrónomos fueron capaces de hacer su descubrimiento utilizando supercomputadoras para proporcionar una vista en alta resolución de lo que ocurrió después.

Simulaciones anteriores mostraron detalles de la galaxia fusionada de sólo unos 300 años luz de diámetro. Un año luz es la distancia que la luz viaja en el año, cerca de 10 billones de kilómetros.

Estas nuevas simulaciones contienen características que eran 100 veces más pequeñas y revelaron detalles del corazón de las galaxias fusionadas a una escala de menos de un año luz.

Los astrónomos vieron que ocurrían dos cosas. En primer lugar, el gas y el polvo en el centro de las galaxias se condensaron para formar un estrecho disco nuclear. A continuación, el disco se hizo inestable, y el gas y el polvo se contrajeron una vez más, para formar una nube incluso más densa que eventualmente dio lugar a un agujero negro supermasivo.

Las implicaciones para la cosmología son profundas, dijo Kazantzidis.

“Por ejemplo, la idea estándar – que las propiedades de una galaxia y la masa de su agujero negro central están relacionadas debido a que los dos crecen en paralelo – tendrán que ser revisadas. En nuestro modelo, el agujero negro crece mucho más rápido que la galaxia. Por ello, podría ser que el agujero negro no esté regulado en absoluto por el crecimiento de la galaxia. Podría ser que la galaxia esté regulada por el crecimiento del agujero negro”.

Él y sus colegas creen también que su trabajo ayudará a los astrónomos que están buscando en los cielos pruebas directas de la teoría de Einstein de la relatividad general: las ondas gravitacionales.

De acuerdo con la relatividad general, cualquier fusión de galaxias antiguas habría creado enormes ondas gravitacionales – ondulaciones en el continuo espacio-tiempo – los restos de las cuales todavía deben ser visibles hoy. Nuevos detectores de ondas gravitacionales, tales como la antena espacial de interferómetro laser LISA, de la NASA, fueron diseñados para detectar estas ondas directamente y abrir una nueva ventana a los fenómenos astrofísicos y físicos que no pueden ser estudiados de otras formas.

Los científicos necesitan saber cómo se formaron los agujeros negros supermasivos en el Universo primigenio y cómo se distribuyen en el espacio hoy para interpretar los resultados de los experimentos. Las nuevas simulaciones por computadora deberían proporcionar una pista.

Los coautores del artículo de Nature incluyen a Lucio Mayer y Simone Callegari del Instituto de Física Teórica en la Universidad de Zurich y Andrés Escala, anteriormente de la Universidad de Stanford y ahora en la Universidad de Chile.

Más información en:

http://researchnews.osu.edu/

ESO/ M.Kornmesser/ L. Calçada

Mientras que la percepción común de los asteroides es que son pesadas rocas gigantes en órbita , un nuevo estudio demuestra que en realidad son ‘pequeños mundos’ en constante cambio que pueden dar a luz a  pequeños asteroides que se separan para iniciar su propia vida a medida que giran alrededor del Sol.

Los astrónomos han sabido que los pequeños asteroides consiguen “girar” a rápidas velocidades de rotación por la luz solar que cae sobre ellos, al igual que las hélices bajo acción del viento. Los nuevos resultados muestran que los asteroides giran lo suficientemente rápido como para someterse a la “fisión por rotación”, dividiendose en dos piezas que luego comenzarán a orbitar una a la otra. Estos “asteroides binarios” son bastante comunes en el Sistema Solar.

El nuevo estudio, liderado por Petr Pravec del Instituto Astronómico de la República Checa y con la participación de la Universidad de Colorado en Boulder y 15 instituciones de todo el mundo, muestra que muchos de estos asteroides binarios no quedan atados entre sí y escapan, formando dos asteroides en órbita alrededor del Sol donde previamente había uno solo. El estudio aparece en la edición del 26 de agosto de 2010 de  la revista Nature.

Los investigadores estudiaron a 35 de los llamados “asteroides binarios,” asteroides separados en órbita alrededor del Sol que se han acercado el uno al otro en algún momento de los últimos millones de años – generalmente dentro de algunos kilómetros – a velocidades relativamente muy bajas. Ellos midieron el brillo relativo de cada par de asteroides, que corresponden a su tamaño, y se determinó el giro de los pares de asteroides usando una técnica conocida como fotometría.

“Estaba claro para nosotros, entonces, que sólo las órbitas computadas de los asteroides binarios no eran suficientes para entender su origen”, dijo Pravec. ”Teníamos que estudiar las propiedades de los cuerpos. Se utilizaron técnicas fotométricas que nos permitieron determinar sus tasas de rotación y estudiar sus tamaños relativos”.

El equipo de investigación demostró que todos los asteroides binarios del estudio tenían una relación específica entre los miembros grandes y pequeños, con el más pequeño siempre inferior al 60 por ciento del tamaño de su asteroide compañero. La medida encaja precisamente con una teoría desarrollada en 2007 por Daniel Scheeres, coautor del estudio y profesor de ciencias de ingeniería aeroespacial en CU-Boulder .

La teoría de Scheeres predice que si un asteroide binario se forma por fisión en rotación, sólo pueden escaparse de sí en caso que el más pequeño sea inferior al 60 por ciento del tamaño del asteroide más grande. Cuando uno de los asteroides en el par es lo suficientemente pequeño,  puede “hacer una pausa” y escapar de la danza orbital, esencialmente, alejándose para iniciar su propia “familia de asteroides”, dijo. Durante la fisión en rotación, los asteroides se separan suavemente entre sí a velocidades relativamente bajas.

“Ésta es quizás la más clara evidencia observacional que los asteroides no son sólo piedras grandes en órbita alrededor del Sol que mantienen la misma forma con el tiempo”, dijo Scheeres. ”En cambio, son pequeños mundos que pueden cambiar constantemente a medida que crecen y, en ocasiones, dar a luz a los pequeños asteroides que a continuación iniciarán su propia vida en órbita alrededor del Sol”.

Aunque los asteroides binarios fueron descubiertos en 2008 por el co-autor del artículo David Vokrouhlicky, de la Universidad Carolina de Praga, su proceso de formación quedó como un misterio hasta el nuevo estudio publicado en Nature.

Cuando se forman los asteroides binarios, las órbitas de los dos asteroides uno alrededor del otro, son inicialmente caóticas, dijo Scheeres. ”El más pequeño roba energía de rotación al más grande, haciendo que éste  gire más despacio y el tamaño de la órbita de los dos se amplía. Si el segundo asteroide es lo suficientemente pequeño, hay suficiente energía en exceso para la pareja como para escapar uno y entrar en su propia órbita alrededor del Sol”.

Varios telescopios en todo el mundo se utilizaron para el estudio, con las observaciones más completas realizadas con el telescopio de 1 metro en el Observatorio Wise, en el desierto de Negev, en Israel y el telescopio danés de 1,54 metros en La Silla, Chile. ”Este estudio establece una conexión clara entre asteroides girando y rompiéndose en pedazos, mostrando que los asteroides no son cuerpos monolíticos estáticos”, dijo Vokrouhlicky.

Los asteroides que pueblan el Sistema Solar se concentran principalmente en el cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter, a unos 200 millones de kilómetros del Sol, pero se extienden hasta el límite del Sistema Solar interior, los cuales son conocidos como los asteroides cercanos a la Tierra. Es probable que haya casi un millón de asteroides más grandes que 1 kilómetro de diámetro, en órbita solar. La nave WISE de la NASA ha detectado 25.000 asteroides nunca antes vistos en sólo seis meses.

Los astrónomos creen que la mayoría de los asteroides no son trozos de roca sólida, sino montones de escombros que vienen en formas que van desde muñecos de nieve y huesos de perro hasta papas y bananas, siendo que cada asteroide está esencialmente pegado por las fuerzas gravitacionales.

“La luz del Sol que golpea un asteroide de menos de 10 kilómetros de diámetro puede cambiar su rotación durante millones de años, una versión lenta de cómo reacciona al viento, un molino de viento”, dijo Scheeres, que ha estudiado los asteroides en la última década. ”Esto hace que el asteroide más pequeño gire más rápidamente hasta que pueda sufrir la fisión por rotación. No es difícil para estas parejas de asteroides ser empujadas al límite”.

El estudiante doctoral de CU-Boulder Seth Jacobson, del departamento de ciencias planetarias y astrofísicas, co-autor del artículo de Nature, dijo que la parte más sorprendente del estudio fue demostrar que la luz del Sol jugó el papel clave en los asteroides ‘nacientes’. ”Hubo un tiempo en que  la mayoría de los astrónomos se referían a los asteroides como bichos”, dijo Jacobson. ”Pero cuanto más aprendemos acerca de ellos, más emocionantes resultan. No son sólo grandes trozos de roca, pues tienen la habilidad dinámica para evolucionar “.

Los asteroides en el estudio oscilaron entre cerca de 1 kilómetro a cerca de 10 kilómetros de diámetro, dijo Jacobson. Dijo que uno de los mayores problemas es lo que está por debajo de las superficies de los asteroides. ”Esto es algo que simplemente no lo sabemos aún”, dijo.

Los asteroides se han convertido en un tema candente, dijo Scheeres. La nave espacial japonesa Hayabusa ha hecho dos descensos en el asteroide Itokawa en 2005 antes de su reciente regreso a la Tierra – la primera nave espacial en visitar un asteroide y regresar al planeta. Los científicos tienen la esperanza de recuperar de la nave por lo menos algunas partículas del asteroide, lo que puede dar más información sobre el origen y evolución del Sistema Solar hace unos 4600 millones años.

El presidente Barack Obama este año anunció su plan para la exploración planetaria que consiste en realizar futuros alunizajes tripulados para luego enviar astronautas a un asteroide cercano a la Tierra en las próximas dos décadas. Obama y otros ven un exitoso descenso tripulado en un asteroide como un escalón para que el ser humano finalmente descienda en Marte.

“Los asteroides son importantes para comprender la vida en la Tierra”, dijo Pravec. Señaló que el asteroide de Chicxulub se cree que se estrelló contra la península de Yucatán hace 65 millones de años y causó que los dinosaurios se extinguieran, esencialmente reajustando el reloj evolutivo en la Tierra. Algunos asteroides incluso contienen aminoácidos – los bloques de construcción de la vida – provocando que algunos científicos especulen conque la vida en la Tierra podría haber venido de los asteroides.

Otros co-autores del estudio son de las instituciones de Carolina del Norte, California, Massachusetts, Chile, Israel, Eslovaquia, Ucrania, España y Francia.

Más información en:

http://www.colorado.edu/

NASA/ GSFC

Astrónomos utilizando el Rossi Timing Explorer de Rayos X (RXTE) de la NASA han encontrado el primer púlsar rápido de rayos X siendo eclipsado por su estrella compañera. Estudios adicionales de este exclusivo sistema estelar  arrojarán luz sobre la materia más comprimida del Universo y probarán una predicción clave de la teoría de la relatividad de Einstein.

El púlsar es una estrella de neutrones que gira rápidamente; el núcleo triturado de una estrella masiva que explotó hace mucho tiempo como una supernova. Las estrellas de neutrones empaqueta más que la masa del Sol en una bola casi 60.000 veces menor. Con tamaños estimados entre 10 y 15 kilómetros, una estrella de neutrones sólo podría abarcar Manhattan o el distrito de Columbia.

“Es difícil establecer las masas precisas de las estrellas de neutrones, especialmente hacia el límite máximo del rango de masa que la teoría predice”, dijo Craig Markwardt en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Como resultado de ello, no sabemos su estructura interna o tamaño como nos gustaría. Este sistema nos lleva un paso más cerca a limitarlo”.

Conocido como J1749.4 Swift-2807 – J1749 para abreviar – el sistema explotó con un estallido de rayos x el 10 de abril de 2010. Durante el evento, RXTE observó tres eclipses, detectó pulsos de rayos X que identificaron a la estrella de neutrones como un púlsar y además registró variaciones del pulso que indicaron el movimiento orbital de la estrella de neutrones.

J1749 fue descubierto en junio de 2006, cuando una erupción menor atrajo la atención del satélite Swift de la NASA. Observaciones del Swift, RXTE y otras naves espaciales revelaron que la fuente era un sistema binario que se encuentra a 22.000 años luz de distancia en la constelación de Sagitario, y que la estrella de neutrones fue activamente capturando o acretando gas de su compañera estelar. Este gas se reúne en un disco alrededor de la estrella de neutrones.

“Como muchos sistemas binarios de acreción, J1749 sufre estallidos cuando inestabilidades en el disco de acreción hacen que parte del gase choque contra estrella de neutrones”, dijo Tod Strohmayer, científico del proyecto del RXTE en el Goddard.

El potente campo magnético del púlsar dirige al gas que cae hacia los polos magnéticos de la estrella. Esto significa que la liberación de energía se produce en los puntos calientes que giran con la estrella de neutrones, produciendo rápidos pulsos de rayos X. ¿Qué tan rápido? J1749 está girando 518 veces por segundo – una esfera del tamaño de una ciudad rotando tan rápido como las aspas de una licuadora de cocina.

Además, el movimiento orbital del púlsar imparte regulares pero pequeños cambios en la frecuencia de los pulsos de rayos X. Estos cambios indican que las estrellas giran una en torno a la otra cada 8,8 horas.

Durante el estallido de una semana de duración, RXTE observó tres períodos cuando desapareció brevemente la emisión de rayos X de J1749. Se produce cada eclipse, que dura 36 minutos, siempre que la estrella de neutrones pasa detrás de la estrella normal en el sistema.

“Ésta es la primera vez que hemos detectado eclipses de rayos X de un púlsar rápido que también está acretando gas”, dijo Markwardt. “Con esta información, ahora sabemos el tamaño y la masa de la estrella compañera con una precisión sin precedentes”.

Comparando las observaciones de RXTE en todo el rango de masa teórica para estrellas de neutrones, los astrónomos determinaron que la estrella normal de J1749 pesa cerca del 70 por ciento de la masa del Sol – pero los eclipses indican que la estrella es un 20 por ciento mayor de lo que debería ser para su masa y edad aparente.

“Creemos que la superficie de la estrella es “hinchada”‘ por la radiación proveniente del púlsar, que sólo está a cerca de un millón de kilómetros de ella”, explicó Markwardt. “Esta calefacción adicional probablemente también hace a la superficie de la estrella especialmente perturbada y tormentosa”.

Escribiendo acerca de sus hallazgos en la edición del 10 de julio de 2010 del The Astrophysical Journal Letters, Markwardt y Strohmayer notaron que tienen todo pero necesitan una variable orbital para acertar la masa del púlsar, que se estima entre unos 1,4 y 2,2 veces la masa del Sol.

“Necesitamos detectar la estrella normal en el sistema con telescopios ópticos o  infrarrojos”, dijo Strohmayer. “Luego, podemos medir su movimiento y extraer la misma información acerca del púlsar de cuyo movimiento nos ha hablado de la estrella.”

Una consecuencia de la relatividad es que una señal – como una onda de radio o un pulso de rayos X – experimenta un retraso leve de tiempo cuando pasa muy cerca de un objeto masivo. Propuesta por primera vez por Irwin Shapiro en el Massachusetts Institute of Technology (MIT) en Cambridge, Massachusetts, en 1964 como una nueva prueba para las predicciones de la relatividad de Einstein, el retraso se ha demostrado repetidamente utilizando señales de radio que rebotan en Mercurio y Venus y experimentos relacionados con las comunicaciones de la nave espacial.

“Las mediciones de alta precisión de los rayos X de las pulsaciones justo antes y después de un eclipse nos daría una imagen detallada de todo el sistema”, dijo Strohmayer. Para J1749, el retraso que Shapiro predijo es de 21 microsegundos, o 10.000 veces más rápido que un abrir y cerrar de ojos. Pero la resolución de temporización superior del RXTE le permite grabar los cambios 7 veces más rápido.

Con sólo tres eclipses observados durante el estallido de 2010, RXTE no capturó datos suficientes como para revelar un gran retraso. Sin embargo, las mediciones establecieron un límite sobre cuán masiva puede ser la estrella normal. El estudio muestra que si la masa de la estrella fuera superior a 2,2 veces del Sol, RXTE habría visto la demora.

“Creemos que ésta es la primera vez que alguien ha fijado límites realistas para este efecto en longitudes de onda de rayos X fuera del Sistema Solar”, señaló Markwardt. “La próxima vez que J1749 tenga una explosión, RXTE podría medir en forma absoluta el retraso de Shapiro.”

Más información:

http://www.nasa.gov/