La NASA obtiene una rara vista de la superficie de un exoplaneta rocoso

Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)

Un nuevo estudio con datos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, proporciona una rara visión de las condiciones en la superficie de un planeta rocoso que orbita una estrella. El estudio muestra que la superficie del planeta puede parecerse a la de la Luna o a la de Mercurio: es probable que el planeta tenga poca o ninguna atmósfera y podría cubrirse con el mismo material volcánico enfriado que se encuentra en las áreas oscuras de la superficie de la Luna, llamadas mares.

Descubierto en 2018 por la misión TESS de la NASA, el planeta LHS 3844b se encuentra a 48,6 años luz de la Tierra y tiene un radio 1,3 veces mayor que el de nuestro planeta. Orbita alrededor de un tipo de estrella pequeña y fría llamada Enana M, especialmente notable porque, como el tipo de estrella más común y longeva en la Vía Láctea, las enanas M pueden albergar un alto porcentaje del número total de planetas en la galaxia.

TESS descubrió el planeta a través del método de tránsito, que implica detectar cuándo la luz observada de una estrella madre se atenúa debido a un planeta que orbita entre la estrella y la Tierra. Detectar la luz que proviene directamente de la superficie de un planeta, otro método, es difícil porque la estrella es mucho más brillante y ahoga la luz del planeta.

A pesar de esto, durante las observaciones de seguimiento, Spitzer, pudo detectar la luz de la superficie de LHS 3844b. El planeta hace una órbita completa alrededor de su estrella madre en solo 11 horas. Con una órbita tan apretada, es muy probable que LHS 3844b esté “bloqueado por la marea”, que supone que un lado de un planeta se enfrenta permanentemente a la estrella. El lado frente a la estrella, o el lado del día, registra aproximadamente 770 grados Celsius. Al estar extremadamente caliente, el planeta irradia mucha luz infrarroja, que es la longitud de onda que detecta Spitzer.

La estrella madre del planeta es relativamente fría (aun así, mucho más caliente que el planeta), lo que hace posible la observación directa del lado del día de LHS 3844b.

Esta observación marca la primera vez que los datos de Spitzer han podido proporcionar información sobre la atmósfera de un mundo terrestre alrededor de una enana M.

Al medir la diferencia de temperatura entre los lados frío y caliente del planeta, el equipo descubrió que hay una cantidad insignificante de calor que se transfiere entre los dos. Si hubiera una atmósfera presente, el aire caliente en el lado del día se expandiría naturalmente, generando vientos que transferirían calor alrededor del planeta. En un mundo rocoso con poca o ninguna atmósfera, como la Luna, no hay aire presente para transferir calor.

Comprender los factores que podrían preservar o destruir atmósferas planetarias es parte de cómo los científicos planean buscar entornos habitables más allá de nuestro Sistema Solar. La atmósfera de la Tierra es la razón por la cual el agua líquida puede existir en la superficie, permitiendo que la vida prospere. Por otro lado, la presión atmosférica de Marte es ahora menos del 1% de la de la Tierra, y los océanos y ríos que alguna vez salpicaron la superficie del Planeta Rojo han desaparecido.

“Tenemos muchas teorías sobre cómo les va a las atmósferas planetarias alrededor de las enanas M, pero no hemos podido estudiarlas empíricamente”, dijo Laura Kreidberg, investigadora del Centro de Astrofísica Harvard y Smithsonian en Cambridge, Massachusetts, y autora principal del nuevo estudio. “Ahora, con LHS 3844b, tenemos un planeta terrestre fuera de nuestro Sistema Solar donde, por primera vez, podemos determinar observacionalmente que no tiene una atmósfera”.

En comparación con las estrellas similares al Sol, las enanas M emiten altos niveles de luz ultravioleta (aunque menos luz en general), que es perjudicial para la vida y puede erosionar la atmósfera de un planeta. Son particularmente violentas en su juventud, eructan una gran cantidad de bengalas o estallidos de radiación y partículas que podrían eliminar las atmósferas planetarias emergentes.

Las observaciones de Spitzer descartan una atmósfera con más de 10 veces la presión de la Tierra. (Medido en unidades llamadas bares, la presión atmosférica de la Tierra al nivel del mar es de aproximadamente 1 bar). Una atmósfera entre 1 y 10 bares en LHS 3844b también se ha descartado casi por completo, aunque los autores señalan que existe una pequeña posibilidad de que pueda existir si las propiedades estelares y planetarias cumpliesen algunos criterios muy específicos e improbables. También argumentan que con el planeta tan cerca de una estrella, una atmósfera delgada sería eliminada por la intensa radiación y la salida de material de la estrella (a menudo llamados vientos estelares).

“Todavía tengo la esperanza de que otros planetas alrededor de enanas M puedan mantener sus atmósferas”, dijo Kreidberg. “Los planetas terrestres en nuestro Sistema Solar son enormemente diversos, y espero que lo mismo sea cierto para los sistemas de exoplanetas”.

Spitzer y el Telescopio Espacial Hubble de la NASA han reunido información sobre las atmósferas de múltiples planetas gaseosos, pero LHS 3844b parece ser el planeta más pequeño para el que los científicos han utilizado la luz que proviene de su superficie para conocer su atmósfera (o falta de ella). Spitzer ya utilizó previamente el método de tránsito para estudiar los siete mundos rocosos alrededor de la estrella TRAPPIST-1 (también una enana M) y conocer su posible composición general; por ejemplo, algunos de ellos probablemente contienen hielo de agua.

Los autores del nuevo estudio fueron un paso más allá, utilizando el albedo de superficie de LHS 3844b (o su capacidad de reflexión de la luz) para tratar de inferir su composición.

El estudio muestra que LHS 3844b es “bastante oscuro”, según el coautor Renyu Hu, un científico de exoplanetas en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, que administra el Telescopio Espacial Spitzer. Él y sus coautores creen que el planeta está cubierto de basalto, una especie de roca volcánica. “Sabemos que los mares de la Luna está formada por el antiguo vulcanismo”, dijo Hu, “y creemos que esto podría ser lo que sucedió en este planeta”.

Un año y dos viajes alrededor del Sol para la sonda Parker Solar de la NASA

Crédito de la imagen: NASA/Naval Research Laboratory/Parker Solar Probe

Desde el lanzamiento de la sonda Parker Solar de la NASA el 12 de agosto de 2018, la Tierra ha realizado un solo viaje alrededor del Sol, mientras que el atrevido explorador solar está en su tercera órbita alrededor de nuestra estrella. Con dos pases cercanos por el Sol ya realizados, Parker Solar está viajando hacia otro acercamiento solar el próximo 1 de septiembre de 2019.                                                        

Parker Solar lleva el nombre de Eugene Parker, el físico que teorizó por primera vez el viento solar (el flujo constante de partículas y campos magnéticos del Sol) en 1958. Parker Solar es la primera misión de la NASA en ser nombrada en homenaje a una persona viva.

En este año transcurrido desde su lanzamiento, Parker Solar ha recopilado una gran cantidad de datos científicos de sus dos pases cercanos al Sol.

“Estamos muy contentos”, dijo Nicky Fox, director de la División de Heliofísica de la NASA, en la sede de la NASA en Washington, DC. “Hemos logrado recoger al menos el doble de datos de lo que originalmente sospechábamos que obtendríamos de esos dos primeros perihelios”.

La nave espacial lleva cuatro conjuntos de instrumentos científicos para recopilar datos sobre las partículas, el plasma del viento solar, los campos eléctricos y magnéticos, las emisiones de radio solar y las estructuras en la atmósfera exterior caliente del Sol, la corona. Esta información ayudará a los científicos a desentrañar la física que impulsa las temperaturas extremas en la corona, que es contraintuitivamente más caliente que la superficie solar debajo, y los mecanismos que conducen las partículas y el plasma al sistema solar.

El instrumento WISPR de Parker Solar captura imágenes de las estructuras del viento solar a medida que salen del Sol, lo que permite a los científicos conectarlas con las mediciones in situ de Parker de sus otros instrumentos.

El equipo de la misión se encuentra actualmente en el proceso de analizar datos de las dos primeras órbitas de Parker Solar, que se presentarán al público en 2019.

“Los datos que vemos de los instrumentos de Parker Solar nos muestran detalles sobre estructuras y procesos solares que nunca hemos visto antes”, dijo Nour Raouafi, científico del proyecto Parker Solar en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins, que construyó y opera la misión para la NASA: “Volar cerca del Sol, un entorno muy peligroso, es la única forma de obtener estos datos, y la nave espacial está funcionando con gran éxito”.

Nuevos descubrimientos de Curiosity siete años después de su llegada a Marte.

El rover Curiosity de la NASA ha recorrido un largo camino desde que aterrizó en Marte hace siete años. Ha recorrido un total de 21 kilómetros y ascendido 368 metros a su ubicación actual. En el camino, Curiosity descubrió que Marte tenía las condiciones necesarias para haber albergado vida microbiana entre otras cosas, en el pasado antiguo.

Y el rover está lejos de haber terminado, ya que acaba de perforar su muestra número 22 de la superficie marciana. Aún faltan algunos años para que su sistema de energía nuclear se degrade lo suficiente como para limitar significativamente las operaciones. Después de eso, una cuidadosa gestión de su energía permitirá al explorador seguir estudiando el Planeta Rojo.

Curiosity está ahora a mitad de camino de una región que los científicos llaman “unidad de arcilla” en la ladera del Monte Sharp, dentro del Cráter Gale. Miles de millones de años atrás, había arroyos y lagos dentro del cráter. El agua alteró el sedimento depositado dentro de lagos, dejando atrás muchos minerales arcillosos en la región. Esa señal de arcilla fue detectada por primera vez desde el espacio por la sonda espacial Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA unos años antes del lanzamiento de Curiosity.

“Este área es una de las razones por las que vinimos al Cráter Gale”, dijo Kristen Bennett del Servicio Geológico de Estados Unidos, uno de los co-líderes de la campaña de unidad de arcilla de Curiosity. “Hemos estado estudiando imágenes orbitales de este área durante 10 años, y finalmente podemos echar un vistazo de cerca”.

Curiosity salió de la zona de guijarros en Junio y comenzó a encontrar características geológicas más complejas. Se detuvo para tomar una vista panorámica de 360 grados en un afloramiento rocoso llamado “Teal Ridge”. Más recientemente, tomó imágenes detalladas de “Strathdon”, una roca hecha de docenas de capas de sedimentos que se han endurecido en un montón frágil y ondulado. A diferencia de las capas delgadas y planas asociadas con los sedimentos lacustres que Curiosity ha estudiado, las capas onduladas en esta roca sugieren un entorno más dinámico. El viento, el agua que fluía o ambos podrían haber dado forma a esta área.

Tanto Teal Ridge como Strathdon representan cambios en el paisaje. “Estamos viendo una evolución en el antiguo entorno del lago registrado en estas rocas”, dijo Fox. “No fue solo un lago estático. Nos está ayudando a pasar de una visión simplista de Marte pasando de húmedo a seco. En lugar de un proceso lineal, la historia del agua fue más complicada”.

Curiosity está descubriendo una historia más rica y compleja detrás del agua en el Monte Sharp, un proceso que Fox comparó finalmente con la capacidad de leer los párrafos de un libro, un libro denso, con páginas arrancadas, pero una historia fascinante para reconstruir.

Nuevo récord para OSIRIS-REx

El pasado 12 de junio, la nave espacial OSIRIS-REx realizó otra maniobra de navegación importante, rompiendo su propio récord de la órbita más cercana de una nave espacial a un cuerpo planetario.

La maniobra dio comienzo a la nueva fase de la misión, conocida como Orbital B, y colocó a la nave espacial en una órbita a 680 metros sobre la superficie del asteroide Bennu. El récord anterior, también establecido por la nave OSIRIS-REx, fue de aproximadamente 1.3 kilómetros sobre la superficie.

Al llegar a Bennu, el equipo observó partículas que se expulsaban al espacio desde la superficie del asteroide. Para comprender mejor por qué ocurre esto, las dos primeras semanas de Orbital B se dedicarán a observar estos eventos tomando imágenes frecuentes del horizonte del asteroide. Durante las cinco semanas restantes, la nave hará un mapa del asteroide completo utilizando la mayoría de sus instrumentos científicos a bordo: el altímetro láser OSIRIS-REx (OLA) producirá un mapa de terreno completo; PolyCam formará un mosaico de imágenes globales de alta resolución; y el espectrómetro de emisión térmica de OSIRIS-REx (OTES) y el espectrómetro de imágenes de rayos X REgolith (REXIS) producirán mapas globales en las bandas de infrarrojo y rayos X. Todas estas medidas son esenciales para seleccionar el mejor sitio de recolección de muestras en la superficie de Bennu.

OSIRIS-REx permanecerá en Orbital B hasta la segunda semana de agosto, cuando pasará a Orbital C ligeramente superior para observaciones de partículas adicionales. Durante el Orbital C, la nave espacial estará, aproximadamente, a 1.3 kilómetros sobre la superficie del asteroide.

El equipo de OSIRIS-REx también utilizará los datos recopilados de la fase Orbital B para evaluar la seguridad y la capacidad de la probabilidad de que se pueda recolectar una muestra de cada sitio potencial para su recolección. El equipo elegirá cuatro posibles sitios para ser evaluados a fondo este otoño, durante la fase de Reconocimiento de la misión. Los datos de la fase de Reconocimiento se utilizarán para evaluar los sitios candidatos para una mayor selección descendente, así como para proporcionar las imágenes de primer plano requeridas para mapear las características y puntos de referencia necesarios para la navegación autónoma de la nave espacial a la superficie del asteroide.

Se deben considerar varios requisitos de seguridad antes de la recolección de la muestra. Por ejemplo, cualquier sitio candidato debe estar lo suficientemente limpio de rocas (o de rocas grandes) para que la nave pueda llegar a la superficie sin encontrarse con un terreno peligroso. Además, para mantener a OSIRIS-REx en posición vertical durante la recolección de la muestra, el sitio elegido no puede estar demasiado inclinado en comparación con el brazo de muestreo. La inesperada superficie rocosa de Bennu lo ha hecho más desafiante de lo que se había previsto originalmente para identificar sitios que cumplan con estos dos requisitos de seguridad. En respuesta, el equipo está evaluando las capacidades de rendimiento tanto de la nave espacial como de la navegación, lo que probablemente permitirá una orientación más precisa para apuntar a lugares más concretos.

La nave espacial OSIRIS-REx está en un viaje de siete años para estudiar el asteroide Bennu y devolver una muestra de su superficie a la Tierra. Esta muestra de un asteroide primitivo ayudará a los científicos a comprender la formación del Sistema Solar hace más de 4.500 millones de años. La recolección de muestras está programada para el verano de 2020, y la nave espacial traerá la muestra a la Tierra en septiembre de 2023.

Más metano en Marte

Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

El rover Curiosity de la NASA en Marte ha descubierto un resultado sorprendente: los niveles de metano más altos jamás registrados desde que empezó su misión – aproximadamente 21 partes por mil millones de unidades por volumen (ppbv). Una ppbv significa que si tomas un volumen de aire en Marte, una milmillonésima parte del volumen de aire es metano.

El hallazgo provino del espectrómetro láser sintonizable del instrumento SAM.  Es emocionante porque la vida microbiana es una fuente importante de metano en la Tierra, pero el metano también se puede crear a través de las interacciones entre las rocas y el agua.

Curiosity no tiene instrumentos que puedan decir definitivamente cuál es la fuente del metano, o incluso si proviene de una fuente local dentro del Cráter Gale o de cualquier otra parte del planeta.

“Con nuestras mediciones actuales, no tenemos forma de saber si la fuente de metano es biológica o geológica, o incluso antigua o moderna”, dijo el Investigador Principal de SAM, Paul Mahaffy, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, en Greenbelt, Maryland.

El equipo de Curiosity ha detectado metano muchas veces a lo largo de la misión. Los documentos anteriores han reportado cómo los niveles de fondo del gas parecen aumentar y caer según la temporada. También notaron picos repentinos de metano, pero el equipo científico sabe muy poco sobre la duración de estas plumas transitorias o por qué son diferentes de los patrones estacionales.

El equipo de SAM organizó un experimento diferente para este fin de semana, para recopilar más información sobre lo que podría ser un penacho transitorio. Todo lo que encuentren, incluso si es una ausencia de metano, agregará contexto a la medición reciente.

Los científicos de Curiosity necesitan tiempo para analizar estas pistas y realizar muchas más observaciones de metano. También necesitan tiempo para colaborar con otros equipos científicos, incluidos los de la sonda espacial Trace Gas Orbiter, TGO, de la Agencia Espacial Europea, que ha estado en su órbita científica durante poco más de un año sin detectar metano. La combinación de observaciones desde la superficie y desde la órbita podría ayudar a los científicos a localizar fuentes de gas en el planeta y comprender cuánto tiempo duran en la atmósfera marciana. Eso podría explicar por qué las observaciones de metano de TGO y Curiosity han sido tan diferentes.

Misión Euclid de la ESA

Euclid Consortium/CPPM/LAM

La misión Euclid de la Agencia Espacial Europea, que se lanzará en 2022, investigará dos de los misterios más grandes de la astronomía moderna: la materia oscura y la energía oscura. Un equipo de ingenieros de la NASA recientemente entregó hardware crítico para uno de los instrumentos que volará en Euclid y probará estos rompecabezas cósmicos.

Con base en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, y en el Centro de Vuelo Espacial Goddard en Greenbelt, Maryland, los ingenieros diseñaron, fabricaron y probaron 20 piezas de hardware de sensores electrónicos (SCE) para Euclid (16 para el instrumento de vuelo y cuatro copias de seguridad). Estas partes, que funcionan a menos 136 grados Celsius, son responsables de amplificar y digitalizar con precisión las pequeñas señales de los detectores de luz en el instrumento del espectrómetro y fotómetro de infrarrojo cercano de Euclid (NISP). El observatorio Euclid también llevará un instrumento de imágenes de luz visible.

La imagen, tomada en mayo de 2019, muestra los detectores y la electrónica del sensor-chip en un modelo de vuelo del instrumento NISP en el Laboratorio de Astrofísica de Marsella, Francia. Se han entregado dieciocho SCE a la Agencia Espacial Europea (ESA), y dos más pronto estarán en camino. El sistema de detección se someterá a pruebas exhaustivas antes del lanzamiento.

“Incluso en el mejor de los casos, es extremadamente difícil diseñar y fabricar componentes electrónicos muy sensibles y complejos que funcionen de manera confiable a temperaturas de funcionamiento muy bajas”, dijo Moshe Pniel, gerente de proyectos de Euclid en JPL.

Euclid realizará un estudio de miles de millones de galaxias distantes, que se alejan de nosotros cada vez más rápido a medida que se acelera la expansión del espacio. Los científicos no saben qué causa esta expansión acelerada, pero han llamado a la fuente de este fenómeno energía oscura. Al observar el efecto de la energía oscura en la distribución de una gran población de galaxias, los científicos intentarán reducir lo que posiblemente podría conducir este misterioso fenómeno.

Además, Euclid proporcionará información sobre el misterio de la materia oscura. Si bien no podemos ver la materia oscura, es cinco veces más frecuente en el universo que la materia “regular” que forma los planetas, las estrellas y todo lo demás que podemos ver en el universo.

Para detectar la materia oscura, los científicos buscan los efectos de su gravedad. El censo de galaxias distantes de Euclid revelará cómo la estructura a gran escala del universo está formada por la interacción de materia regular, materia oscura y energía oscura. Esto, a su vez, permitirá a los científicos aprender más sobre las propiedades y los efectos de la materia oscura y la energía oscura en el universo, y acercarse a la comprensión de su naturaleza fundamental.

El instrumento NISP está dirigido por el Laboratorio de Astrofísica de Marsella, con contribuciones de 15 países, incluido Estados Unidos, a través de un acuerdo entre la ESA y la NASA.

La aventura del saber – Raúl García- 40 Aniversario DSS63

Entrevista en el programa de La2 “La aventura del saber” a Raúl García, ingeniero del Complejo de Comunicaciones con el Espacio Profundo de Madrid (MDSCC). Se cumplen 40 años desde la inauguración de la antena más grande del complejo, la DSS63, de 70 metros de diámetro. Gracias a esta antena hemos podido realizar el seguimiento y comunicación con misiones emblemáticas como las sondas gemelas Voyager.

Programa emitido el 22 de mayo de 2014.

Entrevista, en inglés, para Radio Gavà

Entrevista radiofónica a Cristina García Miró, responsable del Departamento de Radioastronomía en MDSCC (Centro de Comunicaciones con el Espacio Profundo de Madrid), para el Programa de radio “La Fábrica de la Ciencia”, de Radio Gavà. La entrevista es en inglés.

Descarga de audio aquí.