Un planeta gigante joven ofrece pistas para la formación de mundos exóticos.


Esta animación muestra un planeta gigante gaseoso del tipo conocido como Júpiter caliente, que orbita muy cerca de su estrella. Encontrar más de estos planetas juveniles podría ayudar a los astrónomos a comprender cómo se formaron y si migran de climas más fríos durante sus vidas. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Durante la mayor parte de la historia humana, la comprensión de cómo se forman y evolucionan los planetas se basó en los ocho (o nueve) planetas de nuestro Sistema Solar. Pero en los últimos 25 años, el descubrimiento de más de 4.000 exoplanetas, o planetas fuera de nuestro Sistema Solar, cambió la fuente de estudio.

Entre los más intrigantes de estos mundos distantes se encuentra una clase de exoplanetas llamados Júpiter calientes. De tamaño similar a Júpiter, estos planetas dominados por gas orbitan extremadamente cerca de sus estrellas progenitoras, orbitándolas en tan solo 18 horas. No tenemos nada así en nuestro propio Sistema Solar, donde los planetas más cercanos al Sol son rocosos y orbitan mucho más lejos. Las preguntas sobre los Júpiter calientes son tan grandes como los mismos planetas: ¿se forman cerca de sus estrellas o más lejos y posteriormente migran hacia el interior del sistema? Si estos gigantes migran, ¿qué revelaría eso sobre la historia de los planetas en nuestro propio Sistema Solar?

Para responder estas preguntas, los científicos necesitan observar muchos de estos gigantes calientes en su formación temprana. Ahora, un nuevo estudio en el Astronomical Journal informa sobre la detección del exoplaneta HIP 67522 b, que parece ser el Júpiter caliente más joven que se haya encontrado. Orbita alrededor de una estrella bien estudiada que tiene unos 17 millones de años, lo que significa que el Júpiter caliente es probablemente solo unos pocos millones de años más joven; hasta ahora, los Júpiter calientes más conocidos tienen más de mil millones de años. El planeta tarda unos siete días en orbitar su estrella, que tiene una masa similar a la del Sol. Ubicado a solo unos 490 años luz de la Tierra, HIP 67522 b tiene aproximadamente 10 veces el diámetro de la Tierra, un diámetro muy parecido al de Júpiter. Su tamaño indica que es un planeta dominado por gas.

HIP 67522 b fue identificado como un candidato para el planeta por el Satélite de Búsqueda de Exoplanetas en Tránsito de la NASA (TESS), que detecta planetas a través del método de tránsito: los científicos buscan pequeñas caídas en el brillo de una estrella, lo que indica que un planeta en órbita ha pasado entre el observador y la estrella. Pero las estrellas jóvenes tienden a tener muchas manchas oscuras en sus superficies (manchas de estrellas, también llamadas manchas solares cuando aparecen en el Sol) que pueden parecerse a los planetas en tránsito. Por lo tanto, los científicos utilizaron datos del observatorio infrarrojo recientemente retirado de la NASA, el Telescopio Espacial Spitzer, para confirmar que la señal de tránsito provenía de un planeta y no de un punto estelar. (Otros métodos de detección de exoplanetas han dado indicios de la presencia de Júpiter calientes aún más jóvenes, pero ninguno ha sido confirmado).

El descubrimiento ofrece la esperanza de encontrar más Júpiter calientes jóvenes y aprender más sobre cómo se forman los planetas en todo el Universo, incluso aquí en nuestro hogar.

“Podemos aprender mucho sobre nuestro Sistema Solar y su historia al estudiar los planetas y otras objetos que orbitan alrededor del Sol”, dijo Aaron Rizzutto, un científico de exoplanetas de la Universidad de Texas en Austin que dirigió el estudio. “Pero nunca sabremos cuán único o común es nuestro Sistema Solar a menos que estemos buscando exoplanetas. Los científicos de exoplanetas están descubriendo cómo nuestro Sistema Solar encaja en la imagen más amplia de la formación de planetas en el Universo”.

¿Gigantes migratorios?

Hay tres hipótesis principales sobre cómo los Júpiter se acercan tanto a sus estrellas progenitoras. Una es que simplemente se forman allí y se quedan. Pero es difícil imaginar planetas formándose en un ambiente tan intenso. No solo el calor abrasador vaporizaría la mayoría de los materiales, sino que las estrellas jóvenes a menudo estallan con explosiones masivas y vientos estelares, dispersando potencialmente cualquier planeta emergente.

Parece más probable que los gigantes gaseosos se desarrollen más lejos de su estrella madre, más allá de un límite llamado línea de nieve, donde es lo suficientemente frío como para que se forme hielo y otros materiales sólidos. Los planetas similares a Júpiter están compuestos casi por completo de gas, pero contienen núcleos sólidos. Sería más fácil para esos núcleos formarse más allá de la línea de nieve, donde los materiales congelados podrían adherirse como una bola de nieve en crecimiento.

Las otras dos hipótesis suponen que este es el caso, y que los Júpiter calientes luego se acercan a sus estrellas. Pero, ¿cuál sería la causa y el momento de la migración?

Una idea plantea que los Júpiter calientes comienzan su viaje temprano en la historia del sistema planetario, mientras que la estrella todavía está rodeada por el disco de gas y polvo del que se formaron tanto él como el planeta. En este escenario, la gravedad del disco que interactúa con la masa del planeta podría interrumpir la órbita del gigante gaseoso y hacer que migre hacia adentro.

La tercera hipótesis sostiene que los Júpiter calientes se acercan a su estrella más tarde, cuando la gravedad de otros planetas alrededor de la estrella puede impulsar la migración. El hecho de que HIP 67522 b ya esté tan cerca de su estrella tan pronto después de su formación indica que esta tercera hipótesis probablemente no se aplica en este caso. Pero un joven y caliente Júpiter no es suficiente para resolver el debate sobre cómo se forman todos.

“A los científicos les gustaría saber si existe un mecanismo dominante que forme la mayoría de los Júpiter calientes”, dijo Yasuhiro Hasegawa, astrofísico especializado en formación de planetas en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA que no participó en el estudio. “En la comunidad en este momento no hay un consenso claro sobre qué hipótesis de formación es más importante para reproducir la población que hemos observado. El descubrimiento de este joven y caliente Júpiter es emocionante, pero es solo una pista de la respuesta. Para resolver el misterio, necesitaremos más”.

TESS es una misión del Explorador de Astrofísica de la NASA dirigida y operada por MIT en Cambridge, Massachusetts, y administrada por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Los socios adicionales incluyen Northrop Grumman, con sede en Falls Church, Virginia; Centro de Investigación Ames de la NASA en el Silicon Valley de California; el Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica en Cambridge, Massachusetts; Laboratorio Lincoln del MIT; y el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore. Más de una docena de universidades, institutos de investigación y observatorios de todo el mundo participan en la misión.

El Telescopio Espacial Spitzer de la NASA fue retirado el 30 de enero de 2020. La comunidad científica sigue analizando los datos científicos a través del archivo de datos Spitzer ubicado en el Archivo de Ciencias Infrarrojas ubicado en IPAC en Caltech en Pasadena, California. JPL gestionó las operaciones de la misión Spitzer para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. Las operaciones científicas se llevaron a cabo en el Centro de Ciencias Spitzer en IPAC en Caltech. Las operaciones de naves espaciales se basaron en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado. Caltech gestiona JPL para la NASA.

Rizzuto es un compañero del estudio de 51 Pegasi b financiado por la Fundación Heising-Simons.

La NASA se prepara para completar las pruebas estructurales del cohete Artemis SLS.


La prueba estructural del tanque de oxígeno líquido, que se muestra aquí, para la etapa central del cohete del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) de la NASA fue el último elemento de prueba cargado en el banco de pruebas el 10 de julio de 2019. El tanque de oxígeno líquido es uno de los dos tanques propulsores del cohete, etapa central que producirá más de 1 millones de kilogramos de empuje para ayudar a lanzar Artemis I, el primer vuelo de SLS y la nave espacial Orion de la NASA, a la Luna. Ahora, el tanque se someterá a la prueba final completando una campaña de prueba estructural de tres años en el Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama. Las pruebas realizadas durante esta campaña colocan las estructuras del cohete desde la parte superior de la etapa superior, hasta la parte inferior de la etapa central, a través de pruebas extenuantes que simulan las fuerzas que experimentará el cohete durante el lanzamiento y el vuelo. Los cuatro elementos de prueba estructural de la etapa central fueron fabricados en la Instalación de Ensamblaje Michoud de la NASA en Nueva Orleans y entregados por la barcaza Pegasus de la NASA a Marshall.
Créditos: NASA / Tyler Martin.

El Programa del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS) de la NASA está concluyendo su serie de pruebas de calificación estructural con una próxima prueba final que llevará el diseño del tanque de oxígeno líquido del cohete a sus límites en el Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama.

En nombre de la ciencia, los ingenieros intentarán romper un elemento de prueba estructural del tanque. La estructura del tanque de oxígeno líquido es idéntica al tanque que forma parte de la etapa central de SLS, que proporcionará energía para ayudar a lanzar las misiones Artemis a la Luna. El tanque está encerrado en una estructura similar a una jaula que forma parte del banco de pruebas. Los sistemas hidráulicos aplicarán millones de kilos de fuerza para empujar, tirar y doblar el elemento de prueba del tanque de oxígeno líquido para ver cuánta presión puede soportar el tanque. Las fuerzas simulan lo que se espera que experimente el tanque durante el lanzamiento y el vuelo. Para la prueba, el tanque se llenará con agua para simular el propulsor de oxígeno líquido utilizado para el vuelo, y cuando el tanque se rompa, el agua puede crear un sonido fuerte a medida que estalla a través de la piel del tanque.

“Llevamos los tanques de cohetes a límites extremos y los rompemos porque empujar los sistemas hasta el punto de falla nos da datos para ayudarnos a construir cohetes de manera más inteligente”, dijo Neil Otte, ingeniero jefe de la Oficina de Escenarios SLS en Marshall. “Romper el tanque propulsor hoy en la Tierra nos proporcionará datos valiosos para volar SLS de manera segura y eficiente en las misiones de Artemis a la Luna”.

A principios de este año, los ingenieros de la NASA y Boeing sometieron el tanque a 23 pruebas de referencia que simulan las condiciones reales de vuelo, y el tanque superó las pruebas. El tanque está equipado con miles de sensores para medir el estrés, la presión y la temperatura, mientras que las cámaras y los micrófonos de alta velocidad capturan cada momento para identificar pandeo o grietas en la pared del tanque cilíndrico. Esta prueba final aplicará fuerzas controladas más fuertes de lo que los ingenieros esperan que el tanque aguante durante el vuelo, similar a la prueba que rompió el tanque de hidrógeno líquido y creó ruido perceptible en algunos vecindarios de Huntsville cerca de Marshall.

Esta es la prueba final en una serie de pruebas de calificación estructural que han llevado las estructuras del cohete a los límites de sus extremos para ayudar a garantizar que el cohete esté listo para las misiones lunares de Artemis. La finalización de esta próxima prueba marcará un hito importante para el Programa SLS.

El equipo de Marshall comenzó las pruebas de calificación estructural en el cohete en mayo de 2017 con una prueba integrada de la parte superior del cohete apilada: la Etapa de propulsión criogénica provisional, el adaptador de etapa Orion y el adaptador de etapa del vehículo de lanzamiento. Luego, el equipo pasó a probar las cuatro estructuras más grandes que conforman la etapa central de 65 metros de altura. La última prueba de referencia para Artemis I se completó en marzo de 2020 antes de que se restringiera el acceso del equipo a Marshall debido a la pandemia de COVID-19. El equipo de la NASA y Boeing regresó a trabajar la primera semana de junio para prepararse para realizar la prueba final de oxígeno líquido hasta el colapso.

Las pruebas de calificación estructural ayudan a verificar que los modelos que muestran el diseño estructural pueden sobrevivir al vuelo. Las pruebas estructurales se han completado en tres de las estructuras más grandes de la etapa central: la sección del motor, el tanque intermedio y el tanque de hidrógeno líquido. El tanque de oxígeno líquido ha completado la prueba de referencia y ahora concluirá la prueba de la etapa central con la próxima prueba para encontrar el punto de falla del tanque.

“Las pruebas de oxígeno líquido y las otras pruebas para encontrar el punto de falla realmente ponen a prueba el hardware”, dijo April Potter, gerente del proyecto de prueba SLS para pruebas estructurales de oxígeno líquido e hidrógeno líquido. “La NASA ahora tendrá la información para construir sobre nuestros sistemas e impulsar la exploración más lejos que nunca”.

El cohete SLS, la nave espacial Orion, el Gateway y el sistema de aterrizaje humano son parte de la columna vertebral de la NASA para la exploración del espacio profundo. El programa Artemis es el siguiente paso en la exploración espacial humana. Es parte del enfoque más amplio de exploración de la Luna a Marte de Estados Unidos, en el que los astronautas explorarán la Luna y ganarán experiencia para permitir el próximo salto gigante de la humanidad, enviando humanos a Marte.

Hubble proporciona una visión holística de las estrellas desaparecidas.

Como motores de fusión nuclear, la mayoría de las estrellas viven plácidamente desde cientos de millones hasta miles de millones de años. Pero cerca del final de sus vidas pueden convertirse en molinetes locos, hinchando conchas y chorros de gas caliente. Los astrónomos han empleado la gama completa de capacidades de imágenes de Hubble para diseccionar esos fuegos artificiales locos que ocurren en dos nebulosas planetarias jóvenes cercanas. NGC 6303 se llama la Nebulosa de la Mariposa debido a su apariencia de ala. Además, NGC 7027 se asemeja a un insecto joya, un insecto con una concha metálica de colores brillantes.

Los investigadores han encontrado niveles de complejidad sin precedentes y cambios rápidos en los chorros y las burbujas de gas que salen de las estrellas en los centros de ambas nebulosas. Hubble está permitiendo que los investigadores converjan en una comprensión de los mecanismos subyacentes al caos.

“Cuando miré en el archivo del Hubble y me di cuenta de que nadie había observado estas nebulosas con la cámara de campo amplio Hubble 3 en todo su rango de longitud de onda, me quedé en el suelo”, dijo Joel Kastner, del Instituto de Tecnología de Rochester, Rochester, Nueva York, líder del nuevo estudio “Estas nuevas observaciones de Hubble de longitud de onda múltiple proporcionan la vista más completa hasta la fecha de estas dos nebulosas espectaculares. Mientras descargaba las imágenes resultantes, me sentí como un niño en una tienda de golosinas”.

Al examinar este par de nebulosas con las capacidades pancromáticas completas de Hubble, haciendo observaciones en luz casi ultravioleta a infrarroja cercana, el equipo ha tenido varios momentos “ajá”. En particular, las nuevas imágenes del Hubble revelan con vívido detalle cómo ambas nebulosas se están separando en escalas de tiempo extremadamente cortas, lo que permite a los astrónomos ver los cambios en las últimas dos décadas. Algunos de estos cambios rápidos pueden ser prueba indirecta de una estrella que se fusiona con su estrella compañera.

“La nebulosa NGC 7027 muestra emisiones a un número increíblemente grande de diferentes longitudes de onda, cada una de las cuales resalta no solo un elemento químico específico en la nebulosa, sino también los cambios significativos y continuos en su estructura”, dijo Kastner. El equipo de investigación también observó la Nebulosa de la Mariposa, que es una contraparte de la nebulosa del “insecto de la joya”: Ambas se encuentran entre las nebulosas planetarias más polvorientas conocidas y ambas también contienen masas de gas inusualmente grandes porque están recién formadas. Esto los convierte en un par muy interesante para estudiar en paralelo, dicen los investigadores.

Las amplias vistas de longitud de onda múltiple de Hubble de cada nebulosa están ayudando a los investigadores a rastrear las historias de ondas de choque de las nebulosas. Tales choques normalmente se generan cuando nuevos vientos estelares muy rápidos golpean y barren más lentamente expandiendo el gas y el polvo expulsado por la estrella en su pasado reciente, generando cavidades en forma de burbujas con límites bien definidos.

Los investigadores sospechan que en el corazón de ambas nebulosas hay, o hubo, dos estrellas dando vueltas entre sí como un par de patinadores artísticos. La evidencia de un “dúo dinámico” tan central proviene de las formas extrañas de estas nebulosas. Cada uno tiene una cintura pellizcada y polvorienta y lóbulos polares o salidas, así como otros patrones simétricos más complejos.

Una teoría líder para la generación de tales estructuras en las nebulosas planetarias es que la estrella que pierde masa es una de las dos estrellas en un sistema binario. Las dos estrellas orbitan entre sí lo suficientemente cerca como para que eventualmente interactúen, produciendo un disco de gas alrededor de una o ambas estrellas. El disco es la fuente de material de salida dirigido en direcciones opuestas desde la estrella central.

Del mismo modo, la estrella más pequeña de la pareja puede fusionarse con su compañero estelar hinchado y de evolución más rápida. Esto también puede crear chorros de material de salida que podrían tambalearse con el tiempo. Esto crea un patrón simétrico, tal vez como el que le da a NGC 6302 su apodo de “mariposa”. Tales salidas se ven comúnmente en las nebulosas planetarias.

“Las presuntas estrellas compañeras en NGC 6302 y NGC 7027 no han sido detectadas directamente porque están al lado de, o quizás ya han sido tragadas por, estrellas gigantes rojas más grandes, un tipo de estrella que es cientos o miles de veces más brillante que el Sol “, dijo el miembro del equipo Bruce Balick, de la Universidad de Washington en Seattle. “La hipótesis de la fusión de estrellas parece la mejor y más simple explicación de las características observadas en las nebulosas planetarias más activas y simétricas. Es un concepto unificador poderoso, hasta ahora sin rival”.

Nebulosa de la Mariposa

Imagine un aspersor de césped girando salvajemente, arrojando dos corrientes en forma de S. Al principio parece caótico, pero si observa por un tiempo, puede rastrear sus patrones. La misma forma de S está presente en la Nebulosa de la Mariposa, excepto que en este caso no es agua en el aire, sino gas que una estrella expulsa a gran velocidad. Y la “S” solo aparece cuando es capturada por el filtro de la cámara Hubble que registra la emisión infrarroja cercana de átomos de hierro ionizados individualmente.

“La forma de S en la emisión de hierro de la Nebulosa de la Mariposa es una verdadera revelación”, dijo Kastner. La forma de S rastrea directamente las expulsiones más recientes de la región central, ya que las colisiones dentro de la nebulosa son particularmente violentas en estas regiones específicas de NGC 6302. “Esta emisión de hierro es un rastreador sensible de colisiones energéticas entre vientos más lentos y vientos rápidos de las estrellas “, explicó Balick. “Se observa comúnmente en restos de supernovas y núcleos galácticos activos, y chorros de salida de estrellas recién nacidas, pero rara vez se ve en las nebulosas planetarias”.

“El hecho de que la emisión de hierro solo se muestre a lo largo de estas direcciones opuestas y descentradas implica que la fuente de los flujos rápidos se tambalea con el tiempo, como una peonza que está a punto de caer”, agregó Kastner. “Esa es otra señal reveladora de la presencia de un disco, que dirige el flujo, y también un compañero binario”.


Hubble fue recientemente reentrenado en NGC 6302, conocida como la “Nebulosa Mariposa”, para observarla a través de un espectro de luz más completo, desde el ultravioleta  al infrarrojo, ayudando a los investigadores a comprender mejor la mecánica en funcionamiento en sus “alas” de gas. Las observaciones resaltan un nuevo patrón de emisión infrarroja cercana del hierro ionizado individualmente, que traza una forma de S desde la parte inferior izquierda a la superior derecha. Es probable que esta emisión de hierro rastree las expulsiones de gas más recientes del sistema estelar central, que se mueven a velocidades mucho más rápidas que la masa expulsada anteriormente. La estrella o estrellas en su centro son responsables de la apariencia de la nebulosa. En su agonía, han arrojado capas de gas periódicamente durante los últimos dos mil años. Las “alas” de NGC 6302 son regiones de gas calentado a más de 20.000 grados Celsius que están desgarrando el espacio a más de 900.000 kilómetros por hora. NGC 6302 se encuentra entre 2.500 y 3.800 años luz de distancia en la constelación Scorpius.
Créditos: NASA, ESA y J. Kastner (RIT).
La Nebulosa del Insecto Joya

La masa de la nebulosa planetaria NGC 7027 estuvo hinchándose lentamente en patrones silenciosos, esféricamente simétricos o tal vez espirales durante siglos, hasta hace relativamente poco. “En algunos aspectos, los cambios dentro de esta nebulosa son aún más dramáticos que los de la mariposa”, dijo Kastner. “Recientemente, algo se volvió loco en el centro, produciendo un nuevo patrón de hoja de trébol, con balas de material disparadas en direcciones específicas”.

Las nuevas imágenes del equipo de investigación de NGC 7027 muestran emisiones de hierro ionizado que se asemeja mucho a las observaciones realizadas por el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA en 2000 y 2014 como parte de una investigación anterior de Kastner, miembro del equipo Rodolfo Montez Jr. del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, y colaboradores. La emisión de hierro rastrea los flujos orientados de sureste a noroeste que también producen los choques emisores de rayos X fotografiados por Chandra. “Tenemos la sospecha de que esta nebulosa es un gran ejemplo de lo que sucede cuando una estrella gigante roja se traga abruptamente a un compañero”, dijo Montez Jr.


Recientemente, la estrella central de NGC 7027 fue identificada en una nueva longitud de onda de luz, casi ultravioleta, por primera vez mediante el uso de las capacidades únicas de Hubble. Las observaciones casi ultravioletas ayudarán a revelar cuánto polvo oscurece la estrella y qué tan caliente es realmente la estrella. Este objeto, que se asemeja a un insecto de joya colorido, es una región visiblemente difusa de gas y polvo que puede ser el resultado de eyecciones al orbitar de cerca estrellas binarias que primero desprendieron material lentamente durante miles de años, y luego entraron en una fase de más eyecciones masivas violentas y altamente dirigidas. Hubble observó por primera vez esta nebulosa planetaria en 1998. Al comparar las observaciones antiguas y nuevas de Hubble, los investigadores ahora tienen oportunidades adicionales para estudiar el objeto a medida que cambia con el tiempo. Las nebulosas planetarias son capas expansivas de gas creadas por estrellas moribundas que están desprendiendo sus capas externas. Cuando las nuevas expulsiones encuentran expulsiones más antiguas, las colisiones energéticas resultantes dan forma a la nebulosa. Los mecanismos subyacentes a tales secuencias de expulsión masiva estelar están lejos de ser completamente entendidos, pero los investigadores teorizan que los compañeros binarios de las estrellas centrales y moribundas juegan un papel esencial en su formación. NGC 7027 está aproximadamente a 3.000 años luz de distancia en la constelación Cygnus.
Créditos: NASA, ESA y J. Kastner (RIT).

El equipo de investigación también incluye Ph.D. los estudiantes Jesse Bublitz y Paula Moraga del Instituto de Tecnología de Rochester, y Adam Frank y Eric Blackman de la Universidad de Rochester.

El documento del equipo, “Primeros resultados de un estudio de imagen pancromático HST / WFC3 de las nebulosas planetarias jóvenes, en rápida evolución NGC 7027 y NGC 6302”, se publicó el 15 de junio de 2020, en la revista Galaxies.

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, D.C.

Los rayos x detectados de una estrella naciente similares a los primeros días denuestro Sol.


Créditos: rayos X: NASA / CXC / Aix-Marseille University / N. Grosso y col. ; Ilustración: NASA / CXC / M. Weiss.

Al detectar una llamarada de rayos X de una estrella muy joven usando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA, los investigadores han restablecido la línea de tiempo para cuando estrellas como el Sol comienzan a emitir radiación de alta energía al espacio, como se informó en el último comunicado de prensa. Esto es significativo porque puede ayudar a responder algunas preguntas sobre los primeros días de nuestro Sol, así como algunas sobre el Sistema Solar de hoy.

La ilustración representa el objeto donde los astrónomos descubrieron la llamarada de rayos X. HOPS 383 se llama una joven “protostar” porque está en la fase más temprana de evolución estelar que ocurre justo después de que una gran nube de gas y polvo ha comenzado a colapsar. Una vez que haya madurado HOPS 383, que se encuentra a unos 1.400 años luz de la Tierra, tendrá una masa aproximadamente la mitad que la del Sol.

La ilustración muestra HOPS 383 rodeado por un capullo de material en forma de rosquilla (marrón oscuro), que contiene aproximadamente la mitad de la masa de la protostar, que está cayendo hacia la estrella central. Gran parte de la luz de la infante estrella en HOPS 383 no puede atravesar este capullo, pero los rayos X de la bengala (azul) son lo suficientemente potentes como para hacerlo. La luz infrarroja emitida por HOPS 383 se dispersa desde el interior del capullo (blanco y amarillo). Una versión de la ilustración con una región del capullo recortada muestra la brillante llamarada de rayos X del HOPS 383 y un disco de material que cae hacia la estrella.


Créditos: NASA / CXC / M. Weiss.

Las observaciones de Chandra en diciembre de 2017 revelaron el destello de rayos X, que duró aproximadamente 3 horas y 20 minutos. El destello se muestra como un bucle continuo en el cuadro insertado de la ilustración. El aumento rápido y la disminución lenta en la cantidad de rayos X es similar al comportamiento de los destellos de rayos X de estrellas jóvenes más evolucionadas que HOPS 383. No se detectaron rayos X desde la protostar fuera de este período de quema, lo que implica que durante estas veces HOPS 383 fue al menos diez veces más débil, en promedio, que la llamarada en su máximo. También es 2.000 veces más potente que la llamarada de rayos X más brillante observada desde el Sol, una estrella de mediana edad de masa relativamente baja.

A medida que el material del capullo cae hacia el interior del disco, también hay un éxodo de gas y polvo. Este “flujo de salida” elimina el momento angular del sistema, permitiendo que el material caiga del disco sobre la joven protostar en crecimiento. Los astrónomos han visto un flujo de salida de HOPS 383 y piensan que una llamarada de rayos X poderosa como la observada por Chandra podría quitar electrones de los átomos en la base. Esto puede ser importante para impulsar el flujo de salida por fuerzas magnéticas.

Además, cuando la estrella estalló en rayos X, también probablemente habría impulsado flujos energéticos de partículas que colisionaron con granos de polvo ubicados en el borde interno del disco de material que gira alrededor de la estrella. Suponiendo que algo similar sucedió en nuestro Sol, las reacciones nucleares causadas por esta colisión podrían explicar la abundancia inusual de elementos en ciertos tipos de meteoritos encontrados en la Tierra.

No se detectaron otras llamaradas de HOPS 383 en el transcurso de tres observaciones de Chandra con una exposición total de poco menos de un día. Los astrónomos necesitarán observaciones de rayos X más largas para determinar la frecuencia de esas erupciones durante esta fase muy temprana del desarrollo de estrellas como nuestro Sol.

Un artículo que describe estos resultados apareció en la revista Astronomy & Astrophysics y está disponible en línea en aquí. Los autores del artículo son Nicolas Grosso (Laboratorio de Astrofísica de Marsella en la Universidad Aix-Marseille en Francia), Kenji Hamaguchi (Centro de Investigación y Exploración en Ciencia y Tecnología Espaciales y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, MD), David Principe (Instituto de Tecnología de Massachusetts) y Joel Kastner (Instituto de Tecnología de Rochester).

El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde Cambridge y Burlington, Massachusetts.

¿Son comunes los planetas con océanos en la galaxia? Es probable que los científicos de la NASA los encuentren.

Hace varios años, la científica planetaria Lynnae Quick comenzó a preguntarse si alguno de los más de 4.000 exoplanetas conocidos, o planetas más allá de nuestro Sistema Solar, podría parecerse a algunas de las lunas acuosas alrededor de Júpiter y Saturno. Aunque algunas de estas lunas no tienen atmósferas y están cubiertas de hielo, todavía se encuentran entre los principales objetivos en la búsqueda de vida de la NASA más allá de la Tierra. La luna Encelado de Saturno y la luna Europa de Júpiter, que los científicos clasifican como “mundos oceánicos”, son buenos ejemplos.

“Las columnas de agua brotan de Europa y Encelado, por lo que podemos decir que estos cuerpos tienen océanos subterráneos debajo de sus capas de hielo, y tienen energía que impulsa las plumas, que son dos requisitos para la vida tal como la conocemos”, dice Quick, una científica planetaria de la NASA que se especializa en vulcanismo y mundos oceánicos. “Entonces, si estamos pensando en estos lugares como posiblemente habitables, quizás las versiones más grandes de ellos en otros sistemas planetarios también sean habitables”.


Esta ilustración muestra la nave espacial Cassini de la NASA volando a través de columnas en Encelado en octubre de 2015.
Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Quick, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, decidió explorar si, hipotéticamente, hay planetas similares a Europa y Encelado en la galaxia de la Vía Láctea. Y, ¿podrían ser también los suficiente geológicamente activos como para disparar penachos a través de sus superficies, como para que algún día puedan ser detectados por telescopios?

Mediante un análisis matemático de varias docenas de exoplanetas, incluidos los planetas en el cercano sistema TRAPPIST-1, Quick y sus colegas aprendieron algo significativo: más de una cuarta parte de los exoplanetas que estudiaron podrían ser mundos oceánicos, y la mayoría posiblemente albergue océanos debajo de capas de hielo superficial, similar a Europa y Encelado. Además, muchos de estos planetas podrían estar liberando más energía que Europa y Encelado.

Los científicos algún día podrán probar las predicciones de Quick midiendo el calor emitido por un exoplaneta o detectando erupciones volcánicas o criovolcánicas (líquido o vapor en lugar de roca fundida) en las longitudes de onda de la luz emitida por las moléculas en la atmósfera de un planeta. Por ahora, los científicos no pueden ver exoplanetas con detalle. Por desgracia, están demasiado lejos y ahogados por la luz de sus estrellas. Pero al considerar la única información disponible (tamaños de exoplanetas, masas y distancias de sus estrellas), científicos como Quick y sus colegas pueden aprovechar los modelos matemáticos y nuestros conocimientos del Sistema Solar para tratar de imaginar las condiciones que podrían o no, transformar los exoplanetas en mundos habitables.

Si bien las suposiciones que se incluyen en estos modelos matemáticos son suposiciones educadas, pueden ayudar a los científicos a reducir la lista de exoplanetas prometedores para buscar condiciones favorables para la vida para que el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA u otras misiones espaciales puedan seguir.

“Las futuras misiones para buscar signos de vida más allá del Sistema Solar se centran en planetas como el nuestro que tienen una biosfera global que es tan abundante que está cambiando la química de toda la atmósfera”, dice Aki Roberge, un astrofísico Goddard de la NASA que colaboró ​​con Quick en este análisis. “Pero en el Sistema Solar, las lunas heladas con océanos, que están lejos del calor del Sol, todavía han demostrado que tienen las características que creemos que son necesarias para la vida”.

Para buscar posibles mundos oceánicos, el equipo de Quick seleccionó 53 exoplanetas con tamaños más similares a la Tierra, aunque podrían tener hasta ocho veces más masa. Los científicos suponen que los planetas de este tamaño son más sólidos que gaseosos y, por lo tanto, tienen más probabilidades de soportar agua líquida sobre o debajo de sus superficies. Se han descubierto al menos 30 planetas más que se ajustan a estos parámetros desde que Quick y sus colegas comenzaron su estudio en 2017, pero no fueron incluidos en el análisis, que se publicó el 18 de junio en la revista Publications of the Astronomical Society of the Pacific.

Con sus planetas del tamaño de la Tierra identificados, Quick y su equipo buscaron determinar la cantidad de energía que cada uno podría generar y liberar como calor. El equipo consideró dos fuentes principales de calor. El primero, el calor radiogénico, se genera durante miles de millones de años por la lenta descomposición de los materiales radiactivos en el manto y la corteza de un planeta. Esa tasa de descomposición depende de la edad de un planeta y la masa de su manto. Otros científicos ya habían determinado estas relaciones para los planetas del tamaño de la Tierra. Entonces, Quick y su equipo aplicaron la tasa de desintegración a su lista de 53 planetas, suponiendo que cada uno tiene la misma edad que su estrella y que su manto ocupa la misma proporción del volumen del planeta que el manto de la Tierra.

Luego, los investigadores calcularon el calor producido por otra cosa: la fuerza de marea, que es la energía generada por el tirón gravitacional cuando un objeto orbita a otro. Los planetas en órbitas estiradas, o elípticas, cambian la distancia entre ellos y sus estrellas a medida que los rodean. Esto conduce a cambios en la fuerza gravitacional entre los dos objetos y hace que el planeta se estire, generando calor. Finalmente, el calor se pierde en el espacio a través de la superficie.

Una ruta de salida para el calor es a través de volcanes o criovolcanes. Otra ruta es a través de la tectónica, que es un proceso geológico responsable del movimiento de la capa rocosa o helada más externa de un planeta o luna. De cualquier forma que se descargue el calor, es importante saber cuánto supone para un planeta porque podría crear o romper la habitabilidad.


Es posible que Venus alguna vez haya tenido océanos de agua líquida y volcanes activos, un entorno favorable para la vida. Pero con el tiempo el planeta se calentó tanto que los océanos se evaporaron. Gradualmente, los gases volcánicos crearon una atmósfera súper espesa en Venus, con nubes de ácido sulfúrico.
Créditos: Michael Lentz y Mike Mirandi / Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

Por ejemplo, demasiada actividad volcánica puede convertir un mundo habitable en una pesadilla fundida. Pero muy poca actividad puede detener la liberación de gases que forman una atmósfera, dejando una superficie fría y estéril. La cantidad justa proporciona un planeta habitable y húmedo como la Tierra, o una luna posiblemente habitable como Europa.

En la próxima década, Europa Clipper de la NASA explorará la superficie y el subsuelo de Europa y proporcionará información sobre el medio ambiente debajo de la superficie. Cuantos más científicos puedan aprender sobre Europa y otras lunas potencialmente habitables de nuestro Sistema Solar, mejor se podrán comprender mundos similares alrededor de otras estrellas, lo que puede ser abundante, según los hallazgos de hoy.

“Las próximas misiones nos darán la oportunidad de ver si las lunas oceánicas en nuestro Sistema Solar podrían soportar la vida”, dice Quick, quien es miembro del equipo científico tanto en la misión Clipper como en la misión Dragonfly a la luna Titán de Saturno. “Si encontramos huellas químicas de vida, podemos intentar buscar signos similares a distancias interestelares “.

Cuando se lance Webb, los científicos intentarán detectar firmas químicas en las atmósferas de algunos de los planetas en el sistema TRAPPIST-1, que está a 39 años luz de distancia en la constelación de Acuario. En 2017, los astrónomos anunciaron que este sistema tiene siete planetas del tamaño de la Tierra. Algunos han sugerido que algunos de estos planetas podrían ser acuosos, y las estimaciones de Quick respaldan esta idea. Según los cálculos de su equipo, TRAPPIST-1 e, f, g y h podrían ser mundos oceánicos, lo que los ubicaría entre los 14 mundos oceánicos que los científicos identificaron en este estudio.


Este gráfico animado muestra los niveles de actividad geológica prevista en exoplanetas, con y sin océanos, en comparación con la actividad geológica conocida entre los cuerpos del Sistema Solar, con y sin océanos.
Créditos: Lynnae Quick y James Tralie / Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

Los investigadores predijeron que estos exoplanetas tienen océanos al considerar las temperaturas de la superficie de cada uno. Esta información se revela por la cantidad de radiación estelar que cada planeta refleja en el espacio. El equipo de Quick también tuvo en cuenta la densidad de cada planeta y la cantidad estimada de calentamiento interno que genera en comparación con la Tierra.

“Si vemos que la densidad de un planeta es menor que la de la Tierra, eso es una indicación de que podría haber más agua allí y no tanta roca y hierro”, dice Quick. Y si la temperatura del planeta permite el agua líquida, tienes un mundo oceánico.

“Pero si la temperatura de la superficie de un planeta es inferior a 0 grados Celsius, donde el agua está congelada”, dice Quick, “entonces tenemos un mundo oceánico helado y las densidades de esos planetas son aún más bajas”.

Otros científicos que participaron en este análisis con Quick y Roberge son Amy Barr Mlinar del Instituto de Ciencia Planetaria en Tucson, Arizona, y Matthew M. Hedman de la Universidad de Idaho en Moscú.

El lanzamiento se acerca para Perseverance, el próximo Mars Rover de la NASA.


En el laboratorio de Pasadena, California, los ingenieros observaron la primera prueba de conducción para el rover Mars 2020 de la NASA el 17 de diciembre de 2019.
Créditos: NASA / JPL-Caltech.

La superficie del planeta rojo ha sido visitada por ocho naves espaciales de la NASA. El noveno será el primero que incluya la recolección de muestras de Marte para el futuro regreso a la Tierra.

El rover Mars Perseverance de la NASA está a poco más de un mes de su fecha de lanzamiento específica para el 20 de julio. La misión de astrobiología del rover buscará signos de vida microscópica pasada en Marte, explorará la geología del sitio de aterrizaje del cráter Jezero y demostrará tecnologías clave para ayudar a prepararse para la futura exploración robótica y humana. Y el rover hará todo eso mientras recolecta las primeras muestras de roca marciana y regolito (roca y polvo rotos) para traerlos a la Tierra en un conjunto de misiones futuras.

“Hace cincuenta y un años hoy, la NASA estaba en los preparativos finales para el primer aterrizaje en la Luna”, dijo el administrador de la NASA Jim Bridenstine. “Hoy nos encontramos en el umbral de otro momento monumental de exploración: la recolección de muestras en Marte. Al celebrar hoy a los héroes del Apolo 11, las generaciones futuras pueden reconocer a las mujeres y los hombres de Perseverance, no solo por lo que lograrán a 150 millones de kilómetros de casa , sino por lo que pudieron lograr en este mundo en el terreno de los lanzamientos “.


En la imagen creada, un vehículo de lanzamiento United Launch Alliance Atlas V de dos etapas acelera la nave espacial Mars 2020 hacia el Planeta Rojo. Este será el quinto lanzamiento de la NASA a Marte en un Atlas V, que mide 60 metros de altura.
Créditos: NASA / JPL-Caltech.

La misión Mars 2020 está programada para despegar este verano desde que la agencia anunció el proyecto en diciembre de 2012. Debido a las posiciones relativas de la Tierra y Marte entre sí, las oportunidades de lanzamiento surgen solo cada 26 meses. Si Perseverance no se dirigiera a Marte este verano, el proyecto tendría que esperar hasta septiembre de 2022 para volver a intentarlo, lo que afectaría seriamente los objetivos a largo plazo del Programa de Exploración de Marte de la NASA y aumentaría el riesgo general de la misión.

Los desafíos importantes vienen cuando se planifica una misión a Marte. En el caso de Perseverance, la carga útil más pesada que aún no ha viajado al planeta rojo, se incluyó en la implementación de un proyecto de prueba completo para confirmar la solidez de su diseño de paracaídas. También hubo un gran esfuerzo para perfeccionar el rendimiento del sistema de almacenamiento en caché de muestras del rover, el mecanismo más complejo y limpio jamás enviado al espacio. Pero de todos los obstáculos que enfrentan los hombres y mujeres de Perseverance, la pandemia de coronavirus proporcionó el mayor desafío, con precauciones de seguridad que requieren mucho trabajo a distancia.


Unido al rover Perseverance Mars, esta placa de aluminio de 8 por 13 centímetros conmemora el impacto de la pandemia COVID-19 y rinde homenaje a la perseverancia de los trabajadores de la salud en todo el mundo.
Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Adjunto al rover Perseverance Mars, esta placa de aluminio 8 por 13 centímetros conmemora el impacto de la pandemia COVID-19 y rinde homenaje a la perseverancia de los trabajadores de la salud en todo el mundo.

“El equipo nunca vaciló en su búsqueda de la plataforma de lanzamiento”, dijo Michael Watkins, director del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. “Fue a través de su dedicación y la ayuda de otras instalaciones de la NASA que hemos llegado tan lejos”.

Perseverando

En medio de la tensión adicional de cumplir con el cronograma e incorporar precauciones adicionales, y mantener a salvo a amigos, familiares y colegas, el equipo de la misión Mars 2020 ha sido muy consciente de la dedicación y el arduo trabajo de las personas en la comunidad médica de todo el mundo durante la pandemia. Con ellos en mente, la misión instaló una placa en el lado izquierdo del chasis móvil, entre las ruedas medias y traseras. El gráfico en la placa de aluminio de 8 por 13 centímetros representa a la Tierra, apoyada por la comunidad médica, representada por el antiguo símbolo de la varilla entrelazada de serpiente. Una línea que representa la trayectoria de una nave espacial se eleva desde el centro de Florida hacia Marte, mostrada como un pequeño punto en el fondo.

“Queríamos demostrar nuestro agradecimiento por aquellos que han puesto su bienestar personal en juego por el bien de los demás”, dijo Matt Wallace, subdirector de proyectos de Perseverance en JPL. “Es nuestra esperanza que cuando las generaciones futuras viajen a Marte y se encuentren con nuestro vehículo explorador, se les recuerde que en la Tierra en el año 2020 había tales personas”.

Todos los componentes principales de la misión espacial (desde la etapa de aerodeslizador y descenso hasta la etapa de crucero y rover) ahora están en la configuración en la plataforma de lanzamiento en el Centro Espacial Kennedy en Florida. Más adelante esta semana, estarán encerrados en el carenado de carga útil que los protegerá durante el lanzamiento. La próxima semana, el carenado y la nave espacial serán transportados al Space Launch Complex 41, donde se conectarán a la parte superior de un cohete United Launch Alliance Atlas V.

“La misión tiene un lanzamiento, 505 millones de kilómetros de espacio interplanetario y siete minutos de terror para llegar con seguridad a la superficie de Marte”, dijo Lori Glaze, directora de la División de Ciencia Planetaria de la NASA. “Cuando veamos el paisaje en el cráter Jezero por primera vez y realmente comencemos a darnos cuenta de la recompensa científica que tenemos ante nosotros, la diversión realmente comenzará”.


Visto desde abajo, el rover Perseverance Mars 2020 de la NASA lleva una placa a la derecha de su rueda central. Con una varilla entrelazada de serpiente para simbolizar la curación y la medicina, conmemora el impacto de la pandemia de COVID-19 y honra la perseverancia de los trabajadores de la salud en todo el mundo.
Créditos: NASA / JPL-Caltech.
Acerca de la misión

La misión de astrobiología del rover Perseverance buscará signos de vida microbiana antigua. También caracterizará el clima y la geología del planeta, allanará el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y será la primera misión planetaria en recolectar y almacenar en caché muestras de núcleo de roca y polvo marciano. Las misiones posteriores, actualmente bajo consideración de la NASA (en conjunto con la Agencia Espacial Europea), enviarán naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras almacenadas en caché de la superficie y devolverlas a la Tierra para un análisis en profundidad.

La misión Mars 2020 es parte de un programa más amplio que incluye misiones a la Luna como una forma de prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo. Encargado de enviar astronautas a la Luna para 2024, la NASA establecerá una presencia humana sostenida en la Luna y sus alrededores para 2028 a través de los planes de exploración lunar Artemis de la NASA.


La etapa de crucero en forma de disco de la misión Rover Perseverance Mars 2020 se asienta sobre la carcasa trasera, que contiene la etapa de descenso motorizado y el rover Perseverance. El escudo térmico de color bronce a continuación está a punto de colocarse en esta imagen tomada el 28 de mayo de 2020, en el Centro Espacial Kennedy en Florida.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / KSC.

No importa qué día despegue Perseverance durante su período de lanzamiento del 20 de julio al 11 de agosto, aterrizará en el cráter Jezero de Marte el 18 de febrero de 2021. El aterrizaje selectivo para una fecha y hora específicas ayuda a los planificadores de misiones a comprender mejor la iluminación y la temperatura en el sitio de aterrizaje, así como la ubicación de los satélites en órbita de Marte encargados de registrar y transmitir datos de naves espaciales durante su descenso y aterrizaje.

Cometa número 4.000 descubierto por el Observatorio Solar de la ESA y la NASA.

El 15 de junio de 2020, un científico ciudadano descubrió un cometa nunca antes visto en datos del Observatorio Solar y Heliosférico, o SOHO, el descubrimiento del cometa número 4.000 en los 25 años de historia de la nave espacial.

El cometa es apodado SOHO-4000, a la espera de su designación oficial del Minor Planet Center. Como la mayoría de los otros cometas descubiertos por SOHO, SOHO-4000 es parte de la familia de raspadores solares Kreutz. La familia de cometas Kreutz sigue la misma trayectoria general, una que los lleva a través de la atmósfera exterior del Sol. SOHO-4000 es pequeño, con un diámetro en el rango de 4,5-9 metros, y fue extremadamente débil y cercano al Sol cuando se descubrió, lo que significa que SOHO es el único observatorio que ha visto el cometa, ya que es imposible verlo desde la Tierra con o sin telescopio.


El 4.000 cometa descubierto por la ESA (Agencia Espacial Europea) y el observatorio SOHO de la NASA se ve aquí en una imagen de la nave espacial junto con el 3.999º descubrimiento del cometa de SOHO. Los dos cometas están relativamente cerca, a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de distancia, lo que sugiere que podrían haberse conectado entre sí hace tan solo unos años.
Créditos: ESA / NASA / SOHO / Karl Battams.

“Me siento muy afortunado de haber encontrado el cometa número 4.000 de SOHO. Aunque sabía que SOHO se estaba acercando a su descubrimiento número 4.000 de cometas, inicialmente no pensé que sería este raspador solar “, dijo Trygve Prestgard, quien vio por primera vez el cometa en los datos de SOHO. “Fue solo después de discutir con otros cazadores de cometas de SOHO, y contar a través de los descubrimientos de raspadores solares más recientes, que la idea se hizo realidad. Me siento honrado de ser parte de un esfuerzo de colaboración tan sorprendente”.

SOHO es una misión conjunta de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA. Lanzado en 1995, SOHO estudia el Sol desde su interior hasta su atmósfera exterior, con una vista ininterrumpida desde su punto de vista entre el Sol y la Tierra, a aproximadamente un millón y medio de kilómetros de nuestro planeta. Pero en las últimas dos décadas y media, SOHO también se ha convertido en el mejor buscador de cometas en la historia humana.

La destreza de la caza de cometas de SOHO proviene de una combinación de su larga vida útil, sus instrumentos sensibles enfocados en la corona solar y el trabajo incansable de científicos ciudadanos que recorren los datos de SOHO en busca de cometas no descubiertos previamente, que son grupos de gases congelados, rocas y polvo que orbitan el sol.


La ESA y el SOHO de la NASA han descubierto 4.000 cometas en casi 25 años. Karl Battams, quien lidera el programa de búsqueda de cometas de la misión, habla sobre cuatro de sus cometas favoritos vistos por primera vez por el observatorio de observación del Sol.
Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA.

“SOHO no solo ha reescrito los libros de historia en términos de física solar, sino que, inesperadamente, también ha reescrito los libros en términos de cometas”, dijo Karl Battams, un científico espacial del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. En Washington, DC, quien trabaja en SOHO y gestiona su programa de búsqueda de cometas.

La gran mayoría de los cometas que se encuentran en los datos de SOHO provienen de su instrumento de coronagrafía, llamado LASCO, abreviatura de gran angular y coronagrafía espectrométrica. Al igual que otras coronagrafías, LASCO usa un objeto sólido, en este caso, un disco de metal, para bloquear la cara brillante del Sol, permitiendo que sus cámaras se enfoquen en la atmósfera externa relativamente débil, la corona. La corona es fundamental para comprender cómo los cambios del Sol se propagan en el Sistema Solar, haciendo de LASCO una parte clave de la búsqueda científica de SOHO para comprender el Sol y su influencia.


El observatorio SOHO de la ESA y la NASA vio los cometas 3.999 y 4.000 descubiertos por la nave espacial a medida que avanzaban hacia el Sol, vistos cerca del Sol por uno de los instrumentos del coronógrafo de la nave espacial.
Créditos: ESA / NASA / SOHO / Karl Battams.

Pero enfocarse en esta región débil también significa que LASCO puede hacer algo que otros telescopios no pueden: puede ver cometas que vuelan extremadamente cerca del Sol, llamados raspadores solares, que de otra manera son borrados por la intensa luz del Sol e imposibles de ver. Es por eso que casi todos los 4.000 descubrimientos de cometas de SOHO provienen de los datos de LASCO.

Como la mayoría de los que han descubierto cometas en los datos de SOHO, Prestgard es un científico ciudadano que busca cometas en su tiempo libre con el Proyecto Sungrazer. El Proyecto Sungrazer es un proyecto de ciencia ciudadana financiado por la NASA, administrado por Battams, que surgió de los descubrimientos de cometas por científicos ciudadanos al principio de la misión de SOHO.

“He estado involucrado activamente en el Proyecto Sungrazer durante aproximadamente ocho años. Mi trabajo con los raspadores solares es lo que solidificó mi interés a largo plazo en la ciencia planetaria “, dijo Prestgard, quien recientemente completó una maestría en geofísica de la Universidad Grenoble Alpes en Francia. “Disfruto la sensación de descubrir algo previamente desconocido, ya sea un agradable cometa” en tiempo real “o uno” olvidado “en los archivos”.

En total, Prestgard ha descubierto alrededor de 120 cometas previamente desconocidos utilizando datos de SOHO y la misión STEREO de la NASA.

Cometas copiosos

Este descubrimiento del cometa número 4.000 se produjo antes de lo que los científicos esperaban inicialmente, un subproducto del trabajo en equipo de SOHO con la misión Parker Solar Probe. En coordinación con el quinto sobrevuelo del Sol de Parker Solar Probe, el equipo de SOHO realizó una campaña de observación especial a principios de junio, aumentando la frecuencia con la que el instrumento LASCO toma imágenes de la corona del Sol, y duplicando el tiempo de exposición de cada imagen. Estos cambios en las imágenes de LASCO fueron diseñados para ayudar al instrumento a detectar estructuras débiles que luego pasarían sobre la sonda solar Parker.

“Dado que Parker Solar Probe estaba cruzando el plano del cielo visto desde la Tierra, las estructuras que vemos en los coronógrafos de SOHO estarán en el camino de Parker Solar Probe”, dijo Angelos Vourlidas, astrofísico del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. , en Laurel, Maryland, que trabaja en las misiones Parker Solar Probe y SOHO. “Es la configuración óptima para hacer este tipo de imágenes”.

Estas imágenes más sensibles también revelaron una serie de cometas que, en función de su brillo, habrían sido demasiado débiles para ver en las imágenes regulares de SOHO de menor exposición. SOHO generalmente ve un aumento en los descubrimientos de cometas cada junio, porque la posición de la Tierra en el espacio coloca a SOHO en un buen ángulo para ver la luz solar reflejada en los cometas que siguen el camino de Kreutz, una familia de cometas que representa aproximadamente el 85% de los cometas descubiertos por SOHO . Pero en junio se descubrieron 17 cometas en los primeros nueve días del mes, alrededor del doble de la tasa normal de descubrimientos.

“Nuestro tiempo de exposición es dos veces más largo, por lo que estamos reuniendo mucha más luz y viendo cometas que, de lo contrario, son demasiado débiles para que podamos verlos, es como cualquier fotografía de larga exposición”, dijo Battams. “Es posible que si duplicamos el tiempo de exposición nuevamente, veamos aún más cometas”.

SOHO es un esfuerzo cooperativo entre la ESA y la NASA. El control de la misión se basa en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. El Experimento de coronagrafía espectrométrica y gran ángulo de SOHO, o LASCO, que es el instrumento que proporciona la mayoría de las imágenes del cometa, fue construido por un consorcio internacional, liderado por el Laboratorio de Investigación Naval de E.E.U.U.

Descubierto un bebé cósmico, y es brillante.


Esta ilustración muestra líneas de campo magnético que sobresalen de una estrella de neutrones altamente magnética, o una granito denso que queda después de que una estrella se convierte en supernova y explota. Conocidos como magnetares, estos objetos generan explosiones brillantes de luz que podrían ser alimentadas por sus fuertes campos magnéticos.
Créditos: ESA.

Los astrónomos tienden a tener un sentido del tiempo ligeramente diferente que el resto de nosotros. Normalmente estudian eventos que ocurrieron hace millones o miles de millones de años, y objetos que han existido durante tanto tiempo. Eso es en parte por qué la estrella de neutrones recientemente descubierta conocida como Swift J1818.0−1607 es notable: un nuevo estudio en la revista Astrophysical Journal Letters estima que solo tiene unos 240 años, un verdadero recién nacido según los estándares cósmicos.

El Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA descubrió el joven objeto el 12 de marzo, cuando lanzó una explosión masiva de rayos X. Los estudios de seguimiento realizados por el observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea y el telescopio NuSTAR de la NASA, dirigido por Caltech y administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la agencia, revelaron más características físicas de la estrella de neutrones, incluidas las utilizadas para estimar su edad.

Una estrella de neutrones es una pepita increíblemente densa de material estelar que queda después de que una estrella masiva se convierte en supernova y explota. De hecho, son algunos de los objetos más densos del Universo (solo superados por los agujeros negros): una cucharadita de material de estrellas de neutrones pesaría 4.000 millones de toneladas en la Tierra. Los átomos dentro de una estrella de neutrones se unen tan fuertemente que se comportan de una manera que no se encuentra en ningún otro lugar. Swift J1818.0−1607 empaca dos veces la masa de nuestro Sol en un volumen de más de un billón de veces más pequeño.

Con un campo magnético hasta 1.000 veces más fuerte que una estrella de neutrones típica, y aproximadamente 100 millones de veces más fuerte que los imanes más poderosos hechos por humanos, Swift J1818.0−1607 pertenece a una clase especial de objetos llamados magnetares, que son los objetos más magnéticos en el Universo. Y este, parece ser el magnetar más joven jamás descubierto. Si se confirma su edad, significaría que la luz de la explosión estelar que se formó habría llegado a la Tierra en el momento en que George Washington se convirtió en el primer presidente de los Estados Unidos.

“Este objeto nos muestra un tiempo anterior a la vida de un magnetar que nunca antes habíamos visto, muy poco después de su formación”, dijo Nanda Rea, investigadora del Instituto de Ciencias Espaciales de Barcelona e investigadora principal de las campañas de observación de XMM Newton y NuSTAR (abreviatura de matriz de telescopio espectroscópico nuclear).

Si bien hay más de 3.000 estrellas de neutrones conocidas, los científicos han identificado solo 31 magnetares confirmados, incluida esta entrada más reciente. Debido a que sus propiedades físicas no se pueden recrear en la Tierra, las estrellas de neutrones (incluidos los magnetares) son laboratorios naturales para evaluar nuestra comprensión del mundo físico.

“Quizás si entendemos la historia de formación de estos objetos, comprenderemos por qué hay una diferencia tan grande entre la cantidad de magnetares que hemos encontrado y la cantidad total de estrellas de neutrones conocidas”, dijo Rea.

Swift J1818.0−1607 se encuentra en la constelación de Sagitario y está relativamente cerca de la Tierra, a solo unos 16.000 años luz de distancia. (Debido a que la luz tarda en recorrer estas distancias cósmicas, estamos viendo la luz que emitió la estrella de neutrones hace unos 16.000 años, cuando tenía aproximadamente 240 años.) Muchos modelos científicos sugieren que las propiedades físicas y el comportamiento de los magnetares cambian a medida que envejecen y que los magnetares pueden ser más activos cuando son más jóvenes. Por lo tanto, encontrar una muestra más joven de esta forma ayudará a refinar esos modelos.

Yendo a los extremos

Aunque las estrellas de neutrones solo tienen entre 15 y 30 kilómetros de ancho, pueden emitir enormes ráfagas de luz a la par de los de objetos mucho más grandes. Los magnetares, en particular, se han relacionado con erupciones poderosas lo suficientemente brillantes como para ser vistas en todo el Universo. Teniendo en cuenta las características físicas extremas de los magnetares, los científicos piensan que hay múltiples formas en que pueden generar enormes cantidades de energía.

La misión Swift vio a Swift J1818.0−1607 cuando comenzó a estallar. En esta fase, su emisión de rayos X se volvió al menos 10 veces más brillante de lo normal. Los eventos de explosión varían en sus características, pero generalmente comienzan con un aumento repentino en el brillo en el transcurso de días o semanas, seguido de una disminución gradual durante meses o años a medida que el magnetar vuelve a su brillo normal.

Es por eso que los astrónomos tienen que actuar rápido si quieren observar el período de actividad máxima de uno de estos eventos. La misión Swift alertó a la comunidad mundial de astronomía sobre el evento, y XMM-Newton (que cuenta con la participación de la NASA) y NuSTAR realizaron rápidos estudios de seguimiento.

Además de los rayos X, se sabe que los magnetares emiten grandes explosiones de rayos gamma, la forma de luz de mayor energía en el Universo. También pueden emitir haces estables de ondas de radio, la forma de luz de energía más baja del Universo. (Las estrellas de neutrones que emiten haces de radio de larga vida se denominan radio pulsares; Swift J1818.0−1607 es uno de los cinco magnetares conocidos que también es pulsar).

“Lo sorprendente de los magnetares es que son muy diversos como población”, dijo Victoria Kaspi, directora del Instituto Espacial McGill de la Universidad McGill en Montreal y ex miembro del equipo NuSTAR, que no participó en el estudio. “Cada vez que encuentras uno te está contando una historia diferente. Son muy extraños y muy raros, y no creo que hayamos visto toda la gama de posibilidades”.

El nuevo estudio fue dirigido por Paolo Esposito con la Escuela de Estudios Avanzados (IUSS) en Pavia, Italia.

NuSTAR celebró recientemente ocho años en el espacio, se lanzó el 13 de junio de 2012. Una misión de Small Explorer dirigida por Caltech y administrada por JPL para la Dirección de Misión Científica de la NASA en Washington, NuSTAR se desarrolló en colaboración con la Universidad Técnica Danesa y la Agencia Espacial Italiana (ASI) La nave espacial fue construida por Orbital Sciences Corp. en Dulles, Virginia. El centro de operaciones de misión de NuSTAR está en la Universidad de California, Berkeley, y el archivo de datos oficial está en el Centro de Investigación del Archivo de Ciencias de la Astrofísica de Alta Energía de la NASA. ASI proporciona la estación terrestre de la misión y un archivo espejo. Caltech gestiona JPL para la NASA.

El observatorio XMM-Newton de la ESA se lanzó en diciembre de 1999 desde Kourou, Guayana Francesa. La NASA financió elementos del paquete de instrumentos XMM-Newton y proporciona la Instalación de Observadores Invitados de la NASA en Goddard, que apoya el uso del observatorio por los astrónomos estadounidenses.

El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA administra la misión Swift en colaboración con Penn State en University Park, el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México y Northrop Grumman Innovation Systems en Dulles, Virginia. Otros socios incluyen la Universidad de Leicester y el Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard del University College London en el Reino Unido, el Observatorio Brera y ASI.


Créditos: NASA / Goddard / University of Arizona.

Esta vista del sitio de muestra Nightingale en el asteroide Bennu es un mosaico de imágenes recopiladas por la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA el 3 de marzo. Un total de 345 imágenes PolyCam se unieron para producir el mosaico, que muestra el sitio a 4 mm por píxel a tamaño completo. Estas imágenes fueron capturadas cuando la nave espacial realizó un pase de reconocimiento a 250 metros sobre Nightingale, que en ese momento era el más cercano al que había sido fotografiado. El pase de baja altitud proporcionó imágenes de alta resolución para que el equipo OSIRIS-REx identificara la mejor ubicación dentro de la zona para apuntar a la actividad de recolección de muestras.

El sitio de muestra Nightingale se encuentra en el parche relativamente claro, justo encima del centro del cráter, visible en el centro de la imagen. La gran roca oscura ubicada en la parte superior derecha mide 13 metros en su eje más largo. El mosaico está girado para que el este de Bennu esté en la parte superior de la imagen.

Nightingale es el sitio principal de recolección de muestras para la misión OSIRIS-REx. Está previsto que OSIRIS-REx realice su primer intento de recolección de muestras en Nightingale el 20 de octubre.

La misión propuesta de la NASA para visitar la curiosa luna de Neptuno, Tritón.


Este mosaico de color global de la luna Tritón de Neptuno fue tomado en 1989 por la Voyager 2 durante su sobrevuelo al sistema de Neptuno.
Créditos: NASA / JPL-Caltech NASA / JPL / USGS.

Cuando la nave espacial Voyager 2 de la NASA voló junto a la extraña luna de Neptuno, Tritón,  hace tres décadas, escribió un momento culminante de ciencia planetaria.

La Voyager 2 dejó muchas preguntas sin respuesta. Las vistas eran tan impresionantes como desconcertantes, revelando enormes y oscuras columnas de material helado que salían de la superficie de Tritón. ¿Pero cómo? Las imágenes mostraron que el paisaje helado era joven y había sido resurgido una y otra vez con material fresco. Pero, ¿de qué material y de dónde?

¿Cómo podría una luna antigua seis veces más lejos del Sol que Júpiter todavía estar activa? ¿Hay algo en su interior que todavía sea lo suficientemente cálido como para impulsar esta actividad?

Una nueva misión que compite por la selección bajo el Programa Discovery de la NASA tiene como objetivo desenredar estos misterios. Llamado Trident, como la lanza de tres puntas que portaba el antiguo dios romano del mar Neptuno, el equipo es uno de los cuatro que está desarrollando estudios conceptuales para nuevas misiones. Se seleccionarán hasta dos para el verano de 2021 para que se conviertan en una misión completa y se lanzarán más adelante en esta década.

Investigar cómo Tritón ha cambiado con el tiempo daría a los científicos una mejor comprensión de cómo evolucionan y funcionan los cuerpos del Sistema Solar.


Investigar cómo Tritón ha cambiado con el tiempo daría a los científicos una mejor comprensión de cómo evolucionan y funcionan los cuerpos del Sistema Solar.

Las rarezas de Tritón podrían llenar un almanaque: a medida que Neptuno gira, Tritón orbita en la dirección opuesta. Ninguna otra luna grande en el Sistema Solar hace eso. Y la órbita de Tritón se encuentra en una inclinación extrema, compensada por el ecuador de Neptuno en 23 grados. Alrededor de tres cuartos del diámetro de nuestra propia Luna, Tritón tampoco está donde solía estar. Probablemente emigró del Cinturón de Kuiper, una región más allá de Neptuno de cuerpos helados que quedaron del Sistema Solar temprano.

Tritón también tiene una atmósfera inusual: llena de partículas cargadas, una capa llamada ionosfera que es 10 veces más activa que la de cualquier otra luna en el Sistema Solar.

Este último rasgo es especialmente extraño, porque las ionosferas generalmente son cargadas por la energía solar. Pero Tritón y Neptuno están lejos del Sol, 30 veces más lejos del Sol que la Tierra, por lo que debe estar funcionando alguna otra fuente de energía. (Neptuno tarda 165 años terrestres en completar una órbita alrededor del Sol).

Y el clima de Tritón es dinámico y cambiante, con un flujo constante de material orgánico, probablemente nitrógeno, nevando en la superficie.

“Tritón siempre ha sido uno de los cuerpos más emocionantes e intrigantes del Sistema Solar”, dijo Louise Prockter, directora del Instituto Lunar y Planetario / Asociación de Investigación Espacial de las Universidades en Houston. Como investigadora principal, lideraría la misión Trident propuesta, y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California se encargaría de ello. “Siempre me han encantado las imágenes de Voyager 2 y sus atisbos vislumbres de esta luna extraña y loca que nadie entiende”, agregó Prockter.

Un enfoque de tres puntas

Esas plumas misteriosas que Voyager 2 detectó son especialmente interesantes. Se cree que las plumas que se ven en la luna Encelado de Saturno, y posiblemente presentes en la luna Europa de Júpiter, son causadas por el agua del interior empujada a través de gruesas costras heladas. Si un océano es la fuente de las plumas en Tritón (que se encuentra mucho más lejos en el Sistema Solar que Europa y Encelado), el descubrimiento proporcionaría a los científicos nueva información sobre cómo se forman los océanos interiores. A diferencia de otros mundos oceánicos conocidos, el océano potencial de Tritón probablemente se desarrolló después de que fue capturado por la gravedad de Neptuno.

También ampliaría la comprensión de los científicos sobre dónde podríamos encontrar agua. Descubrir qué factores conducen a que un cuerpo del Sistema Solar tenga los ingredientes necesarios para ser habitable, que incluyen agua, son los tres objetivos principales de Trident. La nave espacial llevaría un instrumento para sondear el campo magnético de la luna para determinar si se encuentra un océano en el interior, mientras que otros instrumentos investigarían la ionosfera intensa, la atmósfera rica en materia orgánica y las extrañas características de la superficie.

Un segundo objetivo es explorar vastas tierras invisibles. Tritón ofrece la superficie sólida inexplorada más grande del Sistema Solar a este lado del Cinturón de Kuiper. La mayor parte de lo que sabemos de la luna proviene de los datos de Voyager 2, pero solo hemos visto el 40% de la superficie de la luna. Trident mapearía la mayor parte del resto.

Trident también usaría su cámara de imágenes de fotograma completo para capturar la misma área rica en plumas que la Voyager 2 tomó, en “brillo de Neptuno”, cuando la luz reflejada del Sol ilumina el lado oscuro de Tritón. De esa manera, los científicos podrían observar los cambios desde la última visita y aprender más sobre cuán activo es Tritón.

El tercer objetivo principal de Trident es entender cómo esa superficie misteriosa se renueva. La superficie es notablemente joven, geológicamente hablando (posiblemente solo tiene 10 millones de años en un Sistema Solar de 4.600 millones de años) y casi no tiene cráteres visibles. También está la cuestión de por qué se ve tan diferente de otras lunas heladas, y presenta formas de relieve inusuales como “terrenos de melón” con hoyuelos y “llanuras amuralladas” que sobresalen. Las respuestas podrían arrojar luz sobre cómo se desarrollan los paisajes en otros cuerpos helados.

“Tritón es extraño, pero aún es extrañamente relevante, debido a la ciencia que podemos hacer allí”, dijo el científico del proyecto Karl Mitchell Trident en JPL. “Sabemos que la superficie tiene todas estas características que nunca hemos visto antes, lo que nos motiva a querer saber cómo funciona este mundo.

“Como le dijimos a la NASA en nuestra propuesta de misión, Triton no es solo una llave para la ciencia del Sistema Solar, es un llavero completo: un objeto capturado del Cinturón de Kuiper que evolucionó, un mundo oceánico potencial con columnas activas, una ionosfera energética y una superficie joven única “.

Para ver cómo se compara Tritón con nuestra propia Luna, acercar y girar las lunas y obtener más información, disfrute la experiencia interactiva completa en Eyes on the Solar System.

La fecha de lanzamiento propuesta en octubre de 2025 (con una copia de seguridad en octubre de 2026) aprovecharía una ventana de una vez cada 13 años, cuando la Tierra esté correctamente alineada con Júpiter. La nave espacial usaría la atracción gravitacional de Júpiter como un tirachinas directo a Tritón para un encuentro prolongado de 13 días en 2038.

“Los diseñadores de misiones y los navegadores son muy buenos en esto”, dijo William Frazier de JPL, ingeniero de sistemas de proyectos de Trident. “Después de 13 años de volar a través del Sistema Solar, podríamos deslizarnos con seguridad por el borde superior de la atmósfera de Tritón, lo cual es bastante alucinante”.

Y puede parecer que el tiempo se mueve lentamente en los confines del Sistema Solar, donde los años de Neptuno son largos. Irónicamente para Tritón, la larga línea de tiempo presenta limitaciones. Si Trident llega antes de 2040, el equipo podría realizar su prueba de lo que está impulsando la actividad de la pluma. Más tarde habría que esperar al menos cien años.