Los diez descubrimientos principales de SOFIA.

Hace diez años, el telescopio de la NASA en un avión, el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja, o SOFIA, se asomó por primera vez al cosmos. Desde la noche del 26 de mayo de 2010, las observaciones de SOFIA de la luz infrarroja, invisible para el ojo humano, han hecho muchos descubrimientos científicos sobre el Universo oculto.

El primer vuelo de SOFIA, conocido como “primera luz”, observó el calor que salía del interior de Júpiter a través de los agujeros en las nubes y miró a través de las densas nubes de polvo de la galaxia Messier 82 para vislumbrar la formación de decenas de miles de estrellas. El observatorio fue declarado completamente operativo en 2014, el equivalente al lanzamiento de un telescopio espacial, pero comenzó a hacer descubrimientos incluso mientras completaba la prueba de sus instrumentos y telescopio.

El Boeing 747SP modificado vuela un telescopio de casi 3 metros de diámetro hasta 14.000 metros de altitud, por encima del 99% del vapor de agua de la Tierra para obtener una visión clara del Universo infrarrojo que no se puede observar con telescopios terrestres. Su movilidad también le permite capturar eventos transitorios en astronomía en lugares remotos como el océano abierto. Debido a que SOFIA aterriza después de cada vuelo, se puede actualizar con la última tecnología para responder a algunas de las preguntas más urgentes de la ciencia.

Usando SOFIA, los científicos detectaron el primer tipo de molécula del Universo en el espacio, revelaron nuevos detalles sobre el nacimiento y la muerte de estrellas y planetas, y explicaron qué está impulsando los agujeros negros supermasivos y cómo las galaxias evolucionan y toman forma, entre otros descubrimientos. Estos son algunos de los principales descubrimientos de SOFIA de la última década:

El primer tipo de molécula del Universo

SOFIA encontró el primer tipo de molécula que se formó en el Universo, llamada hidruro de helio. Primero se formó solo 100.000 años después del Big Bang como el primer paso en la evolución cósmica que finalmente condujo al complejo Universo que conocemos hoy. El mismo tipo de molécula debería estar presente en partes del Universo moderno, pero nunca se había detectado fuera de un laboratorio, hasta que SOFIA lo encontró en una nebulosa planetaria llamada NGC 7027. Encontrarlo en el Universo moderno, confirma una parte clave de nuestra  comprensión del Universo primitivo.


Imagen de la nebulosa planetaria NGC 7027 con ilustración de moléculas de hidruro de helio. En esta nebulosa planetaria, SOFIA detectó hidruro de helio, una combinación de helio (rojo) e hidrógeno (azul), que fue el primer tipo de molécula que se formó en el Universo temprano. Esta es la primera vez que se encuentra hidruro de helio en el Universo moderno.
Créditos: NASA / ESA / Hubble Procesamiento: Judy Schmidt.
Estrella recién nacida en la nebulosa de Orión previene el nacimiento de hermanos estelares.

El viento estelar de una estrella recién nacida en la Nebulosa de Orión está impidiendo que se formen más estrellas nuevas cerca, ya que despeja una burbuja a su alrededor. Los astrónomos llaman a estos efectos “retroalimentación”, y son clave para comprender las estrellas que vemos hoy y las que pueden formarse en el futuro. Hasta este descubrimiento, los científicos pensaban que otros procesos, como la explosión de estrellas llamadas supernovas, eran en gran parte responsables de la regular formación de estrellas.


El poderoso viento de la estrella recién formada en el corazón de la Nebulosa de Orión está creando la burbuja (negra) e impide que se formen nuevas estrellas en su vecindario. Al mismo tiempo, el viento empuja el gas molecular (color) hacia los bordes, creando una capa densa alrededor de la burbuja donde se pueden formar las futuras generaciones de estrellas.
Créditos: NASA / SOFIA / Pabst et. Alabama.
Pesar un viento galáctico proporciona pistas sobre la evolución de las galaxias

SOFIA descubrió que el viento que fluye desde el centro de la Cigar Galaxy (M82) está alineado a lo largo de un campo magnético y transporta una gran cantidad de material. Los campos magnéticos suelen ser paralelos al plano de la galaxia, pero el viento lo arrastra, por lo que es perpendicular. El poderoso viento, impulsado por la alta tasa de nacimiento de estrellas de la galaxia, podría ser uno de los mecanismos para que el material escape de la galaxia. Procesos similares en el Universo temprano habrían afectado la evolución fundamental de las primeras galaxias.


Imagen compuesta de la Cigar Galaxy (también llamada M82), una galaxia de estallido estelar a unos 12 millones de años luz de distancia en la constelación de la Osa Mayor. El campo magnético detectado por SOFIA, que se muestra como líneas de corriente, parece seguir las salidas bipolares (rojo) generadas por el intenso estallido nuclear de las estrellas. La imagen combina luz estelar visible (gris) y un trazado de gas hidrógeno (rojo) desde el Observatorio Kitt Peak, con luz estelar de infrarrojo cercano y medio infrarrojo y polvo (amarillo) de SOFIA y el telescopio espacial Spitzer.
Créditos: NASA / SOFIA; NASA / JPL-Caltech.
Sistema planetario cercano similar al nuestro

El sistema planetario alrededor de la estrella Epsilon Eridani, o EPS Eri para abreviar, es el sistema planetario más cercano alrededor de una estrella similar al Sol temprano. SOFIA estudió el brillo infrarrojo del polvo cálido, confirmando que el sistema tiene una arquitectura notablemente similar a nuestro Sistema Solar. Su material está dispuesto en al menos un cinturón estrecho cerca de un planeta del tamaño de Júpiter.


Ilustración artística del sistema Epsilon Eridani que muestra Epsilon Eridani b. En el primer plano a la derecha, se muestra un planeta de masa de Júpiter orbitando su estrella madre en el borde exterior de un cinturón de asteroides. En el fondo se puede ver otro cinturón estrecho de asteroides o cometas más un cinturón más externo similar en tamaño al Cinturón de Kuiper de nuestro Sistema Solar. La similitud de la estructura del sistema Epsilon Eridani con nuestro Sistema Solar es notable, aunque Epsilon Eridani es mucho más joven que nuestro Sol. Las observaciones de SOFIA confirmaron la existencia del cinturón de asteroides adyacente a la órbita del planeta joviano.
Créditos: NASA / SOFIA / Lynette Cook.

Los campos magnéticos pueden estar alimentando agujeros negros activos

Los campos magnéticos en la galaxia Cygnus A están alimentando material al agujero negro central de la galaxia. SOFIA reveló que las fuerzas invisibles, que se muestran como líneas de corriente en esta ilustración, están atrapando material cerca del centro de la galaxia, donde está lo suficientemente cerca como para ser devorado por el hambriento agujero negro. Sin embargo, los campos magnéticos en otras galaxias pueden estar evitando que los agujeros negros consuman material.


La imagen artística del núcleo de Cygnus A, incluido el entorno polvoriento en forma de rosquilla, llamado toro, y los chorros que se lanzan desde su centro. Los campos magnéticos se ilustran atrapando el polvo en el toro. Estos campos magnéticos podrían estar ayudando a alimentar el agujero negro escondido en el núcleo de la galaxia al confinar el polvo en el toro y mantenerlo lo suficientemente cerca como para ser engullido por el hambriento agujero negro .
Créditos: NASA / SOFIA / Lynette Cook.
Los campos magnéticos pueden mantener en silencio el agujero negro de la Vía Láctea

Esta imagen muestra el anillo de material alrededor del agujero negro en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. SOFIA detectó campos magnéticos, que se muestran como líneas de corriente,  pueden estar canalizando el gas hacia una órbita alrededor del agujero negro, en lugar de directamente hacia él. Esto puede explicar por qué el agujero negro de nuestra galaxia es relativamente silencioso, mientras que los de otras galaxias consumen material activamente.


Líneas de corriente que muestran campos magnéticos en capas sobre una imagen en color del anillo polvoriento alrededor del agujero negro masivo de la Vía Láctea. La estructura en forma de Y es un material cálido que cae hacia el agujero negro, que se encuentra cerca de donde se cruzan los dos brazos de la forma de Y. Las líneas de corriente revelan que el campo magnético sigue de cerca la forma de la estructura polvorienta. Cada uno de los brazos azules tiene su propio campo que es totalmente distinto del resto del anillo, que se muestra en rosa.
Créditos: Polvo y campos magnéticos: NASA / SOFIA; Imagen de campo estelar: NASA / Hubble Space Telescope.
Las moléculas de “humo de cocina” en la nebulosa, ofrecen pistas para construir bloques de vida

SOFIA descubrió que las moléculas orgánicas complejas en la nebulosa NGC 7023 evolucionan en moléculas más grandes y complejas cuando son golpeadas con radiación de estrellas cercanas. Los investigadores se sorprendieron al descubrir que la radiación ayudaba a estas moléculas a crecer en lugar de destruirlas. El crecimiento de estas moléculas es uno de los pasos que podrían conducir al surgimiento de la vida en las circunstancias adecuadas.


La combinación de imágenes en tres colores de NGC 7023 de SOFIA (rojo y verde) y Spitzer (azul) muestra diferentes poblaciones de moléculas de HAP.  
Créditos: Crédito: NASA / DLR / SOFIA / B. Croiset, Observatorio de Leiden, y O. Berné, CNRS; NASA / JPL-Caltech / Spitzer.
El polvo sobrevive a la obliteración en la supernova

SOFIA descubrió que una explosión de supernova puede producir una cantidad sustancial del material a partir del cual se pueden formar planetas como la Tierra. Las observaciones infrarrojas de una nube producida por una supernova hace 10.000 años contienen suficiente polvo para formar 7.000 Tierras. Los científicos ahora saben que el material creado por la primera onda de choque externa puede sobrevivir a la posterior onda de “rebote” interna generada cuando la primera colisiona con el gas y el polvo interestelar circundante.


Ilustración de una supernova a medida que la poderosa onda expansiva pasa a través de su anillo exterior antes de que un choque interno posterior se recupere. SOFIA descubrió que el material producido a partir de la primera ola externa puede sobrevivir a la segunda ola interna y puede convertirse en material semilla para nuevas estrellas y planetas.
Créditos: NASA / SOFIA / Imágenes simbólicas / The Casadonte Group.
La nueva vista del centro de la Vía Láctea revela el nacimiento de estrellas masivas

SOFIA capturó una imagen infrarroja extremadamente nítida del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Con una distancia de más de 600 años luz, este panorama revela detalles dentro de los remolinos densos de gas y polvo en alta resolución, abriendo la puerta a futuras investigaciones sobre cómo se están formando estrellas masivas y qué alimenta el agujero negro supermasivo en el núcleo de nuestra galaxia .


Imagen infrarroja compuesta del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Se extiende por más de 600 años luz y está ayudando a los científicos a saber cuántas estrellas masivas se están formando en el centro de nuestra galaxia. Los nuevos datos de SOFIA tomados a 25 y 37 micras, que se muestran en azul y verde, se combinan con los datos del Observatorio Espacial Herschel, que se muestran en rojo (70 micras) y el Telescopio Espacial Spitzer, que se muestran en blanco (8 micras). La visión de SOFIA revela características que nunca antes se habían visto.
Créditos: NASA / SOFIA / JPL-Caltech / ESA / Herschel.

¿Qué sucede cuando colisionan los exoplanetas?

Conocido como BD +20 307, este sistema de doble estrella a más de 300 años luz de la Tierra probablemente tuvo una colisión extrema entre exoplanetas rocosos. Hace una década, las observaciones de este sistema dieron los primeros indicios de una colisión cuando encontraron restos más cálidos de lo esperado alrededor de estrellas maduras que tienen al menos mil millones de años. Las observaciones de SOFIA descubrieron que el brillo infrarrojo de los escombros ha aumentado en más del 10%, una señal de que ahora hay aún más polvo cálido y que una colisión ocurrió relativamente recientemente. Un evento similar en nuestro propio Sistema Solar puede haber formado nuestra Luna.


La ilustración muestra una colisión catastrófica entre dos exoplanetas rocosos en el sistema planetario BD +20 307, convirtiendo a ambos en escombros polvorientos. Hace diez años, los científicos especularon que el polvo cálido en este sistema era el resultado de una colisión de planeta a planeta. Ahora, SOFIA encontró aún más polvo cálido, lo que respalda aún más el choque de dos exoplanetas rocosos. Esto ayuda a construir una imagen más completa de la historia de nuestro propio Sistema Solar. Tal colisión podría ser similar al tipo de evento catastrófico que finalmente creó nuestra Luna.
Créditos: NASA / SOFIA / Lynette Cook.

SOFIA, el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja, es un avión Boeing 747SP modificado para transportar un telescopio de 2,7 metros de diámetro. Es un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán, DLR. El Centro de Investigación Ames de la NASA en el Silicon Valley de California administra el programa SOFIA, las operaciones científicas y misiones en cooperación con la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades con sede en Columbia, Maryland, y el Instituto Alemán SOFIA (DSI) en la Universidad de Stuttgart. El avión se mantiene y opera desde el Edificio 703 del Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA, en Palmdale, California.