El SDO de la NASA detecta el primer tránsito lunar de 2021.

Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA / SDO / Joy Ng.

El 13 de enero de 2021, el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, o SDO, experimentó su primer tránsito lunar del año cuando la Luna cruzó su vista del Sol. El tránsito duró aproximadamente 30 minutos, entre las 12:56 y la 1:25 a.m. ET. Durante este tiempo, la Luna cubrió dos de los sensores de guía fina de la nave espacial, lo que provocó que la vista del Sol temblara ligeramente. SDO recuperó una vista estable poco después del tránsito.

SDO presencia los tránsitos lunares con regularidad. Debido a su órbita circular inclinada a 37.000 kilómetros sobre la Tierra, la Luna pasa entre SDO y el Sol entre dos y cinco veces al año.

SDO capturó estas imágenes en una longitud de onda de luz ultravioleta extrema. Este tipo de luz es invisible para los ojos humanos y aquí está coloreada en rojo.

Los investigadores rebobinan el reloj para calcular la edad y el lugar de la explosión de la supernova.

Los astrónomos están haciendo retroceder el reloj sobre los restos en expansión de una estrella cercana que explotó. Mediante el uso del telescopio espacial Hubble de la NASA, volvieron sobre la rápida metralla de la explosión para calcular una estimación más precisa de la ubicación y el tiempo de la detonación estelar.

La víctima es una estrella que explotó hace mucho tiempo en la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia satélite de nuestra Vía Láctea. La estrella condenada dejó un cadáver gaseoso en expansión, un remanente de supernova llamado 1E 0102.2-7219, que el Observatorio Einstein de la NASA descubrió por primera vez en rayos X. Al igual que los detectives, los investigadores examinaron imágenes de archivo tomadas por Hubble, analizando observaciones de luz visible realizadas con 10 años de diferencia.

Esta imágen del Telescopio Espacial Hubble revela los restos gaseosos de una estrella masiva que explotó hace aproximadamente 1.700 años. El cadáver estelar, un remanente de supernova llamado 1E 0102.2-7219, se encontró con su remanente en la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia satélite de nuestra Vía Láctea.
Créditos: NASA, ESA y J. Banovetz y D. Milisavljevic (Universidad Purdue).

El equipo de investigación, dirigido por John Banovetz y Danny Milisavljevic de la Universidad Purdue en West Lafayette, Indiana, midió las velocidades de 45 grupos de “renacuajos” ricos en oxígeno arrojados por la explosión de la supernova. El oxígeno ionizado es un excelente trazador porque brilla intensamente en la luz visible.

Para calcular una edad de explosión precisa, los astrónomos seleccionaron los 22 grupos de nudos que se mueven más rápido. Los investigadores determinaron que estos objetivos eran los que tenían menos probabilidades de haber sido ralentizados por el paso a través de material interestelar. Luego rastrearon el movimiento de los nudos hacia atrás hasta que la eyección se fusionó en un punto, identificando el lugar de la explosión. Una vez que se supo, pudieron calcular cuánto tardaron los veloces nudos en viajar desde el centro de explosión hasta su ubicación actual.

Según su estimación, la luz de la explosión llegó a la Tierra hace 1.700 años, durante el declive del Imperio Romano. Sin embargo, la supernova solo habría sido visible para los habitantes del hemisferio sur de la Tierra. Desafortunadamente, no hay registros conocidos de este evento titánico.

Los resultados de los investigadores difieren de las observaciones previas del lugar y la edad de la explosión de la supernova. Estudios anteriores, por ejemplo, llegaron a edades de explosión de hace 2000 y 1000 años. Sin embargo, Banovetz y Milisavljevic dicen que su análisis es más sólido.

Este video de timelapse muestra el movimiento de un remanente de supernova, los restos gaseosos de una estrella que explotó, que hizo erupción hace aproximadamente 1.700 años. El cadáver estelar, un remanente de supernova llamado 1E 0102.2-7219, se encontró con su desaparición en la Pequeña Nube de Magallanes, una galaxia satélite de nuestra Vía Láctea. El fotograma de apertura de lvídeo muestra cintas de grupos gaseosos brillantes que forman el remanente. Luego, el video alterna entre dos imágenes en blanco y negro del remanente, tomadas con 10 años de diferencia, revelando cambios sutiles en la expansión de la eyección a lo largo del tiempo.
Créditos: NASA, ESA, A. Pagan (STScI), J. Banovetz y D. Milisavljevic (Universidad Purdue).

“Un estudio anterior comparó imágenes tomadas con años de diferencia con dos cámaras diferentes en Hubble, la cámara planetaria de campo amplio 2 y la cámara avanzada para sondeos (ACS)”, dijo Milisavljevic. “Pero nuestro estudio compara los datos tomados con la misma cámara, la ACS, lo que hace que la comparación sea mucho más sólida; los nudos fueron mucho más fáciles de rastrear con el mismo instrumento. Es un testimonio de la longevidad del Hubble que pudiéramos hacer una comparación tan clara de imágenes tomadas con 10 años de diferencia “.

Los astrónomos también aprovecharon las nítidas imágenes de ACS para seleccionar qué grupos de nudos analizar. En estudios anteriores, los investigadores promediaron la velocidad de todos los desechos gaseosos para calcular una edad de explosión. Sin embargo, los datos de ACS revelaron regiones donde la eyección se ralentizó porque chocaba contra el material más denso arrojado por la estrella antes de que explotara como una supernova. Los investigadores no incluyeron esos nudos en la muestra. Necesitaban la eyección que reflejara mejor sus velocidades originales de la explosión, usándolas para determinar una estimación precisa de la edad de la explosión de la supernova.

El Hubble también registró la velocidad de una supuesta estrella de neutrones, que fue expulsada por la explosión. Según sus estimaciones, la estrella de neutrones debió moverse a más de 3 millones de kilómetros por hora desde el centro de la explosión para haber llegado a su posición actual. La presunta estrella de neutrones fue identificada en observaciones con el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile, en combinación con datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA.

“Eso es bastante rápido y está en el extremo de lo rápido que creemos que puede moverse una estrella de neutrones, incluso si recibió el impacto de la explosión de la supernova”, dijo Banovetz. “Investigaciones más recientes ponen en duda si el objeto es realmente la estrella de neutrones superviviente de la explosión de la supernova. Es potencialmente sólo un grupo compacto de eyección de supernova que se ha encendido, y nuestros resultados en general apoyan esta conclusión”.

Así que la búsqueda de la estrella de neutrones aún puede estar en marcha. “Nuestro estudio no resuelve el misterio, pero da una estimación de la velocidad de la estrella de neutrones candidata”, dijo Banovetz.

Banovetz presentó los hallazgos del equipo el 14 de enero en la reunión de invierno de la American Astronomical Society.

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 Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, D.C.

Orión pasará de la fabricación y el ensamblaje, al procesamiento para el vuelo de la misión Artemis I.

Orion se revela por última vez el 14 de enero, ya que se prepara sobre su plataforma de transporte desde el Edificio de Operaciones Neil Armstrong en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida, hacia la plataforma antes del lanzamiento de Artemis I. Equipos de todo el mundo han trabajado incansablemente para ensamblar la nave espacial que recibirá una cubierta protectora antes de partir hacia la Instalación de procesamiento de carga múltiple para comenzar el procesamiento en tierra por parte de los equipos de Exploration Ground Systems y Jacobs.
Créditos: NASA / Ben Smegelsky.
Los miembros del equipo de procesamiento de Orion el 14 de enero de 2021, mientras es movido por una grúa a su plataforma de transporte dentro del Edificio Neil Armstrong en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida, hacia la plataforma de lanzamiento.
Créditos: NASA / Ben Smegelsky.

La nave espacial Orion para la misión Artemis I de la NASA está dando un paso más hacia su vuelo a la Luna. El 14 de enero, la nave espacial fue sacada del stand en el Neil Armstrong Operations and Checkout Building en el Centro Espacial Kennedy de la agencia en Florida, donde los ingenieros la han equipado meticulosamente con miles de componentes y probado sus sistemas y subsistemas para garantizar que pueda cumplir su misión. Con el ensamblaje completo, los equipos lo trasladarán a su próxima instalación para repostar y transferir oficialmente la nave espacial al equipo de Exploration Ground Systems (EGS) de la NASA responsable de procesar Orion para su lanzamiento a finales de este año.

Con esta transferencia formal de propiedad del Programa Orion y el contratista principal Lockheed Martin, la nave espacial pasará de la fabricación y el ensamblaje al procesamiento para el vuelo. Esta transición es parte de una serie de operaciones sensibles al tiempo, lo que marca una mayor confianza en la próxima fecha de lanzamiento de 2021, cuando la nave espacial despegará desde el Space Launch System en el Launch Pad 39B en Kennedy.

“Estoy orgulloso de la extraordinaria dedicación y esfuerzos de los muchos miembros del equipo de E.E.U.U. y Europa que trabajaron juntos para construir Orion para la misión Artemis I. La importancia de este logro monumental se está haciendo realidad a medida que avanzamos constantemente hacia un lanzamiento histórico a finales de este año ”, dijo Cathy Koerner, directora del programa Orion. “El conocimiento adquirido a lo largo del camino garantizará que la nave espacial envíe astronautas de manera segura en misiones a la Luna, con la capacidad de transportar humanos al espacio más lejos que nunca”.

Lockheed Martin comenzó a soldar las piezas de la estructura de aluminio subyacente de Orion en la instalación de ensamblaje Michoud de la NASA en Nueva Orleans en 2015. Se envió al edificio de operaciones y verificación (O&C) Neil Armstrong de Kennedy a principios de 2016, donde los ingenieros comenzaron a equipar la nave espacial para operar con éxito en el espacio. Los hitos clave incluyeron la colocación del escudo térmico que protegerá al módulo de la tripulación del calor abrasador cuando ingrese a la atmósfera terrestre durante su regreso; encender el vehículo por primera vez para garantizar que la energía y los comandos se puedan enrutar; y la llegada e integración del módulo de servicio construido en Europa, que alimentará, propulsará y proporcionará control térmico, aire y agua para la nave espacial. Por primera vez, la NASA utilizará un sistema construido en Europa, proporcionado por la ESA (Agencia Espacial Europea) como elemento crítico para impulsar una nave espacial estadounidense.

La “pila” combinada también fue transportada al Centro de Investigación John H. Glenn de la NASA en la Instalación de Pruebas Neil A. Armstrong (anteriormente conocida como Estación Plum Brook) en Sandusky, Ohio, donde se sometió a más de tres meses de pruebas en temperaturas extremas y entorno electromagnético, que experimentará en el vacío del espacio durante las misiones de Artemis.

Las pruebas y el montaje finales de Orion para Artemis comenzaron con su regreso a las pruebas en Plum Brook. Las actividades de cierre de los principales componentes de vuelo incluyeron la instalación de alas de paneles solares y paneles de carenado de lanzamiento del adaptador de la nave espacial en el módulo de servicio, y la cubierta de la bahía delantera en la parte superior del módulo de tripulación Orion, para proteger los paracaídas de reentrada de la nave espacial.

“El equipo de Orion ha perseverado a través de los desafíos de diseño, producción y prueba, además de las interrupciones climáticas severas y una pandemia global, para transformar decenas de miles de partes individuales en una nave espacial integrada y funcional”, dijo Amy Marasia, Gerente de Montaje y Operaciones de Producción de Orion .

La nave espacial, que actualmente incluye el módulo de tripulación, el adaptador de módulo de tripulación y el módulo de servicio construido en Europa, se trasladará el 16 de enero desde el edificio O&C del puerto espacial, a la Instalación de procesamiento de carga múltiple (MPPF). Después de su viaje a bordo de un transportador, Orion se trasladará a un puesto de servicio que brinda acceso de 360 ​​grados, lo que permitirá a los ingenieros y técnicos de EGS, su contratista principal Jacobs Technology y otras organizaciones de apoyo, alimentar y dar servicio a la nave espacial. Los operadores de grúas quitarán la cubierta de transporte y usarán líneas de combustible y varios paneles de equipos de soporte de tierra fluidos para cargar los diversos productos en el módulo de tripulación y los módulos de servicio.

“Estoy increíblemente emocionado de dar servicio a Orion en nuestra estación de servicio de combustible para cohetes”, dijo Marcos Peña, gerente de Operaciones de Elementos de la Nave espacial de la NASA en el MPPF. “Estoy listo para que nuestro equipo tome el testigo y lleve a Orion a la plataforma de lanzamiento, con todo el combustible y en camino a la Luna”.

El abastecimiento de combustible de productos peligrosos, algunos de los cuales se utilizaron en el sistema de maniobras del orbitador y en las unidades de energía hidráulica del transbordador espacial, se realizará de forma remota desde una sala en el Centro de Control de Lanzamiento (LCC). Varios bastidores de equipos eléctricos de apoyo en tierra permitirán a los técnicos encender la nave espacial y realizar operaciones de servicio de forma remota. La temperatura y la humedad de la nave espacial se controlarán estrictamente mediante mini unidades de purga portátiles, que proporcionan un flujo constante de aire acondicionado.

Los equipos también adornarán la nave espacial con el icono gusano de la NASA en la pared exterior del adaptador del módulo de la tripulación, así como la insignia bola de la NASA y los logos de la Agencia Espacial Europea en los paneles del carenado, paneles exteriores que protegen el módulo de servicio del vehículo.

Una vez que se haya repostado Orion y se hayan realizado las comprobaciones finales en el MPPF, se volverá a instalar su cubierta de transporte y la nave espacial se trasladará a las instalaciones del sistema de suspensión de lanzamiento, donde EGS instalará la torre del sistema de suspensión de lanzamiento (LAS) y los paneles de ojiva que protegen el módulo de tripulación y LAS y aportan su forma aerodinámica.

“El traspaso de Orion es un gran hito para el programa Artemis; representa la culminación de años de arduo trabajo tanto por parte de Orion como de los equipos de Exploration Ground Systems”, dijo Mike Bolger, gerente de EGS. “Hoy, estoy seguro de que el equipo de EGS y los sistemas terrestres están listos para preparar a Orion para su vuelo inaugural en un cohete SLS mientras la NASA continúa liderando el mundo en exploración”.

Orion es un componente crítico para los planes de exploración del espacio profundo de la NASA. Durante Artemis I, la nave espacial se lanzará en el cohete más poderoso del mundo y volará más lejos de lo que jamás haya volado ninguna nave espacial construida para humanos: 450.000 kilómetros de la Tierra, miles de kilómetros más allá de la Luna en el transcurso de una misión de aproximadamente tres semanas. El Programa Orion se gestiona desde el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, Texas.

Nuevos estudios de la Galaxia Cigar.

Los campos magnéticos en Messier 82, o la galaxia Cigar, se muestran como líneas sobre una imagen compuesta de luz visible e infrarroja de la galaxia, del Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial Spitzer. Los vientos estelares que fluyen desde nuevas estrellas calientes forman un súper viento galáctico que lanza columnas de gas caliente (rojo) y un enorme halo de polvo humeante (amarillo / naranja) perpendicular a la estrecha galaxia (blanca). Los investigadores utilizaron datos y herramientas del campo magnético del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja que se han utilizado ampliamente para estudiar la física alrededor del Sol para extrapolar la fuerza del campo magnético 20.000 años luz alrededor de la galaxia. Parecen extenderse indefinidamente en el espacio intergaláctico, como el viento solar, y pueden ayudar a explicar cómo el gas y el polvo se han alejado tanto de la galaxia.
Créditos: NASA, SOFIA, L. Proudfit; NASA, ESA, Hubble Heritage Team; NASA, JPL-Caltech, C. Engelbracht.

¿Qué está impulsando la expulsión masiva de gas y polvo de la galaxia Cigar, también conocida como Messier 82?

Sabemos que miles de estrellas que irrumpieron en la existencia, están impulsando un poderoso súper viento que lleva materia al espacio intergaláctico. Una nueva investigación muestra que los campos magnéticos también están contribuyendo a la expulsión de material de Messier 82, un ejemplo bien conocido de una galaxia de explosión estelar con una forma alargada distintiva.

Los hallazgos del Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja de la NASA, o SOFIA, ayudan a explicar cómo el polvo y el gas pueden moverse desde el interior de las galaxias hacia el espacio intergaláctico, ofreciendo pistas sobre cómo se formaron las galaxias. Este material está enriquecido con elementos como el carbono y el oxígeno que sustentan la vida y son los componentes básicos de las futuras galaxias y estrellas. La investigación fue presentada en la reunión de la American Astronomical Society.

SOFIA, un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán, DLR, estudió previamente la dirección de los campos magnéticos cerca del núcleo de Messier 82, como se conoce oficialmente a la galaxia Cigar. Esta vez, el equipo aplicó herramientas que se han utilizado ampliamente para estudiar la física alrededor del Sol, conocidas como heliofísica, para comprender la fuerza del campo magnético que rodea a la galaxia a una distancia 10 veces mayor.

“Esta es una física antigua para estudiar el Sol, pero nueva para las galaxias”, dijo Joan Schmelz, directora asociada de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades con sede en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, y coautora del próximo artículo sobre esta investigación. . “Nos está ayudando a comprender cómo el espacio entre las estrellas y las galaxias se volvió tan rico en materia para las futuras generaciones cósmicas”.

Ubicada a 12 millones de años luz de la Tierra en la constelación de la Osa Mayor, la galaxia Cigar está experimentando una tasa excepcionalmente alta de formación de estrellas llamada explosión estelar. La formación de estrellas es tan intensa que crea un “súper viento” que expulsa material de la galaxia. Como SOFIA descubrió anteriormente usando el instrumental llamado Cámara de banda ancha aerotransportada de alta resolución, o HAWC +, el viento arrastra el campo magnético cerca del núcleo de la galaxia de modo que sea perpendicular al plano de la galaxia a lo largo de 2000 años luz.

Los investigadores querían saber si las líneas del campo magnético se extenderían indefinidamente en el espacio intergaláctico como el entorno magnético en el viento solar, o se darían vuelta para formar estructuras de bucles coronales similares que se encuentran en regiones activas del Sol. Calculan que los campos magnéticos de la galaxia se extienden como el viento solar, lo que permite que el material arrastrado por el súper viento escape al espacio intergaláctico.

Estos campos magnéticos extendidos pueden ayudar a explicar cómo el gas y el polvo detectados por los telescopios espaciales se han alejado tanto de la galaxia. El Telescopio Espacial Spitzer de la NASA detectó material polvoriento 20.000 años luz más allá de la galaxia, pero no estaba claro por qué se había extendido tan lejos de las estrellas en ambas direcciones en lugar de en un chorro en forma de cono.

“Los campos magnéticos pueden estar actuando como una carretera, creando carriles para que el material galáctico se extienda a lo largo y ancho del espacio intergaláctico”, dijo Jordan Guerra Aguilera, investigador postdoctoral en la Universidad de Villanova en Pensilvania y coautor del próximo artículo.

Con raras excepciones, el campo magnético de la corona solar no se puede medir directamente. Entonces, hace unos 50 años, los científicos desarrollaron métodos para extrapolar con precisión los campos magnéticos de la superficie del Sol al espacio interplanetario, conocido en heliofísica como la extrapolación de campo potencial. Usando las observaciones existentes de SOFIA de campos magnéticos centrales, el equipo de investigación modificó este método para estimar el campo magnético alrededor de 25.000 años luz alrededor de la galaxia Cigar.

“No podemos medir fácilmente los campos magnéticos a escalas tan grandes, pero podemos extrapolarlo con estas herramientas de la heliofísica”, dijo Enrique López-Rodríguez, científico de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades para SOFIA con sede en Ames y autor principal del estudio. . “Este nuevo método interdisciplinario nos brinda la perspectiva más amplia que necesitamos para comprender las galaxias con estallidos estelares”.

SOFIA es un proyecto conjunto de la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California gestiona el programa SOFIA, la ciencia y las operaciones de la misión en cooperación con la Asociación de Investigación Espacial de Universidades, con sede en Columbia, Maryland, y el Instituto Alemán SOFIA de la Universidad de Stuttgart. La aeronave es mantenida y operada por el Armstrong Flight Research Center Building 703 de la NASA, en Palmdale, California. El instrumento de cámara de banda ancha aerotransportada de alta resolución fue desarrollado y entregado a la NASA por un equipo de múltiples instituciones dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

El ‘topo’ de InSight de la NASA termina su misión en Marte.

Representación del módulo de aterrizaje InSight de la NASA en Marte, las capas del subsuelo del planeta se pueden ver debajo y los remolinos de polvo se pueden ver en el fondo.
Crédito: IPGP / Nicolas Sarter.

La sonda de calor no ha podido obtener la fricción que necesita para excavar, pero se le ha concedido a la misión una extensión para continuar con su otra ciencia.

La sonda de calor desarrollada y construida por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y desplegada en Marte por el módulo de aterrizaje InSight de la NASA ha terminado su parte de la misión. Desde el 28 de febrero de 2019, la sonda, llamada “topo”, ha intentado excavar en la superficie marciana para tomar la temperatura interna del planeta, proporcionando detalles sobre el motor térmico interior que impulsa la evolución y geología de Marte. Pero la inesperada tendencia del suelo a aglutinarse privó al topo en forma de espiga, de la fricción que necesita para martillar hasta una profundidad suficiente.

Después de colocar la parte superior del topo a unos 2 o 3 centímetros debajo de la superficie, el equipo intentó por última vez usar una pala en el brazo robótico de InSight para raspar la tierra sobre la sonda y apisonarla para proporcionar una fricción adicional. Después de que la sonda realizó 500 golpes de martillo adicionales el sábado 9 de enero, sin ningún progreso, el equipo puso fin a sus esfuerzos.

Parte de un instrumento llamado Paquete de Propiedades Físicas y Flujo de Calor (HP3), el topo es un martinete de 40 centímetros de largo conectado al módulo de aterrizaje por una correa con sensores de temperatura integrados. Estos sensores están diseñados para medir el calor que fluye desde el planeta una vez que el topo ha cavado al menos 3 metros de profundidad.

“Le hemos dado todo lo que tenemos, pero Marte y nuestro heroico topo siguen siendo incompatibles”, dijo el investigador principal de HP3, Tilman Spohn de DLR. “Afortunadamente, hemos aprendido mucho que beneficiará a futuras misiones que intenten excavar en el subsuelo”.

El “topo”, una sonda de calor que viajó a Marte a bordo del módulo de aterrizaje InSight de la NASA, como se veía después de martillar el 9 de enero de 2021, el 754 ° día marciano, o sol, de la misión. Después de intentar desde el 28 de febrero de 2019 enterrar la sonda, el equipo de la misión puso fin a sus esfuerzos.
Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Desde que el módulo de aterrizaje Phoenix de la NASA raspó la capa superior de la superficie marciana, ninguna misión antes de InSight ha intentado excavar en el suelo. Hacerlo es importante por una variedad de razones: los futuros astronautas pueden necesitar excavar en el suelo para acceder al hielo de agua, mientras que los científicos quieren estudiar el potencial del subsuelo para sustentar la vida microbiana.

“Estamos muy orgullosos de nuestro equipo que trabajó duro para que el topo de InSight se adentrara más en el planeta. Fue increíble verlos solucionar problemas desde millones de kilómetros de distancia ”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de ciencia en la sede de la agencia en Washington. “Es por eso que asumimos riesgos en la NASA: tenemos que superar los límites de la tecnología para saber qué funciona y qué no. En ese sentido, hemos tenido éxito: hemos aprendido mucho que beneficiará a futuras misiones a Marte y otros lugares, y agradecemos a nuestros socios alemanes de DLR por proporcionar este instrumento y por su colaboración “.

Sabiduría ganada con esfuerzo

Las propiedades inesperadas del suelo cerca de la superficie junto a InSight serán desentrañados por los científicos en los próximos años. El diseño del topo se basó en el suelo visto en misiones anteriores a Marte, un suelo que resultó muy diferente al que encontró el topo. Durante dos años, el equipo trabajó para adaptar el instrumento único e innovador a estas nuevas circunstancias.

“El topo es un dispositivo sin herencia. Lo que intentamos hacer, cavar tan profundo con un dispositivo tan pequeño, no tiene precedentes ”, dijo Troy Hudson, científico e ingeniero del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, que ha liderado los esfuerzos para que el topo se adentre más en la corteza marciana. “Haber tenido la oportunidad de llevar esto hasta el final es la mayor recompensa”.

Además de aprender sobre el suelo en esta ubicación, los ingenieros han adquirido una experiencia invaluable en la operación del brazo robótico. De hecho, usaron el brazo y la pala de una manera que nunca pretendieron al principio de la misión, incluida la presión contra el topo y hacia abajo. Planificar los movimientos y hacerlos bien con los comandos que enviaban a InSight impulsó al equipo a crecer.

Pondrán en práctica su sabiduría ganada con tanto esfuerzo en el futuro. La misión tiene la intención de emplear el brazo robótico para enterrar la correa que transmite datos y energía entre el módulo de aterrizaje y el sismómetro de InSight, que ha registrado más de 480 marsquakes. Enterrarlo ayudará a reducir los cambios de temperatura que han creado sonidos de crujidos y estallidos en los datos sísmicos.

Hay mucha más ciencia por venir de InSight, abreviatura de exploración interior usando investigaciones sísmicas, geodesia y transporte de calor. La NASA extendió recientemente la misión por dos años más, hasta diciembre de 2022. Además de buscar terremotos, el módulo de aterrizaje alberga un experimento de radio que recopila datos para revelar si el núcleo del planeta es líquido o sólido. Y los sensores meteorológicos de InSight son capaces de proporcionar algunos de los datos meteorológicos más detallados jamás recopilados en Marte. Junto con los instrumentos meteorológicos a bordo del rover Curiosity de la NASA y su nuevo rover Perseverance, que aterrizará el 18 de febrero, las tres naves espaciales crearán la primera red meteorológica en otro planeta.

Más sobre la misión

JPL administra InSight para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. InSight es parte del programa Discovery de la NASA, administrado por el Marshall Space Flight Center de la agencia en Huntsville, Alabama. Lockheed Martin Space en Denver construyó la nave espacial InSight, incluida su etapa de crucero y el módulo de aterrizaje, y apoya las operaciones de la nave espacial para la misión.

Varios socios europeos, incluidos el Centre National d’Études Spatiales (CNES) de Francia y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), están apoyando la misión InSight. CNES proporcionó el instrumento Sismic Experiment for Interior Structure (SEIS) a la NASA, con el investigador principal del IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris). Las contribuciones significativas para SEIS provinieron de IPGP; el Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar (MPS) en Alemania; el Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH Zurich) en Suiza; Imperial College London y Oxford University en el Reino Unido; y JPL. DLR proporcionó el instrumento Paquete de propiedades físicas y flujo de calor (HP3), con contribuciones significativas del Centro de Investigación Espacial (CBK) de la Academia de Ciencias de Polonia y Astronika en Polonia. El Centro de Astrobiología (CAB) de España suministró los sensores de temperatura y viento.

Científicos aficionados ayudan a crear un mapa 3D del vecindario cósmico.

¿Nuestro sistema solar está ubicado en un vecindario típico de la Vía Láctea? Los científicos se han acercado a responder esta pregunta gracias al proyecto Backyard Worlds: Planet 9, financiado por la NASA, una colaboración de “ciencia ciudadana” entre científicos profesionales y miembros del público.

Esta visualización de video muestra el mapa tridimensional recientemente publicado de enanas marrones (que aparecen como puntos rojos) que se han descubierto a 65 años luz del Sol. El comienzo del video muestra la ubicación de la Tierra en el centro de la vista, luego se acerca al espacio interestelar, mostrando la distribución espacial de las enanas marrones de múltiples formas antes de regresar al sistema solar y al final a la Tierra.
Créditos: NASA / Jacqueline Faherty (Museo Americano de Historia Natural) / OpenSpace.

Los científicos aprovecharon la red mundial de 150.000 voluntarios que utilizan Backyard Worlds: Planet 9, para encontrar nuevos ejemplos de enanas marrones. Estos objetos son bolas de gas que no son lo suficientemente pesadas para ser estrellas, ya que no pueden alimentarse mediante la fusión nuclear como lo hacen las estrellas. Y aunque “marrón” está en el nombre, aparecerían magenta o rojo anaranjado si una persona pudiera verlos de cerca. Al hacer un mapa completo de estos objetos, los científicos podrían descubrir si diferentes tipos de enanas marrones están distribuidos uniformemente en las cercanías de nuestro sistema solar.

Los telescopios pueden detectar las enanas marrones porque emiten calor, en forma de luz infrarroja, que queda de su formación. La luz infrarroja es invisible para los ojos humanos, pero puede revelar detalles sobre las enanas marrones y otros objetos en todo el universo.

El resultado del nuevo esfuerzo de ciencia ciudadana es el mapa más completo hasta la fecha de las enanas L, T e Y en las cercanías del sistema solar. Estas variedades de enanas marrones pueden tener temperaturas de hasta miles de grados Fahrenheit, pero las enanas Y, que son las más frías, pueden tener temperaturas bajo cero y nubes de agua.

Por supuesto, la idea que tiene un astrónomo de un vecindario es diferente en el espacio que en la Tierra. El mapa abarca un radio de 65 años luz, con “vecinos cercanos” que habitan el espacio interior de unos 35 años luz.

Desde 2017, los científicos aficionados han estado buscando candidatos a enana marrón como parte de Backyard Worlds, utilizando datos del satélite Explorador de infrarrojos de campo amplio de objetos cercanos a la Tierra (NEOWISE) de la NASA junto con observaciones de todo el cielo recopiladas entre 2010 y 2011 bajo su anterior apodo, WISE. El equipo de Backyard Worlds también colaboró ​​con el programa Summer Research Connection de Caltech para involucrar a los estudiantes de secundaria en la búsqueda de enanas marrones. Tanto los voluntarios de todo el mundo como los estudiantes de secundaria en el área de Pasadena, California, figuran como coautores del estudio, que se presentó en la 237ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense.

Si bien las enanas marrones tienen entre millones y miles de millones de años, este equipo de científicos profesionales y aficionados tuvo un plazo mucho más corto para encontrarlas. Sabían que el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA era el único observatorio operativo que podía confirmar las distancias y posiciones de las enanas marrones que les interesaban, y Spitzer estaba programado para retirarse en enero de 2020. Fue una carrera frenética encontrar tantas enanas marrones como pudieron para que Spitzer pudiera revelar sus ubicaciones con mayor precisión.

Afortunadamente, los científicos aficionados descubrieron docenas de nuevas enanas marrones.

“Sin los científicos aficionados, no podríamos haber creado una muestra tan completa en tan poco tiempo”, dijo J. Davy Kirkpatrick, científico de Caltech / IPAC en Pasadena y autor principal del estudio. “Tener el poder de miles de ojos inquisitivos sobre los datos nos permitió encontrar candidatos a enana marrón mucho más rápido”.

Luego, astrónomos profesionales utilizaron Spitzer para observar 361 enanas marrones locales de los tipos L, T e Y, y las combinaron con descubrimientos anteriores para hacer un mapa 3D de 525 enanas marrones. Además de los descubrimientos de la ciencia ciudadana, los científicos utilizaron CatWise, un catálogo de objetos de WISE y NEOWISE financiado por la NASA, para completar su censo.

Y hay una sorpresa: uno de los vecinos de nuestro sistema solar, la enana Y más fría conocida de la galaxia, con temperaturas probablemente por debajo del punto de congelación, representa un residente poco común en el vecindario cósmico. Los astrónomos habrían esperado encontrar muchos más en las cercanías. Pero esto puede deberse a que los telescopios actuales no son lo suficientemente sensibles para encontrarlos, ya que estos objetos son muy débiles.

Representación de una enana marrón, que presenta la atmósfera nublada de un planeta y la luz residual de una casi estrella.
Créditos: NASA / ESA / JPL.
Los científicos aficionados y los astrónomos profesionales colaboraron para encontrar enanas marrones en las cercanías de nuestro sistema solar. Esta imagen muestra a la Tierra rodeada por las enanas marrones más cercanas, mostradas en rojo, contra el telón de fondo de las constelaciones circundantes.
Créditos: NASA / Jacqueline Faherty (Museo Americano de Historia Natural) / OpenSpace.

Como ha encontrado una investigación anterior, de los siete objetos más cercanos a nuestro sistema solar, tres son tipos raros de enanas marrones. El resto son estrellas normales: enanas rojas Proxima Centauri y Barnard’s Star, y estrellas similares al Sol Alpha Centauri A y B.

“Si pusiera el Sol en un lugar aleatorio dentro de nuestro mapa 3D y preguntara: ‘Típicamente, ¿cómo son sus vecinos?’ Descubrimos que se verían muy diferentes de lo que son nuestros vecinos reales”, dijo Aaron Meisner, científico asistente del NOIRLab de la National Science Foundation y coautor del estudio.

Entonces, ¿se encuentra el Sol en un vecindario cósmico inusualmente diverso, o es solo que las enanas Y cercanas son más fáciles de detectar? Los astrónomos deberán investigar más para averiguarlo.

Algunas de estas enanas L, T e Y tienen masas y temperaturas similares a los exoplanetas, planetas más allá de nuestro sistema solar. Obtener detalles sobre planetas distantes puede ser un desafío porque si orbitan otras estrellas, la luz de las estrellas es mucho más brillante que el planeta. Dado que las enanas marrones en este estudio no orbitan las estrellas, un telescopio no tiene que restar la luz de las estrellas para mirarlas. Esto convierte a las enanas marrones en un nuevo tipo de laboratorio para comprender los exoplanetas.

Los científicos aprenderán aún más sobre las enanas marrones con el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA, que examinará estos misteriosos objetos en detalle en luz infrarroja. La próxima misión SPHEREx de la NASA, que será un estudio infrarrojo de todo el cielo, también presenta nuevas oportunidades para caracterizar más enanas marrones.

El proyecto Backyard Worlds: Planet 9, está en curso y está abierto a todo el mundo que quiera unirse a la búsqueda para encontrar más objetos misteriosos en los datos de la nave espacial. Además de un total de unas 3.000 enanas marrones, los voluntarios han ayudado a encontrar la enana blanca más antigua y fría rodeada por un disco de escombros.

“Disfruto de este proyecto porque los objetos que enviamos a los investigadores pueden ser observados con un gran telescopio”, dijo Melina Thévenot, una científica aficionada de Alemania que figura como coautora del nuevo estudio. “Creo que los voluntarios realmente podemos ver los frutos de nuestros esfuerzos con este proyecto y las publicaciones del equipo científico”.

Consulta Backyard Worlds: Planet 9 en backyardworlds.org y más proyectos de ciencia aficionada de la NASA en science.nasa.gov/citizenscience.

El Rover Mars 2020 Perseverance capturará sonidos del planeta rojo.

El rover Perseverance de la NASA incluye un par de micrófonos para proporcionar audio desde Marte. Una nueva experiencia interactiva destaca las formas sutiles en que el planeta rojo alteraría los sonidos terrestres cotidianos.
Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Es posible que el audio recopilado por la misión no suene exactamente igual en Marte que para nuestros oídos en la Tierra. Una nueva experiencia interactiva en línea permite probar la diferencia.

Cuando el rover Mars Perseverance aterrice en el Planeta Rojo el 18 de febrero de 2021, no solo recopilará impresionantes imágenes y muestras de rocas; los datos que devuelva también pueden incluir algunos sonidos grabados de Marte.

El rover lleva un par de micrófonos que, si todo sale según lo planeado, proporcionarán un audio histórico e interesante de la llegada y el aterrizaje en Marte, junto con los sonidos del rover en el trabajo, del viento y otros ruidos ambientales.

La forma en que suenan muchas cosas en la Tierra sería ligeramente diferente en el Planeta Rojo. Esto se debe a que la atmósfera marciana tiene solo un 1% de la densidad que la atmósfera terrestre en la superficie y tiene una composición diferente a la nuestra, lo que afecta a la emisión y propagación del sonido. Pero la discrepancia entre los sonidos de la Tierra y Marte sería mucho menos drtástica que, por ejemplo, la voz de alguien antes y después de inhalar helio de un globo.

La NASA ofrece una oportunidad en esta página web para escuchar algunos sonidos familiares de la Tierra, que los científicos esperan que se escucharían si estuvieras en Marte. Oirás, por ejemplo, el canto de los pájaros, el pitido de un camión que retrocede, el timbre de una bicicleta y música como suenan en nuestro planeta y como los científicos anticipan que sonarían en Marte. Las diferencias son sutiles.

Los micrófonos

Un micrófono a bordo de Perseverance, ubicado en el instrumento SuperCam en la parte superior del mástil del rover, se utilizará para ciencia y para grabar audio de Perseverance y sonidos naturales en Marte. Capturará los sonidos del láser del rover que convierte la roca en plasma cuando golpee un objetivo para recopilar información sobre las propiedades de la roca, incluida la dureza. Dado que el micrófono SuperCam está ubicado en el mástil de detección remota del móvil, puede apuntar en la dirección de una posible fuente de sonido.

“Es impresionante toda la ciencia que podemos obtener con un instrumento tan simple como un micrófono en Marte”, dijo Baptiste Chide, investigador postdoctoral en ciencia planetaria en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y colaborador del micrófono SuperCam.

Un micrófono experimental adicional a bordo del rover intentará grabar sonidos durante los complicados momentos de la misión de la entrada, descenso y aterrizaje (EDL). Puede capturar, por ejemplo, los sonidos de los dispositivos pirotécnicos que se dispararán para soltar el paracaídas, los vientos marcianos, las ruedas crujiendo sobre la superficie marciana y los motores rugientes del vehículo que desciende mientras vuela de forma segura lejos del rover. Este micrófono está listo para usar, con un ajuste. “Pusimos una pequeña rejilla al final del micrófono para protegerlo del polvo marciano”, dijo Dave Gruel, gerente de operaciones de ensamblaje, pruebas y lanzamiento de Mars 2020 y líder de la cámara y el micrófono EDL en JPL.

Una caja de resonancia para Mars Audio

Los miembros del equipo científico de SuperCam ayudaron con esta experiencia interactiva, proporcionando información científica sobre por qué el audio suena diferente en Marte que en la Tierra. Se basa en modelos teóricos de propagación del sonido en una atmósfera marciana.

Los científicos proporcionan tres razones principales para las diferencias de sonido:

  • Temperatura: la atmósfera marciana más fría reduce la velocidad a la que las ondas sonoras llegan al micrófono de destino. Si hay algo cerca del micrófono, probablemente no notaremos mucha diferencia, pero los sonidos más distantes pueden tener cambios más notables.
  • Densidad: debido a que la atmósfera marciana es mucho menos densa que la nuestra aquí en la Tierra, la forma en la que las ondas sonoras viajan desde la fuente hasta el detector se ve afectada. Es probable que los sonidos sean más silenciosos en Marte, con menos señal y ruido detectable. Puede ser más dificil escuchar ruidos suaves e incluso algunos más fuertes.
  • Composición de la atmósfera: debido a que la composición de la atmósfera de Marte es principalmente dióxido de carbono (la atmósfera de la Tierra es principalmente nitrógeno y oxígeno), los ruidos de alta frecuencia probablemente serán más atenuados que los tonos graves, lo que significa que posiblemente no los escuchemos igual de bien.

Chide dijo: “Los sonidos en Marte son ligeramente diferentes a los de la Tierra debido a la composición atmosférica y sus propiedades. Todos los sonidos tendrán un volumen más bajo debido a la baja presión. Además, los tonos de alta frecuencia serán fuertemente atenuados por las moléculas de dióxido de carbono. En general, sería como escuchar a través de una pared “.

Debido a que nunca antes habíamos usado micrófonos con éxito en Marte, este experimento puede producir algunas sorpresas. Si bien los científicos están tratando de predecir tan bien como pueden cómo sonarán las cosas, no lo sabrán con certeza hasta que Perseverance esté en el Planeta Rojo. Sea lo que sea lo que averigüen, dijo Gruel, “creo que va a ser muy bueno escuchar sonidos de otro planeta”.

“Grabar sonidos audibles en Marte es una experiencia única”, agregó Chide. “Con los micrófonos a bordo de Perseverance, agregaremos un quinto sentido a la exploración de Marte. Abrirá una nueva área de investigación científica tanto para la atmósfera como para la superficie ”.

Los primeros sonidos pueden enviarse de regreso a la Tierra y estar disponibles para que el público los escuche pocos días después del aterrizaje, con una versión más procesada lanzada aproximadamente una semana después. El equipo procesará los sonidos, con la ayuda de expertos en audio, para escuchar con mayor claridad los sonidos más interesantes.

¿Y cómo sonarías en Marte? Tu voz sería una versión más tranquila y apagada, y los demás tardarían más en escucharte. Vuelve a visitar mars.nasa.gov/mars-sounds para ver una experiencia futura en la que puedas “marcianizar” tu voz y escuchar cómo podría sonar en el planeta rojo.

Más sobre la misión

Un objetivo clave de la misión de Perseverance en Marte es la astrobiología, incluida la búsqueda de signos de vida microbiana antigua. El rover caracterizará la geología del planeta y el clima pasado, allanará el camino para la exploración humana del Planeta Rojo y será la primera misión en recolectar y almacenar rocas y regolitos marcianos (rocas y polvo rotos).

Las misiones posteriores, que actualmente está siendo considerada por la NASA en cooperación con la Agencia Espacial Europea, enviarán naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras almacenadas en 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. Encargada de devolver 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.

JPL, que es administrado por la NASA por Caltech en Pasadena, California, construyó y administra las operaciones del rover Perseverance.

Misiones de la NASA desenmascaran erupciones de magnetar en galaxias cercanas.

El 15 de abril de 2020, un breve estallido de luz de alta energía barrió el sistema solar, activando instrumentos en varias naves espaciales europeas y de la NASA. Ahora, varios equipos científicos internacionales concluyen que la explosión provino de un remanente estelar supermagnetizado conocido como magnetar ubicado en una galaxia vecina.

Este hallazgo confirma las sospechas de que algunos estallidos de rayos gamma (GRB), erupciones cósmicas detectadas en el cielo casi a diario, son de hecho poderosas llamaradas de magnetares ubicados relativamente cerca de casa.

Un pulso de rayos X y rayos gamma que duró solo 140 milisegundos barrió el sistema solar el 15 de abril de 2020. El evento fue una llamarada gigante de un magnetar, un tipo de remanente estelar del tamaño de una ciudad que cuenta con los campos magnéticos más fuertes conocidos. Mira para obtener más información.
Créditos: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA.

“Esto siempre se ha considerado una posibilidad, y varios GRB observados desde 2005 han proporcionado pruebas tentadoras”, dijo Kevin Hurley, investigador espacial sénior del Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California, Berkeley, que se unió a varios científicos para discutir en la 237ª reunión virtual de la Sociedad Astronómica Estadounidense. “El evento del 15 de abril cambió las reglas del juego porque descubrimos que la explosión casi con certeza se encuentra dentro del disco de la galaxia cercana NGC 253”.

Los artículos que analizan diferentes aspectos del evento y sus implicaciones se publicaron el 13 de enero en las revistas Nature y Nature Astronomy.

Los GRB, las explosiones más poderosas del cosmos, se pueden detectar en miles de millones de años luz. Aquellos que duran menos de dos segundos, llamados GRB cortos, ocurren cuando un par de estrellas de neutrones en órbita, ambos restos aplastados de estrellas explotadas, se juntan en espiral y se fusionan. Los astrónomos confirmaron este escenario para al menos algunos GRB cortos en 2017, cuando una explosión siguió a la llegada de ondas gravitacionales, ondas en el espacio-tiempo, producidas cuando las estrellas de neutrones se fusionaron a 130 millones de años luz de distancia.

Los magnetares son estrellas de neutrones con los campos magnéticos más fuertes conocidos, con hasta mil veces la intensidad de las estrellas de neutrones típicas y hasta 10 billones de veces la fuerza de un imán de refrigerador. Las alteraciones modestas del campo magnético pueden hacer que los magnetares hagan erupción con explosiones esporádicas de rayos X durante semanas o más.

En raras ocasiones, los magnetares producen enormes erupciones llamadas llamaradas gigantes que producen rayos gamma, la forma de luz de mayor energía.

La mayoría de los 29 magnetares ahora catalogados en nuestra galaxia, la Vía Láctea, exhiben ocasionalmente actividad de rayos X, pero solo dos han producido llamaradas gigantes. El evento más reciente, detectado el 27 de diciembre de 2004, produjo cambios mensurables en la atmósfera superior de la Tierra a pesar de que la erupción de un magnetar está ubicada a unos 28.000 años luz de distancia.

Poco antes de las 4:42 am EDT del 15 de abril de 2020, una breve y poderosa ráfaga de rayos X y rayos gamma pasó por Marte, lo que activó el detector ruso de neutrones de alta energía a bordo de la nave espacial Mars Odyssey de la NASA, que ha estado orbitando el Planeta Rojo desde 2001. Aproximadamente 6,6 minutos más tarde, la explosión activó el instrumento ruso Konus a bordo del satélite Wind de la NASA, que orbita un punto entre la Tierra y el Sol situado a unos 1,5 millones de kilómetros de distancia. Después de otros 4,5 segundos, la radiación pasó por la Tierra, activando instrumentos en el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, así como en el satélite INTEGRAL de la Agencia Espacial Europea y el Monitor de Interacciones Atmosfera-Espacio (ASIM) a bordo de la Estación Espacial Internacional.

La erupción ocurrió más allá del campo de visión del Telescopio Burst Alert (BAT) en el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA, por lo que su ordenador a bordo no alertó a los astrónomos en tierra. Sin embargo, gracias a una nueva capacidad llamada Archivador urgente de rayos gamma para nuevas oportunidades (GUANO), el equipo de Swift puede transmitir datos BAT cuando otros satélites se disparan. El análisis de estos datos proporcionó información adicional sobre el evento.

El pulso de radiación duró solo 140 milisegundos, tan rápido como un abrir y cerrar de ojos o un chasquido de dedo.

La llamarada gigante, catalogada como GRB 200415A, alcanzó detectores en diferentes naves espaciales de la NASA en diferentes momentos. Cada par de instrumentos estableció su posible ubicación en diferentes franjas del cielo, pero las bandas se cruzan en la parte central de la brillante galaxia espiral NGC 253. Esta es la posición más precisa hasta ahora establecida para un magnetar ubicado mucho más allá de nuestra galaxia.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA y Adam Block / Mount Lemmon SkyCenter / Universidad de Arizona.

Las misiones Fermi, Swift, Wind, Mars Odyssey e INTEGRAL participan en un sistema de localización GRB llamado InterPlanetary Network (IPN). Ahora financiado por el proyecto Fermi, el IPN ha operado desde finales de la década de 1970 utilizando diferentes naves espaciales ubicadas en todo el sistema solar. Debido a que la señal llegó a cada detector en diferentes momentos, cualquier par de ellos puede ayudar a reducir la ubicación de una ráfaga en el cielo. Cuanto mayores sean las distancias entre las naves espaciales, mejor será la precisión de la técnica.

El IPN colocó el estallido del 15 de abril, llamado GRB 200415A, directamente en la región central de NGC 253, una galaxia espiral brillante ubicada a unos 11,4 millones de años luz de distancia en la constelación Sculptor. Esta es la posición del cielo más precisa hasta ahora determinada para un magnetar ubicado más allá de la Gran Nube de Magallanes, un satélite de nuestra galaxia y anfitrión de una llamarada gigante en 1979, la primera detectada.

Las llamaradas gigantes de los magnetares en la Vía Láctea y sus satélites evolucionan de una manera distinta, con un rápido aumento al brillo máximo seguido de una cola más gradual de emisión fluctuante. Estas variaciones son el resultado de la rotación del magnetar, que hace que la ubicación de la llamarada aparezca y desaparezca de la vista desde la Tierra, como un faro.

Observar esta cola fluctuante es una evidencia concluyente de una llamarada gigante. Sin embargo, vista desde millones de años luz de distancia, esta emisión es demasiado tenue para detectarla con los instrumentos actuales. Debido a que faltan estas firmas, las llamaradas gigantes en nuestro vecindario galáctico pueden disfrazarse como GRB de tipo fusión mucho más distantes y poderosos.

Un análisis detallado de los datos del Gamma-ray Burst Monitor (GBM) de Fermi y el BAT de Swift proporciona una fuerte evidencia de que el evento del 15 de abril fue diferente a cualquier explosión asociada con fusiones, señaló Oliver Roberts, científico asociado del Instituto de Ciencia y Tecnología de la Asociación de Investigación Espacial de Universidades en Huntsville, Alabama, quien dirigió el estudio.

En particular, este fue el primer destello gigante conocido desde el lanzamiento de Fermi en 2008, y la capacidad del GBM para resolver cambios en escalas de tiempo de microsegundos resultó ser fundamental. Las observaciones revelan múltiples pulsos, y el primero aparece en solo 77 microsegundos, aproximadamente 13 veces la velocidad del flash de una cámara y casi 100 veces más rápido que el aumento de los GRB más rápidos producidos por las fusiones. El GBM también detectó variaciones rápidas de energía durante el transcurso de la llamarada que nunca antes se habían observado.

“Las llamaradas gigantes dentro de nuestra galaxia son tan brillantes que abruman nuestros instrumentos, dejándolos aferrados a sus secretos”, dijo Roberts. “Por primera vez, GRB 200415A y llamaradas distantes como esta permiten que nuestros instrumentos capturen cada característica y exploren estas poderosas erupciones en una profundidad sin igual”.

Las llamaradas gigantes son poco conocidas, pero los astrónomos creen que son el resultado de una reordenación repentina del campo magnético. Una posibilidad es que el campo muy por encima de la superficie del magnetar pueda volverse demasiado retorcido, liberando energía repentinamente a medida que se asienta en una configuración más estable. Alternativamente, una falla mecánica de la corteza del magnetar, un terremoto, puede desencadenar una reconfiguración repentina.

Roberts y sus colegas dicen que los datos muestran alguna evidencia de vibraciones sísmicas durante la erupción. Los rayos X de mayor energía registrados por el GBM de Fermi alcanzaron los 3 millones de electronvoltios (MeV), o aproximadamente un millón de veces la energía de la luz azul, un récord en sí mismo para las llamaradas gigantes. Los investigadores dicen que esta emisión surgió de una nube de electrones y positrones expulsados ​​que se mueven a aproximadamente al 99% de la velocidad de la luz. La corta duración de la emisión y su brillo y energía cambiantes reflejan la rotación del magnetar, subiendo y bajando como los faros de un automóvil que gira. Roberts lo describe comenzando como una mancha opaca, lo imagina como un torpedo de fotones de “Star Trek”, que se expande y difunde a medida que viaja.

El torpedo también influye en una de las mayores sorpresas del evento. El instrumento principal de Fermi, el Telescopio de Área Grande (LAT), también detectó tres rayos gamma, con energías de 480 MeV, 1.300 millones de electronvoltios (GeV) y 1.7 GeV, la luz de mayor energía jamás detectada por una llamarada gigante magnetar. Lo sorprendente es que todos estos rayos gamma aparecieron mucho después de que la llamarada hubiera disminuido en otros instrumentos.

Nicola Omodei, investigadora científica senior de la Universidad de Stanford en California, dirigió el equipo LAT que investigaba estos rayos gamma, que llegaron entre 19 segundos y 4,7 minutos después del evento principal. Los científicos concluyen que esta señal probablemente provenga de la llamarada magnetar. “Para que el LAT detecte un GRB corto aleatorio en la misma región del cielo y casi al mismo tiempo que el destello, tendríamos que esperar, en promedio, al menos 6 millones de años”, explicó.

Los astrónomos explican las observaciones de GRB 200415A con la secuencia de eventos ilustrada aquí. Una repentina reconfiguración del campo magnético del magnetar produjo un rápido y poderoso pulso de rayos X y rayos gamma. El evento también expulsó una gota de materia, que siguió al pulso viajando a aproximadamente al 99% de la velocidad de la luz. Después de unos días, ambos alcanzaron el límite, llamado arco de choque, donde una salida constante del magnetar provoca una acumulación de gas interestelar. La luz de la llamarada pasó, seguida muchos segundos después por la nube expulsada. La materia en rápido movimiento interactuó con el gas en el arco de choque, creando ondas de choque que aceleraron las partículas y produjeron rayos gamma de alta energía. Esto explica el retraso en la llegada de los rayos gamma más energéticos detectados por la nave espacial Fermi de la NASA.
Créditos: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Chris Smith (USRA / GESTAR).

Un magnetar produce un flujo constante de partículas que se mueven rápidamente. A medida que se mueve por el espacio, este flujo de salida penetra, ralentiza y desvía el gas interestelar. El gas se acumula, se calienta y se comprime y forma un tipo de onda de choque llamada arco de choque.

En el modelo propuesto por el equipo de LAT, el pulso inicial de rayos gamma de la llamarada viaja hacia afuera a la velocidad de la luz, seguido por la nube de materia expulsada, que se mueve casi con la misma rapidez. Después de varios días, ambos llegan al arco de choque. Los rayos gamma lo atraviesan. Segundos más tarde, la nube de partículas, ahora expandida en una vasta y delgada capa, choca con el gas acumulado en el arco de choque. Esta interacción crea ondas de choque que aceleran las partículas, produciendo los rayos gamma de mayor energía después del estallido principal.

La erupción del 15 de abril prueba que estos eventos constituyen su propia clase de GRB. Eric Burns, profesor asistente de física y astronomía en la Universidad Estatal de Luisiana en Baton Rouge, dirigió un estudio que investiga a otros potenciales utilizando datos de numerosas misiones. Los hallazgos aparecerán en The Astrophysical Journal Letters. Ya se había sugerido que las explosiones cerca de la galaxia M81 en 2005 y la galaxia de Andrómeda (M31) en 2007 eran llamaradas gigantes, y el equipo también identificó una llamarada en M83, también vista en 2007 pero recientemente informada. Añadiendo a estos la llamarada gigante de 1979 y las observadas en nuestra Vía Láctea en 1998 y 2004.

“Es una muestra pequeña, pero ahora tenemos una mejor idea de sus verdaderas energías y hasta dónde podemos detectarlas”, dijo Burns. “Un pequeño porcentaje de GRB cortos pueden ser realmente llamaradas gigantes de magnetar. De hecho, pueden ser los estallidos de alta energía más comunes que hemos detectado mucho más allá de nuestra galaxia, aproximadamente cinco veces más frecuentes que las supernovas “.

La nave espacial New Horizons responde a la pregunta: ¿Cómo de oscuro es el espacio?

¿Cuán oscuro se torna el espacio? Si te alejas de las luces de la ciudad y miras hacia arriba, el cielo entre las estrellas parece muy oscuro. Por encima de la atmósfera de la Tierra, el espacio exterior se oscurece aún más, desvaneciéndose hasta un tono negro como la tinta. Y aun así, el espacio no es absolutamente negro. El universo tiene un tenue brillo impregnado de innumerables estrellas y galaxias distantes.

La ilustración del artista muestra la nave espacial New Horizons de la NASA en el sistema solar exterior. Al fondo se encuentra el Sol y una banda brillante que representa la luz zodiacal, causada por la luz solar reflejada en el polvo.
Créditos: Joe Olmsted / STScI.

Nuevas mediciones de ese débil resplandor de fondo muestran que las galaxias invisibles son menos abundantes de lo que sugirieron algunos estudios teóricos, que suman solo cientos de miles de millones en lugar de los dos billones de galaxias reportados anteriormente.

“Es un número importante que conocer, ¿cuántas galaxias hay?” dijo Marc Postman del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, autor principal del estudio. “Simplemente no vemos la luz de dos billones de galaxias”.

La estimación anterior fue extrapolada de observaciones de cielo muy profundo por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA. Se basó en modelos matemáticos para estimar cuántas galaxias eran demasiado pequeñas y débiles para que Hubble las viera. Ese equipo concluyó que el 90% de las galaxias del universo estaban más allá de la capacidad de Hubble para detectar en luz visible. Los nuevos hallazgos, que se basaron en mediciones de la distante misión New Horizons de la NASA, sugieren un número mucho más modesto, consistente con los datos más antiguos del Hubble.

“Toma todas las galaxias que el Hubble puede captar, duplica ese número, y eso es lo que vemos, pero nada más”, dijo Tod Lauer de NOIRLab de NSF, autor principal del estudio.

Estos resultados se presentaron el miércoles 13 de enero en la 237ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense, que está abierta a participantes registrados.

El fondo óptico cósmico que el equipo trató de medir es el equivalente en luz visible del fondo cósmico de microondas más conocido: el débil resplandor del propio Big Bang, antes de que existieran las estrellas.

“Mientras que el fondo cósmico de microondas nos habla de los primeros 450.000 años después del Big Bang, el fondo óptico cósmico nos dice algo sobre la suma total de todas las estrellas que se han formado desde entonces”, explicó Postman. “Impone una restricción al número total de galaxias que se han creado y dónde podrían estar en el tiempo”.

Tan poderoso como es el Hubble, el equipo no pudo usarlo para hacer estas observaciones. Aunque se encuentra en el espacio, el Hubble orbita la Tierra y aún sufre contaminación lumínica. El sistema solar interior está lleno de diminutas partículas de polvo de asteroides y cometas desintegrados. La luz del sol se refleja en esas partículas, creando un resplandor llamado luz zodiacal que puede ser observado incluso por los observadores del cielo en el suelo.

Para escapar de la luz zodiacal, el equipo tuvo que usar un observatorio que escapó del sistema solar interior. Afortunadamente, la nave espacial New Horizons, que ha entregado las imágenes más cercanas de Plutón y el objeto Arrokoth del Cinturón de Kuiper, está lo suficientemente lejos para realizar estas mediciones. A su distancia (más de 6 mil millones de kilómetros de distancia cuando se tomaron estas observaciones), New Horizons experimenta un cielo ambiental diez veces más oscuro que el cielo más oscuro accesible al Hubble.

“Este tipo de mediciones son extremadamente difíciles. Mucha gente ha intentado hacer esto durante mucho tiempo ”, dijo Lauer. “New Horizons nos proporcionó un punto de vista para medir el fondo óptico cósmico mejor de lo que nadie ha podido hacerlo”.

El equipo analizó imágenes existentes de los archivos de New Horizons. Para desentrañar el débil resplandor de fondo, tuvieron que corregir una serie de otros factores. Por ejemplo, restaron la luz de las galaxias que se espera que existan y que son demasiado débiles para ser identificables. La corrección más desafiante fue eliminar la luz de las estrellas de la Vía Láctea que se reflejaba en el polvo interestelar hacia la cámara.

La señal restante, aunque extremadamente débil, aún se podía medir. Postman lo comparó con vivir en un área remota lejos de las luces de la ciudad, acostado en su habitación por la noche con las cortinas abiertas. Si un vecino a una milla de distancia abriera su refrigerador en busca de un bocadillo de medianoche y la luz de su refrigerador se reflejara en las paredes del dormitorio, sería tan brillante como el fondo detectado por New Horizons.

Entonces, ¿cuál podría ser la fuente de este resplandor sobrante? Es posible que una abundancia de galaxias enanas en el universo relativamente cercano esté más allá de la detectabilidad. O los halos difusos de las estrellas que rodean las galaxias podrían ser más brillantes de lo esperado. Podría haber una población de estrellas intergalácticas rebeldes esparcidas por todo el cosmos. Quizás lo más intrigante es que puede haber muchas más galaxias distantes y débiles de las que sugieren las teorías. Esto significaría que la distribución uniforme de los tamaños de galaxias medidos hasta la fecha aumenta abruptamente más allá de los sistemas más débiles que podemos ver, al igual que hay muchos más guijarros que rocas en una playa.

El próximo telescopio espacial James Webb de la NASA puede ayudar a resolver el misterio. Si la causa son galaxias individuales débiles, entonces las observaciones de campo ultraprofundo de Webb deberían poder detectarlas.

Este estudio está aceptado para su publicación en Astrophysical Journal.

La misión Juno de la NASA se expande hacia el futuro.

Esta vista del generador de imágenes JunoCam en la nave espacial Juno de la NASA muestra dos tormentas fusionándose. Los dos óvalos blancos que se ven dentro de la banda de color naranja a la izquierda del centro son tormentas anticiclónicas, es decir, tormentas que giran en sentido antihorario. La imagen fue tomada el 26 de diciembre de 2019.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS Procesamiento de imágenes por Tanya Oleksuik, © CC BY.

La nave espacial, que ha estado recopilando datos sobre el gigante gaseoso desde julio de 2016, se convertirá en un explorador de todo el sistema joviano: Júpiter y sus anillos y lunas.

La NASA ha autorizado una extensión de misión para su nave espacial Juno que explora Júpiter. El orbitador planetario más distante de la agencia ahora continuará su investigación del planeta más grande del sistema solar hasta septiembre de 2025, o hasta el final de la vida útil de la nave espacial. Esta expansión le asigna a Juno la tarea de convertirse en un explorador de todo el sistema joviano, Júpiter y sus anillos y lunas, con múltiples encuentros planeados para tres de las lunas galileanas más intrigantes de Júpiter: Ganímedes, Europa e Ío.

“Desde su primera órbita en 2016, Juno ha entregado una revelación tras otra sobre el funcionamiento interno de este gigante gaseoso masivo”, dijo el investigador principal Scott Bolton del Southwest Research Institute en San Antonio. “Con la misión extendida, responderemos preguntas fundamentales que surgieron durante la misión principal de Juno mientras nos dirigíamos más allá del planeta para explorar el sistema de anillos de Júpiter y los satélites galileanos”.

Propuesta en 2003 y lanzada en 2011, Juno llegó a Júpiter el 4 de julio de 2016. La misión principal se completará en julio de 2021. La misión ampliada incluye 42 órbitas adicionales, incluidos pasos cercanos de los ciclones del polo norte de Júpiter; sobrevuelos de Ganimedes, Europa e Ío; así como la primera exploración extensa de los débiles anillos que rodean el planeta.

La NASA ha ampliado la misión de su nave espacial Juno para explorar Júpiter. La misión extendida involucra 42 órbitas adicionales, amplía los descubrimientos que Juno ya ha hecho y agrega la exploración de los anillos que rodean el planeta, así como los sobrevuelos de Ganímedes, Europa e Ío.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI.

“Al extender los objetivos científicos de este importante observatorio orbital, el equipo de Juno comenzará a abordar una amplia gama de ciencia históricamente requerida de los buques insignia”, dijo Lori Glaze, directora de la división de ciencia planetaria en la sede de la NASA en Washington. “Esto representa un avance eficiente e innovador para la estrategia de exploración del sistema solar de la NASA”.

Los datos que recopile Juno contribuirán a los objetivos de la próxima generación de misiones al sistema joviano: Europa Clipper de la NASA y la misión JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) de la ESA (Agencia Espacial Europea). La investigación de Juno de la luna volcánica de Júpiter, Io, aborda muchos objetivos científicos identificados por la Academia Nacional de Ciencias para una futura misión de exploración de Io.

Las campañas científicas de la misión extendida ampliarán los descubrimientos que Juno ya ha hecho sobre la estructura interior de Júpiter, el campo magnético interno, la atmósfera (incluidos los ciclones polares, la atmósfera profunda y la aurora) y la magnetosfera.

Con tres espadas gigantes que se extienden a unos 20 metros de su cuerpo cilíndrico de seis lados, la nave espacial Juno es una maravilla de la ingeniería dinámica, que gira para mantenerse estable mientras realiza órbitas ovaladas alrededor de Júpiter. Disfruta la experiencia interactiva completa en Eyes on the Solar System.

Crédito: NASA / JPL-Caltech.

“Con esta extensión, Juno se convierte en su propia misión de seguimiento”, dijo Steve Levin, científico del proyecto Juno en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. “Observaciones de cerca del polo, radio ocultaciones”, una técnica de detección remota para medir las propiedades de una atmósfera planetaria o sistemas de anillos, “los sobrevuelos de satélites y los estudios de campo magnético enfocados se combinan para hacer una nueva misión, el siguiente paso lógico en nuestra exploración del sistema joviano “.

La enigmática Gran Mancha Azul de Júpiter, un parche aislado de intenso campo magnético cerca del ecuador del planeta, será el objetivo de un estudio magnético de alta resolución espacial durante seis sobrevuelos al principio de la misión extendida. A medida que la órbita de Juno evoluciona, se planean múltiples sobrevuelos de las lunas Ganimedes (2), Europa (3) e Io (11), así como múltiples pasajes a través de los tenues anillos de Júpiter.

Juno también volará a través de Europa e Io tori, nubes de iones en forma de anillo, en múltiples ocasiones, caracterizando el entorno de radiación cerca de estos satélites para preparar mejor las misiones Europa Clipper y JUICE para optimizar las estrategias de observación y la planificación, las prioridades científicas y el diseño de la misión. La misión extendida también agrega geología planetaria y dinámica de anillos a la extensa lista de investigaciones científicas de Juno.

Una órbita en evolución

La evolución natural de la órbita de Juno alrededor del gigante gaseoso proporciona una gran cantidad de nuevas oportunidades científicas que la misión extendida capitaliza. Cada pase científico envía a la nave espacial de energía solar, a un zoom bajo sobre las cimas de las nubes de Júpiter, recolectando datos desde un punto de vista único que ninguna otra nave espacial ha disfrutado.

El punto durante cada órbita donde Juno se acerca más al planeta se llama perijove (o PJ). En el transcurso de la misión, los perijoves de Juno han migrado hacia el norte, mejorando drásticamente la resolución en el hemisferio norte. El diseño de la misión extendida aprovecha la migración continua hacia el norte de estos perijoves para agudizar su vista de los múltiples ciclones que rodean el polo norte al tiempo que incorpora sobrevuelos de anillos y de la luna Galilea.

“Los diseñadores de la misión han hecho un trabajo increíble al crear una misión extendida que conserva el recurso a bordo más valioso de la misión: el combustible”, dijo Ed Hirst, gerente de proyectos de Juno en JPL. “La asistencia gravitacional de múltiples sobrevuelos de satélites, dirige nuestra nave espacial a través del sistema joviano al tiempo que brinda una gran cantidad de oportunidades científicas”. Los sobrevuelos de satélites también reducen el período orbital de Juno, lo que aumenta el número total de órbitas científicas que se pueden obtener “.

Los encuentros de satélites comenzarán con un sobrevuelo a baja altitud de Ganímedes el 7 de junio de 2021 (PJ34), que reduce el período orbital de aproximadamente 53 días a 43 días. Ese método establece un sobrevuelo cercano de Europa el 29 de septiembre de 2022 (PJ45), reduciendo el período orbital aún más a 38 días. Un par de sobrevuelos cercanos de Io, el 30 de diciembre de 2023 (PJ57) y el 3 de febrero de 2024 (PJ58), se combinarán para reducir el período orbital a 33 días.

Más sobre la misión

JPL, una división de Caltech en Pasadena, California, administra la misión Juno para el investigador principal, Scott J. Bolton, del Southwest Research Institute en San Antonio. Juno es parte del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, que se administra en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. Lockheed Martin Space en Denver construyó y opera la nave espacial.