El telescopio espacial Spitzer de la NASA finaliza la misión de descubrimiento astronómico.


El Gerente del Proyecto Spitzer, Joseph Hunt, se encuentra en Control de Misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, el 30 de enero de 2020, declarando que la nave espacial fue desmantelada y la misión Spitzer concluyó. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Durante más de 16 años, el observatorio infrarrojo reveló nuevas maravillas en nuestro Sistema Solar, nuestra galaxia y más allá. Su legado sienta las bases para futuros exploradores infrarrojos.

Después de más de 16 años estudiando el Universo en luz infrarroja, revelando nuevas maravillas en nuestro Sistema Solar, nuestra galaxia y más allá, la misión del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA ha llegado a su fin.

Los ingenieros de la misión confirmaron el jueves alrededor de las 2:30 p.m. PDT (5:30 p.m.EDT), que la nave espacial se colocó en modo seguro, cesando todas las operaciones científicas. Después de que se confirmara el desmantelamiento, el gerente del proyecto Spitzer, Joseph Hunt, declaró que la misión había terminado oficialmente.

Lanzado en 2003, Spitzer fue uno de los cuatro grandes observatorios de la NASA, junto con el telescopio espacial Hubble, el observatorio de rayos X Chandra y el observatorio de rayos gamma Compton. El programa Great Observatories demostró el poder de usar diferentes longitudes de onda de luz para crear una imagen más completa del Universo.

“Spitzer nos ha enseñado aspectos completamente nuevos del cosmos y nos ha dado muchos pasos más para comprender cómo funciona el Universo, abordar preguntas sobre nuestros orígenes y si estamos solos o no”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Misión Científica de la NASA. Dirección en Washington. “Este Gran Observatorio también identificó algunas preguntas importantes y nuevas y objetos tentadores para su posterior estudio, trazando un camino para futuras investigaciones. Su inmenso impacto en la ciencia ciertamente durará mucho más allá del final de su misión”.

Entre sus muchas contribuciones científicas, Spitzer estudió cometas y asteroides en nuestro propio Sistema Solar y encontró un anillo no identificado previamente alrededor de Saturno. Estudió la formación de estrellas y planetas, la evolución de las galaxias desde el Universo antiguo hasta la actualidad, y la composición del polvo interestelar. También demostró ser una herramienta poderosa para detectar exoplanetas y caracterizar sus atmósferas. El trabajo más conocido de Spitzer puede ser el detectar los siete planetas del tamaño de la Tierra en el sistema TRAPPIST-1, el mayor número de planetas terrestres que se haya encontrado orbitando una sola estrella, y determinar sus masas y densidades.

En 2016, después de una revisión de las misiones de astrofísica en funcionamiento, la NASA tomó la decisión de cerrar la misión Spitzer en 2018 en anticipación del lanzamiento del telescopio espacial James Webb, que también observará el Universo en luz infrarroja. Cuando se pospuso el lanzamiento de Webb, se le otorgó a Spitzer una extensión para continuar las operaciones hasta este año. Esto le dio a Spitzer tiempo adicional para continuar produciendo ciencia transformadora, incluidas las ideas que allanarán el camino para Webb, que se lanzará en 2021.


En el momento del lanzamiento, el Telescopio Espacial Spitzer tenía su nombre original: la Instalación del Telescopio Infrarrojo Espacial (SIRTF). Se muestra aquí en la torre de servicios móviles en el lanzamiento.

“Todos los que han trabajado en esta misión deberían estar extremadamente orgullosos hoy”, dijo Hunt. “Hay literalmente cientos de personas que contribuyeron directamente al éxito de Spitzer, y miles que usaron sus capacidades científicas para explorar el Universo. Dejamos atrás un poderoso legado científico y tecnológico”.

Manteniendo frío

Aunque no fue el primer telescopio infrarrojo espacial de la NASA, Spitzer fue el telescopio infrarrojo más sensible de la historia cuando se lanzó, y ofreció una vista más profunda y de mayor alcance del cosmos infrarrojo que sus predecesores. Por encima de la atmósfera de la Tierra, Spitzer pudo detectar algunas longitudes de onda que no se pueden observar desde el suelo. La órbita terrestre de la nave espacial la colocó lejos de las emisiones infrarrojas de nuestro planeta, lo que también le dio a Spitzer una mejor sensibilidad de la que era posible para telescopios más grandes en la Tierra.

La principal misión de Spitzer llegó a su fin en 2009, cuando el telescopio agotó el suministro del refrigerante de helio líquido necesario para operar dos de sus tres instrumentos: el espectrógrafo infrarrojo y el fotómetro de imágenes multibanda para Spitzer (MIPS). La misión se consideró un éxito, habiendo logrado todos sus objetivos científicos primarios y más. Pero la historia de Spitzer no había terminado. Los ingenieros y científicos pudieron continuar la misión utilizando solo dos de los cuatro canales de longitud de onda en el tercer instrumento, la Cámara de matriz de infrarrojos. A pesar de los crecientes desafíos de ingeniería y operaciones, Spitzer continuó produciendo ciencia transformadora durante otros 10 años y medio, mucho más de lo que anticiparon los planificadores de misiones.

Durante su misión extendida, Spitzer continuó haciendo importantes descubrimientos científicos. En 2014, detectó evidencia de colisiones de asteroides en un sistema planetario recién formado, proporcionando evidencia de que tales aplastamientos podrían ser comunes en los primeros sistemas solares y cruciales para la formación de algunos planetas. En 2016, Spitzer trabajó con Hubble para obtener imágenes de la galaxia más distante jamás detectada. A partir de 2016, Spitzer estudió el sistema TRAPPIST-1 durante más de 1,000 horas. Todos los datos de Spitzer son gratuitos y están disponibles para el público en el archivo de datos de Spitzer. Los científicos de la misión dicen que esperan que los investigadores continúen haciendo descubrimientos con Spitzer mucho después del desmantelamiento de la nave espacial.

“Creo que Spitzer es un ejemplo de lo mejor que la gente puede lograr”, dijo el científico del proyecto Spitzer Michael Werner. “Me siento muy afortunado de haber trabajado en esta misión y de haber visto el ingenio, la perseverancia y la brillantez que mostró la gente del equipo. Cuando aprovechas esas cosas y les das poder para que las usen, entonces sucederán cosas realmente increíbles”.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, lleva a cabo operaciones de misión y administra la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Dirección de Misión Científica de la agencia en Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en Caltech en Pasadena. Las operaciones de naves espaciales se basan en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado. Los datos se archivan en el Infrared Science Archive ubicado en IPAC en Caltech. Caltech gestiona JPL para la NASA.

Lockheed Martin en Sunnyvale, California, construyó la nave espacial Spitzer, y durante el desarrollo sirvió como líder para sistemas e ingeniería, y para integración y pruebas. Ball Aerospace and Technologies Corporation en Boulder, Colorado, proporcionó la óptica, la criogenia y las cubiertas térmicas y escudos para Spitzer.

Ball desarrolló el instrumento de Espectrógrafo Infrarrojo (IRS), con liderazgo científico basado en la Universidad de Cornell, y el instrumento Fotómetro de imágenes multibanda para Spitzer (MIPS), con liderazgo científico basado en la Universidad de Arizona en Tucson. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, desarrolló el instrumento Cámara de matriz de infrarrojos (IRAC), con liderazgo científico basado en el Observatorio de Astrofísica Smithsonian de Harvard en Cambridge, Massachusetts.

Los ingenieros de Voyager 2 trabajan para restaurar las operaciones cotidianas.


El concepto de este artista representa una de las naves espaciales Voyager de la NASA entrando en el espacio interestelar, o el espacio entre estrellas. El espacio interestelar está dominado por el plasma, o gas ionizado, que fue expulsado por la muerte de estrellas gigantes cercanas hace millones de años. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Los ingenieros de la nave espacial Voyager 2 de la NASA están trabajando para devolver la misión a las condiciones normales de operación después de que se activara una de las rutinas autónomas de protección contra fallos de la nave espacial. Se programaron múltiples rutinas de protección contra fallos tanto en la Voyager 1 como en la Voyager 2 para permitir que la nave espacial tome medidas automáticamente para protegerse si surgen circunstancias potencialmente dañinas. En el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, los ingenieros aún se comunican con la nave espacial y reciben telemetría.

Lanzado en 1977, Voyager 1 y Voyager 2 están en el espacio interestelar, lo que los convierte en los objetos humanos más distantes del Sistema Solar. El sábado 25 de enero, la Voyager 2 no ejecutó una maniobra programada en la que la nave espacial gira 360 grados para calibrar su instrumento de campo magnético a bordo. El análisis de la telemetría de la nave espacial indicó que una demora inexplicable en la ejecución a bordo de los comandos de maniobra dejó sin darse cuenta dos sistemas que consumen niveles relativamente altos de potencia operando al mismo tiempo. Esto provocó que la nave espacial consumiera en mayor medida su fuente de alimentación disponible.

La rutina del software de protección contra fallos fue diseñada para administrar automáticamente tal evento y, por diseño, parece haber apagado los instrumentos científicos de Voyager 2 para compensar el déficit de energía. A partir del 28 de enero, los ingenieros de Voyager apagaron con éxito uno de los sistemas de alta potencia y volvieron a encender los instrumentos científicos, pero aún no han reanudado la toma de datos. El equipo ahora está revisando el estado del resto de la nave espacial y está trabajando para devolverlo a las operaciones normales.

La fuente de alimentación de Voyager proviene de un generador termoeléctrico radioisotópico (RTG), que convierte el calor de la descomposición de un material radiactivo en electricidad para alimentar la nave espacial. Debido a la descomposición natural del material dentro del RTG, el presupuesto de energía del Voyager 2 se reduce en aproximadamente 4 vatios por año. El año pasado, los ingenieros apagaron el calentador primario del instrumento del subsistema de rayos cósmicos Voyager 2 para compensar esta pérdida de energía, y el instrumento continúa funcionando.

Además de administrar la fuente de alimentación de cada Voyager, los operadores de la misión también deben administrar la temperatura de ciertos sistemas en la nave espacial. Si, por ejemplo, las líneas de combustible de la nave espacial se congelaran y se rompieran, la Voyager ya no podría apuntar su antena hacia la Tierra para enviar datos y recibir comandos. La temperatura de la nave espacial se mantiene mediante el uso de calentadores o aprovechando el exceso de calor de otros instrumentos y sistemas a bordo.

El equipo ha tardado varios días en evaluar la situación actual, principalmente debido a la distancia de la Voyager 2 desde la Tierra, alrededor de 18.500 millones de kilómetros. Las comunicaciones que viajan a la velocidad de la luz tardan aproximadamente 17 horas en llegar a la nave espacial, y la respuesta de la nave espacial tarda otras 17 horas en regresar a la Tierra. Como resultado, los ingenieros de la misión tienen que esperar unas 34 horas para averiguar si sus comandos han tenido el efecto deseado en la nave espacial.

La nave espacial Voyager fue construida por JPL, que continúa operando ambas. JPL es una división de Caltech en Pasadena. Las misiones Voyager son parte del Observatorio del Sistema de Heliofísica de la NASA, patrocinado por la División de Heliofísica de la Dirección de Misiones Científicas en Washington.

Una nueva misión echará un primer vistazo a los polos del Sol.



Una nueva nave espacial viaja hacia el Sol para tomar las primeras imágenes de los polos norte y sur del Sol.

Solar Orbiter, una colaboración entre la Agencia Espacial Europea, o ESA, y la NASA, tendrá su primera oportunidad de lanzarse desde Cabo Cañaveral el 7 de febrero de 2020, a las 11:15 p.m. EST. Al lanzarse en un cohete United Launch Alliance Atlas V, la nave espacial utilizará la gravedad de Venus y la Tierra para salir del plano eclíptico, la franja del espacio aproximadamente alineada con el ecuador del Sol, donde todos los planetas orbitan. A partir de ahí, la vista de pájaro del Orbitador Solar le dará la primera mirada a los polos del Sol.

“Hasta el Solar Orbiter, todos los instrumentos de imágenes solares han estado dentro del plano eclíptico o muy cerca de él”, dijo Russell Howard, científico espacial del Laboratorio de Investigación Naval en Washington, D.C. e investigador principal de uno de los diez instrumentos del Solar Orbiter. “Ahora podremos mirar el Sol desde arriba”.

“Será una incógnita”, dijo Daniel Müller, científico del proyecto de la ESA para la misión en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial en los Países Bajos. “Esta es realmente una ciencia exploratoria”.

El Sol juega un papel central en la configuración del espacio que nos rodea. Su campo magnético masivo se extiende mucho más allá de Plutón, allanando una supercarretera para partículas solares cargadas conocidas como viento solar. Cuando las ráfagas de viento solar golpean la Tierra, pueden provocar tormentas de clima espacial que interfieren con nuestro GPS y satélites de comunicaciones; en el peor de los casos, incluso pueden amenazar a los astronautas.


Animación de una porción de la órbita altamente inclinada del Orbitador Solar.
Créditos: ESA / ATG medialab

Para prepararse para la llegada de tormentas solares, los científicos monitorean el campo magnético del Sol. Pero sus técnicas funcionan mejor con una visión directa; cuanto más inclinado es el ángulo de visión, más ruidosos son los datos. La visión lateral que obtenemos de los polos del Sol desde el plano eclíptico deja grandes lagunas en los datos.

“Los polos son particularmente importantes para que podamos modelar con mayor precisión”, dijo Holly Gilbert, científica del proyecto de la NASA para la misión en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Para pronosticar eventos del clima espacial, necesitamos un modelo bastante preciso del campo magnético global del Sol”.

Los polos del Sol también pueden explicar observaciones centenarias. En 1843, el astrónomo alemán Samuel Heinrich Schwabe descubrió que la cantidad de manchas solares (manchas oscuras en la superficie del Sol que marcan fuertes campos magnéticos) aumenta y disminuye en un patrón repetitivo. Hoy, lo conocemos como el ciclo solar de aproximadamente 11 años en el que el Sol cambia entre el máximo solar, cuando las manchas solares proliferan y el Sol está activo y turbulento, y el mínimo solar, cuando son menos y está más tranquilo. “Pero no entendemos por qué son 11 años, o por qué algunos máximos solares son más fuertes que otros”, dijo Gilbert. Observar los campos magnéticos cambiantes de los polos podría ofrecer una respuesta.


Simulación de una erupción solar que golpea el campo magnético de la Tierra.
Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA / Estudio de visualización científica / Centro de modelado coordinado de la comunidad.

La única nave espacial anterior que sobrevoló los polos del Sol también fue una empresa conjunta ESA / NASA. Lanzada en 1990, la nave espacial Ulysses realizó tres pases alrededor de nuestra estrella antes de su desmantelamiento en 2009. Pero Ulysses nunca se acercó más que la distancia de la Tierra al Sol, y solo llevó lo que se conoce como instrumentos in situ, como el sentido del tacto, medía el entorno inmediatamente alrededor de la nave espacial. El Orbitador Solar pasará dentro de la órbita de Mercurio llevando cuatro instrumentos in situ y seis sensores de imágenes remotos, que observarán el Sol desde lejos. “Vamos a poder mapear lo que” tocamos “con los instrumentos in situ y lo que” vemos “con la teledetección”, dijo Teresa Nieves-Chinchilla, científica adjunta del proyecto de la NASA para la misión.

Después de años de desarrollo tecnológico, será lo más cerca que las cámaras orientadas al Sol se aproximen. “Realmente no puedes acercarte mucho más de lo que va Solar Orbiter y mirando al Sol”, dijo Müller.

Durante los siete años de vida útil de la misión, Solar Orbiter alcanzará una inclinación de 24 grados sobre el ecuador del Sol, aumentando a 33 grados con tres años adicionales de operaciones de misión extendida. En la aproximación más cercana, la nave espacial se acercará a menos de 5 millones de kilómetros del Sol.

Para combatir el calor, Solar Orbiter tiene un escudo térmico de titanio diseñado a medida con un recubrimiento de fosfato de calcio que resiste temperaturas de 500 °C, trece veces el calentamiento solar que enfrentan las naves espaciales en órbita terrestre. Cinco de los instrumentos de teledetección miran al Sol a través de mirillas en ese escudo térmico; uno observa el viento solar a un lado.

Solar Orbiter será la segunda misión principal de la NASA al Sistema Solar interno en los últimos años, tras el lanzamiento en agosto de 2018 de la sonda Solar Parker. Parker ha completado cuatro pases solares cercanos y volará a 6.5 millones de kilómetros del Sol en la aproximación más cercana.

Las dos naves espaciales trabajarán juntas: a medida que Parker muestrea partículas solares de cerca, Solar Orbiter capturará imágenes desde más lejos, contextualizando las observaciones. Las dos naves espaciales también se alinearán ocasionalmente para medir las mismas líneas de campo magnético o corrientes de viento solar en diferentes momentos.

“Estamos aprendiendo mucho con Parker, y agregar Solar Orbiter a la ecuación solo traerá aún más conocimiento”, dijo Nieves-Chinchilla.

Solar Orbiter es una misión cooperativa internacional entre la Agencia Espacial Europea y la NASA. El Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC) de la ESA en los Países Bajos gestiona el esfuerzo de desarrollo. El Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) en Alemania operará Solar Orbiter después del lanzamiento. Solar Orbiter fue construido por Airbus Defence and Space, y contiene 10 instrumentos: nueve provistos por los estados miembros de la ESA y la ESA. La NASA proporcionó un conjunto de instrumentos, SoloHI y detectores y hardware para otros tres instrumentos.

La Nebulosa de la Tarántula hace girar la red del misterio en una imagen de Spitzer.


Esta imagen del telescopio espacial Spitzer de la NASA muestra la nebulosa de la tarántula en dos longitudes de onda de luz infrarroja. Las regiones rojas indican la presencia de gas particularmente caliente, mientras que las regiones azules son polvo interestelar que es similar en composición a las cenizas de carbón o incendios de leña en la Tierra.
Créditos: NASA / JPL-Caltech

La Nebulosa de la Tarántula, vista en esta imagen por el Telescopio Espacial Spitzer, fue uno de los primeros objetivos estudiados por el observatorio infrarrojo después de su lanzamiento en 2003, y el telescopio lo ha vuelto a observar muchas veces desde entonces. Ahora que Spitzer se retirará el 30 de enero de 2020, los científicos han generado una nueva vista de la nebulosa a partir de los datos de Spitzer.

Esta imagen de alta resolución combina datos de múltiples observaciones de Spitzer, más recientemente en febrero y septiembre de 2019.

“Creo que elegimos la Nebulosa de la Tarántula como uno de nuestros primeros objetivos porque sabíamos que demostraría la amplitud de las capacidades de Spitzer”, dijo Michael Werner, quien ha sido el científico del proyecto de Spitzer desde el inicio de la misión con base en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California “Esa región tiene muchas estructuras de polvo interesantes y mucha formación de estrellas, y esas son áreas donde los observatorios infrarrojos pueden ver muchas cosas que no se pueden ver en otras longitudes de onda”.

La luz infrarroja es invisible para el ojo humano, pero algunas longitudes de onda de infrarrojos pueden pasar a través de nubes de gas y polvo donde la luz visible no puede. Por ello, los científicos usan observaciones infrarrojas para ver las estrellas recién nacidas y las “protoestrellas” aún en formación, envueltas en las nubes de gas y polvo de las que se formaron.

Ubicada en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia enana unida gravitacionalmente a la nuestra (la Vía Láctea), la Nebulosa de la Tarántula es un semillero de formación estelar. En el caso de la Gran Nube de Magallanes, estos estudios han ayudado a los científicos a conocer las tasas de formación de estrellas en galaxias distintas de la Vía Láctea.

La nebulosa también alberga R136, una región de “explosión estelar”, donde se forman estrellas masivas en una proximidad extremadamente cercana y a un ritmo mucho más alto que en el resto de la galaxia. Dentro de R136, en un área de menos de 1 año luz de diámetro (aproximadamente 9 billones de kilómetros), hay más de 40 estrellas masivas, cada una con al menos 50 veces la masa del Sol. Por el contrario, no hay estrellas en 1 año luz de nuestro Sol. Se han encontrado regiones similares de estallido estelar en otras galaxias, que contienen docenas de estrellas masivas, un número mayor de estrellas masivas que las que se encuentran típicamente en el resto de sus galaxias anfitrionas. Cómo surgen estas regiones de estallido estelar sigue siendo un misterio.

En las afueras de la Nebulosa de la Tarántula, también puedes encontrar una de las estrellas más estudiadas de la astronomía que ha explotado en una supernova. Apodada 1987A porque fue la primera supernova descubierta en 1987, la estrella explotada se quemó con el poder de 100 millones de soles durante meses. La onda expansiva de ese evento continúa moviéndose por el espacio, encontrando material expulsado de la estrella de su dramática muerte.

Cuando la onda expansiva choca con el polvo, el polvo se calienta y comienza a irradiarse con luz infrarroja. En 2006, las observaciones de Spitzer vieron esa luz y determinaron que el polvo está compuesto en gran parte de silicatos, un ingrediente clave en la formación de planetas rocosos en nuestro Sistema Solar. En 2019, los científicos utilizaron Spitzer para estudiar 1987A para monitorear el brillo cambiante de la onda expansiva y los escombros en expansión para aprender más sobre cómo estas explosiones cambian el entorno que las rodea.


Esta imagen tomada del telescopio espacial Spitzer de la NASA muestra la nebulosa de la tarántula en luz infrarroja. Se observan la supernova 1987A y la región del estallido estelar R136. Las regiones de color magenta son principalmente polvo interestelar que tiene una composición similar a la ceniza de carbón o leña en la Tierra.
Créditos: NASA / JPL-Caltech

La misión Kepler de la NASA testifica que el sistema estelar de vampiros está experimentando un súper estallido.

La nave espacial Kepler de la NASA fue diseñada para encontrar exoplanetas buscando estrellas que se oscurecen cuando un planeta cruza la cara de la estrella. Afortunadamente, el mismo diseño lo hace ideal para detectar otros transitorios astronómicos, objetos que se iluminan o atenúan con el tiempo. Una nueva búsqueda de datos de archivo de Kepler ha descubierto un súper estallido inusual de una nova enana previamente desconocida. El sistema se iluminó por un factor de 1,600 en menos de un día antes de desaparecer lentamente.

El sistema estelar en cuestión consiste en una estrella enana blanca con una compañera enana marrón de aproximadamente una décima parte masiva que la enana blanca. Una enana blanca es el núcleo sobrante de una estrella similar al Sol que envejece y contiene aproximadamente el material de un Sol en una esfera del tamaño de la Tierra. Una enana marrón es un objeto con una masa entre 10 y 80 Júpiter que es demasiado pequeña para someterse a una fusión nuclear.

La enana marrón rodea a la estrella enana blanca cada 83 minutos a una distancia de solo 400.000 km, aproximadamente la distancia de la Tierra a la Luna. Están tan cerca que la fuerte gravedad de la enana blanca le quita material a la enana marrón, absorbiendo su esencia como un vampiro. El material despojado forma un disco a medida que avanza en espiral hacia la enana blanca (conocido como disco de acreción).


Esta ilustración muestra un sistema de nova enana recién descubierto, en el que una estrella enana blanca está extrayendo material de una compañera enana marrón. El material se acumula en un disco de acreción hasta alcanzar un punto de inflexión, lo que hace que aumente repentinamente su brillo. Utilizando los datos de archivo de Kepler, un equipo observó una intensificación gradual hasta ahora desconocida e inexplicada, seguida de una súper explosión en la que el sistema se iluminó por un factor de 1.600 en menos de un día.
Créditos: NASA y L. Hustak (STScI)

Fue una gran posibilidad de que Kepler mirara en la dirección correcta cuando este sistema experimentó un súper estallido, que se iluminó más de 1.000 veces. De hecho, Kepler fue el único instrumento que pudo haberlo presenciado, ya que el sistema estaba demasiado cerca del Sol desde el punto de vista de la Tierra en ese momento. La rápida cadencia de observaciones de Kepler, que tomaba datos cada 30 minutos, fue crucial para captar cada detalle del estallido.

El evento permaneció oculto en el archivo de Kepler hasta que fue identificado por un equipo dirigido por Ryan Ridden-Harper del Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimore, Maryland, y la Universidad Nacional de Australia, Canberra, Australia. “En cierto sentido, descubrimos este sistema accidentalmente. No estábamos buscando específicamente un súper estallido. Estábamos buscando algún tipo de tránsito”, dijo Ridden-Harper.

Kepler capturó todo el evento, observando un aumento lento del brillo seguido de una rápida intensificación. Si bien las teorías predicen el brillo repentino, la causa del comienzo lento sigue siendo un misterio. Las teorías estándar de la física del disco de acreción no predicen este fenómeno, que posteriormente se ha observado en otros dos súper explosiones de nova enana.

“Estos sistemas de nova enana se han estudiado durante décadas, por lo que detectar algo nuevo es bastante complicado”, dijo Ridden-Harper. “Vemos discos de acreción por todas partes, desde estrellas recién formadas hasta agujeros negros supermasivos, por lo que es importante entenderlos”.

Las teorías sugieren que se desencadena un súper estallido cuando el disco de acreción alcanza un punto de inflexión. A medida que acumula material, crece en tamaño hasta que el borde exterior experimenta resonancia gravitacional con la enana marrón en órbita. Esto podría desencadenar una inestabilidad térmica, haciendo que el disco se sobrecaliente. De hecho, las observaciones muestran que la temperatura del disco aumenta de aproximadamente 2,700–5,300 ° C en su estado normal a un máximo de 9,700–11,700 ° C en el pico de la super- explosión.

Este tipo de sistema de nova enana es relativamente raro, con solo unos 100 conocidos. Un sistema individual puede durar años o décadas entre estallidos, por lo que es un desafío atrapar uno en el acto.

“La detección de este objeto aumenta las esperanzas de detectar eventos aún más raros ocultos en los datos de Kepler”, dijo el coautor Armin Rest de STScI.

El equipo planea continuar extrayendo los datos de Kepler, así como los datos de otro cazador de exoplanetas, la misión Satélite de prospección de exoplanetas en tránsito (TESS), en busca de otros tránsitos.

“Las observaciones continuas de Kepler / K2, y ahora TESS, de estos sistemas estelares dinámicos nos permiten estudiar las primeras horas del estallido, un dominio de tiempo que es casi imposible de alcanzar desde los observatorios terrestres”, dijo Peter Garnavich de la Universidad de Notre Dame en Indiana.

Este trabajo fue publicado en la edición del 21 de octubre de 2019 de los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

Gran peligro para los planetas más calientes.


Representación artística de un “Júpiter caliente” llamado KELT-9b, el exoplaneta más caliente conocido, tan caliente, según un nuevo artículo, que incluso las moléculas en su atmósfera se hacen pedazos.
Créditos: NASA / JPL-Caltech

Los gigantes gaseosos masivos llamados “Júpiteres calientes”, planetas que orbitan demasiado cerca de sus estrellas como para sostener la vida, son algunos de los mundos más extraños que se encuentran más allá de nuestro Sistema Solar. Las nuevas observaciones muestran que el más caliente de todos, es aún más extraño, propenso a colapsos planetarios tan severos que desgarran las moléculas que componen su atmósfera.

Llamado KELT-9b, el planeta es un Júpiter ultracaliente, una de las variedades de exoplanetas, planetas alrededor de otras estrellas, que se encuentran en nuestra galaxia. Pesa casi tres veces la masa de nuestro propio Júpiter y orbita una estrella a unos 670 años luz de distancia. Con una temperatura superficial de 4,300 grados Celsius, más caliente que algunas estrellas, este planeta es el más caliente encontrado hasta ahora.

Ahora, un equipo de astrónomos que usa el telescopio espacial Spitzer de la NASA ha encontrado evidencia de que el calor es demasiado, incluso para que las moléculas permanezcan intactas. Es probable que las moléculas de gas hidrógeno se desgarren en el lado del día de KELT-9b, sin poder volver a formarse hasta que sus átomos desunidos fluyan hacia el lado nocturno del planeta.

A pesar de que es extremadamente caluroso, el ligero enfriamiento del lado nocturno es suficiente para permitir que las moléculas de gas hidrógeno se reformen, hasta que fluyan de regreso al lado del día, donde se desgarran nuevamente.

“Este tipo de planeta tiene una temperatura tan extrema que está un poco separado de muchos otros exoplanetas”, dijo Megan Mansfield, estudiante graduada de la Universidad de Chicago y autora principal de un nuevo artículo que revela estos hallazgos. “Hay otros Júpiteres calientes y Júpiteres ultracalientes que no son tan calientes pero si lo suficientemente cálidos como para que ocurra este efecto”.

Los hallazgos, publicados en Astrophysical Journal Letters, muestran la creciente sofisticación de la tecnología y los análisis necesarios para explorar estos mundos muy distantes. La ciencia apenas comienza a observar las atmósferas de los exoplanetas, examinando las crisis moleculares de los más cálidos y brillantes.

KELT-9b permanecerá firmemente clasificado entre los mundos inhabitables. Los astrónomos se dieron cuenta de su entorno extremadamente hostil en 2017, cuando se detectó por primera vez utilizando el sistema Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT), un esfuerzo combinado que involucra observaciones de dos telescopios robóticos, uno en el sur de Arizona y otro en Sudáfrica.

En el estudio Astrophysical Journal Letters, el equipo científico usó el telescopio espacial Spitzer para analizar los perfiles de temperatura de este gigante infernal. Spitzer, que hace observaciones en luz infrarroja, puede medir variaciones sutiles en el calor. Repetidas durante muchas horas, estas observaciones le permiten a Spitzer capturar los cambios en la atmósfera a medida que el planeta se presenta en fases mientras orbita la estrella. Diferentes mitades del planeta aparecen a la vista mientras orbita alrededor de su estrella.

Eso permitió al equipo echar un vistazo a la diferencia entre el lado del día de KELT-9b y su “noche”. En este caso, el planeta orbita su estrella con tanta fuerza que un “año”, una vez alrededor de la estrella, toma solo 1 día y medio. Eso significa que el planeta está bloqueado por mareas, presentando una cara a su estrella todo el tiempo (como nuestra Luna, que presenta solo una cara a la Tierra). En el otro lado de KELT-9b, la noche es continua.

Pero los gases y el calor fluyen de un lado a otro. Una gran pregunta para los investigadores que intentan comprender las atmósferas de exoplanetas es cómo se equilibran la radiación y el flujo.

Los modelos de ordenador son herramientas importantes en tales investigaciones, que muestran cómo es probable que estas atmósferas se comporten a diferentes temperaturas. El mejor ajuste para los datos de KELT-9b fue un modelo que incluía moléculas de hidrógeno que se desgarraban y se volvían a ensamblar, un proceso conocido como disociación y recombinación.

“Si no se tiene en cuenta la disociación de hidrógeno, se obtienen vientos muy rápidos de 60 kilómetros por segundo”, dijo Mansfield. “Eso probablemente no sea posible”.

KELT-9b resulta no tener grandes diferencias de temperatura entre sus lados diurnos y nocturnos, lo que sugiere un flujo de calor de uno a otro. Y el “punto caliente” en el lado del día, que se supone que está directamente frente a la estrella de este planeta, se aleja de su posición esperada. Los científicos no saben por qué, otro misterio por resolver en este planeta extraño y cálido.

El programa Artemis de la NASA y el Centro Espacial Stennis prepararon el escenario para las pruebas de 2020.


Créditos: NASA/SSC

Todos los ojos están puestos en el sur de Mississippi con la entrega e instalación este mes de la primera etapa central del cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) de la NASA al Centro Espacial Stennis para una serie de pruebas Green Run antes de su vuelo Artemis I.

La prueba Green Run será la primera prueba integrada de arriba a abajo de los sistemas de la etapa antes de su primer vuelo. La prueba se realizará en el banco de pruebas B-2 en Stennis, ubicado cerca de Bay St. Louis, Mississippi, sitio de prueba de propulsión con cohetes más grande del país. Las pruebas de Green Run se llevarán a cabo durante varios meses y culminarán con un encendido en caliente de ocho minutos de duración de los cuatro motores RS-25 de la etapa para generar 2 millones de kilos de empuje, como durante un lanzamiento real.

“Esta serie de pruebas críticas demostrará que el sistema de propulsión de la etapa central del cohete está listo para su lanzamiento en misiones al espacio profundo”, dijo el director de Stennis, Rick Gilbrech. “La cuenta atrás para la próxima gran era de exploración espacial de esta nación está avanzando”.

La NASA está construyendo SLS como el cohete más poderoso del mundo para devolver a los humanos al espacio profundo, a destinos como la Luna y Marte. A través del programa Artemis, la NASA enviará a la primera mujer y al próximo hombre a la Luna para 2024. Artemis I será un vuelo de prueba sin la tripulación del cohete y su nave espacial Orión. Artemis II llevará a los astronautas a la órbita lunar. Artemisa III enviará astronautas a la superficie de la Luna.

La etapa central SLS, la etapa de cohete más grande jamás construida por la NASA, mide 64 metros de alto y casi 8,5 metros de diámetro. Está equipado con aviónica de última generación, kilómetros de cables, sistemas de propulsión y tanques de propulsores que contienen un total de 3000000 litros de oxígeno líquido e hidrógeno líquido para alimentar los cuatro motores RS-25 durante el lanzamiento. El escenario principal fue diseñado por la NASA y Boeing en Huntsville, Alabama, y ​​luego fue fabricado en las instalaciones de la Asamblea Michoud de la NASA en Nueva Orleans por el contratista principal Boeing, con aportes y contribuciones de más de 1,100 empresas grandes y pequeñas de 44 estados.


Creditos: NASA/SSC

“La entrega de la etapa central del cohete Space Launch System a Stennis para su prueba es un hito histórico épico”, dijo Julie Bassler, gerente de etapas de SLS. “Mi equipo espera dar vida a este hardware de vuelo y realizar esta prueba vital que demostrará la capacidad de proporcionar 1 millón de kilos de empuje para enviar la misión Artemis I al espacio”.

El escenario fue transportado de Michoud a Stennis a bordo de la barcaza Pegasus especialmente equipada. Llegó al muelle B-2 el 12 de enero y se extendió sobre el asfalto del banco de pruebas esa noche. Luego, comenzaron a instalar el equipo de tierra necesario para levantar el escenario en una posición vertical y en el soporte.

Creditos: NASA/SSC

El levantamiento se realizó del 21 al 22 de enero, lo que proporcionó condiciones climáticas y de viento óptimas. Los equipos ahora asegurarán completamente el escenario en su lugar y colocarán los sistemas para las pruebas.

La NASA completó amplias modificaciones para preparar el stand B-2 para la serie de pruebas. El stand tiene una historia notable, ya que se utilizó para probar las etapas de Saturno V que ayudaron a lanzar astronautas a la Luna como parte del Programa Apolo y el sistema de propulsión de tres motores del transbordador espacial antes de su primer vuelo.

La preparación del soporte para la prueba de la etapa central de SLS requirió actualizaciones de todos los sistemas principales del soporte, así como el sistema de alta presión que proporciona cientos de miles de litros de agua necesarios durante una prueba. También implicó agregar medio millón de kilos de acero fabricado al marco del Artículo de Prueba de Propulsión Principal que sostendrá la plataforma central montada y extenderá la gran grúa de torre de perforación sobre el soporte que se usará para levantar la plataforma SLS en su lugar.

Una vez instalado en el stand, los operadores comenzarán a probar cada uno de los sofisticados sistemas de la etapa. Entre otras cosas, potenciarán la aviónica; conducir el sistema de propulsión principal y las verificaciones de fugas del motor; y verifique el sistema hidráulico y la unidad de control del vector de empuje que permite rotar los motores para conducir el empuje y “dirigir” la trayectoria del cohete.

Creditos: NASA/SSC

También llevarán a cabo una cuenta regresiva simulada, así como un “ensayo de vestimenta húmeda”, en el que los propulsores se cargan y fluirán por todo el sistema del escenario. El ejercicio de ensayo finalizará justo antes del encendido del motor, con el fuego caliente completo de cuatro motores en los próximos días.

Después de la prueba de fuego caliente, las tripulaciones planean realizar trabajos de renovación en el escenario e inspeccionarlo y configurarlo para su envío al Centro Espacial Kennedy. El escenario será retirado del stand, bajado a su posición horizontal en el asfalto y recargado en Pegasus para el viaje a Florida.

En Kennedy, el escenario se unirá con otros elementos de SLS y se preparará para su lanzamiento. La próxima vez que enciendan sus cuatro motores RS-25, Artemis I tomará vuelo.

Creditos: NASA/SSC

NESSI surge como una nueva herramienta para estudiar atmósferas de exoplanetas.


El telescopio Hale está ubicado en la montaña Palomar en el condado de San Diego, California. Crédito: NASA / JPL-Caltech

El instrumento infrarrojo del telescopio Hale del Observatorio Palomar tiene la promesa de profundizar nuestra comprensión de los planetas más allá de nuestro Sol.

La oscuridad que rodea el telescopio Hale se rompe con una franja de cielo azul cuando la cúpula comienza a abrirse, chirriando con sonidos metálicos de ciencia ficción sobre la montaña Palomar del condado de San Diego. El observatorio histórico huele a petróleo bombeado para soportar los cojinetes que hacen que este telescopio gigante flote muy ligeramente mientras se mueve para rastrear las estrellas.

Desde febrero de 2018, los científicos han estado probando un instrumento en el Telescopio Hale llamado Instrumento de Estudio Espectroscópico de Exoplanetas de Nuevo México, o NESSI. Una colaboración entre el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y el Instituto de Minería y Tecnología de Nuevo México, NESSI fue construida para examinar las atmósferas de los planetas que orbitan estrellas más allá de nuestro Sol, o exoplanetas, proporcionando nuevas ideas sobre cómo son estos mundos.

Hasta ahora, NESSI ha examinado dos “Júpiter calientes”, gigantes de gas masivos que orbitan cerca de sus estrellas y demasiado abrasadores para mantener la vida. Uno, llamado HD 189773b, tiene temperaturas y vientos tan extremos que puede llover vidrio lateralmente allí. El otro, WASP-33b, tiene una capa “protector solar” de la atmósfera, con moléculas que absorben la luz ultravioleta y visible.

Recientemente, NESSI observó estos planetas cruzando sus estrellas anfitrionas, demostrando que el instrumento podría ayudar a confirmar posibles planetas previamente observados por otros telescopios. Ahora está listo para estudios más detallados de primos lejanos de nuestro Sistema Solar. Y aunque el instrumento está diseñado para mirar planetas mucho más grandes que la Tierra, los métodos de NESSI podrían usarse para buscar planetas del tamaño de la Tierra una vez que las tecnologías futuras estén disponibles.

“NESSI es una herramienta poderosa para ayudarnos a conocer a la familia”, dijo Mark Swain, astrofísico y líder del JPL para NESSI. “Hace veinticinco años, hasta donde sabemos, pensábamos que estábamos solos. Ahora sabemos que, al menos en términos de planetas, no lo estamos, y que esta familia es extensa y muy diversa”.

Por qué NESSI

NESSI ve la galaxia en luz infrarroja, que es invisible para el ojo humano. Mira fijamente a las estrellas individuales para observar el oscurecimiento de la luz cuando un planeta pasa frente a su estrella anfitriona, un evento llamado tránsito. Del tránsito, los astrónomos pueden aprender qué tamaño tiene el planeta en relación con su estrella anfitriona. Cuando el planeta pasa directamente detrás de la estrella y vuelve a emerger, se llama eclipse. NESSI puede buscar firmas de moléculas de la atmósfera del planeta detectables a la luz de las estrellas antes y después del eclipse.

Dentro de NESSI, los dispositivos que enfocan la luz infrarroja la extienden en un arco iris o espectro, filtrándola para longitudes de onda particulares que se relacionan con la química atmosférica de planetas distantes.

“Podemos seleccionar las partes del espectro donde están las moléculas, porque eso es realmente lo que estamos buscando en el infrarrojo en estos exoplanetas: firmas moleculares como el dióxido de carbono y el agua y el metano, para reflejar que hay algo interesante en marcha en ese planeta en particular “, dijo Michelle Creech-Eakman, investigadora principal de NESSI en New Mexico Tech.

NESSI está equipado para dar seguimiento a los descubrimientos de otros observatorios, como el Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA. TESS escanea todo el cielo en luz visible en busca de planetas alrededor de estrellas brillantes y cercanas, pero los candidatos a planetas que descubra deben confirmarse a través de otros métodos. Eso es para asegurarse de que estas señales que TESS detecta en realidad provienen de tránsitos planetarios, no de otras fuentes.

NESSI también puede ayudar a tender un puente entre la ciencia de TESS y el telescopio espacial James Webb de la NASA, programado para lanzarse en 2021. El observatorio espacial más grande y complejo que jamás haya volado, Webb estudiará planetas individuales para conocer sus atmósferas y si contienen moléculas asociadas con habitabilidad. Pero dado que el tiempo de Webb será precioso, los científicos quieren señalarlo solo a los objetivos más interesantes y accesibles. Por ejemplo, si NESSI no ve firmas moleculares alrededor de un planeta, eso implica que las nubes están bloqueando su atmósfera, por lo que es poco probable que sea un buen objetivo para Webb.

“Esto nos ayuda a ver si un planeta está despejado, nublado o brumoso”, dijo Rob Zellem, astrofísico y responsable de la puesta en marcha del JPL en NESSI. “Y si está claro, veremos las moléculas. Y si luego vemos las moléculas, dirán, ‘Oye, es un gran objetivo para mirar con James Webb o Hubble o cualquier otra cosa'”.

Una ventana a la galaxia

NESSI comenzó como un concepto en 2008 cuando Swain visitó la clase de astrobiología de Creech-Eakman en New Mexico Tech. Mientras tomaba un café, Swain le contó a su colega sobre las observaciones de exoplanetas que había hecho con un telescopio terrestre que no resultó bien. Creech-Eakman se dio cuenta de que un instrumento diferente combinado con el telescopio adecuado podría lograr los objetivos de Swain. En una servilleta, los dos bosquejaron una idea de lo que se convertiría en NESSI.

Diseñaron el instrumento para el Observatorio Magdalena Ridge en Magdalena, Nuevo México. Pero una vez que los investigadores comenzaron a usarlo en abril de 2014, el instrumento no funcionó como se esperaba.

Swain sugirió trasladar NESSI al telescopio Hale de 200 pulgadas de Palomar, que es mucho más grande y potente, y también más accesible para el equipo. Propiedad y operado por Caltech, que administra JPL para la NASA, Palomar ha proporcionado noches de observación para investigadores de JPL.

La reubicación de NESSI, un dispositivo cilíndrico azul de 1,5 metros de altura, con cables que salen de él, no fue solo una cuestión de colocarlo en un camión y conducir hacia el suroeste. Los sistemas eléctricos y ópticos necesitaban ser reelaborados para su nuevo host y luego volver a probarse. NESSI también necesitaba una forma de comunicarse con un telescopio diferente, por lo que el estudiante de doctorado de la Universidad de Arizona, Kyle Pearson, desarrolló un software para operar el instrumento en Palomar. A principios de 2018, NESSI estaba listo para escalar la montaña.

Una grúa levantó NESSI más de 30 metros a la parte superior del telescopio Hale el 1 de febrero de 2018. Los técnicos instalaron el instrumento en una “jaula” en el foco principal del Hale, que permite que toda la luz del telescopio de 530 toneladas sea canalizado a los detectores de NESSI.

El equipo celebró la observación de la primera estrella de NESSI, el 2 de febrero de 2018, pero entre el tiempo limitado del telescopio y el clima voluble, pasaría más de un año de pruebas y resolución de problemas.

“Localizamos los problemas y los solucionamos. Ese es el nombre del juego”, dijo Creech-Eakman.

A medida que el equipo continuó haciendo ajustes en 2019, Swain llamó a un estudiante de secundaria local para diseñar un deflector, un dispositivo cilíndrico para ayudar a dirigir más luz a los sensores de NESSI. Esta pieza se imprimió en 3D en el taller de máquinas de JPL.

Cuando NESSI finalmente detectó planetas en tránsito el 11 de septiembre de 2019, el equipo no se detuvo para abrir champán. Los investigadores ahora están trabajando en las mediciones de la atmósfera de HD 189773b. El equipo también ha compilado una lista de exoplanetas con los que continuarán.

“Es realmente gratificante, finalmente, ver que todo nuestro arduo trabajo está dando sus frutos y que estamos haciendo que NESSI trabaje”, dijo Zellem. “Ha sido un largo viaje, y es realmente gratificante ver que esto suceda, especialmente en tiempo real”.

La NASA celebra el legado del telescopio espacial Spitzer.


En esta representación del artista del telescopio espacial Spitzer de la NASA en el espacio, el fondo se muestra con luz infrarroja. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Con descubrimientos que abarcan desde nuestro propio Sistema Solar hasta casi el borde del Universo, la misión infrarroja duró más de lo esperado y finalizará el 30 de enero.

La NASA celebra el legado de uno de sus Grandes Observatorios, el Telescopio Espacial Spitzer, que ha estudiado el Universo en luz infrarroja durante más de 16 años. La misión Spitzer finalizará el 30 de enero.

Lanzado en 2003, Spitzer reveló características previamente ocultas de objetos cósmicos conocidos y condujo a descubrimientos y percepciones que abarcan desde nuestro propio Sistema Solar hasta casi el borde del Universo.

“Spitzer nos enseñó lo importante que es la luz infrarroja para comprender nuestro Universo, tanto en nuestro propio vecindario cósmico como en las galaxias más distantes”, dijo Paul Hertz, director de astrofísica en la sede de la NASA. “Los avances que hagamos en muchas áreas de la astrofísica en el futuro se deben al extraordinario legado de Spitzer”.

Spitzer fue diseñado para estudiar “el frío, lo viejo y lo polvoriento”, tres cosas que los astrónomos pueden observar particularmente bien con luz infrarroja. La luz infrarroja se refiere a un rango de longitudes de onda en el espectro infrarrojo, desde aquellos que miden aproximadamente 700 nanómetros (demasiado pequeños para ver a simple vista) hasta aproximadamente 1 milímetro (aproximadamente el tamaño de la cabeza de un alfiler). Las diferentes longitudes de onda infrarrojas pueden revelar diferentes características del Universo. Por ejemplo, Spitzer puede ver cosas demasiado frías para emitir mucha luz visible, incluidos exoplanetas (planetas fuera de nuestro Sistema Solar), enanas marrones y materia fría que se encuentra en el espacio entre las estrellas.

En cuanto a “lo viejo”, Spitzer ha estudiado algunas de las galaxias más distantes jamás detectadas. La luz de algunos de ellos ha viajado durante miles de millones de años para llegar a nosotros, lo que permite a los científicos ver esos objetos como eran hace mucho, mucho tiempo. De hecho, trabajando juntos, Spitzer y el telescopio espacial Hubble (que observa principalmente con luz visible y con longitudes de onda infrarroja más cortas que las detectadas por Spitzer) identificaron y estudiaron la galaxia más distante observada hasta la fecha. La luz que vemos de esa galaxia se emitió hace 13.400 millones de años, cuando el Universo tenía menos del 5% de su edad actual.


El Telescopio Espacial Spitzer (anteriormente la Instalación del Telescopio Infrarrojo Espacial o SIRTF) está listo para su lanzamiento en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral, en 2003. Crédito: NASA

Entre otras cosas, los dos observatorios descubrieron que esas galaxias tempranas son más pesadas de lo que esperaban los científicos. Y al estudiar las galaxias más cercanas a nosotros, Spitzer ha profundizado nuestra comprensión de cómo la formación de galaxias ha evolucionado durante la vida del Universo.

Spitzer también tiene un buen ojo para el polvo interestelar, que prevalece en la mayoría de las galaxias. Mezclado con gas en nubes masivas, puede condensarse para formar estrellas, y los restos pueden dar lugar a planetas. Con una técnica llamada espectroscopia, Spitzer puede analizar la composición química del polvo para conocer los ingredientes que forman los planetas y las estrellas.

En 2005, después de que la misión Deep Impact de la NASA se estrelló intencionalmente contra el cometa Tempel 1, el telescopio analizó el polvo que se levantó, proporcionando una lista de materiales que habrían estado presentes en el Sistema Solar temprano. Además, Spitzer encontró un anillo previamente no detectado alrededor de Saturno, compuesto de partículas de polvo dispersas, que los observatorios de luz visible no pueden detectar.

Los magníficos brazos espirales de la cercana galaxia Messier 81 se destacan en esta imagen del telescopio espacial Spitzer de la NASA. Ubicada en la constelación norte de la Osa Mayor, esta galaxia se encuentra a unos 12 millones de años luz de la Tierra. Créditos: NASA / JPL-Caltech

Además, algunas longitudes de onda de luz infrarroja pueden penetrar el polvo cuando la luz visible no puede, lo que permite a Spitzer revelar regiones que de lo contrario quedarían ocultas a la vista.

“Es sorprendente cuando presenta todo lo que Spitzer ha hecho en su vida, desde detectar asteroides en nuestro Sistema Solar no más grande que una limusina elástica hasta aprender sobre algunas de las galaxias más distantes que conocemos”, dijo Michael Werner, del proyecto científico de Spitzer.

Para profundizar sus conocimientos, los científicos de Spitzer han combinado frecuentemente sus hallazgos con los de muchos otros observatorios, incluidos dos de los otros Grandes Observatorios de la NASA, el Hubble y el Observatorio de rayos X Chandra.

Esta imagen del telescopio espacial Spitzer de la NASA muestra cientos de miles de estrellas apiñadas en el núcleo giratorio de nuestra galaxia espiral de la Vía Láctea. En esta imagen, las estrellas viejas y frías son azules, mientras que las características del polvo iluminadas por estrellas ardientes y masivas se muestran en un tono rojizo. Créditos: NASA / JPL-Caltech

Otros mundos

Algunos de los mayores descubrimientos científicos de Spitzer, incluidos los relacionados con los exoplanetas, no formaban parte de los objetivos científicos originales de la misión. El equipo utilizó una técnica llamada método de tránsito, que busca un chapuzón en la luz de una estrella que resulta cuando un planeta pasa frente a él, para confirmar la presencia de dos planetas del tamaño de la Tierra en el sistema TRAPPIST-1. Entonces Spitzer descubrió otros cinco planetas del tamaño de la Tierra en el mismo sistema, y ​​proporcionó información crucial sobre sus densidades, lo que equivale al mayor lote de exoplanetas terrestres jamás descubierto alrededor de una sola estrella.

Spitzer, uno de los primeros observatorios en distinguir la luz proveniente directamente de un exoplaneta, aprovechó la misma capacidad para otra primicia: detectar moléculas en la atmósfera de un exoplaneta. (Estudios previos habían revelado elementos químicos individuales en atmósferas de exoplanetas). Y también proporcionó las primeras mediciones de variaciones de temperatura y viento en una atmósfera de exoplanetas.

“Cuando se diseñó Spitzer, los científicos aún no habían encontrado un solo exoplaneta en tránsito, y cuando Spitzer se lanzó, todavía sabíamos de unos pocos”, dijo Sean Carey, gerente del Centro de Ciencias Spitzer en IPAC en Caltech en Pasadena, California. “El hecho de que Spitzer se convirtiera en una herramienta de exoplaneta tan poderosa, cuando eso no era algo para lo que los planificadores originales podrían haberse preparado, es realmente profundo. Y generamos algunos resultados que nos dejaron boquiabiertos”.

Las estrellas recién nacidas se asoman desde debajo de su capa de polvo natal en esta imagen dinámica de la nube oscura Rho Ophiuchi del telescopio espacial Spitzer de la NASA. Llamado “Rho Oph” por los astrónomos, es una de las regiones de formación estelar más cercanas a nuestro propio Sistema Solar, a unos 407 años luz de la Tierra. Créditos: NASA / JPL-Caltech

Manteniendo frio

Una de las principales fortalezas de Spitzer es su sensibilidad, es decir, su capacidad para detectar fuentes muy débiles de luz infrarroja. La Tierra es una fuente importante de radiación infrarroja, y tratar de ver fuentes infrarrojas débiles desde el suelo es como tratar de observar estrellas mientras el Sol está arriba. Esa es una de las principales razones por las que los diseñadores de Spitzer lo convirtieron en el primer observatorio de astrofísica en una órbita terrestre: lejos del calor de nuestro planeta, los detectores de Spitzer no tendrían que lidiar con la radiación infrarroja de nuestro planeta.

Las diferentes longitudes de onda infrarrojas pueden revelar diferentes características del Universo. Algunos telescopios terrestres pueden observar en ciertas longitudes de onda infrarrojas y proporcionar información científica valiosa, pero Spitzer puede lograr una mayor sensibilidad que incluso telescopios terrestres mucho más grandes y ver fuentes mucho más débiles, como galaxias extremadamente distantes. Además, fue diseñado para detectar algunas longitudes de onda infrarrojas que la atmósfera de la Tierra bloquea por completo, haciendo que esas longitudes de onda estén más allá del alcance de los observatorios terrestres.

Las naves espaciales también pueden generar calor infrarrojo, por lo que Spitzer fue diseñado para mantenerse fresco, operando a temperaturas tan bajas como menos 267 grados Celsius. En 2009, Spitzer agotó su suministro de refrigerante de helio, marcando el final de su “misión en frío”. Pero la gran distancia de Spitzer de la Tierra ha ayudado a evitar que se caliente demasiado: todavía opera a menos 244 grados Celsius, y los miembros del equipo de la misión descubrieron que podían seguir observando en dos longitudes de onda infrarrojas. La “misión cálida” de Spitzer ha durado más de una década, casi el doble que su misión fría.

Los planificadores de misiones originales no esperaban que Spitzer operara por más de 16 años. Esta vida útil prolongada ha llevado a algunos de los resultados científicos más profundos de Spitzer, pero también ha planteado desafíos a medida que la nave espacial se aleja más de la Tierra.

“No estaba en el plan tener a Spitzer operando tan lejos de la Tierra, por lo que el equipo tuvo que adaptarse año tras año para mantener la nave espacial operando”, dijo Joseph Hunt, gerente del proyecto Spitzer. “Pero creo que superar ese desafío le ha dado a la gente un gran sentido de orgullo en la misión. Esta misión se queda contigo”.

El 30 de enero de 2020, los ingenieros desmantelarán la nave espacial Spitzer y cesarán las operaciones científicas. Durante el proceso de Revisión Senior de la NASA de 2016, la agencia tomó la decisión de cerrar la misión Spitzer. El cierre se planeó inicialmente para 2018 en anticipación del lanzamiento del telescopio espacial James Webb, que también llevará a cabo astronomía infrarroja. Cuando se pospuso el lanzamiento de Webb, la misión Spitzer recibió su quinta y última extensión. Estas extensiones de misión le han dado a Spitzer tiempo adicional para continuar produciendo ciencia transformadora, incluido el trabajo de búsqueda de caminos para Webb.

JPL administra y realiza operaciones de misión para la misión Spitzer para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington. Las operaciones científicas se llevan a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en IPAC en Caltech. Las operaciones de naves espaciales se basan en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado. Los datos se archivan en el Infrared Science Archive ubicado en IPAC en Caltech. Caltech gestiona JPL para la NASA.

Cómo el telescopio Webb de la NASA continuará el legado de Spitzer.


El Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, entonces conocido como la Instalación del Telescopio Infrarrojo Espacial, se lanza desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral en Florida el lunes 25 de agosto de 2003. Crédito: NASA

Si bien el telescopio espacial Spitzer se dirige a la jubilación, muchos de sus avances se estudiarán con mayor precisión con el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA.

A medida que se cierra una ventana al Universo, se abrirá otra con una vista aún mejor. Algunos de los mismos planetas, estrellas y galaxias que vimos por primera vez en la primera ventana aparecerán con detalles aún más nítidos en la que pronto se abrirá.

El telescopio espacial Spitzer de la NASA concluye su misión el 30 de enero de 2020, después de más de 16 años extraordinarios de exploración. El telescopio ha realizado muchos descubrimientos más allá de la imaginación de sus diseñadores, como los planetas fuera de nuestro Sistema Solar, llamados exoplanetas y galaxias que se formaron cerca del comienzo del Universo. Muchos de los avances de Spitzer se estudiarán con mayor precisión con el próximo telescopio espacial James Webb, que se lanzará en 2021.

“Tenemos muchas preguntas nuevas que hacer sobre el Universo debido a Spitzer”, dijo Michael Werner, científico del proyecto Spitzer con sede en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. “Es muy gratificante saber que hay un conjunto tan poderoso de capacidades que vienen para dar seguimiento a lo que hemos podido comenzar con Spitzer”.

Tanto Webb como Spitzer están especializados para la luz infrarroja, que es invisible para los ojos humanos. Pero con su espejo gigante de berilio recubierto de oro y nueve nuevas tecnologías, Webb es aproximadamente 1,000 veces más poderoso. El próximo telescopio podrá llevar los hallazgos científicos de Spitzer a nuevas fronteras, desde la identificación de productos químicos en atmósferas de exoplanetas hasta la localización de algunas de las primeras galaxias que se formarán después del Big Bang.

Más allá de sus descubrimientos, Spitzer también es un pionero para Webb en términos de cómo operar un telescopio de este tipo. Para medir la luz infrarroja con alta sensibilidad, un telescopio debe estar muy frío. Spitzer ha mostrado a los ingenieros cómo se comporta un observatorio infrarrojo en la inmensidad del espacio y qué temperaturas deben esperar los planificadores de misiones para Webb.

“Tener un gran telescopio en el espacio es difícil. Pero tener un enorme telescopio frío es mucho más difícil”, dijo Amber Straughn, científico adjunto del proyecto para James Webb Space Telescope Science Communications. “Spitzer nos ayudó a aprender cómo operar mejor un telescopio muy frío en el espacio”.

Con más de 8,700 artículos científicos publicados basados ​​en los descubrimientos de Spitzer, el telescopio ha sido un gran activo para los astrónomos en una variedad de disciplinas. Muchos de estos resultados tentadores están listos para volver a visitarlos con un telescopio más potente, y Webb está listo para comenzar a investigarlos al principio de su misión. Aquí hay una muestra de los logros de Spitzer sobre los que se basará Webb.

Exoplanetas

Uno de los descubrimientos más impresionantes de Spitzer fue que no solo hay tres, sino siete planetas rocosos del tamaño de la Tierra que orbitan una pequeña y débil estrella llamada TRAPPIST-1. TRAPPIST-1 es uno de los sistemas planetarios mejor estudiados, aparte del nuestro, pero hay mucho más que aprender al respecto.

El cuarto planeta desde la estrella, TRAPPIST-1e, es especialmente interesante porque tiene una densidad y gravedad superficial muy similar a la de la Tierra y recibe suficiente radiación estelar para tener temperaturas lo suficientemente amigables para el agua líquida. Webb observará este planeta para tener una mejor idea de si el planeta tiene una atmósfera y, de ser así, cuál es su química.

La presencia de moléculas como el dióxido de carbono, dominante en Marte y Venus, tendría implicaciones sobre si un planeta podría tener agua líquida y otras condiciones habitables. Webb también podrá detectar el agua atmosférica. Además, Webb buscará calor proveniente de TRAPPIST-1b, el planeta más cercano a su estrella.

“La diversidad de atmósferas alrededor de los mundos terrestres probablemente esté más allá de nuestra imaginación más salvaje”, dijo Nikole Lewis, profesora asistente de astronomía en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York. “Obtener información sobre el aire en estos planetas será muy útil”.

WASP-18b es otro planeta intrigante que Spitzer examinó y que Webb investigará más a fondo en observaciones al principio de la misión. Este gigante gaseoso, con 10 veces la masa de Júpiter, se encuentra extremadamente cerca de su estrella, completando una órbita una vez cada 23 horas. Debido a su alta temperatura, la friolera de 4.800 grados Fahrenheit (2.650 grados Celsius) y su gran tamaño, se le conoce como un “Júpiter caliente”. Utilizando datos de Spitzer y Hubble, los astrónomos descubrieron en 2017 que este planeta tiene una gran cantidad de monóxido de carbono en su atmósfera superior y poco vapor de agua. Este planeta es particularmente interesante porque está tan cerca de su estrella que está en peligro de ser destruido por completo, y es posible que no sobreviva un millón de años más. Los astrónomos están interesados ​​en usar Webb para observar los procesos que suceden en la atmósfera de este planeta, lo que proporcionará información sobre los Júpiter calientes en general.

Spitzer también ha entregado informes meteorológicos sin precedentes para exoplanetas. En 2007, realizó el primer mapa de la superficie de un exoplaneta, el caliente Jupiter HD 189733b, que muestra sus variaciones de temperatura y la cima de las nubes. Más recientemente, en 2016, Spitzer destacó los patrones climáticos de 55 Cancri e, un mundo posiblemente cubierto de lava de más del doble del tamaño de la Tierra. Pero los mapas de Spitzer han dado a los científicos mucho en qué pensar mientras buscan investigaciones adicionales con Webb.

Otros objetos exóticos

Spitzer también ha avanzado en la identificación y caracterización de enanas marrones. Una enana marrón es más grande que un planeta pero menos masiva que una estrella, y mientras las estrellas generan su propia energía al fusionar hidrógeno, las enanas marrones no lo hacen. Spitzer ha podido mirar las nubes en atmósferas enanas marrones y observar cómo se mueven y cambian de forma con el tiempo. Webb también examinará las propiedades de las nubes enanas marrones y profundizará en la física de estos misteriosos objetos.

La luz infrarroja también ha sido revolucionaria para observar discos de gas y polvo que orbitan estrellas, y tanto Spitzer como Webb son sensibles al brillo infrarrojo de este material. Los discos que Spitzer ha estudiado contienen las materias primas para hacer planetas y pueden representar el estado de nuestro Sistema Solar antes de que se formaran la Tierra y sus vecinos. Spitzer ha visto partículas alrededor de estrellas jóvenes que comienzan a transformarse en semillas de pequeños cuerpos planetarios, y que algunos discos tienen materiales similares a los que se ven en los cometas de nuestro Sistema Solar. Webb puede mirar los mismos discos y descubrir aún más sobre el proceso de formación planetaria.

Montones de galaxias

A medida que la luz viaja de objetos distantes a la Tierra, su longitud de onda se alarga porque el Universo se expande y esos objetos se alejan de nosotros. Al igual que el sonido de una sirena parece bajar en tono cuando una ambulancia se aleja, la luz de las galaxias distantes también disminuye en frecuencia, un fenómeno llamado “desplazamiento al rojo”. Eso significa que las estrellas que emiten luz visible en el Universo temprano aparecerán en el infrarrojo cuando su luz llegue a la Tierra. Esto hace que la luz infrarroja sea una herramienta especialmente poderosa para explorar el pasado antiguo del Universo.

Identificar cientos de miles de millones de galaxias es actualmente imposible, pero Spitzer ha creado grandes catálogos de galaxias que representan diferentes sectores del Universo, que contienen algunas de las galaxias más distantes que conocemos. Las grandes áreas de estudio del Spitzer y el telescopio espacial Hubble han permitido a los astrónomos buscar de manera eficiente objetos que podrían estudiarse con más detalle con Webb.

Por ejemplo, Spitzer, junto con Hubble, tomó una imagen de una galaxia llamada GN-z11, que tiene el récord de la galaxia más distante medida hasta ahora. Es una reliquia de cuando el Universo tenía solo 400 millones de años, solo el 3% de su edad actual y menos del 10% de su tamaño actual.

“Spitzer estudió a miles de galaxias, cartografió la Vía Láctea y realizó otras hazañas innovadoras al observar grandes áreas del cielo”, dijo Sean Carey, gerente del Centro de Ciencias Spitzer en Caltech / IPAC en Pasadena, California. “Webb no tendrá esta capacidad, pero volverá a visitar algunos de los objetivos más interesantes en lo0s estudios de Spitzer para revelarlos con una claridad sorprendente”.

Además, la mayor sensibilidad de Webb permitirá que el telescopio busque galaxias que datan incluso antes en el Universo. Y todavía abundan las preguntas sobre estas galaxias distantes: ¿Hay muchas estrellas formándose en ellas o relativamente pocas? ¿Son ricos en gas o pobres? ¿Hay agujeros negros en sus centros y cómo interactúan esos agujeros negros con las estrellas? Y, los científicos han reflexionado sobre un problema de huevo y gallina durante décadas sobre cuál fue primero: ¿el agujero negro o la galaxia circundante?

“Podremos ver algunas de las primeras galaxias que se formaron en el Universo que nunca hemos visto antes”, dijo Straughn.

Más cerca de casa, Spitzer también estudió muchos ejemplos de un tipo misterioso de galaxia llamada galaxia infrarroja luminosa, o LIRG. Tales galaxias generan decenas a cientos de veces más energía por segundo que una galaxia típica, y la mayor parte de esa energía toma la forma de luz infrarroja lejana. Los científicos han utilizado Spitzer para estudiar LIRG y aprender sobre la formación de estrellas y el crecimiento de agujeros negros durante los períodos de rápida evolución cuando las galaxias colisionan y se fusionan. Tales colisiones fueron aún más comunes hace 6 mil millones a 10 mil millones de años e influyeron en la evolución del Universo tal como lo conocemos.

“Webb se inspirará en Spitzer y examinará una variedad de LIRG cercanos y distantes para aprender más sobre el papel de las fusiones galácticas, las explosiones de formación de estrellas y el crecimiento de agujeros negros supermasivos en la evolución galáctica a lo largo del tiempo cósmico”, dijo Lee Armus de Caltech, quien dirigirá un programa de observación de LIRG para Webb.

Durante más de 16 años, Spitzer trazó muchas de las preguntas más urgentes en astronomía infrarroja. Ahora le corresponde a Webb volver a visitarlos con una visión más nítida, a través de una ventana más grande hacia el cosmos.