La observación de supernovas en galaxias polvorientas, necesita telescopios infrarrojos

Cuando las estrellas explotan generan fantásticos espectáculos de luz. Los telescopios infrarrojos como Spitzer, pueden detectarlos a través de la neblina y dar una mejor idea de la frecuencia con la que ocurren estas explosiones.

Se podría pensar que las supernovas, que es la agonía de las estrellas masivas y una de las explosiones más brillantes y poderosas del universo, serían difíciles de pasar por alto. Sin embargo, el número de estas explosiones observadas en lugares distantes del universo está muy por debajo de las predicciones de los astrofísicos.

Un nuevo estudio que utiliza datos del telescopio espacial Spitzer de la NASA, recientemente retirado, informa de la detección de cinco supernovas que, sin ser descubiertas en luz óptica, nunca antes se habían visto. Spitzer observaba el universo en luz infrarroja, que es capaz de atravesar las nubes de polvo que bloquean la luz óptica, el tipo de luz que ven nuestros ojos y que las supernovas despejadas irradian con mayor intensidad.

Póster de la NASA, que conmemora el telescopio espacial Spitzer ya retirado.
Descargar gratuitamente aquí.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.

Para buscar supernovas ocultas, los investigadores analizaron las observaciones de Spitzer de 40 galaxias polvorientas. (En el espacio, el polvo se refiere a partículas parecidas a granos con una consistencia similar al humo). Basado en el número de supernovas que encontraron en estas galaxias, el estudio confirma que éstas ocurren con tanta frecuencia como los científicos suponían. La expectativa se basa en el conocimiento del que disponen actualmente los científicos sobre cómo evolucionan las estrellas. Estudios como este son necesarios para mejorar eso conocimiento, ya sea reforzando o descartando ciertos aspectos de la misma.

“Estos resultados de Spitzer muestran que los estudios ópticos en los que hemos confiado durante mucho tiempo para detectar supernovas, pierden hasta la mitad de las explosiones estelares que ocurren en el universo”, dijo Ori Fox, científico del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland y autor principal del nuevo estudio, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “Es muy buena noticia que la cantidad de supernovas que estamos viendo con Spitzer sea estadísticamente consistente con las predicciones teóricas”.

La “discrepancia de supernovas”, es decir, la inconsistencia entre el número de supernovas pronosticadas y el número observado por telescopios ópticos, no es un problema en el universo cercano. Allí, las galaxias han ralentizado su ritmo de formación estelar y generalmente son menos polvorientas. Sin embargo, en los lugares más distantes del universo, las galaxias parecen más jóvenes, producen estrellas a velocidades más altas y suelen tener mayores cantidades de polvo. Este polvo absorbe y dispersa la luz óptica y ultravioleta, evitando que llegue a los telescopios. Así que los investigadores han razonado durante mucho tiempo que las supernovas faltantes deben existir y simplemente no se ven.

“Debido a que el universo local se ha calmado un poco desde sus primeros años de formación de estrellas, vemos el número esperado de supernovas con búsquedas ópticas típicas”, dijo Fox. “El porcentaje de detección de supernovas observado disminuye a medida que te alejas y vuelves a épocas cósmicas donde dominaban las galaxias más polvorientas”.

La detección de supernovas a distancias lejanas puede ser un desafío. Para realizar una búsqueda de supernovas envueltas en reinos galácticos más oscuros pero a distancias menos extremas, el equipo de Fox seleccionó un conjunto local de 40 galaxias obstruidas por el polvo, conocidas como galaxias infrarrojas luminosas y ultraluminosas (LIRG y ULIRG, respectivamente). El polvo en los LIRG y ULIRG absorbe la luz óptica de objetos como las supernovas, pero permite que la luz infrarroja de estos mismos objetos pase sin obstrucciones y de esta forma los telescopios como Spitzer la detectan.

La corazonada de los investigadores resultó correcta cuando las cinco supernovas nunca antes vistas llegaron a la luz (infrarroja). “Es un testimonio de la capacidad de descubrimiento de Spitzer, que fue capaz de captar la señal de supernovas ocultas en estas galaxias polvorientas”, dijo Fox. “Fue especialmente divertido para varios de nuestros estudiantes universitarios contribuir de manera significativa a esta emocionante investigación”, dijo el coautor del estudio Alex Filippenko, profesor de astronomía en la Universidad de California, Berkeley. “Ellos ayudaron a responder la pregunta, ‘¿A Dónde se han ido todas las supernovas?'”

Los tipos de supernovas detectadas por Spitzer se conocen como “supernovas de colapso del núcleo”, que parten de estrellas gigantes con al menos ocho veces la masa del Sol. A medida que envejecen y sus núcleos se llenan de hierro, las grandes estrellas ya no pueden producir suficiente energía para resistir su propia gravedad, y sus núcleos colapsan, repentina y catastróficamente.

Las intensas presiones y temperaturas producidas durante este rápido derrumbe forman nuevos elementos químicos a través de la fusión nuclear. Las estrellas que colapsan rebotan en sus núcleos ultra densos, se hacen añicos y dispersan esos elementos por todo el espacio. Las supernovas producen elementos “pesados”, como son la mayoría de los metales. Esos elementos son necesarios para construir planetas rocosos, como la Tierra, así como seres biológicos. En general, las tasas de supernova sirven como un control importante de los modelos de formación de estrellas y la creación de elementos pesados ​​en el universo. “Si tienes un control sobre cuántas estrellas se están formando, entonces puedes predecir cuántas estrellas explotarán”, dijo Fox. “O, viceversa, si sabes cuántas estrellas están explotando, puedes predecir cuántas estrellas se están formando. Comprender esa relación es fundamental para muchas áreas de estudio en astrofísica”.

Los telescopios de próxima generación, incluidos el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA y el telescopio espacial James Webb, detectarán luz infrarroja, como Spitzer.

“Nuestro estudio ha demostrado que los modelos de formación de estrellas son más consistentes con las tasas de supernovas de lo que se pensaba”, dijo Fox. “Y al revelar estas supernovas ocultas, Spitzer ha preparado el camino para nuevos tipos de descubrimientos con los telescopios espaciales Roman y Webb”.

Más sobre la misión

El Jet Propulsion Laboratory de la NASA en el sur de California llevó a cabo las operaciones y administró la misión del Telescopio Espacial Spitzer para la Science Mission Directorate de la agencia en Washington. Las operaciones científicas se llevaron a cabo en el Spitzer Science Center en Caltech en Pasadena. Las operaciones de la nave espacial tuvieron su base en Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado. Los datos se archivan en el Infrared Science Archive ubicado en IPAC en Caltech. Caltech administra JPL para la NASA.

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Edición: R. Castro.

Ingenuity proporciona una imagen fascinante de la orografía de Marte llamada “Raised Ridges”

Todo explorador espacial tiene una o dos fotos favoritas de su misión. Para Kevin Hand, científico del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en el sur de California y codirector de la primera campaña científica del rover Perseverance, su última favorita es una imagen 3D de rugosidades en la superficie del cráter Jezero. El equipo científico llama a esta área ” Raised Ridges”. El helicóptero Ingenuity Mars de la NASA capturó las dos tomas de esta imagen estéreo el 24 de julio durante su décimo vuelo.

La cámara Return to Earth del helicóptero Ingenuity Mars de la NASA, tomó esta imagen de una característica geológica que el equipo del rover Mars Perseverance llama “Raised Ridges” durante su décimo vuelo a Marte, el 24 de julio de 2021.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.

Ingenuity capturó las imágenes durante el vuelo más complejo que ha realizado hasta el momento. Despegó de su séptimo aeródromo y subió a una altitud récord de 12 metros. Después, el helicóptero realizó cuatro cambios de rumbo y tomó 10 imágenes con la cámara a color antes de aterrizar en un nuevo aeródromo. La imagen en 3D se creó combinando dos de esas imágenes, lo que ofrece al equipo del rover una perspectiva más rica que ayuda a planificar los próximos pasos en su campaña científica.

“En 3D, casi se siente como si pudieras extender la mano y tocar las crestas elevadas”, dijo Hand. “Pero junto con su belleza envolvente, la imagen proporciona un gran detalle. Si miras de cerca, puedes ver algunas líneas curiosas en la superficie de varias rocas. ¿Están hechas simplemente por eones de viento y polvo que soplan sobre las rocas, o esas características podrían contar la historia del agua? Simplemente no lo sabemos todavía”.

Esos detalles son importantes. En su búsqueda de signos de vida antigua en Marte, el equipo está considerando perforar una muestra de roca o sedimento en las crestas elevadas, lo que supondría varios días marcianos, o soles, de desplazamiento hasta llegar. Con las imágenes de Ingenuity, el equipo móvil ahora tiene una idea mucho mejor de qué esperar si van allí y el valor científico de hacerlo. En las próximas semanas, el equipo científico analizará esta y otras imágenes en 3D de Ingenuity y debatirá los méritos de dicha visita. “Desde que aterrizamos en el cráter Jezero, todos tenemos claro que hay una gran cantidad de riquezas geológicas para explorar. Es un buen problema”, dijo Ken Williford, científico adjunto del proyecto de Perseverance en JPL. “Estas vistas previas aéreas de Ingenuity proporcionan el tipo de datos procesables que nos permiten acotar nuestras opciones y continuar con la exploración de nuestro rincón de Marte”.

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Edición: R. Castro.

Un modelo de la NASA describe una estrella cercana parecida al Sol en su juventud

Una nueva investigación dirigida por la NASA proporciona un análisis de una estrella cercana que se cree que se parece a cómo fue nuestro Sol anteriormente. El trabajo permite comprender mejor a los científicos cómo pudo haber sido nuestro Sol cuando era más joven y cómo pudo haber dado forma a la atmósfera de nuestro planeta y al desarrollo de la vida en la Tierra.

Muchas personas sueñan con encontrarse con una versión más joven de sí mismas para intercambiar consejos, identificar los orígenes de sus rasgos definitorios y compartir esperanzas para el futuro. Con 4.650 millones de años, nuestro Sol es una estrella de mediana edad. Los científicos, a menudo, sienten curiosidad por saber exactamente qué propiedades tenía nuestro Sol, en sus años más jóvenes, que permitieron sustentar la vida en la Tierra.

Vista del Sol desde el Extreme ultraviolet Imaging Telescope en el Solar and Heliospheric Observatory, o SOHO, de la ESA/NASA.
Créditos: ESA/NASA.

Sin una máquina del tiempo para transportar a los científicos miles de millones de años atrás, rastrear la actividad inicial de nuestra estrella puede parecer una hazaña imposible. Afortunadamente, en la galaxia de la Vía Láctea, el segmento brillante y en espiral del universo donde se encuentra nuestro sistema solar, hay más de 100 mil millones de estrellas. Una de cada diez comparte características con nuestro Sol, y muchas se encuentran en las primeras etapas de desarrollo.

“Imagínese que quiero reproducir una foto de un bebé de un adulto cuando tenía uno o dos años, y todas sus fotos se borraron o se perdieron. Miraría una foto de él y las fotos de sus parientes cercanos con esa edad y, a partir de ahí, reconstruiría la foto del bebé”, dijo Vladimir Airapetian, astrofísico principal de la Heliophysics Division del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, y primer autor del nuevo estudio. “Ese es el tipo de proceso que estamos siguiendo aquí: observar las características de una estrella joven similar a la nuestra, para comprender mejor cómo era nuestra propia estrella en su juventud y qué le permitió fomentar la vida en uno de sus planetas cercanos”.

Kappa 1 Ceti es uno de esos análogos solares. La estrella se encuentra a unos 30 años luz de distancia (en términos espaciales, sería como un vecino que vive en la calle contigua) y se estima que tiene entre 600 y 750 millones de años, aproximadamente la misma edad que tenía nuestro Sol cuando se desarrolló la vida en la tierra.

También tiene una masa y una temperatura de superficie similares a las de nuestro Sol, dijo el segundo autor del estudio, Meng Jin, heliofísico del Instituto SETI y del Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory en California. Todos esos factores hacen de Kappa 1 Ceti un “gemelo” de nuestro Sol en el momento en que surgió la vida en la Tierra, y un importante objetivo de estudio. Airapetian, Jin y varios colegas, han adaptado un modelo solar existente para predecir algunas de las características más importantes, aunque difíciles de medir, de Kappa 1 Ceti. El modelo se basa en la entrada de datos de una variedad de misiones espaciales, incluido el telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA, el Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA y las misiones NICER, y el XMM-Newton de la ESA. El equipo publicó su estudio en The Astrophysical Journal.

El poder de las estrellas

Al igual que los niños humanos, los niños las estrellas son conocidos por sus ráfagas de energía y actividad. Para las estrellas, una forma en que se libera esta energía acumulada, es el viento estelar.

Los vientos estelares, como las propias estrellas, se componen principalmente de un gas supercaliente conocido como plasma, creado cuando las partículas de un gas se han dividido en iones cargados positivamente y electrones cargados negativamente. El plasma más energético, con la ayuda del campo magnético de una estrella, puede dispararse desde la corona (la parte más externa y más caliente de la atmósfera de una estrella) en una erupción, o fluir de manera más constante hacia los planetas cercanos como viento estelar. “El viento estelar fluye continuamente desde una estrella hacia sus planetas cercanos, lo que influye en los entornos de esos planetas”, dijo Jin.

Las estrellas más jóvenes tienden a generar vientos estelares más calientes y vigorosos y erupciones de plasma más poderosas que las estrellas más viejas. Dichos estallidos pueden afectar a la atmósfera y a la química de los planetas cercanos, y posiblemente incluso catalizar el desarrollo de material orgánico (los componentes básicos de la vida) en esos planetas. El viento estelar puede tener un impacto significativo en cualquier etapa de la vida en los planetas. Pero los vientos estelares fuertes y altamente densos de las estrellas jóvenes, pueden comprimir los escudos magnéticos protectores de los planetas circundantes, haciéndolos aún más susceptibles a los efectos de las partículas cargadas.

Concepto artístico de una eyección de masa coronal que golpea la débil magnetosfera de la Tierra en sus inicios.
Créditos: NASA/GSFC/CIL.

Nuestro Sol es un ejemplo perfecto. Durante su niñez, nuestro Sol probablemente giraba tres veces más rápido que en la actualidad, tenía un campo magnético más fuerte y lanzaba con más intensidad partículas y radiación de alta energía. Hoy en día, los espectadores más afortunados, pueden observar el impacto de estas partículas cerca de los polos del planeta, en forma de auroras boreales y australes. Airapetian dice que hace 4 mil millones de años, el impacto del viento de nuestro Sol provocaría estas espectaculares luces y probablemente fueran visibles desde muchos más lugares del planeta.

Ese alto nivel de actividad en las primeras etapas de nuestro Sol puede haber hecho retroceder la magnetosfera de la Tierra y haber proporcionado al planeta la química atmosférica adecuada para la formación de moléculas biológicas.

Procesos similares podrían estar desarrollándose en sistemas estelares de nuestra galaxia y universo. “Mi sueño es encontrar un exoplaneta rocoso en la etapa en la que se encontraba nuestro planeta hace más de 4 mil millones de años, siendo moldeado por su estrella joven y activa y casi listo para albergar vida”, dijo Airapetian. “Comprender cómo era nuestro Sol justo cuando la vida comenzaba a desarrollarse en la Tierra nos ayudará a refinar nuestra búsqueda de estrellas con exoplanetas que puedan albergar vida”.

Un gemelo solar

Aunque los análogos solares pueden ayudar a echar un vistazo al pasado del Sol, el tiempo no es el único factor que interviene, también está la distancia.

Tenemos instrumentos capaces de medir con precisión el viento estelar de nuestro propio Sol, llamado viento solar. Sin embargo, todavía no es posible observar directamente el viento estelar de otras estrellas de nuestra galaxia, como Kappa 1 Ceti, porque están demasiado lejos.

Cuando los científicos desean estudiar un evento o fenómeno que no pueden observar directamente, se crean modelos científicos. Los modelos son representaciones o predicciones del objeto de estudio, construidas sobre datos científicos existentes. “Si bien los científicos han modelado previamente el viento estelar de esta estrella”, dijo Airapetian, “usaron supuestos más simplificados”.

La base del nuevo modelo de Kappa 1 Ceti de Airapetian, Jin y sus colegas es el Alfvén Wave Solar Model, es el modelado del clima espacial desarrollado por la Universidad de Michigan. El modelo funciona introduciendo información conocida sobre una estrella, incluido su campo magnético y los datos de la línea de emisión ultravioleta, para predecir la actividad del viento estelar. El modelo se ha probado en nuestro Sol, se ha validado y cotejado con los datos observados para verificar que sus predicciones son precisas.

“Es capaz de modelar los vientos y la corona de nuestra estrella con alta fidelidad”, dijo Jin. “Y es un modelo que también podemos usar en otras estrellas para predecir su viento estelar y así investigar la habitabilidad. Eso es lo que hicimos aquí”. Estudios anteriores se han basado en datos recopilados por el Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) y el Telescopio espacial Hubble (HST) para identificar a Kappa 1 Ceti como un proxy solar joven y recopilar las entradas necesarias para el modelo, como el campo magnético y el ultravioleta, y datos de la línea de emisión.

“Todos los modelos necesitan información para obtener resultados”, dijo Airapetian. “Para obtener resultados útiles y precisos, la entrada debe tener datos sólidos, idealmente de múltiples fuentes a lo largo del tiempo. Tenemos todos esos datos de Kappa 1 Ceti, pero realmente los sintetizamos en este modelo predictivo para superar los estudios previos puramente observacionales de la estrella”.

Airapetian compara el modelo de su equipo con el informe de un médico. Para tener una idea completa de cómo está un paciente, es probable que un médico hable con el paciente, recopile marcadores como la frecuencia cardíaca y la temperatura y, si es necesario, realice varias pruebas más especializadas, como un análisis de sangre o una ecografía. Es probable que formulen una evaluación precisa del bienestar del paciente con una combinación de estas métricas, no solo una. De manera similar, al utilizar muchos datos sobre Kappa 1 Ceti recopilados de diferentes misiones espaciales, los científicos pueden predecir mejor su corona y el viento estelar. Debido a que el viento estelar puede afectar el escudo magnético de un planeta cercano, esto juega un papel importante en la habitabilidad. El equipo también está trabajando en otro proyecto, observando más de cerca las partículas que pueden haber surgido de las primeras erupciones solares, así como la química prebiótica en la Tierra.

El pasado de nuestro sol, escrito en las estrellas

Los investigadores esperan usar su modelo para estudiar los entornos de otras estrellas similares al Sol en varias etapas de la vida.

Específicamente, tienen los ojos puestos en la estrella infantil EK Dra, a 111 años luz de distancia y con solo 100 millones de años, que probablemente gira tres veces más rápido y eyecta más llamaradas y plasma que Kappa 1 Ceti. Documentar cómo estas estrellas similares de varias edades se diferencian entre sí, ayudará a caracterizar la trayectoria típica de la vida de una estrella.

Su trabajo, dijo Airapetian, se trata de “mirar nuestro propio Sol, su pasado y su posible futuro, a través de la lente de otras estrellas”.

Más información sobre la tormentosa juventud de nuestro Sol, en este video donde se muestra cómo la energía de nuestro joven Sol, hace 4 mil millones de años, ayudó a crear moléculas en la atmósfera de la Tierra, lo que le permitió calentarse lo suficiente como para incubar la vida.

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Edición: R. Castro.

La NASA identifica ubicaciones donde se podría encontrar materiales del manto, en la superficie lunar

Poco después de su formación, la Luna quedó cubierta por una capa de magma (roca fundida). A medida que el magma se enfrió y solidificó, los minerales más densos se hundieron y formaron la capa del manto, mientras que los minerales menos densos flotaron y formaron la corteza superficial. Posteriormente, el intenso bombardeo de asteroides y cometas atravesó la corteza, esparciendo trozos de manto por la superficie lunar.

Recientemente, un par de estudios de la NASA identificaron las ubicaciones más probables para encontrar trozos de manto en la superficie, proporcionando un mapa para futuras misiones de retorno de muestras lunares, como las del programa Artemis de la NASA. Si se recopilan y analizan, estos fragmentos de las profundidades de la Luna pueden proporcionar una mejor comprensión de cómo evolucionaron la Luna, la Tierra y muchos otros cuerpos del sistema solar.

“Este es gráfico más actualizado de la evolución del interior lunar, en el que se sintetizan numerosos estudios recientes para crear una nueva imagen de la historia del manto y cómo y dónde pudo haber estado expuesto en la superficie lunar”, dijo. Daniel Moriarty del Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, Maryland y la Universidad de Maryland, College Park.

Las capas de magma evolucionaron a medida que se enfriaron, los materiales densos se hundieron mientras que los materiales ligeros se elevaron. Se cree que la formación de las capas de magma y su evolución, son procesos comunes entre los planetas rocosos y las lunas en todo nuestro sistema solar y más allá. La Luna de la Tierra es el cuerpo más accesible y mejor conservado para estudiar estos procesos fundamentales. “Comprender estos procesos con más detalle tendrá implicaciones para preguntas en continua formulación: ¿Cómo afecta este calentamiento temprano a la distribución del agua y los gases atmosféricos de un planeta? ¿El agua se pega o se evapora por ebullición? ¿Cuáles son las implicaciones para la habitabilidad temprana y la génesis de la vida? “agrega Moriarty, autor principal de los artículos, publicados el 3 de agosto en Nature Communications y enero de 2021 en el Journal of Geophysical Research.

Los grandes objetos rocosos como planetas, lunas y grandes asteroides pueden formar océanos de magma con el calor generado a medida que crecen. Nuestro sistema solar se formó a partir de una nube de gas y polvo que colapsó por su propia gravedad. Cuando esto sucedió, los granos de polvo chocaron entre sí y se unieron, y con el tiempo este proceso se convirtió en conglomeraciones cada vez más grandes, formando finalmente cuerpos del tamaño de asteroides y planetas. Estas colisiones generaron una enorme cantidad de calor. Además, los componentes básicos de nuestro sistema solar contenían una variedad de elementos radiactivos, que liberaban calor a medida que decaían. En objetos más grandes, ambos procesos pueden liberar suficiente calor para formar océanos de magma.

Sin embargo, los detalles de cómo evolucionan los océanos de magma a medida que se enfrían y cómo se cristalizan los diversos minerales en ellos, son inciertos, lo que afecta a cómo los científicos creen que pueden verse las rocas del manto y dónde se pueden encontrar en la superficie. “La conclusión es que la evolución del manto lunar es más complicada de lo que se pensaba originalmente”, dijo Moriarty. “Algunos minerales que se cristalizan y se hunden temprano son menos densos que los minerales que se cristalizan y se hunden más tarde. Esto conduce a una situación inestable con material liviano cerca de la parte inferior del manto que intenta elevarse mientras que el material más pesado más cercano a la parte superior desciende. Este proceso, llamado ‘vuelco gravitacional’, no avanza de una manera ordenada, sino que se complica, con muchas mezclas y rezagados inesperados que quedan atrás”.

El equipo revisó los experimentos de laboratorio más recientes, el análisis de muestras lunares y los modelos geofísicos y geoquímicos, para desarrollar su nueva comprensión de cómo evolucionó el manto lunar a medida que se enfriaba y solidificaba. Utilizaron esta nueva comprensión como una lente para interpretar las observaciones recientes de la superficie lunar de la nave espacial Lunar Prospector y Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, y el instrumento Moon Mineralogy Mapper de la NASA a bordo de la nave espacial Chandrayaan-I de la India.

El equipo generó un mapa de posibles ubicaciones de materiales del manto utilizando datos de Moon Mineralogy Mapper para evaluar la composición y abundancia de minerales, sumado a las observaciones de Lunar Prospector de abundancias elementales, incluidos marcadores del último líquido restante al final de la cristalización del océano de magma lunar, e imágenes y topografía de datos del Lunar Reconnaissance Orbiter.

Con alrededor de unos 2.600 kilómetros de ancho, la cuenca Aitken del Polo Sur, es la estructura de impacto confirmada más grande en la Luna y, por lo tanto, está asociada con la mayor profundidad de todas las cuencas lunares, por lo que es el lugar más probable para encontrar trozos de manto, según el equipo.

Durante años, los científicos han estado desconcertados por una anomalía radiactiva en el cuadrante noroeste del Polo Sur: la Cuenca Aitken en el lado no visible de la Luna. El análisis del equipo demuestra que la composición de esta anomalía es consistente con el “lodo” que se forma en el manto superior al final de la cristalización del océano de magma. Debido a que este lodo es muy denso, los científicos habían asumido previamente que debería hundirse completamente en el manto inferior al principio de la historia lunar.

“Sin embargo, nuestra comprensión más matizada a través de modelos y experimentos recientes indica que parte de este lodo queda atrapado en el manto superior y luego desvelado por esta vasta cuenca de impacto”, dijo Moriarty. “Por lo tanto, esta región noroeste del Polo Sur, la cuenca Aitken es la mejor ubicación para acceder a los materiales del manto en la superficie lunar. Curiosamente, algunos de estos materiales también pueden estar presentes alrededor de los sitios propuestos para aterrizajes de Artemis y VIPER alrededor del Polo Sur lunar”.

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Edición: R. Castro.

La NASA comienza los preparativos de lanzamiento para la primera misión a los asteroides troyanos

La primera nave espacial de la NASA que explorará los asteroides troyanos, llegó el viernes 30 de julio al Kennedy Space Center (KSC) de la agencia en Florida. Ahora se encuentra en una sala limpia en la cercana Astrotech, lista para comenzar los preparativos finales para su lanzamiento en octubre.

La misión tiene un período de lanzamiento de 23 días a partir del 16 de octubre. Lucy se someterá a pruebas finales y repostaje antes de ser trasladada a su plataforma de lanzamiento en la Space Force Station de Cabo Cañaveral.

“La pandemia de coronavirus requirió que rediseñáramos la forma en que realizamos el ensamblaje, la integración y las pruebas”, dijo Donya Douglas-Bradshaw, gerente de proyecto de Lucy en el Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt, Maryland. “Cuando pienso en dónde estaba el proyecto hace un año y los desafíos que enfrentamos, no podría estar más orgullosa de todo el equipo. El hecho de que la nave espacial esté segura en el KSC es un testimonio del sacrificio y la dedicación mostrados por cada miembro del equipo y sus familias”.

La misión Lucy es la primera misión espacial que explorará una población diversa de cuerpos pequeños conocidos como asteroides troyanos de Júpiter. Estos pequeños cuerpos son remanentes de nuestro sistema solar primitivo, ahora atrapados en órbitas estables asociadas con el planeta gigante Júpiter, formando dos “enjambres” que viajan por delante y se arrastran por detrás de Júpiter en su órbita alrededor del Sol. Estas órbitas se agrupan alrededor de puntos estables de equilibrio gravitacional conocidos como Puntos de Lagrange.

Durante su misión principal de doce años, Lucy explorará un número récord de asteroides, volando junto a un asteroide del cinturón principal y siete asteroides troyanos. Lucy lleva incorporados tres soportes gravitatorios para poder llegar a los enjambres de troyanos y conseguir estos encuentros específicos.

La nave espacial fue transportada desde la Buckley Space Force Base en Aurora, Colorado, a bordo de un avión de carga C-17 de la U.S. Air Force. Lockheed Martin Space diseñó y construyó la nave espacial en sus instalaciones de Littleton, Colorado.

“Se necesita mucha coordinación y una planificación cuidadosa para llevar esta nave espacial a su lugar de lanzamiento, y estoy muy orgullosa del equipo que trabajó tan incansablemente a pesar de sufrir una pandemia global para poder llevarnos a este momento”, dijo Rich Lipe, directora del programa Lucy en Lockheed Martin. Durante el fin de semana, el equipo tranportó la nave espacial desde su contenedor de envío a la sala limpia de Astrotech y realizó inspecciones posteriores a la nave, lo que confirmó que Lucy llegó en buenas condiciones. La nave espacial está ahora lista para comenzar su ronda final de pruebas y controles previos al lanzamiento, que incluyen pruebas de software, pruebas funcionales de instrumentos y potencia, pruebas de carga de propulsión, pruebas de telecomunicaciones y autopruebas de la nave espacial.

“Es difícil creer que finalmente estemos aquí después de más de siete años de arduo trabajo”, dice Hal Levison, investigador principal de Lucy del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado. “No lo hubiéramos logrado sin un equipo extremadamente talentoso y dedicado. Ahora es el momento de llevar a Lucy al cielo para que pueda presentar su ciencia revolucionaria sobre el origen de nuestro sistema planetario”.

Southwest Research Institute en Boulder, Colorado es la principal institución investigadora. El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, brinda administración general de misiones, ingeniería de sistemas y garantía de seguridad y misión. Lockheed Martin Space en Littleton, Colorado, está construyendo la nave espacial. Lucy es la decimotercera misión del Discovery Program de la NASA. El Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el Discovery Program para la Science Mission Directorate de la agencia en Washington, D.C.

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Edición: R. Castro.

La NASA ha lanzado un generador de imágenes de rayos X para estudiar la corona solar

Antes de su lanzamiento el 30 de julio, el Marshall Grazing Incidence X-ray Spectrometer de la NASA, o MaGIXS, se sometió a pruebas en la instalación criogénica y de rayos X del Marshall Space Flight Center de la NASA, en Huntsville, Alabama.
Créditos: NASA.

Los investigadores de la NASA han lanzado con éxito un sofisticado generador de imágenes solares de rayos X, en un vuelo suborbital a bordo de un cohete de sondeo, para obtener nuevos conocimientos sobre cómo y por qué la corona del Sol alcanza más temperatura que su superficie.

Los desarrolladores del Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, llaman a la misión “MaGIXS”, abreviatura de Marshall Grazing Incidence X-ray Spectrometer. Se lanzó desde White Sands Missile Range en Nuevo México a las 2:20 p.m. EDT el 30 de julio.

La misión MaGIXS envió su carga útil, que incluye una cámara de alta potencia, un telescopio y un espectrómetro de rayos X que contiene un par de espejos parabólicos de incidencia rasante combinados, para estudiar los llamados rayos X “suaves”, en una longitud de onda que no se ha observado previamente con tanto detalle.

“Nuestro conocimiento de los mecanismos de calentamiento de la corona es limitado, en parte porque aún no hemos podido realizar observaciones y mediciones detalladas de la distribución de temperatura del plasma solar en esa región”, dijo la heliofísica de Marshall Amy Winebarger, investigadora principal de la misión MaGIXS. La temperatura de la superficie del Sol es de más de 10.000 grados Fahrenheit, mientras que la de la corona está habitualmente a más de 1.8 millones de grados Fahrenheit.

La misión MaGIXS de la NASA se lanzó el 30 de julio para estudiar la corona del Sol.
Créditos: NASA.

“Una de las preguntas más importantes en astrofísica”, dijo Winebarger, “es cómo ocurre este proceso. ¿Es resultado de una serie de explosiones solares internas constantes o hay un aumento y una disminución periódica en el proceso de calentamiento?” Los científicos están considerando dos posibles respuestas.

La primera está relacionada con nanoflares, eventos de calentamiento coronal relativamente pequeños que pueden hacer que las líneas magnéticas de energía en la superficie del Sol se enreden y enrollen como espaguetis en una olla de agua hirviendo, sobrecalentando esporádicamente las regiones de la corona.

La segunda deriva del calentamiento por ondas, una agitación solar interna casi constante similar a la de una lavadora, que envía ondas de energía a la superficie, donde son expulsadas y así calientan la corona.

Estudiar de manera efectiva esta turbulenta región solar no requiere observaciones en rayos X de alta energía. De hecho, dijo Winebarger, “MaGIXS funcionará en la misma longitud de onda de rayos X que suelen emplear los médicos durante un examen de rayos X rutinario a los pacientes”.

MaGIXS, en comparación con misiones anteriores similares, será el primer generador de imágenes en medir distribuciones de temperatura específicas en diferentes partes de una región solar activa. Esos datos de precisión ayudarán a los científicos a resolver el debate sobre cómo y con qué frecuencia se sobrecalienta la corona.

El conocimiento del calentamiento coronal podría ayudar a los investigadores a comprender mejor e incluso predecir posibles erupciones solares y eyecciones de masa coronal, las cuales ocurren con mayor frecuencia en conjunto con picos regionales en el calentamiento coronal. Estos estallidos violentos pueden interferir con los satélites de comunicaciones y los sistemas electrónicos, incluso provocar un arrastre físico de los satélites a medida que la atmósfera de la Tierra se expande para absorber la energía solar añadida.

De hecho, la misión MaGIXS también sirve como banco de pruebas para la instrumentación de futuras misiones de la NASA que estudiarán las erupciones solares con mayor detalle, posiblemente vinculando sus orígenes a la actividad coronal medible y ayudando a demostrar cómo el hardware de vuelo avanzado y los sistemas espaciales pueden endurecerse para resistir altas temperaturas.

“La NASA utiliza habitualmente cohetes de sondeo para misiones científicas breves y concretas. Suelen ser más pequeños, asequibles y rápidos de diseñar y construir, que las misiones satelitales a gran escala” dijo Winebarger.

“Ofrecen oportunidades científicas suborbitales únicas, una oportunidad para desarrollar nueva instrumentación innovadora y un rápido retorno de la inversión”, agregó.

El equipo de la NASA espera recuperar la carga útil del vuelo inmediatamente después del vuelo y ha comenzado a procesar conjuntos de datos. Esperan publicar sus hallazgos en los próximos meses.

La misión MaGIXS se desarrolló en Marshall en colaboración con el Smithsonian Astrophysical Observatory en Cambridge, Massachusetts. Los ingenieros de Marshall desarrollaron y fabricaron los espejos del espectrómetro y el telescopio, y la cámara. El instrumento integrado se probó exhaustivamente en las instalaciones criogénicas y de rayos X de última generación de Marshall. El Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, proporcionó la rejilla de difracción integrada del espectrómetro. La Universidad de Central Lancashire proporcionó un software para analizar las imágenes que permite al equipo científico determinar hacia dónde apunta la carga útil en tiempo real durante el vuelo.

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Edición: R. Castro.

Un estudio de la NASA destaca la importancia de las sombras superficiales de la Luna en el agua

Las sombras proyectadas por la rugosidad de la superficie de la Luna crean pequeñas zonas frías donde el hielo de agua se acumula incluso durante el día lunar.

Los científicos confían en que se puede encontrar hielo de agua en los polos de la Luna dentro de cráteres permanentemente sombreados, en otras palabras, los cráteres que nunca reciben luz del sol. Pero las observaciones muestran que el hielo de agua también está presente en gran parte de la superficie lunar, incluso durante el día. Los modelos informáticos anteriores sugirieron que cualquier hielo de agua que se forme durante la noche lunar debería desaparecer rápidamente a medida que el Sol levanta sobre el horizonte.

“Hace más de una década, una nave espacial detectó la posible presencia de agua en la superficie del lado diurno de la Luna, y esto fue confirmado por el Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) de la NASA en 2020″, dijo Björn Davidsson, científico del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en el sur de California. “Estas observaciones fueron, al principio, contradictorias: el agua no debería sobrevivir en ese entorno hostil. Esto desafía nuestra comprensión de la superficie lunar y plantea preguntas intrigantes sobre cómo los volátiles, como el hielo de agua, pueden sobrevivir en cuerpos sin aire”.

En un nuevo estudio, Davidsson y la coautora Sona Hosseini, científica investigadora e instrumental del JPL, sugieren que las sombras creadas por la “rugosidad” de la superficie lunar proporcionan refugio para el hielo de agua, lo que le permite formarse como escarcha superficial lejos del Polos lunares. También explican cómo la exosfera de la Luna (los tenues gases que actúan como una delgada atmósfera) puede desempeñar un matiz clave en este rompecabezas.

Esta ilustración amplía el área indicada en la foto anterior, mostrando cómo las sombras permiten que el hielo de agua sobreviva en la superficie lunar iluminada por el sol. Cuando las sombras se mueven mientras el Sol sigue su trayectoria aparente, la escarcha expuesta permanece lo suficiente para poder ser detectada por la nave espacial.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.
Trampas de agua y bolsas de escarcha

Muchos modelos informáticos simplifican la superficie lunar, haciéndola plana y sin rasgos distintivos. Como resultado, a menudo se asume que la superficie alejada de los polos se calienta uniformemente durante el día lunar, lo que haría imposible que el hielo de agua permaneciera en la superficie iluminada por el sol durante mucho tiempo.

Entonces, ¿cómo es que se detecta agua en la Luna en otros lugares además de las regiones en sombra permanente? Una explicación para esta detección es que las moléculas de agua pueden quedar atrapadas dentro de la roca o el vidrio de impacto creado por el alto calor y presión de los meteoritos. Fusionada dentro de estos materiales, como sugiere esta hipótesis, el agua puede permanecer en la superficie incluso cuando es calentada por el Sol, creando así la señal que fue detectada por SOFIA. Pero un problema de esta teoría es que las observaciones de la superficie lunar han mostrado que la cantidad de agua disminuye antes del mediodía y aumenta por la tarde. Esto indica que el agua puede estar moviéndose de un lugar a otro durante el día lunar, lo que no encajaría con la idea de que quede atrapada dentro de una roca lunar o un vidrio de impacto.

Davidsson y Hosseini revisaron el modelo informático para tener en cuenta la rugosidad de la superficie de las imágenes de las misiones Apolo de 1969 a 1972, que muestran una superficie lunar sembrada de rocas y salpicada de cráteres, creando de esta forma muchas áreas sombreadas incluso cerca del mediodía. Al tener en cuenta esta rugosidad de la superficie en sus modelos informáticos, Davidsson y Hosseini explican cómo es posible que se forme escarcha en las pequeñas sombras y por qué la distribución del agua cambia a lo largo del día.

Debido a que no hay una atmósfera espesa para distribuir el calor alrededor de la superficie, las áreas sombreadas y extremadamente frías, donde las temperaturas pueden caer en picado a aproximadamente menos 210 grados Celsius, pueden ser contiguas a áreas calientes expuestas al sol, donde las temperaturas pueden alcanzar hasta 120 Celsius.

A medida que el Sol recorre su trayectoria aparente provocando el día lunar, la escarcha de la superficie que se puede acumular en estas áreas frías y sombreadas se expone lentamente a la luz solar y se cicla hacia la exosfera de la Luna. Las moléculas de agua se vuelven a congelar en la superficie y se vuelven a acumular como escarcha en otros lugares fríos y sombreados. “La escarcha es mucho más móvil que el agua atrapada”, dijo Davidsson. “Por lo tanto, este modelo proporciona un nuevo mecanismo que explica cómo se mueve el agua entre la superficie lunar y la fina atmósfera lunar”.

Una hipótesis es que las moléculas de agua están atrapadas dentro del material lunar (izquierda). Pero un nuevo estudio postula que las moléculas de agua (derecha) permanecen como escarcha en la superficie en sombras frías y se mueven a otros lugares fríos a través de la fina exosfera.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.
Una mirada más de cerca

Si bien este no es el primer estudio que considera la rugosidad del terreno para calcular las temperaturas de la superficie lunar, el trabajo anterior no tuvo en cuenta cómo las sombras afectarían la capacidad de las moléculas de agua para permanecer en la superficie durante el día en forma de escarcha. Este nuevo estudio es importante porque nos ayuda a comprender mejor cómo se libera y elimina el agua lunar en la exosfera de la Luna.

“Entender el agua como un recurso es esencial para la NASA para la futura exploración lunar humana”, dijo Hosseini. “Si hay agua disponible en forma de escarcha en las regiones de la Luna iluminadas por el sol, los futuros exploradores podrán utilizarla como recurso para combustible y agua potable. Pero primero, debemos averiguar cómo interactúan la exosfera y la superficie, y qué papel juega en el ciclo”.

Para probar esta teoría, Hosseini está liderando un equipo para desarrollar sensores ultraminiatura para medir las señales débiles del hielo de agua. El Heterodyne OH Lunar Miniaturized Spectrometer (HOLMS) se está desarrollando para su uso en pequeños módulos de aterrizaje estacionarios o vehículos autónomos, como el robot explorador de JPL (A-PUFFER), por ejemplo, que puede enviarse a la Luna en el futuro para realizar mediciones directas de hidroxilo (una molécula que contiene un átomo de hidrógeno y un átomo de oxígeno).

El hidroxilo, que es un primo molecular del agua (una molécula con dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno), puede servir como indicador de la cantidad de agua que puede haber en la exosfera. Tanto el agua como el hidroxilo podrían ser creados por impactos de meteoritos y por partículas de viento solar que golpean la superficie lunar, por lo que medir la presencia de estas moléculas en la exosfera de la Luna puede revelar cuánta agua se está creando y al mismo tiempo mostrar cómo se mueve de un lugar a otro. Pero el tiempo es fundamental para realizar esas mediciones.

“La actual exploración lunar de varias naciones y empresas privadas indica cambios artificiales significativos en el entorno lunar en un futuro próximo”, dijo Hosseini. “Si esta tendencia continúa, perderemos la oportunidad de comprender el entorno lunar natural, particularmente el agua que circula a través de la exosfera prístina de la Luna. En consecuencia, el desarrollo avanzado de instrumentos ultracompactos y de alta sensibilidad es de vital importancia y urgencia”.

Los investigadores señalan que este nuevo estudio podría ayudarnos a comprender mejor el papel que juegan las sombras en la acumulación de hielo de agua y moléculas de gas más allá de la Luna, como en Marte o incluso en las partículas de los anillos de Saturno.

El estudio, titulado “Implications of surface roughness in models of water desorption on the Moon”, se publicó en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el 2 de agosto de 2021.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

¡El espectáculo de las Perseidas comenzará en pocos días!

¡Se acerca una de las lluvias de meteoritos más grandes del año! Las perseidas ya están apareciendo en nuestros cielos nocturnos, y cuando alcancen su punto máximo a mediados de agosto, es probable que sea una de nuestras oportunidades de observación del cielo más impresionantes durante un tiempo.

Las cámaras de seguimiento de meteoritos detectaron la primera Perseida el 26 de julio, pero el mejor momento para verlas comenzará la noche del 11 de agosto. Con la luna en fase creciente, los cielos estarán oscuros durante las horas pico de visualización de la medianoche hasta el amanecer el 12 de agosto.

Este gráfico muestra los niveles esperados de actividad de las Perseidas para julio y agosto de 2021, en relación con el pico del 11 al 13 de agosto, (ignorando los efectos del Sol, la Luna y las nubes). Todas las horas están en UTC.
Créditos: NASA/MEO/Bill Cooke.

Si estás en el hemisferio norte, y lejos de la contaminación lumínica, ¡podrías ver más de 40 perseidas por hora! (Si estás en una ciudad, es posible que solo veas unas pocas cada hora; los observadores del cielo en el hemisferio sur también verán menos Perseidas, pero ninguna será visible por debajo de unos 30 grados de latitud sur). La noche del 12 al 13 de agosto de este año será la gran oportunidad para ver las Perseidas. En 2022 la Luna brillará en fase llena durante el pico de las Perseidas y en 2023 la Luna en cuarto menguante impregnará el cielo, por lo que esta podría ser la mejor oportunidad para observar el firmamento de veranos de los próximos años.

Para disfrutar de este acontecimiento, es recomendable buscar un lugar cómodo, donde haya las mínimas luces posibles (sí, incluido el móvil) y disponer de algo de tiempo para que los ojos se adapten a la oscuridad (media hora sería ideal). Las Perseidas, que reciben su nombre porque aparentemente parecen irradiarse desde de la constelación de Perseo (cerca de Aries y Tauro en el cielo nocturno), aparecerán como pequeñas y rápidas rayas de luz, puede que las Perseidas en esa área del cielo sean difícil de detectar, ¡Así que mira hacia arriba y disfruta del espectáculo!

Si no puedes ver las Perseidas desde el lugar donde te encuentras, puedes verlas a través de las redes sociales: Facebook, Twitter y YouTube de la NASA gracias a entusiasmados del espacio de todo el mundo. La transmisión en vivo está organizada por la Meteoroid Environment Office en el Marshall Space Flight Center de la NASA, que rastrea meteoritos, bolas de fuego y otras vistas poco comunes en el cielo nocturno para informar al público y ayudar a mantener seguros a nuestros astronautas y naves espaciales.

¿Cuál es el origen real de las Perseidas?

Las Perseidas son fragmentos del cometa Swift-Tuttle. Este cometa describe una trayectoria muy elíptica, que abarca la distancia entre el Sol y más allá de Plutón, en una órbita de 133 años. Cuando la Tierra, en su órbita alrededor del Sol, pasa por la zona por la que viajó el cometa, los escombros que dejó Swift-Tuttle son atraídos por la gravedad de nuestro planeta, que los “precipita” hacia la superficie, y la fricción de estos escombros con los gases de la atmósfera producen este espectáculo de luz.

¡Feliz observación del cielo!

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Edición: R. Castro.

El Hubble detecta peleas entre hermanos galácticos

Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA ha capturado un espectacular triplete de galaxias en el que se observa un tira y afloja gravitacional entre las galaxias que interactúan. Este sistema, conocido como Arp 195, aparece en el Atlas de galaxias peculiares, una lista que muestra algunas de las galaxias más extrañas y maravillosas del universo.

Los tiempos de observación con el Hubble son extremadamente valiosos, por lo que los astrónomos lo aprovechan al máximo. El cronograma para las observaciones del Hubble se calcula utilizando un algoritmo informático que permite que la nave espacial recopile ocasionalmente instantáneas adicionales de datos entre observaciones más largas. Esta imagen del triplete de galaxias en conflicto en Arp 195 es una de esas instantáneas. Las observaciones adicionales como esta, hacen más que proporcionar imágenes espectaculares: también ayudan a identificar objetivos prometedores para realizar un seguimiento con telescopios como el próximo telescopio espacial James Webb de NASA/ESA/CSA.

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Edición: R. Castro.

El Nancy Grace Roman Space Telescope de la NASA, cada vez más consolidado

El lanzamiento del Nancy Grace Roman Space Telescope de la NASA,a mediados de la década de 2020, revolucionará la astronomía ya que su plataforma de base reside en los avances tecnológicos de los telescopios espaciales Hubble, Spitzer y Webb. El amplio campo de visión y la excelente resolución de la misión permitirán a los científicos realizar grandes estudios cósmicos, proporcionando una gran cantidad de información sobre los reinos celestes, desde nuestro sistema solar hasta el borde del universo observable.

El 23 de julio, el Roman Space Telescope completó con éxito la revisión del diseño de los sistemas terrestres de la misión, que se distribuyen en múltiples instituciones como el Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland; el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland; y Caltech/IPAC en Pasadena, California. STScI albergará el Science Operations Center (SOC), Goddard proporcionará el Mission Operations Center y Caltech/IPAC dispondrá el Science Support Center. La aprobación de la revisión del diseño significa que el plan de operaciones científicas proporciona todas las capacidades necesarias de procesamiento y archivo de datos científicos. La misión pasará ahora a la siguiente fase: construir y probar los sistemas de nuevo diseño que permitirán planificar y programar las observaciones de Roman y gestionar los datos resultantes, que se prevé que superen los 20 petabytes (20.000.000 GB) durante los primeros cinco años de operaciones.

Esta infografía muestra la diferencia en el volumen de datos entre los telescopios espaciales Nancy Grace Roman, Webb y Hubble. Cada día, Roman enviará más de 500 veces más datos a la Tierra que el Hubble.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA.

“En STScI, estamos muy entusiasmados con las oportunidades de descubrimientos que traerá Roman. Todas las áreas de la astrofísica se beneficiarán”, dijo la subdirectora de STScI, Nancy Levenson. “Estamos desarrollando herramientas novedosas y nuevas formas de trabajar para que la comunidad global de investigación pueda hacer un mejor uso del potencial de esta misión espacial de ‘macrodatos'”.

“Se requiere mucho trabajo para llegar a esta etapa en cualquier misión espacial, y nuestro equipo realizço un esfuerzo extra debido a la pandemia de COVID-19. La finalización con éxito de la revisión del diseño es un testigo de todos sus esfuerzos”, dijo Cristina Oliveira, directora adjunta del SOC en STScI.

El STScl en su función de Science Operations Center, planificará, programará y llevará a cabo observaciones; procesará y archivará conjuntos de datos de la misión e involucrará e informará a la comunidad astronómica y al público. STScI colaborará estrechamente con el Goddard Space Flight Center de la NASA, que gestiona la misión y albergará el Mission Operations Center (MOC). El MOC es responsable de las operaciones generales de la nave espacial y de supervisar los datos transmitidos entre la nave espacial y la tierra. La colaboración incluye a Caltech/IPAC, sede del Roman Science Support Center (SSC), que trabaja con los otros elementos del sistema terrestre para lograr los objetivos científicos y operativos de Roman.

El Science Support Center de Caltech/IPAC tiene la tarea de crear y gestionar las convocatorias de propuestas de la comunidad científica en general. También dirigirá la planificación de la observación del Instrumento Coronagraph y los productos de datos y proporcionará un entorno de análisis de datos para el instrumento y el equipo de la comunidad. Además, es responsable del alcance comunitario de la ciencia relacionada con los exoplanetas (planetas más allá de nuestro sistema solar) y los descubrimientos científicos provenientes de observaciones espectroscópicas. El SSC también está desarrollando y operando canalizaciones de datos científicos para procesar los datos espectroscópicos del Wide Field Instrument y para la ciencia de microlentes de exoplanetas.

Goddard está desarrollando el Wide Field Instrument para realizar los principales estudios científicos, y el Jet Propulsion Laboratory de la NASA está desarrollando el Instrumento Coronagraph para realizar imágenes de observaciones directas a exoplanetas.

Ampliando nuestra visión

Roman podrá capturar un área 100 veces más grande que el Hubble en una sola imagen. Esto le permitirá realizar estudios de campo amplio con una resolución espacial, que será el modo de funcionamiento principal del observatorio.

“A diferencia de Hubble y Webb, Roman es ante todo una misión de investigación”, explicó el científico interino de la misión SOC John MacKenty de STScI. “Nuestro papel es ayudar a recopilar información de la comunidad astronómica, preparar esos estudios para que la comunidad pueda hacer ciencia y brindar a la comunidad las herramientas que necesitan para realizar sus investigaciones”.

Las investigaciones de Roman generarán montañas de datos, creando nuevos desafíos para los científicos que buscan analizar esos datos. Como resultado, STScI prioriza el uso de la informática basada en la nube para el procesamiento de los datos de Roman.

“En lugar de enviar los datos al astrónomo, estamos llevando al astrónomo a los datos”, dijo el ingeniero de sistemas de misión del SOC, Chris Hanley, de STScI.

Todos los datos recopilados por el Roman Space Telescope serán accesibles a través del Barbara A. Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) en STScI. Esos datos estarán disponibles públicamente a los pocos días de las observaciones, una novedad para una misión insignia de astrofísica de la NASA. Dado que los científicos de todo el mundo tendrán acceso rápido a los datos, podrán descubrir y seguir rápidamente fenómenos de corta duración, como las explosiones de supernovas.

La ciencia del Roman Space Telescope

El Roman Space Telescope habilitará nuevas ciencias en todas las áreas de la astrofísica. Puede buscar planetas, cometas y asteroides enanos en nuestro sistema solar. Obtendrá imágenes de estrellas a lo largo de nuestra propia galaxia para medir su estructura e investigar su historia de formación. También examinará los lugares de nacimiento de las estrellas, viveros gigantes de gas y polvo que el gran campo de visión de Roman podrá captar vez en alta resolución.

Al mirar profundamente a amplias franjas de secciones aparentemente en blanco del cielo, Roman obtendrá imágenes de alta resolución de un número sin precedentes de galaxias. Trazará un mapa de la distribución de la materia oscura dentro de grandes cúmulos de galaxias y descubrirá miles de galaxias con corrimientos al rojo muy altos, lo que proporcionará las herramientas para estudiar cómo cambian las galaxias a lo largo del tiempo cósmico.

Los estudios de Roman brindarán nuevos conocimientos sobre la historia y la estructura del universo, incluida la misteriosa “energía oscura” que hace que el espacio se expanda cada vez más rápido. Este nuevo y poderoso observatorio también se basará en la amplia base del trabajo iniciado con el Hubble y otros observatorios como Kepler/K2 y el Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en planetas fuera de nuestro sistema solar. Descubrirá miles de exoplanetas utilizando su cámara de campo amplio. Su instrumento Coronagraph llevará a cabo una demostración de tecnología y, dependiendo de su rendimiento, podrá proporcionar estudios de las atmósferas de planetas gaseosos gigantes que orbitan otras estrellas.

El Nancy Grace Roman Space Telescope se administra en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, con la participación del Jet Propulsion Laboratory de la NASA y Caltech/IPAC en el Sur de California, el Space Telescope Science Institute en Baltimore, y un equipo compuesto por científicos de varias instituciones de investigación. Los principales colaboradores son Ball Aerospace and Technologies Corporation en Boulder, Colorado; L3Harris Technologies en Melbourne, Florida; y Teledyne Scientific & Imaging en Thousand Oaks, California.

Versión en inglés de esta noticia.

Edición: R. Castro.