El cometa P/2019LD2 hace una parada en boxes cerca de los asteroides de Júpiter

El telescopio espacial Hubble de la NASA tomó esta imagen del joven cometa P/2019LD2 mientras orbita cerca de los antiguos asteroides capturados por Júpiter, llamados asteroides troyanos. La vista del Hubble revela una cola de polvo y gas de 643.000 kilómetros de largo que fluye desde el núcleo sólido brillante del cometa.
Crédito: NASA / ESA / J. Olmsted / STScI.

Por primera vez, se ha detectado un objeto caprichoso parecido a un cometa cerca de la familia de los asteroides troyanos.

Después de viajar varios miles de millones de kilómetros hacia el Sol, un objeto joven caprichoso parecido a un cometa que orbita entre los planetas gigantes, ha encontrado un lugar de estacionamiento temporal en el camino. El objeto se ha asentado cerca de una familia de antiguos asteroides capturados, llamados troyanos, que orbitan alrededor del Sol junto a Júpiter. Esta es la primera vez que se detecta un objeto parecido a un cometa cerca de la población de los troyanos.

El visitante inesperado pertenece a una clase de cuerpos helados que se encuentran en el espacio entre Júpiter y Neptuno. Llamados centauros, se activan por primera vez cuando se calientan a medida que se acercan al Sol, y dinámicamente pasan a ser más parecidos a los cometas.

Las imágenes de luz visible del Telescopio Espacial Hubble de la NASA revelan que el objeto vagabundo muestra signos de actividad del tipo de los cometas, como una cola, desgasificación en forma de chorros y un coma envolvente de polvo y gas. Las observaciones anteriores del telescopio espacial Spitzer de la NASA dieron pistas sobre la composición del objeto parecido a un cometa y los gases que impulsan su actividad.

“Solo el Hubble pudo detectar características activas similares a cometas tan lejanos con tan preciso detalle, y las imágenes muestran claramente estas características, como una cola ancha de aproximadamente 643.000 kilómetros de largo y características de alta resolución cerca del núcleo debido a un coma y a unos jets ”, dijo el investigador líder del Hubble, Bryce Bolin, de Caltech en Pasadena, California.

Al describir la imagen del Centauro como un evento raro, Bolin agregó: “El visitante tuvo que haber entrado en la órbita de Júpiter en la trayectoria justa para tener este tipo de configuración que le da la apariencia de compartir su órbita con el planeta. Estamos investigando cómo fue capturado por Júpiter y se ubicó entre los troyanos. Pero creemos que podría estar relacionado con el hecho de que tuvo un encuentro algo cercano con Júpiter “.

El artículo del equipo aparece en la edición del 11 de febrero de The Astronomical Journal.

Las simulaciones por ordenador del equipo de investigación, muestran que el objeto helado llamado P/2019 LD2 (LD2), probablemente se acercó a Júpiter hace unos dos años. Luego, el planeta empujó gravitacionalmente al visitante hacia la ubicación orbital del grupo de asteroides troyanos, adelantando a Júpiter por aproximadamente 703 millones de kilómetros.

Bucket brigade

El objeto nómada fue descubierto a principios de junio de 2019 por los telescopios del Sistema de Última Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides (ATLAS) de la Universidad de Hawai, ubicados en los volcanes extintos, uno en Mauna Kea y otro en Haleakala. El astrónomo aficionado japonés Seiichi Yoshida informó al equipo del Hubble sobre la posible actividad de un cometa. Luego, los astrónomos escanearon los datos de archivo de Zwicky Transient Facility, un estudio de campo amplio realizado en el Observatorio Palomar en California, y se dieron cuenta de que el objeto estaba claramente activo en las imágenes de abril de 2019.

Siguieron con observaciones del Observatorio Apache Point en Nuevo México, que también insinuaron la actividad. El equipo observó el cometa usando Spitzer pocos días antes del retiro del observatorio en enero de 2020 e identificó gas y polvo alrededor del núcleo del cometa. Estas observaciones convencieron al equipo de usar Hubble para observarlo más de cerca. Con la ayuda de la aguda visión del Hubble, los investigadores identificaron la cola, la estructura de la coma, el tamaño de las partículas de polvo y su velocidad de expulsión. Estas imágenes les ayudaron a confirmar que las características se deben a una actividad relativamente nueva, similar a la de un cometa.

Aunque la ubicación de LD2 es sorprendente, Bolin se pregunta si esta parada en boxes podría ser una actividad común para algunos cometas con rumbo al sol. “Esto podría ser parte del camino desde nuestro sistema solar exterior a través de los troyanos de Júpiter, hasta el sistema solar interior”, dijo.

El cinturón de asteroides se encuentra entre Marte y Júpiter, mientras que los asteroides troyanos conducen y siguen a Júpiter. Los científicos ahora saben que los asteroides del sistema solar temprano (hace 4.600 millones de años) se adhirieron y finalmente formaron los planetas interiores, incluida la Tierra.
Crédito: NASA / ESA / J. Olmsted / STScI.

El invitado inesperado probablemente no permanecerá entre los asteroides por mucho tiempo. Las simulaciones por ordenador muestran que tendrá otro encuentro cercano con Júpiter en aproximadamente dos años. El enorme planeta arrancará al cometa del sistema y continuará su viaje hacia el interior del sistema solar.

“Lo bueno es que estás capturando a Júpiter lanzando a este objeto y cambiando su comportamiento orbital y llevándolo al sistema interno”, dijo el miembro del equipo Carey Lisse del Laboratorio de Física Aplicada (APL) de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland. . “Júpiter controla lo que sucede con los cometas, al alterar sus órbitas, una vez que entran en el sistema interno “.

El intruso helado es probablemente uno de los últimos miembros de la llamada “bucket brigade” de cometas, en ser expulsado de su hogar en el Cinturón de Kuiper y en la región del planeta gigante a través de interacciones con otro objeto del Cinturón de Kuiper. Ubicado más allá de la órbita de Neptuno, el Cinturón de Kuiper es un refugio de escombros helados que sobraron de la construcción de nuestros planetas hace 4.600 millones de años, que contiene millones de objetos, y ocasionalmente estos objetos tienen accidentes o colisiones que alteran drásticamente sus órbitas desde el Cinturón de Kuiper hacia el interior, a la región de Júpiter.

La bucket brigade de reliquias heladas, soporta un viaje lleno de baches durante su viaje hacia el sol. Rebotan gravitacionalmente de un planeta exterior a otro en un juego de pinball celeste antes de llegar al sistema solar interior, calentándose a medida que se acercan al Sol. Los investigadores dicen que los objetos pasan tanto tiempo o incluso más alrededor de los planetas gigantes que están tirando de ellos gravitacionalmente, alrededor de 5 millones de años, más que cruzando hacia el sistema interno donde vivimos.

“Los cometas del sistema interno de ‘período corto’ se rompen aproximadamente una vez por siglo”, explicó Lisse. “Entonces, para mantener la cantidad de cometas locales que vemos hoy, creemos que la bucket brigade tiene que “arrojar” un nuevo cometa de período corto aproximadamente una vez cada 100 años”.

Un florecimiento temprano

Ver actividad de desgasificación en un cometa a 748 millones de kilómetros de distancia del Sol (donde la intensidad de la luz solar es 1/25 de la de la Tierra) sorprendió a los investigadores. “Nos intrigó ver que el cometa acababa de comenzar a activarse por primera vez tan lejos del Sol a distancias en las que el hielo de agua apenas comienza a sublimarse”, dijo Bolin.

El agua permanece congelada en un cometa hasta que alcanza unos 321 millones de kilómetros del Sol, donde el calor de la luz solar convierte el hielo de agua en gas que escapa del núcleo en forma de chorros. Entonces, la actividad indica que la cola podría no estar hecha de agua. De hecho, las observaciones de Spitzer indicaron la presencia de gas de monóxido de carbono y dióxido de carbono, que podrían estar impulsando la creación de la cola y los chorros que se ven en el cometa en órbita alrededor de Júpiter. Estos volátiles no necesitan mucha luz solar para calentar su forma congelada y convertirlos en gas.

Una vez que el cometa sea expulsado de la órbita de Júpiter y continúe su viaje, puede volver a encontrarse con el planeta gigante. “Los cometas de período corto como LD2 encuentran su destino al ser arrojados al Sol y desintegrarse por completo, golpear un planeta o volver a aventurarse demasiado cerca de Júpiter y ser arrojados fuera del sistema solar, que es el destino habitual”, dijo Lisse . “Las simulaciones muestran que en unos 500.000 años, hay un 90% de probabilidad de que este objeto sea expulsado del sistema solar y se convierta en un cometa interestelar”.

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, DC El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, una división de Caltech en Pasadena, California, gestionó la misión Spitzer para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington, DC Se llevaron a cabo operaciones científicas en el Centro de Ciencias Spitzer en IPAC en Caltech. El catálogo científico completo de Spitzer está disponible a través del archivo de datos de Spitzer, ubicado en el Archivo de Ciencia Infrarroja en IPAC. Las operaciones de la nave espacial se basaron en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado.

Las pruebas demuestran su valor con el despliegue exitoso del paracaídas en Marte

En esta imagen tomada el 18 de febrero de 2021 por la cámara del Experimento de imágenes de alta resolución (HiRISE) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter,se puede ver la etapa de descenso que sostiene el rover Perseverance de la NASA cayendo a través de la atmósfera marciana, con su paracaídas detrás. Crédito NASA / JPL Cal-Tech.
Este gif animado muestra el despliegue del paracaídas del Mars 2020 el 18 de febrero de 2021.
Créditos: NASA / JPL Cal-Tech.
Probar, probar y probar

Probar los componentes de la nave espacial antes del vuelo es vital para concluir en una misión exitosa.

Raramente puedes realizar una repetición con una nave espacial después de su lanzamiento, especialmente aquellas con destino a otro planeta, por eso, tienes que probar todo al máximo para hacerlo bien a la primera.

Tres pruebas de paracaídas supersónicos de cohetes en la instalación de vuelo Wallops de la NASA en Virginia en 2017 y 2018, demostraron su valor e importancia durante el aterrizaje exitoso de la misión Perseverance en el planeta Rojo.

Después de un viaje de 203 días recorriendo 472 millones de kilómetros, los paracaídas supersónicos, diseñados para frenar el descenso del rover a la superficie del planeta, se desplegaron e inflaron con éxito, lo que permitió el aterrizaje de Perseverance.

Aterrizaje de Perseverance: vídeo desde Marte

“Esta misión requirió que diseñáramos y construyéramos un paracaídas de 22 metros que pudiera sobrevivir inflado con un viento de Mach 2 en aproximadamente medio segundo. Este es un desafío de ingeniería extraordinario, pero absolutamente necesario para la misión ”, dijo Ian Clark, líder técnico de la prueba del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. “Para asegurarnos de que funcionara en Marte bajo esas duras condiciones, primero tuvimos que probar nuestros diseños de paracaídas aquí en la Tierra. Replicar el entorno marciano significaba que necesitábamos llevar nuestra carga útil a la mitad del camino hasta el borde del espacio y duplicar la velocidad del sonido. El testeo de cohetes fue fundamental para nuestras pruebas y, en última instancia, para nuestro aterrizaje en Marte “.

El equipo de la NASA probó el paracaídas tres veces en condiciones relevantes que contextualizarían el entorno de Marte, utilizando cohetes de prueba Black Brant IX. La prueba final del vuelo expuso el artefacto a una carga de 300.000 Newtons, la más alta superada por un paracaídas supersónico y aproximadamente un 85% más alta de lo que se esperaba que se encontrara durante el despliegue en la atmósfera de Marte.

“Cuando la nave espacial aterrizó con éxito la semana pasada, fue una gran sensación de logro para el equipo de prueba de paracaídas”, dijo Giovanni Rosanova, jefe de la Oficina del Programa de Sondeo de Cohetes de la NASA en Wallops. “Colocar el componente de prueba en las condiciones adecuadas con un cohete con sonda fue un desafío y la importancia de las pruebas para el éxito del aterrizaje en Marte, fue un factor de motivación emocionante para el equipo. Estamos orgullosos de haber sido parte de esta misión ”.

Los vehículos suborbitales (cohetes sonoros, globos científicos y aviones) son excelentes plataformas para desarrollar y probar instrumentos y componentes de naves espaciales. Las naves espaciales, incluidas Terra, Aqua, COBE, CGRO, SPITZER, SWIFT, HST, SOHO y STEREO, tienen un legado relacionado con misiones de vehículos suborbitales.

Rosanova dijo: “Una de las bellezas de los vehículos suborbitales es que un instrumento o sus componentes se pueden lanzar, mejorar y luego volver a lanzar. Esto se puede hacer en unos pocos años, brindando a los científicos la oportunidad de resolver los errores antes de llevarlos a bordo en una nave espacial “.

En el caso de los paracaídas Mars 2020, el primer vuelo fue una prueba para ver si se podía lograr las condiciones adecuadas durante el vuelo para simular lo que encontrarían los paracaídas al descender a través de la atmósfera de Marte. El segundo vuelo, 6 meses después, en marzo de 2018, fue la primera prueba completa del paracaídas. La prueba final exitosa realizada en septiembre de 2018 proporcionó los resultados necesarios para que el equipo de paracaídas Perseverance estuviese seguro de que el diseño estaba listo para la misión Mars 2020.

Actualmente, la NASA está desarrollando planes para una misión de retorno de muestras de Marte, para recuperar las rocas y muestras de suelo recolectadas por Perseverance y devolverlas a la Tierra. Los equipos se están preparando para probar componentes para el vehículo que viaje a Marte que traerá las muestras recolectadas de la superficie del planeta.

Se están examinando vehículos suborbitales, ya sean cohetes o globos científicos, para la misión de retorno de muestras. El personal de Wallops está emocionado de ser parte de este próximo paso de exploración del planeta rojo a medida que avanzamos hacia la Luna, Marte y más allá.

La sonda solar Parker ofrece una vista impresionante de Venus

La sonda solar Parker de la NASA capturó impresionantes vistas de Venus durante su sobrevuelo cercano del planeta en julio de 2020.

Aunque el foco de Parker Solar Probe es el Sol, Venus juega un papel fundamental en la misión: la nave espacial pasa cerca de Venus un total de siete veces en el transcurso de su misión de siete años, utilizando la gravedad del planeta para modificar la órbita de la nave espacial. Estas ayudas gravitatorias de Venus permiten que Parker Solar Probe vuele cada vez más cerca del Sol en su misión de estudiar la dinámica del viento solar cerca de su fuente.

Pero, junto con la dinámica orbital, estos pases también pueden producir algunas vistas únicas e incluso inesperadas del sistema solar interior. Durante la tercera asistencia gravitacional de Venus de la misión, el 11 de julio de 2020, el generador de imágenes de campo amplio para Parker Solar Probe, o WISPR, capturó una imagen sorprendente del lado nocturno del planeta desde una distancia de 12.380 kilómetros.

Imagen en blanco y negro que muestra un hemisferio del planeta Venus contra un telón de fondo de estrellas, con rayas brillantes por todas partes.
Al sobrevolar Venus en julio de 2020, el instrumento WISPR de Parker Solar Probe, abreviatura de Wide-field Imager para Parker Solar Probe, detectó un borde brillante alrededor del borde del planeta que puede ser un resplandor nocturno: luz emitida por átomos de oxígeno en lo alto de la atmósfera que se recombinan en moléculas en el lado nocturno. La característica oscura prominente en el centro de la imagen es Afrodita Terra, la región montañosa más grande de la superficie de Venus. Las rayas brillantes en WISPR, como las que se ven aquí, generalmente son causadas por una combinación de partículas cargadas, llamadas rayos cósmicos, luz solar reflejada por granos de polvo espacial y partículas de material expulsado de las estructuras de la nave espacial después del impacto con esos granos de polvo. La cantidad de rayas varía a lo largo de la órbita o cuando la nave espacial viaja a diferentes velocidades. Los científicos todavía están debatiendo sobre los orígenes específicos de estas rayas. La mancha oscura que aparece en la parte inferior de Venus es un artefacto del instrumento WISPR.
Créditos: NASA / Johns Hopkins APL / Naval Research Laboratory / Guillermo Stenborg y Brendan Gallagher.

WISPR está diseñado para capturar imágenes de la corona solar y la heliosfera interior en luz visible, así como imágenes del viento solar y sus estructuras, a medida que se acercan y se mueven cerca de la nave espacial. En Venus, la cámara detectó un borde brillante alrededor del límite del planeta que puede ser un resplandor nocturno: luz emitida por átomos de oxígeno en lo alto de la atmósfera que se recombinan en moléculas en el lado nocturno. La característica oscura prominente en el centro de la imagen es Afrodita Terra, la región montañosa más grande de la superficie de Venus. La característica parece oscura debido a su temperatura más baja, unos 30 grados Celsius más fría que su entorno.

Ese aspecto de la imagen cogió al equipo por sorpresa, dijo Angelos Vourlidas, científico del proyecto WISPR del Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Laurel, Maryland, quien coordinó una campaña de imágenes WISPR con la misión japonesa Akatsuki, que orbita Venus. “WISPR está diseñado y probado para observaciones de luz visible. Esperábamos ver nubes, pero la cámara apuntó directamente a la superficie “.

La sonda solar Parker de la NASA tuvo una vista de cerca de Venus cuando sobrevoló el planeta en julio de 2020. Algunas de las características vistas por los científicos están etiquetadas en esta imagen con anotaciones. La mancha oscura que aparece en la parte inferior de Venus es un artefacto del instrumento WISPR.
Créditos: NASA / Johns Hopkins APL / Naval Research Laboratory / Guillermo Stenborg y Brendan Gallagher.

“WISPR capturó efectivamente la emisión térmica de la superficie de Venus”, dijo Brian Wood, astrofísico y miembro del equipo de WISPR del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. En Washington, DC. “Es muy similar a las imágenes adquiridas por la nave espacial Akatsuki en longitudes de onda del infrarrojo cercano. “

Esta sorprendente observación envió al equipo de WISPR de regreso al laboratorio para medir la sensibilidad del instrumento a la luz infrarroja. Si WISPR realmente puede captar longitudes de onda de luz del infrarrojo cercano, la capacidad imprevista proporcionaría nuevas oportunidades para estudiar el polvo alrededor del Sol y en el sistema solar interior. Si no puede captar longitudes de onda infrarrojas adicionales, entonces estas imágenes, que muestran firmas de características en la superficie de Venus, pueden haber revelado una “ventana” previamente desconocida a través de la atmósfera de Venus.

“De cualquier manera”, dijo Vourlidas, “nos esperan algunas oportunidades científicas emocionantes”.

Para obtener más información sobre las imágenes de julio de 2020, el equipo de WISPR planeó un conjunto de observaciones similares del lado nocturno de Venus durante el último sobrevuelo de Venus de Parker Solar Probe el 20 de febrero de 2021. Los científicos del equipo de la misión esperan recibir y procesar esos datos para su análisis a finales de abril.

“Estamos ansiosos por estas nuevas imágenes”, dijo Javier Peralta, un científico planetario del equipo de Akatsuki, quien sugirió por primera vez una campaña de Parker Solar Probe con Akatsuki, que ha estado en órbita alrededor de Venus desde 2015. “Si WISPR puede detectar la emisión térmica de la superficie de Venus y el resplandor nocturno, muy probablemente del oxígeno, en la extremidad del planeta, puede hacer valiosas contribuciones a los estudios de la superficie de Venus ”.

Parker Solar Probe es parte del programa Living with a Star de la NASA para explorar aspectos del sistema Sol-Tierra que afectan directamente a la vida y a la sociedad. El programa Living with a Star es administrado por el Goddard Space Flight Center de la agencia en Greenbelt, Maryland, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. Johns Hopkins APL diseñó, construyó y opera la nave espacial.

Primera panorámica de 360 ​​grados de Mastcam-Z

Esta es la primera panorámica de 360 ​​grados tomada por Mastcam-Z, un par de cámaras con zoom a bordo del rover Perseverance Mars de la NASA. La panorámica se unió en la Tierra a partir de 142 imágenes individuales tomadas en Sol 3, el tercer día marciano de la misión (21 de febrero de 2021).

Esta roca tallada por el viento que se ve en la primera panorámica de 360 ​​grados tomada por el instrumento Mastcam-Z muestra cuántos detalles capturan los sistemas de cámaras.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / MSSS / ASU.

Las versiones anotadas de esta imagen incluyen una barra de escala y primeros planos de las rocas que se ven a lo lejos.

Esto muestra el borde del cráter Jezero como se ve en la primera panorámica de 360 ​​grados tomada por el instrumento Mastcam-Z a bordo del rover Perseverance Mars de la NASA.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / MSSS / ASU.

La parte superior de la panorámica muestra el borde del cráter Jezero, el lugar de aterrizaje de Perseverance.

La Universidad Estatal de Arizona en Tempe, lidera las operaciones del instrumento Mastcam-Z, trabajando en colaboración con Malin Space Science Systems en San Diego.

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 de la NASA, en cooperación con la ESA (Agencia Espacial Europea), enviarán naves espaciales a Marte para recolectar estas muestras selladas de la superficie y devolverlas a la Tierra para un análisis en profundidad.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California construyó y administra las operaciones del rover Perseverance Mars 2020 para la NASA.

Una famosa supernova puede estar albergando una estrella de neutrones

Chandra (rayos X): NASA / CXC / Univ. di Palermo / E. Greco; Ilustración: INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo / Salvatore Orlando.

Desde que los astrónomos capturaron la brillante explosión de una estrella el 24 de febrero de 1987, los investigadores han estado buscando el núcleo estelar aplastado que debería haber quedado. Un grupo de astrónomos que utilizaron datos de misiones espaciales de la NASA y telescopios terrestres puede que finalmente lo hayan encontrado.

Como primera supernova visible a simple vista en unos 400 años, la Supernova 1987A (o SN 1987A para abreviar) provocó una gran emoción entre los científicos y pronto se convirtió en uno de los objetos más estudiados del cielo. La supernova se encuentra en la Gran Nube de Magallanes, una pequeña galaxia compañera de nuestra Vía Láctea, a solo unos 170.000 años luz de la Tierra.

Mientras los astrónomos observaban cómo los escombros explotaban desde el lugar de la detonación, también buscaban lo que debería haber quedado del núcleo de la estrella: una estrella de neutrones.

Los datos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y los datos inéditos de la matriz de telescopios espectroscópicos nucleares de la NASA (NuSTAR), en combinación con los datos de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) con base en tierra obtenidos el año pasado, ahora presentan una serie de pruebas de la presencia de la estrella de neutrones en el centro de SN 1987A.

“Durante 34 años, los astrónomos han estado examinando los escombros estelares de SN 1987A para encontrar la estrella de neutrones que esperamos que esté allí”, dijo el líder del estudio, Emanuele Greco, de la Universidad de Palermo en Italia. “Ha habido muchos indicios que han resultado ser callejones sin salida, pero creemos que nuestros últimos resultados podrían ser diferentes”.

Cuando una estrella explota, se colapsa sobre sí misma antes de que las capas exteriores sean lanzadas al espacio. La compresión del núcleo lo convierte en un objeto extraordinariamente denso, con la masa del Sol comprimida en un objeto de solo unos 15 kilómetros de diámetro. Estos objetos se han denominado estrellas de neutrones porque están formados casi exclusivamente por neutrones densamente empaquetados. Son laboratorios de física extrema que no se pueden reproducir aquí en la Tierra.

Las estrellas de neutrones de rotación rápida y altamente magnetizadas, llamadas púlsares, producen un haz de radiación similar a un faro, que los astrónomos detectan como pulsos cuando su rotación está ordenada de tal forma que su destello es observable en nuestro firmamento. Hay un subconjunto de púlsares que producen vientos desde sus superficies, a veces casi a la velocidad de la luz, que crean intrincadas estructuras de partículas cargadas y campos magnéticos conocidos como “nebulosas de viento de púlsar”.

Con Chandra y NuSTAR, el equipo encontró rayos X de relativamente baja energía de los escombros de SN 1987A chocando contra el material circundante. El equipo también encontró muestras de partículas de alta energía utilizando la capacidad de NuSTAR para detectar rayos X más energéticos.

Hay dos posibles explicaciones para esta energética emisión de rayos X: una nebulosa de viento de un púlsar o partículas que se aceleran a altas energías por la onda expansiva de la explosión. El último efecto no requiere la presencia de un púlsar y ocurre a distancias mucho mayores desde el núcleo de la explosión.

El último estudio de rayos X respalda el caso de la nebulosa de viento de púlsar, (lo que significa que la estrella de neutrones debe estar allí) . El brillo de los rayos X de mayor energía se mantuvo casi igual entre 2012 y 2014, mientras que la emisión de radio detectada con el Australia Telescope Compact Array aumentó. Esto va en contra de las expectativas para el escenario de la onda expansiva. A continuación, los autores estiman que se necesitarían casi 400 años para acelerar los electrones hasta las energías más altas observadas en los datos de NuSTAR, que es más de 10 veces mayor que la edad del remanente.

“Los astrónomos se han preguntado si no ha pasado suficiente tiempo para que se forme un púlsar, o incluso si SN 1987A creó un agujero negro”, dijo el coautor Marco Miceli, también de la Universidad de Palermo. “Este ha sido un misterio continuo durante algunas décadas y estamos muy emocionados de traer nueva información a la mesa con este resultado”.

Los datos de Chandra y NuSTAR también respaldan un resultado de 2020 de ALMA, que proporcionó una posible evidencia de la estructura de una nebulosa de viento de púlsar en la banda milimétrica de longitud de onda. Si bien esta “mancha” tiene otras posibles explicaciones, su identificación como una nebulosa de viento de púlsar podría fundamentarse con los nuevos datos de rayos X. Esta es la mayor evidencia que apoya la idea de que en el núcleo queda una estrella de neutrones.

Si se trata de un púlsar en el centro de SN 1987A, sería el más joven jamás encontrado.

“Ser capaz de observar un púlsar esencialmente desde su nacimiento no tendría precedentes”, dijo el coautor Salvatore Orlando del Observatorio Astronómico de Palermo, un centro de investigación del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) en Italia. “Podría ser una oportunidad única en la vida para estudiar el desarrollo de un púlsar bebé”.

El centro de SN 1987A está rodeado de gas y polvo. Los autores utilizaron simulaciones de última generación para comprender cómo este material absorbería los rayos X a diferentes energías, lo que permitiría una interpretación más precisa del espectro de rayos X, es decir, la cantidad de rayos X a diferentes energías. Esto les permite estimar cuál es el espectro de las regiones centrales de SN 1987A sin el material que lo difumina.

Como suele ocurrir, se necesitan más datos para fortalecer el caso de la nebulosa de viento de púlsar. Un aumento de las ondas de radio acompañado de un aumento de los rayos X de energía relativamente alta en las observaciones futuras, argumentaría en contra de esta idea. Por otro lado, si los astrónomos observan una disminución en los rayos X de alta energía, entonces se corroboraría la presencia de una nebulosa de viento de púlsar.

Los escombros estelares que rodean al púlsar juegan un papel importante al absorber en gran medida su emisión de rayos X de menor energía, lo que lo hace indetectable en la actualidad. El modelo predice que este material se dispersará en los próximos años, lo que reducirá su poder absorbente. Por lo tanto, se espera que la emisión del púlsar emerja en unos 10 años, revelando la existencia de la estrella de neutrones.

Esta semana se publicará un artículo que describe estos resultados en The Astrophysical Journal y hay una versión preliminar disponible online. Los otros autores del trabajo son Barbara Olmi y Fabrizio Bocchino, también de INAF-Palermo; Shigehiro Nagataki y Masaomi Ono del Laboratorio Astrophysical Big Bang, RIKEN en Japón; Akira Dohi de la Universidad de Kyushu en Japón y Giovanni Peres de la Universidad de Palermo.

El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla la ciencia desde Cambridge Massachusetts y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.

NuSTAR es una misión Small Explorer dirigida por Caltech y administrada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. NuSTAR fue desarrollado en asociación con la Universidad Técnica Danesa y la Agencia Espacial Italiana (ASI). La nave espacial fue construida por Orbital Sciences Corporation en Dulles, Virginia (ahora parte de Northrop Grumman). El centro de operaciones de la misión de NuSTAR está en UC Berkeley, y el archivo de datos oficial está en el Centro de Investigación del Archivo Científico de Astrofísica de Alta Energía de la NASA. ASI proporciona la estación terrestre de la misión y un archivo espejo. JPL es una división de Caltech.

Nuevos estudios de neutrinos realizados a partir de datos de Swift de la NASA

La instalación transitoria de Zwicky capturó esta instantánea del evento de interrupción de las mareas AT2019dsg, en un círculo, el 19 de octubre de 2019. Crédito: ZTF / Caltech Optical Observatories.

Por segunda vez, los astrónomos han vinculado una partícula esquiva llamada neutrino de alta energía a un objeto fuera de nuestra galaxia. Utilizando instalaciones terrestres y espaciales, incluido el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA, rastrearon el neutrino hasta un agujero negro que desgarraba una estrella, una rara ocurrencia cataclísmica llamada evento de interrupción de las mareas.

“Los astrofísicos han teorizado durante mucho tiempo que las interrupciones de las mareas podrían producir neutrinos de alta energía, pero esta es la primera vez que hemos podido conectarlos con evidencia observacional”, dijo Robert Stein, estudiante de doctorado en el Sincrotrón Electrónico Alemán (DESY ) centro de investigación en Zeuthen, Alemania, y la Universidad Humboldt en Berlín. “Pero parece que este evento en particular, llamado AT2019dsg, no generó el neutrino cuando o como lo esperábamos. Nos está ayudando a comprender mejor cómo funcionan estos fenómenos “.

Los hallazgos, dirigidos por Stein, se publicaron en la edición del 22 de febrero de Nature Astronomy y están disponibles en línea.

Observa cómo un agujero negro monstruoso que destroza una estrella, puede haber lanzado una partícula fantasma hacia la Tierra. Los astrónomos han predicho durante mucho tiempo que los eventos de interrupción de las mareas podrían producir neutrinos de alta energía, partículas casi sin masa provenientes del exterior de nuestra galaxia que viajan cerca de la velocidad de la luz. Un evento reciente, llamado AT2019dsg, proporciona la primera prueba de que esta predicción es cierta, pero ha desafiado las suposiciones de los científicos sobre dónde y cuándo podrían formarse estas elusivas partículas durante estos estallidos destructivos.
Créditos: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA.

Los neutrinos son partículas fundamentales que superan con creces en número a todos los átomos del universo, pero rara vez interactúan con otra materia. Los astrofísicos están particularmente interesados ​​en los neutrinos de alta energía, que tienen energías hasta 1.000 veces mayores que las producidas por los colisionadores de partículas más poderosas de la Tierra. Creen que los eventos más extremos del universo, como violentos estallidos galácticos, aceleran las partículas a casi la velocidad de la luz. Luego, esas partículas chocan con la luz u otras partículas para generar neutrinos de alta energía. La primera fuente de neutrinos de alta energía confirmada, anunciada en 2018, fue un tipo de galaxia activa llamada blazar.

Los eventos de interrupción de las mareas ocurren cuando una estrella desafortunada se acerca demasiado a un agujero negro. Las fuerzas gravitacionales crean intensas mareas que deforman la estrella en una corriente de gas. La parte final de la corriente se escapa del sistema, mientras que la parte principal gira hacia atrás, rodeando el agujero negro con un disco de escombros. En algunos casos, el agujero negro lanza chorros de partículas de rápido movimiento. Los científicos plantearon la hipótesis de que las interrupciones de las mareas producirían neutrinos de alta energía dentro de tales chorros de partículas. También esperaban que los eventos produjeran neutrinos al principio de su evolución, con el brillo máximo, cualquiera que fuese el proceso de producción de las partículas.

AT2019dsg fue descubierto el 9 de abril de 2019 por Zwicky Transient Facility (ZTF), una cámara robótica en el Observatorio Palomar de Caltech en el sur de California. El evento ocurrió a más de 690 millones de años luz de distancia en una galaxia llamada 2MASX J20570298 + 1412165, ubicada en la constelación Delphinus.

Como parte de un estudio de seguimiento de rutina de las interrupciones de las mareas, Stein y su equipo solicitaron observaciones visibles, ultravioleta y de rayos X con Swift. También tomaron mediciones de rayos X utilizando el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea y mediciones de radio con instalaciones que incluyen el Karl G. Jansky Very Large Array del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Socorro, Nuevo México, y el telescopio MeerKAT del Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica.

El brillo máximo llegó y se fue en mayo. No apareció ningún chorro claro. Según las predicciones teóricas, AT2019dsg parecía un pobre candidato a neutrino.

Luego, el 1 de octubre de 2019, el Observatorio de Neutrinos IceCube de la Fundación Nacional de Ciencias en la Estación Amundsen-Scott del Polo Sur en la Antártida detectó un neutrino de alta energía llamado IC191001A y retrocedió a lo largo de su trayectoria hasta una ubicación concreta en el cielo. Aproximadamente siete horas después, ZTF notó que este mismo parche de cielo incluía AT2019dsg. Stein y su equipo creen que solo hay una posibilidad entre 500 de que la interrupción de la marea no sea la fuente del neutrino. Debido a que la detección se produjo unos cinco meses después de que el evento alcanzó el brillo máximo, surgen preguntas sobre cuándo y cómo estas ocurrencias producen neutrinos.

“Los eventos de interrupción de las mareas son fenómenos increíblemente raros, que solo ocurren una vez cada 10.000 a 100.000 años en una galaxia grande como la nuestra. Los astrónomos solo han observado unas pocas docenas en este punto ”, dijo el investigador principal de Swift, S. Bradley Cenko, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Las mediciones de longitud de onda múltiple de cada evento nos ayudan a aprender más sobre ellos como clase, por lo que AT2019dsg fue de gran interés incluso sin una detección inicial de neutrinos”.

Por ejemplo, las interrupciones de las mareas generan luz visible y ultravioleta en las regiones exteriores de sus discos calientes de acreción. En AT2019dsg, estas longitudes de onda se estabilizaron poco después de alcanzar su punto máximo. Eso fue inusual porque tales mesetas suelen aparecer solo después de unos pocos años. Los investigadores sospechan que el monstruoso agujero negro de la galaxia, con una masa estimada en 30 millones de veces la del Sol, podría haber obligado a los escombros estelares a asentarse en un disco más rápidamente de lo que podría haberlo hecho alrededor de un agujero negro menos masivo.

AT2019dsg es una de las pocas interrupciones conocidas de mareas que emiten rayos X. Los científicos creen que los rayos X provienen de la parte interna del disco de acreción, cerca del agujero negro, o de chorros de partículas a alta velocidad. Los rayos X del estallido se desvanecieron en un 98% sin precedentes durante 160 días. El equipo de Stein no ve evidencia clara que indique la presencia de chorros y, en cambio, sugiere que un enfriamiento rápido en el disco probablemente explica la caída precipitada de los rayos X.

No todo el mundo está de acuerdo con este análisis. Otra explicación, escrita por Walter Winter de DESY y Cecilia Lunardini, profesora de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, propone que la emisión provino de un jet que fue rápidamente oscurecido por una nube de escombros. Los investigadores publicaron su interpretación alternativa en el mismo número de Nature Astronomy.

Los astrónomos creen que la emisión de radio en estos fenómenos proviene de las partículas aceleradas del agujero negro, ya sea en chorros o en salidas más moderadas. El equipo de Stein cree que AT2019dsg estaría en la última categoría. Los científicos también descubrieron que la emisión de radio continuaba de manera constante durante meses y no se desvanecía junto con la luz visible y ultravioleta, como se suponía anteriormente.

La detección de neutrinos, combinada con las mediciones de longitudes de onda múltiples, llevó a Stein y sus colegas a repensar cómo las interrupciones de las mareas podrían producir neutrinos de alta energía.

La emisión de radio muestra que la aceleración de partículas ocurre incluso sin chorros claros y potentes y puede funcionar bien después del pico de brillo radiación UV y visible. Stein y sus colegas sugieren que esas partículas aceleradas podrían producir neutrinos en tres regiones distintas de la interrupción de marea: en el disco exterior a través de colisiones con luz ultravioleta, en el disco interior a través de colisiones con rayos X y en la salida moderada de partículas a través de colisiones. con otras partículas.

El equipo de Stein sugiere que el neutrino de AT2019dsg probablemente se originó en la parte exterior del disco con brillo ultravioleta, basándose en el hecho de que la energía de la partícula era más de 10 veces mayor que la que pueden lograr los colisionadores de partículas.

“Predijimos que los neutrinos y las interrupciones de las mareas podrían estar relacionados, y ver eso por primera vez en los datos es muy emocionante”, dijo el coautor Sjoert van Velzen, profesor asistente de la Universidad de Leiden en los Países Bajos. “Este es otro ejemplo del poder de la astronomía de múltiples disciplinas, que utiliza una combinación de luz, partículas y ondas de espacio-tiempo para aprender más sobre el cosmos. Cuando era un estudiante de posgrado, a menudo se predijo que se acercaba esta nueva era de la astronomía, pero ahora ser parte de ella es muy gratificante “.

Goddard gestiona la misión Swift en colaboración con Penn State, 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 en el Reino Unido, el Observatorio Brera y la Agencia Espacial Italiana en Italia.

Las misiones de la NASA hacen un mapa sin precedentes del campo magnético solar.

Durante décadas después de su descubrimiento, los observadores solo pudieron ver la cromosfera solar unos momentos fugaces: durante un eclipse solar total, cuando un resplandor rojo brillante rodeó la silueta de la Luna.

La cromosfera fotografiada durante el eclipse solar total de 1999. Los tonos rojos y rosados, que es la luz emitida por el hidrógeno, le atribuyeron el nombre de cromosfera, del griego “chrôma” que significa color.
Créditos: Luc Viatour.

Más de cien años después, la cromosfera sigue siendo la más misteriosa de las capas atmosféricas del Sol. Intercalada entre la superficie brillante y la corona solar etérea (la atmósfera exterior del Sol), la cromosfera es un lugar de cambio rápido, donde la temperatura aumenta y los campos magnéticos comienzan a dominar el comportamiento del Sol.

Ahora, por primera vez, una tríada de misiones de la NASA ha escudriñado la cromosfera para obtener mediciones de múltiples alturas de su campo magnético. Las observaciones, capturadas por dos satélites y el espectropolarímetro de capa cromosférica 2, o misión CLASP2, a bordo de un pequeño cohete suborbital, ayudan a revelar cómo los campos magnéticos en la superficie del Sol, dan lugar a las brillantes erupciones en su atmósfera exterior. El artículo fue publicado en Science Advances.

Un objetivo principal de la heliofísica, la ciencia que estudia la influencia del Sol en el espacio, es predecir el clima espacial, que a menudo comienza en el Sol pero que puede extenderse rápidamente por el espacio para causar interrupciones cerca de la Tierra.

El motor de estas erupciones solares es el campo magnético del Sol, las líneas invisibles de fuerza que se extienden desde la superficie solar hasta el espacio más allá de la Tierra. Este campo magnético es difícil de ver; solo se puede observar indirectamente, por la luz del plasma, o gas sobrecalentado, que traza sus líneas como los faros de un automóvil que viaja por una carretera lejana. Sin embargo, la forma en que esas líneas magnéticas se organizan, ya sea flojas y rectas o tensas y enredadas, marca la diferencia entre un Sol tranquilo y una erupción solar.

“El Sol es hermoso y misterioso, con una actividad constante provocada por sus campos magnéticos”, dijo Ryohko Ishikawa, físico solar del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, en Tokio, y autor principal del artículo.

Idealmente, los investigadores podrían leer las líneas del campo magnético en la corona, donde tienen lugar las erupciones solares, pero el plasma es demasiado escaso para realizar lecturas precisas (la corona es mucho menos de una milmillonésima parte de la densidad del aire al nivel del mar).

En cambio los científicos miden la fotosfera más densamente compacta, la superficie visible del Sol, dos capas por debajo. Luego usan modelos matemáticos para propagar ese campo hacia arriba en la corona. Este enfoque omite la medición de la cromosfera, que se encuentra entre los dos, con la esperanza de simular su comportamiento.

La cromosfera se encuentra entre la fotosfera, o la superficie brillante del Sol que emite luz visible, y la corona sobrecalentada, o atmósfera exterior del Sol, fuente de las erupciones solares. La cromosfera es un vínculo clave entre estas dos regiones y una variable faltante que determina la estructura magnética del Sol.
Créditos: Créditos: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA.

Desafortunadamente, la cromosfera ha resultado ser un comodín, donde las líneas del campo magnético se reorganizan de maneras difíciles de anticipar. Los modelos luchan por capturar esta complejidad.

“La cromosfera es un lío caliente”, dijo Laurel Rachmeler, ex científica del proyecto de la NASA para CLASP2, ahora en la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, o NOAA. “Hacemos supuestos simplificadores de la física en la fotosfera y supuestos separados en la corona. Pero en la cromosfera, la mayoría de esas suposiciones se rompen “.

Instituciones de EE.UU., Japón, España y Francia trabajaron juntas para desarrollar un enfoque novedoso para medir el campo magnético de la cromosfera a pesar de su desorden. Modificando un instrumento que voló en 2015, montaron su observatorio solar en un cohete sonoro, llamado así por el término náutico “sónar” que significa medir. Los cohetes sonoros se lanzan al espacio para realizar observaciones breves de unos minutos antes de volver a la Tierra. Más asequibles y más rápidos de construir y volar que las misiones satelitales más grandes, también son un recurso ideal para probar nuevas ideas y técnicas innovadoras.

Lanzado desde el campo de misiles White Sands en Nuevo México, el cohete se disparó a una altitud de 274 kilómetros para tener una vista del Sol desde la atmósfera de la Tierra, que de otra manera bloquea ciertas longitudes de onda de luz. Pusieron sus miras en una plage, el borde de una “región activa” en el Sol, donde la fuerza del campo magnético era fuerte, ideal para sus sensores.

Mientras CLASP2 observaba al Sol, el Espectrógrafo de Imágenes de la Región de Interfaz de la NASA o IRIS y el satélite JAXA/NASA Hinode, ambos observando el Sol desde la órbita de la Tierra, ajustaron sus telescopios para apuntar a la misma ubicación. En coordinación, las tres misiones se centraron en la misma parte del Sol, pero miraron a diferentes profundidades.

Hinode se centró en la fotosfera, buscando líneas espectrales del hierro neutro formado allí. CLASP2 apuntó a tres alturas diferentes dentro de la cromosfera, bloqueando líneas espectrales de magnesio ionizado y manganeso. Mientras tanto, IRIS midió las líneas de magnesio en una resolución más alta, para calibrar los datos CLASP2. Juntas, las misiones monitorizaron cuatro capas diferentes dentro y alrededor de la cromosfera.

Finalmente, los resultados concluyeron en el primer mapa de múltiples alturas del campo magnético de la cromosfera.

“Cuando Ryohko me mostró estos resultados por primera vez, no podía quedarme en mi asiento”, dijo David McKenzie, investigador principal de CLASP2 en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama. “Sé que suena esotérico, pero acabas de mostrar el campo magnético a cuatro alturas al mismo tiempo. ¡Nadie hace eso! “

El aspecto más sorprendente de los datos fue lo variada que resultó ser la cromosfera. Tanto a lo largo de la porción del Sol que estudiaron como a diferentes alturas dentro de ella, el campo magnético varió significativamente.

“En la superficie del Sol vemos campos magnéticos que cambian en distancias cortas; más arriba esas variaciones están mucho más difusas. En algunos lugares, el campo magnético no llegó hasta el punto más alto que medimos, mientras que en otros lugares, estaba en plena potencia “.

El equipo espera utilizar esta técnica para mediciones magnéticas de múltiples alturas para mapear el campo magnético de toda la cromosfera. Esto no solo ayudaría a nuestra capacidad para predecir el clima espacial, sino que también nos brindaría información clave sobre la atmósfera alrededor de nuestra estrella.

“Soy un físico coronal, estoy realmente interesado en los campos magnéticos de allí”, dijo Rachmeler. “Poder elevar nuestro límite de medición a la parte superior de la cromosfera nos ayudaría a comprender mucho más, nos ayudaría a predecir mucho más; sería un gran paso adelante en la física solar”.

Tendrán la oportunidad de dar ese paso pronto: la NASA acaba de dar luz verde a un nuevo vuelo de la misión. Aunque la fecha de lanzamiento aún no está fijada, el equipo planea usar el mismo instrumento pero con una nueva técnica para medir una franja mucho más amplia del Sol.

“En lugar de simplemente medir los campos magnéticos a lo largo de la franja muy estrecha, queremos escanearlo a través del objetivo y hacer un mapa bidimensional”, dijo McKenzie.

MEDICIÓN DE CAMPOS MAGNÉTICOS

Para medir la fuerza del campo magnético, el equipo aprovechó el efecto Zeeman, una técnica centenaria. (La primera aplicación del efecto Zeeman al Sol, por el astrónomo George Ellery Hale en 1908, fue el modo en el que aprendimos que el Sol era magnético). El efecto Zeeman se refiere al hecho de que las líneas espectrales, en presencia de campos magnéticos fuertes, se separan en múltiples. Cuanto más se separan, más fuerte es el campo magnético.

El efecto Zeeman. Esta imagen animada muestra un espectro con varias líneas de absorción: líneas espectrales que se producen cuando los átomos a temperaturas específicas absorben una longitud de onda de luz específica. Cuando se introduce un campo magnético (que se muestra aquí como líneas de campo magnético azul que emanan de una barra magnética), las líneas de absorción se dividen en dos o más. El número de divisiones y la distancia entre ellas revela la fuerza del campo magnético. Hay que tener en cuenta que no todas las líneas espectrales se dividen de esta manera, y que el experimento CLASP2 midió líneas espectrales en el rango ultravioleta, mientras que esta demostración muestra líneas en el rango visible.
Créditos: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Scott Weissinger.

Sin embargo, la cromosfera caótica tiende a “difuminar” las líneas espectrales, lo que dificulta saber la distancia a la que se separan, por eso las misiones anteriores tenían problemas para medirlo. La novedad de CLASP2 fue trabajar alrededor de esta limitación midiendo la “polarización circular”, un cambio sutil en la orientación de la luz que ocurre como parte del efecto Zeeman. Al medir cuidadosamente el grado de polarización circular, el equipo de CLASP2 pudo discernir la distancia a la que debían haberse dividido esas líneas manchadas y, por lo tanto, la fuerza del campo magnético.

¿Cómo se descubrieron y nombraron los asteroides troyanos?

Ilustración de los siete objetivos de la misión Lucy: el asteroide binario Patroclus/Menoetius, Eurybates, Orus, Leucus, Polymele y el asteroide del cinturón principal DonaldJohanson.
Créditos: Laboratorio de imágenes conceptuales del Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA.

El 22 de febrero de 1906, el astrofotógrafo alemán Max Wolf ayudó a remodelar nuestra comprensión del sistema solar, otra vez.

Nacido en 1863, Wolf tenía la costumbre de alterar drásticamente el panorama astronómico. Algo así como un prodigio, descubrió su primer cometa con solo 21 años. Luego, en 1890, declaró audazmente que planeaba utilizar la fotografía de campo amplio en su búsqueda para descubrir nuevos asteroides, lo que lo convertiría en el primero en hacerlo. Dos años después, Wolf había encontrado 18 nuevos asteroides. Más tarde se convirtió en la primera persona en usar el “comparador estéreo”, un dispositivo similar a View-Master que mostraba dos fotografías del cielo a la vez, de modo que los asteroides en movimiento parecían emerger del fondo estrellado.

Quizás no sea sorprendente, entonces, que el 22 de febrero de 1906, Wolf hiciera otro descubrimiento importante: un asteroide con una órbita particularmente inusual. Cuando Júpiter se movió, este asteroide permaneció por delante de Júpiter, como si de alguna manera estuviera atrapado en la órbita de Júpiter alrededor del Sol. El astrónomo alemán Adolf Berberich observó que el asteroide estaba a casi 60 grados frente a Júpiter. Esta posición específica le recordó al astrónomo sueco Carl Charlier un comportamiento peculiar predicho por el matemático italo-francés Joseph-Louis Lagrange más de 100 años antes. Lagrange argumentó que si un cuerpo pequeño (como un asteroide) se coloca en uno de los dos puntos estables en la órbita de un planeta alrededor del Sol (llamados Puntos de Lagrange L4 y L5), el asteroide permanecería estacionario desde la perspectiva del planeta debido a la fuerzas gravitacionales combinadas del planeta y el Sol. Charlier se dio cuenta de que el asteroide de Wolf estaba atrapado en el punto L4 Lagrange de Júpiter. Hasta el descubrimiento de Wolf, la predicción de Lagrange había sido solo un ejercicio matemático. Ahora, estos astrónomos tenían pruebas fotográficas de que Lagrange tenía razón.

Ocho meses después, uno de los estudiantes graduados de Wolf, August Kopff, descubrió un asteroide en el otro punto estable de Lagrange (L5) de Júpiter, así como otro asteroide atrapado en L4 unos meses después.

Una vez que se descubrieron tres de estos asteroides que habitan en puntos de Lagrange, los astrónomos comenzaron a preguntarse cómo llamarlos. En este punto, a la mayoría de los asteroides se les dio nombres de mujeres de la mitología romana o griega, a menos que sus órbitas fueran particularmente extrañas. Los asteroides en cuestión tenían órbitas extrañas, por lo que el astrónomo austríaco Johann Palisa sugirió los nombres de Aquiles, Patroclo y Héctor, personajes de La Ilíada. Aquiles era un héroe griego casi invulnerable (excepto por su talón) y Patroclo era amigo suyo. Héctor, príncipe de los troyanos, finalmente mató a Patroclo, y Aquiles se vengó matando a Héctor. Los asteroides entonces descubiertos recibieron nombres inspirados en la Ilíada.

Esta es una vista del sistema solar interior en un marco de referencia giratorio de Júpiter. La cámara comienza en el punto de vista oblicuo al plano de la eclíptica, luego sube a una vista de arriba hacia abajo. Cúmulos de asteroides troyanos aparecen detrás y delante de Júpiter en su órbita.
Créditos: Estudio de visualización científica de la NASA.

A medida que los astrónomos continuaban descubriendo asteroides escondidos en los puntos Lagrange de Júpiter, continuaron nombrándolos como héroes de la guerra de Troya y comenzaron a referirse a ellos como “asteroides troyanos” (“Asteroides troyanos” se referiría a los asteroides que habitan en los puntos estables de Lagrange de cualquier planeta, aunque los nombres de La Ilíada están reservados para los troyanos de Júpiter). Más tarde se decidió en una convención nombrar los asteroides L4 de Júpiter con caracteres griegos y los asteroides L5 de Júpiter con caracteres troyanos, por lo que L4 y L5 se convirtieron en el “campo griego” y el “campo de Troya”, respectivamente. Al parecer, Palisa no previó esta tradición, ya que su nombre de los primeros tres asteroides llevó a un “espía” griego que residía en el campo de Troya (Patroclo) y a un troyano confundido (Héctor) que probablemente entró en el campo de Grecia con la esperanza de ordenar algunos de sus famosos caballos de madera hechos a medida.

Ninguna nave espacial ha estado jamás en esta población de cuerpos pequeños, llamados asteroides troyanos. Ahora, una nueva misión del Programa de Descubrimiento de la NASA llamada Lucy volará por siete asteroides troyanos, más un asteroide del cinturón principal, para estudiar la diversidad de esta población en una sola misión récord de 12 años. La ventana de lanzamiento de la nave espacial Lucy se abre el 16 de octubre de 2021.

Lucy, que se lanzará a finales de 2021, será la primera misión espacial en explorar los asteroides troyanos. Se trata de una población de pequeños cuerpos que quedan de la formación del sistema solar. Lideran o siguen a Júpiter en su órbita alrededor del Sol y pueden informarnos sobre los orígenes de los materiales orgánicos en la Tierra.
Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA.

Southwest Research Institute en Boulder, Colorado, es la institución investigadora principal y dirige la investigación científica. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, brinda administración general de misiones, ingeniería de sistemas y garantía de seguridad y misión. Lockheed Martin Space Systems en Denver está construyendo la nave espacial. La carga útil de la nave espacial está siendo proporcionada por Goddard, el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins y la Universidad Estatal de Arizona. La gestión del programa Discovery está a cargo del Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama.

El Mars Perseverance Rover de la NASA proporciona una visión del aterrizaje con grabación de audio, la primera y única del Planeta Rojo.

Esta panorámica, tomada el 20 de febrero de 2021 por las cámaras de navegación, o Navcams, a bordo del rover Perseverance Mars de la NASA, se unió a partir de seis imágenes individuales después de que fueron enviadas a la Tierra.
Crédito: NASA / JPL-Caltech.

El rover más nuevo de la agencia capturó las primeras imágenes de un aterrizaje en Marte el 18 de febrero y ha grabado el audio del viento marciano.

El nuevo vídeo del rover Perseverance Mars 2020 de la NASA muestra hitos importantes durante los minutos finales de su entrada, descenso y aterrizaje (EDL) en el Planeta Rojo el pasado 18 de febrero, cuando la nave espacial se adentró, se lanzó en paracaídas y se deslizó hacia la superficie de Marte. Un micrófono en el rover también ha proporcionado la primera grabación de audio de sonidos de Marte.

Desde el momento de la apertura del paracaídas, el sistema de cámaras cubre la totalidad del proceso de descenso, mostrando parte del intenso viaje del rover hasta el cráter Jezero de Marte. El metraje de las cámaras de alta definición a bordo de la nave comienza a 11 kilómetros sobre la superficie, mostrando el despliegue supersónico del paracaídas más grande jamás enviado a otro mundo, terminando con el aterrizaje del rover en el cráter.

Esta es una versión en alta resolución de un vídeo tomado por varias cámaras cuando el rover Perseverance de la NASA aterrizó en Marte. Un micrófono capturó el primer audio de un aterrizaje en Marte. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Un micrófono conectado al rover no recopiló datos utilizables durante el descenso, pero el dispositivo comercial sobrevivió al agitado descenso a la superficie y obtuvo sonidos del cráter Jezero el 20 de febrero. Aproximadamente 60 segundos después (en la segunda grabación), se oye una brisa marciana durante unos segundos, al igual que los sonidos mecánicos del rover operando en la superficie.

“Para aquellos que se preguntan cómo aterrizar en Marte, o por qué es tan difícil, o cómo de genial sería hacerlo, no necesitan buscar más”, dijo el administrador interino de la NASA, Steve Jurczyk. “Perseverance está comenzando su misión y ya ha proporcionado algunas de las imágenes más icónicas en la historia de la exploración espacial. Refuerza el notable nivel de ingeniería y precisión que se requiere para construir y hacer volar un vehículo al Planeta Rojo “.

El lunes también se publicó la primera panorámica de la ubicación de aterrizaje del rover, tomada por las dos cámaras de navegación ubicadas en su mástil. El rover astrobiólogo de seis ruedas (el quinto rover que la agencia ha aterrizado en Marte), se encuentra actualmente en una revisión exhaustiva de todos sus sistemas e instrumentos.

“Este vídeo del descenso de Perseverance es lo más cerca que puedes estar de aterrizar en Marte sin ponerte un traje presurizado”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de ciencia de la NASA. “Debería convertirse en un visionado obligatorio para los hombres y mujeres jóvenes que no solo quieren explorar otros mundos y construir la nave espacial que los lleve allí, sino que también quieran formar parte de los diversos equipos que logren todos los objetivos propuestos para el futuro”.

La vista más cercana de lo que supone un aterrizaje en Marte comienza unos 230 segundos después de que la nave espacial entrara a la atmósfera superior del Planeta Rojo a 20.100 km/h. El vídeo comienza con una imagen en negro, ya que la lente de la cámara todavía estaba cubierta dentro del compartimento del paracaídas. En menos de un segundo, el paracaídas de la nave espacial se despliega y se transforma, pasando de ser un cilindro comprimido de 46 por 66 centímetros de nailon, Technora y Kevlar en la base de un cono completamente inflado de 21,5 metros de ancho, el más grande jamás enviado a Marte. Las decenas de miles de kilos de fuerza que genera el paracaídas en tan poco tiempo, estresan tanto al paracaídas como al vehículo.

“Ahora finalmente tenemos una vista en primera fila de lo que llamamos ‘los siete minutos de terror’ mientras aterrizamos en Marte”, dijo Michael Watkins, director del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California, que administra la misión de la agencia. “Desde la apertura explosiva del paracaídas hasta el chorro de los cohetes que aterrizan enviando polvo y escombros al aterrizar, es absolutamente impresionante”.

El vídeo también captura el escudo térmico cayendo después de proteger a Perseverance de temperaturas abrasadoras durante su entrada a la atmósfera marciana. En la vista hacia abajo, el rover se balancea suavemente como un péndulo mientras la etapa de descenso, unida a Perseverance, cuelga de la carcasa trasera y el paracaídas. El paisaje marciano se vislumbra rápidamente a medida que la etapa de descenso se desacelera usando motores de cohetes. Después aproxima con cables al rover hasta la superficie, momento en el que se libera activando sus ocho propulsores para alejarse de Perseverance.

Luego, 80 segundos y 2.130 metros más tarde, las cámaras capturan la etapa de descenso realizando la maniobra de la grúa aérea sobre el lugar de aterrizaje: se observa la columna de sus motores levantando polvo y pequeñas rocas que probablemente habían estado en su lugar durante miles de millones de años.

“Colocamos el sistema de cámara EDL en la nave espacial no solo para tener la oportunidad de comprender mejor el rendimiento de nuestra nave espacial durante la entrada, el descenso y el aterrizaje, sino también porque queríamos llevar al público al viaje de su vida: el aterrizaje en la superficie de Marte ”, dijo Dave Gruel, ingeniero principal del subsistema de cámara y micrófono EDL de Mars 2020 Perseverance en JPL. “Sabemos que el público está fascinado con la exploración de Marte, por lo que añadimos el micrófono EDL Cam al vehículo, esperábamos que pudiera mejorar la experiencia, especialmente para los fanáticos del espacio con discapacidad visual, e involucrar e inspirar a personas de todo el mundo”.

El metraje termina con las ruedas de aluminio de Perseverance haciendo contacto con la superficie a 2,6 kilómetros por hora, y luego cuchillas disparadas pirotécnicamente cortan los cables que lo conectan a la etapa de descenso todavía flotante. Después, la etapa de descenso asciende y se acelera en la maniobra de vuelo programada.

“Si se tratara de una vieja película del oeste, diría que la etapa de descenso fue nuestro héroe cabalgando lentamente hacia el sol poniente, pero los héroes de verdad están aquí en la Tierra”, dijo Matt Wallace, subdirector de proyectos Mars 2020 Perseverance en JPL. “Llevo 25 años esperando la oportunidad de ver una nave espacial aterrizar en Marte. Valió la pena la espera. Poder compartir esto con el mundo es un gran momento para nuestro equipo ”.

Cinco cámaras comerciales disponibles en el mercado ubicadas en tres componentes diferentes de la nave espacial, recopilaron las imágenes. Dos cámaras en la carcasa trasera, que encapsularon el rover durante su viaje, tomaron fotografías del paracaídas desplegándose. Una cámara en la etapa de descenso proporcionó una vista hacia abajo, incluida la parte superior del rover, mientras que otras dos cámaras en el chasis del rover ofrecieron perspectivas tanto hacia arriba como hacia abajo.

El equipo del rover continúa con la inspección inicial de los sistemas de Perseverance y su entorno inmediato. El equipo comprobará cinco de los siete instrumentos del rover y realizará las primeras observaciones meteorológicas con el instrumento Mars Environmental Dynamics Analyzer. En los próximos días, una panorámica de 360 ​​grados de Jezero por la Mastcam-Z se transmitirá hacia nuestro planeta, proporcionando la vista de mayor resolución del camino que hay por delante.

Noticias de Ingenuity, el helicóptero de la NASA a bordo de Perseverance.

En esta ilustración, el helicóptero Ingenuity Mars de la NASA se encuentra en la superficie del Planeta Rojo mientras el rover Perseverance de la NASA (parcialmente visible a la izquierda) se aleja.
Crédito: NASA / JPL-Caltech.

La demostración de tecnología ha llamado a casa, desde donde está conectada al vientre del rover Perseverance de la NASA.

Los controladores de la misión del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California, han recibido el primer informe de estado del Helicóptero Ingenuity Mars, que aterrizó el 18 de febrero de 2021 en el cráter Jezero, adjunto al vientre del rover Perseverance Mars 2020 de la agencia. El informe, que llegó a las 3:30 p.m. PST (6:30 pm EST)por una conexión a través del Mars Reconnaissance Orbiter, indica que tanto el helicóptero, que permanecerá conectado al rover durante 30 a 60 días, como su estación base (una caja eléctrica en el rover que almacena rutas de comunicaciones entre el helicóptero y la Tierra) están funcionando como se esperaba.

“Hay varios elementos complejos que buscamos en los datos: el estado de carga de las baterías de Ingenuity, la confirmación de que la estación base está funcionando según lo diseñado, y que esté ordenando a los calentadores que se apaguen y enciendan para mantener la electrónica del helicóptero dentro de los límites de los rangos esperados ”, dijo Tim Canham, líder de operaciones de Ingenuity Mars Helicopter en JPL. “Ambos parecen estar funcionando muy bien. Con este informe positivo, continuaremos con la carga de las baterías del helicóptero “.

Asegurarse de que Ingenuity tenga suficiente energía almacenada a bordo para mantener la calefacción y otras funciones vitales, al mismo tiempo que se mantiene la salud óptima de la batería, es esencial para el éxito del Mars Helicopter. El encendido durante una hora cargará las baterías del helicóptero a, aproximadamente, un 30% de su capacidad total. Unos días después de eso, se les cargará nuevamente para alcanzar el 35%, con futuras sesiones de carga planificadas semanalmente mientras el helicóptero esté conectado al rover. Los datos descargados durante las sesiones de carga se compararán con las sesiones de carga de la batería realizadas durante el crucero a Marte, para ayudar al equipo a planificar otras futuras sesiones.

Las seis baterías de iones de litio están listas para usarse. Actualmente reciben recargas de la fuente de alimentación del rover. Una vez que Ingenuity se despliegue en la superficie de Marte, las baterías del helicóptero se cargarán únicamente con su propio panel solar.

Después de que Perseverance despliegue a Ingenuity en la superficie, el helicóptero tendrá una ventana de prueba de vuelo experimental de 30 días marcianos (31 días terrestres). Si Ingenuity sobrevive a sus primeras congeladoras noches marcianas, donde las temperaturas bajan hasta -90 grados Celsius, el equipo procederá con el primer vuelo de un helicóptero en otro mundo.

Si Ingenuity logra despegar y flotar durante su primer vuelo, se habrán logrado más del 90% de los objetivos del proyecto. Si el helicóptero aterriza con éxito y permanece operativo, se podrían intentar hasta cuatro vuelos más, cada uno basándose en el éxito del anterior.

“Estamos en un territorio desconocido, pero este equipo está acostumbrado a eso”, dijo MiMi Aung, gerente de proyecto del helicóptero Ingenuity Mars en JPL. “Casi cada hito desde aquí hasta el final de nuestro programa de demostración de vuelo será el primero, y cada uno debe ser exitoso para que podamos pasar al siguiente. Disfrutaremos de esta buena noticia por el momento, pero luego tendremos que volver al trabajo “.

Los helicópteros de próxima generación, descendientes de Ingenuity, podrían añadir una dimensión aérea a la exploración futura del Planeta Rojo. Estos avanzados vehículos voladores robóticos ofrecerían un punto de vista único que no proporcionan los orbitadores actuales o los rovers y módulos de aterrizaje en tierra, dejándonos imágenes de alta definición y reconocimiento para robots o humanos, y permitirían el acceso a terrenos que son difíciles de alcanzar para los rovers.

Más sobre Ingenuity

El helicóptero Ingenuity Mars fue construido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California, que también gestiona la demostración de tecnología para la sede de la NASA en Washington. Los centros de investigación Ames y Langley de la NASA proporcionaron importantes análisis de rendimiento de vuelo y asistencia técnica. AeroVironment Inc., Qualcomm, Snapdragon y SolAero también brindaron asistencia en el diseño y los principales componentes del vehículo. El sistema de entrega del Mars Helicopter fue diseñado y fabricado por Lockheed Space Systems en Denver.