OSIRIS-REx de la NASA está a una prueba de tocar el asteroide Bennu.

La primera nave espacial de muestreo de asteroides de la NASA, está haciendo los preparativos finales para tomar una muestra de la superficie del asteroide Bennu. La próxima semana, la misión OSIRIS-REx llevará a cabo un segundo ensayo de su secuencia de aterrizaje, practicando las actividades de recolección de muestras una última vez antes de aterrizar en Bennu este otoño.

El 11 de agosto, la misión realizará su ensayo “Matchpoint”, la segunda ejecución de práctica del evento de recolección de muestras Touch-and-Go (TAG). El ensayo será similar al ensayo “Checkpoint” del 14 de abril, que practicó las dos primeras maniobras del descenso, pero esta vez la nave agregará una tercera maniobra, llamada Matchpoint burn, y volará aún más cerca del sitio de muestra Nightingale. alcanzando una altitud de aproximadamente 40 m, antes de alejarse del asteroide.

Esta representación muestra la trayectoria y configuración de la nave espacial OSIRIS-REx de la NASA durante el ensayo Matchpoint, que es la última vez que la misión practicará los pasos iniciales de la secuencia de recolección de muestras antes de aterrizar en el asteroide Bennu.
Créditos: NASA / Goddard / University of Arizona.

Durante este segundo ensayo será la primera vez que la nave espacial ejecute la maniobra Matchpoint para luego volar en conjunto con la rotación de Bennu. El ensayo también le da al equipo la oportunidad de familiarizarse con la navegación de la nave espacial a través de todas las maniobras de descenso, mientras verifica que los sistemas de imágenes, navegación y rango de la nave espacial funcionan como se espera durante el evento.

Durante el descenso, la nave espacial dispara sus propulsores tres veces distintas para bajar hasta la superficie del asteroide. La nave espacial viajará a una velocidad promedio de alrededor de 0,3 km/h durante la excursión de aproximadamente cuatro horas. El ensayo de Matchpoint comienza con OSIRIS-REx encendiendo sus propulsores para dejar su órbita de zona segura de 870 m. Luego, la nave espacial extenderá su brazo de muestreo robótico, el Mecanismo de adquisición de muestras Touch-And-Go (TAGSAM), desde su posición plegada y estacionada hasta la configuración de recolección de muestras. Inmediatamente después, la nave espacial girará para comenzar a recopilar imágenes de navegación para el sistema de guía Natural Feature Tracking (NFT). NFT permite que OSIRIS-REx navegue de forma autónoma a la superficie de Bennu comparando un catálogo de imágenes a bordo con las imágenes de navegación en tiempo real tomadas durante el descenso. A medida que la nave espacial se acerca a la superficie, el sistema NFT actualizará el punto de contacto previsto de la nave espacial según la posición de OSIRIS-REx en relación con los puntos de referencia de Bennu.

Después, los dos paneles solares de la nave espacial se moverán a una configuración de “ala en forma de Y” que los colocará de manera segura hacia arriba y lejos de la superficie del asteroide. Esta configuración también colocará el centro de gravedad de la nave espacial directamente sobre la cabeza del colector TAGSAM, que es la única parte de la nave espacial que entrará en contacto con la superficie de Bennu durante el evento de recolección de muestras.

Cuando OSIRIS-REx alcance una altitud de aproximadamente 125 m, realizará la quema de Checkpoint y descenderá más abruptamente hacia la superficie de Bennu durante otros ocho minutos. Aproximadamente a 50 m sobre el asteroide, la nave espacial encenderá sus propulsores por tercera vez para quemar Matchpoint. Esta maniobra ralentizará la velocidad de descenso de la nave espacial y ajustará su trayectoria para que coincida con la rotación de Bennu mientras la nave espacial hace las correcciones finales para dirigirse al punto de aterrizaje. OSIRIS-REx continuará capturando imágenes de los puntos de referencia de Bennu para que el sistema NFT actualice la trayectoria de la nave espacial durante otros tres minutos de descenso. Esto lleva a OSIRIS-REx a su destino objetivo a unos 40 m Bennu, lo más cerca que ha estado del asteroide. Con el ensayo completo, la nave espacial ejecutará una combustión de retroceso, devolverá sus paneles solares a su posición original y reconfigurará el brazo TAGSAM de nuevo a la posición estacionada.

Durante el ensayo, el tiempo de luz unidireccional para que las señales viajen entre la Tierra y la nave espacial será de aproximadamente 16 minutos, lo que no permite el mando en vivo de las actividades de vuelo desde tierra. Entonces, antes del comienzo del ensayo, el equipo OSIRIS-REx vinculará todos los comandos del evento a la nave espacial, lo que permitirá que OSIRIS-REx realice la secuencia de ensayo de forma autónoma después de que se dé el comando GO. También durante el evento, la antena de baja ganancia de la nave espacial será su única antena apuntando hacia la Tierra, transmitiendo datos a una velocidad muy lenta de 40 bits por segundo. Entonces, si bien el equipo OSIRIS-REx podrá monitorear los signos vitales de la nave espacial, las imágenes y los datos científicos recopilados durante el evento no se transferirán hasta que se complete el ensayo. El equipo experimentará estas mismas circunstancias durante el evento TAG real en octubre.

Después del ensayo de Matchpoint, el equipo OSIRIS-REx verificará el rendimiento del sistema de vuelo durante el descenso, incluido que la quema de Matchpoint se ajustara con precisión a la trayectoria de descenso de la nave espacial para su aterrizaje en Bennu. Una vez que el equipo de la misión determine que OSIRIS-REx funcionó como se esperaba, ordenarán a la nave espacial que regrese a su órbita de zona segura alrededor de Bennu.

El equipo de la misión ha pasado los últimos meses preparándose para el ensayo de Matchpoint mientras maximiza el trabajo remoto como parte de su respuesta ante COVID-19. El día del ensayo, un número limitado de personal supervisará la nave espacial desde las instalaciones de Lockheed Martin Space, tomando las precauciones de seguridad adecuadas, mientras el resto del equipo desempeña sus funciones de forma remota. La misión implementó un protocolo similar durante el ensayo de Checkpoint en abril.

El 20 de octubre, la nave espacial viajará hasta la superficie del asteroide durante su primer intento de recolección de muestras. Durante este evento, el mecanismo de muestreo de OSIRIS-REx tocará la superficie de Bennu durante aproximadamente cinco segundos, disparará una carga de nitrógeno presurizado para perturbar la superficie y recolectará una muestra antes de que la nave espacial retroceda. Está previsto que la nave espacial devuelva la muestra a la Tierra el 24 de septiembre de 2023.

El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, proporciona administración general de misiones, ingeniería de sistemas y garantía de seguridad y misión para OSIRIS-REx. Dante Lauretta de la Universidad de Arizona, Tucson, es el investigador principal, y la Universidad de Arizona también dirige el equipo científico y la planificación de la observación científica y el procesamiento de datos de la misión. Lockheed Martin Space en Denver construyó la nave espacial y está proporcionando operaciones de vuelo. Goddard y KinetX Aerospace son responsables de la navegación de la nave espacial OSIRIS-REx. OSIRIS-REx es la tercera misión del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, administrado por el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington.

El Hubble usa la Tierra para identificar oxígeno en planetas potencialmente habitables alrededor de otras estrellas.

Aprovechando un eclipse lunar total, los astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble de la NASA han detectado la propia marca de protector solar de la Tierra, el ozono, en nuestra atmósfera. Este método simula cómo los astrónomos y los investigadores de astrobiología buscarán evidencia de vida más allá de la Tierra mediante la observación de posibles “biofirmas” en exoplanetas.

Hubble no apuntó directamente a la Tierra. En cambio, los astrónomos usaron la Luna como un espejo para reflejar la luz solar, que había atravesado la atmósfera de la Tierra y luego se reflejaba hacia el Hubble. El uso de un telescopio espacial para las observaciones de eclipses reproduce las condiciones bajo las cuales los futuros telescopios medirían las atmósferas de los exoplanetas en tránsito. Estas atmósferas pueden contener sustancias químicas de interés para la astrobiología, el estudio y la búsqueda de vida.


Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA.

Aunque anteriormente se han realizado numerosas observaciones terrestres de este tipo, esta es la primera vez que se captura un eclipse lunar total a longitudes de onda ultravioleta y desde un telescopio espacial. Hubble detectó la fuerte huella espectral del ozono, que absorbe parte de la luz solar. El ozono es importante para la vida porque es la fuente del escudo protector en la atmósfera de la Tierra.

En la Tierra, la fotosíntesis durante miles de millones de años es responsable de los altos niveles de oxígeno y la gruesa capa de ozono de nuestro planeta. Esa es una razón por la cual los científicos piensan que el ozono o el oxígeno podrían ser un signo de vida en otro planeta, y se refieren a ellos como biofirmas.

“Encontrar ozono es importante porque es un subproducto fotoquímico del oxígeno molecular, que en sí mismo es un subproducto de la vida”, explicó Allison Youngblood, del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial en Boulder, Colorado, investigadora principal de las observaciones de Hubble.


Esta ilustración muestra el telescopio espacial Hubble superpuesto a una imagen de la Luna, vista durante un eclipse lunar. Aprovechando un eclipse lunar total en enero de 2019, los astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble de la NASA han detectado ozono en la atmósfera de la Tierra. Este método sirve como aproximación de cómo se observarán planetas (similares a la Tierra) en tránsito frente a otras estrellas, en busca de vida. La alineación perfecta de nuestro planeta con el Sol y la Luna durante un eclipse lunar total imita la geometría de un planeta terrestre en tránsito con su estrella. En un nuevo estudio, Hubble no observó directamente a la Tierra. Los astrónomos usaron la Luna como un espejo que refleja la luz solar transmitida a través de la atmósfera de la Tierra, capturándola con el Hubble. Esta es la primera vez que se captura un eclipse lunar total en longitudes de onda ultravioleta y desde un telescopio espacial.
Créditos: M. Kornmesser (ESA / Hubble), NASA y ESA.



Este diagrama (no a escala) explica la geometría del eclipse lunar. Cuando la Luna está completamente en la umbra de la Tierra (conocido como eclipse lunar total o eclipse umbral), toda la luz solar que llega a la superficie lunar se ha refractado o dispersado a través de la atmósfera terrestre. Cuando la Luna está en la penumbra de la Tierra (conocido como eclipse penumbral), la iluminación proviene tanto de la luz solar directa como de la luz solar refractada y dispersa por la atmósfera del planeta. Este proceso es similar a una observación de tránsito de exoplanetas.
Créditos: M. Kornmesser (ESA / Hubble), NASA y ESA.

Aunque el ozono de la atmósfera de la Tierra se había detectado en observaciones terrestres previas durante los eclipses lunares, el estudio de Hubble representa la detección más fuerte de esta molécula hasta la fecha , ya que el ozono medido desde el espacio sin interferencia de otros químicos en la atmósfera de la Tierra, absorbe fuertemente la luz ultravioleta.

Hubble registró ozono absorbiendo parte de la radiación ultravioleta del Sol que atravesó el borde de la atmósfera de la Tierra durante un eclipse lunar que ocurrió del 20 al 21 de enero de 2019. Otros telescopios terrestres también realizaron observaciones espectroscópicas en otras longitudes de onda durante el eclipse, tratando de obtener más ingredientes atmosféricos de la Tierra, como oxígeno y metano.

“Uno de los principales objetivos de la NASA es identificar planetas que puedan albergar vida”, dijo Youngblood. “Pero, ¿cómo conoceríamos un planeta habitable o deshabitado si viéramos uno? ¿Cómo se verían con las técnicas que los astrónomos tienen a su disposición para caracterizar las atmósferas de los exoplanetas? Por eso es importante desarrollar modelos del espectro de la Tierra como una plantilla para categorizar atmósferas en planetas extrasolares “.

Su artículo está disponible en línea en The Astronomical Journal

Olfateando atmósferas planetarias

En las atmósferas de algunos planetas extrasolares se podría probar si algún tipo de vida extraterrestre pasa por ldelante de su estrella madre, un evento llamado tránsito. Durante un tránsito, la luz de las estrellas se filtra a través de la atmósfera del exoplaneta a contraluz. (Si se mira de cerca, la silueta del planeta se vería como si tuviera un “halo” delgado y brillante a su alrededor causado por la atmósfera iluminada, tal como lo hace la Tierra cuando se ve desde el espacio).

Los productos químicos de la atmósfera dejan su firma reveladora al filtrar ciertos colores de la luz de las estrellas. Los astrónomos que utilizaron el Hubble fueron pioneros en esta técnica para sondear exoplanetas. Esto es particularmente curioso, ya que los planetas extrasolares aún no se habían descubierto cuando se lanzó el Hubble en 1990 y el observatorio espacial no fue diseñado inicialmente para tales experimentos.

Hasta ahora, los astrónomos han utilizado el Hubble para observar las atmósferas de planetas gigantes gaseosos y supertierras (planetas varias veces la masa de la Tierra) que transitan alrededor sus soles, po estrellas anfitrionas. Pero los planetas terrestres del tamaño de la Tierra son objetos mucho más pequeños y sus atmósferas son más delgadas, como la piel de una manzana. Por lo tanto, extraer estas firmas de exoplanetas del tamaño de la Tierra será mucho más difícil.

Es por eso que los investigadores necesitarán telescopios espaciales mucho más grandes que el Hubble para recolectar la débil luz estelar que pasa a través de las atmósferas de estos pequeños planetas durante un tránsito. Estos telescopios necesitarán observar planetas durante un período más largo, muchas docenas de horas, para generar una señal fuerte.

Para prepararse para estos telescopios más grandes, los astrónomos decidieron realizar experimentos en un planeta terrestre habitado mucho más cercano y conocido: la Tierra. La alineación perfecta de nuestro planeta con el Sol y la Luna durante un eclipse lunar total imita la geometría de un planeta terrestre en tránsito por su estrella.

Pero las observaciones también fueron un desafío porque la Luna es muy brillante y su superficie no es un reflector perfecto porque está moteada con áreas brillantes y oscuras. La Luna también está tan cerca de la Tierra que Hubble tuvo que intentar mantener un ojo fijo en una región seleccionada, a pesar del movimiento de la Luna en relación con el observatorio espacial. Entonces, el equipo de Youngblood tuvo que tener en cuenta la deriva de la Luna en su análisis.

Esta imagen telescópica terrestre de la Luna destaca la región general donde los astrónomos utilizaron el telescopio espacial Hubble de la NASA para medir la cantidad de ozono en la atmósfera de la Tierra. Este método sirve como medio de cómo observarán planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas en busca de vida.
Créditos: M. Kornmesser (ESA / Hubble), NASA y ESA.
¿Dónde hay ozono, hay vida?

Encontrar ozono en los cielos de un planeta extrasolar terrestre no garantiza que exista vida en la superficie. “Se necesitarían otras firmas espectrales además del ozono para concluir que hubo o vida en el planeta, y estas firmas no necesariamente se pueden ver en luz ultravioleta”, dijo Youngblood.

En la Tierra, el ozono se forma naturalmente cuando el oxígeno de la atmósfera terrestre se expone a fuertes concentraciones de luz ultravioleta. El ozono forma una capa alrededor de la Tierra, protegiéndola de los fuertes rayos ultravioleta.

“La fotosíntesis podría ser el metabolismo más productivo que puede evolucionar en cualquier planeta, porque es alimentado por la energía de la luz de las estrellas y utiliza elementos cósmicamente abundantes como agua y dióxido de carbono”, dijo Giada Arney del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. coautora del artículo científico. “Estos ingredientes necesarios deberían ser comunes en los planetas habitables”.

La variabilidad estacional en la firma del ozono, también podría indicar la producción biológica estacional de oxígeno, tal como ocurre con las estaciones de crecimiento de las plantas en la Tierra.

Pero el ozono también se puede producir sin la presencia de vida cuando el nitrógeno y el oxígeno se exponen a la luz solar. Para aumentar el indicio de que una biofirma determinada es realmente producida por la vida, los astrónomos deben buscar combinaciones de biofirmas. Se necesita una campaña de varias longitudes de onda porque cada una de las muchas firmas biológicas se detecta más fácilmente en longitudes de onda específicas para esas firmas.

“Los astrónomos también tendrán que tener en cuenta la etapa de desarrollo del planeta cuando observen estrellas más jóvenes con planetas jóvenes. Si quisieran detectar oxígeno u ozono de un planeta similar a la Tierra primitiva, cuando había menos oxígeno en nuestra atmósfera, las características espectrales en luz óptica e infrarroja no son lo suficientemente fuertes “, explicó Arney. “Creemos que la Tierra tenía bajas concentraciones de ozono antes del período geológico medio del Proterozoico (entre aproximadamente 2000 y 700 millones de años atrás) cuando la fotosíntesis contribuyó a la acumulación de oxígeno y ozono en la atmósfera a los niveles que vemos hoy. Pero porque la firma de luz ultravioleta de las características del ozono es muy fuerte, tendría la esperanza de detectar pequeñas cantidades de ozono. Por lo tanto, el ultravioleta puede ser la mejor longitud de onda para detectar vida fotosintética en exoplanetas con bajo contenido de oxígeno “.

La NASA tiene un próximo observatorio llamado Telescopio Espacial James Webb que podría realizar tipos similares de mediciones en luz infrarroja, con el objetivo de detectar metano y oxígeno en atmósferas de exoplanetas. Actualmente, Webb está programado para lanzarse en 2021.

La misión MAVEN de la NASA observa el cielo nocturno marciano en luz ultravioleta.

MAVEN de la NASA observa grandes áreas del cielo de la noche marciana en luz ultravioleta. Los resultados se están utilizando para iluminar patrones complejos de circulación en la atmósfera marciana.


La atmósfera del lado nocturno de Marte brilla en esta animación gracias a los datos de las observaciones de la nave espacial MAVEN. El falso color de verde a blanco muestra los brillos optimizados del “resplandor nocturno” ultravioleta de Marte, medido por el espectrógrafo ultravioleta de imágenes de MAVEN a unos 70 kilómetros de altitud. Una vista simulada del globo de Marte se agrega digitalmente para crear el contexto, con hielo visible en los casquillos de los polos. Tres brillos nocturnos ocurren durante cada rotación de Marte, el primero mucho más brillante que los otros dos. Los tres brillos ocurren poco después de la puesta de sol, apareciendo a la izquierda de esta vista del lado nocturno del planeta. Las pulsaciones son causadas por vientos descendentes que intensifican las reacciones químicas, creando óxido nítrico que es el causante del resplandor. Se promediaron los datos tomados durante meses para identificar estos patrones, lo que indica que se repiten todas las noches.
Créditos: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP.

El equipo de MAVEN se sorprendió al descubrir que la atmósfera pulsaba exactamente tres veces por noche, y solo durante la primavera y el otoño de Marte. Los nuevos datos también revelaron ondas y espirales inesperadas sobre los polos, al tiempo que confirmaron con los resultados de la nave espacial Mars Express, que este resplandor nocturno era más brillante en las regiones polares.


Ésta es una imagen del “resplandor nocturno” en ultravioleta de la atmósfera marciana. Los falsos colores verde y blanco representan la intensidad de la luz ultravioleta, siendo el blanco el más brillante. El resplandor nocturno se midió a unos 70 kilómetros de altitud mediante el instrumento espectrógrafo Imaging UltraViolet de la nave espacial MAVEN de la NASA. Una vista simulada del globo de Marte se agrega digitalmente para el contexto. La imagen muestra un intenso brillo en la atmósfera nocturna de Marte. Los brillos ocurren regularmente después del atardecer en las noches marcianas durante las temporadas de otoño e invierno, y se desvanecen a la medianoche. El brillo es causado por el aumento de los vientos descendentes que mejoran la reacción química creando óxido nítrico que causa el brillo.
Créditos: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP.

“Las imágenes de MAVEN ofrecen nuestra primera visión global de los movimientos atmosféricos en la atmósfera media de Marte, una región crítica donde las corrientes de aire transportan gases entre las capas más baja y más alta”, dijo Nick Schneider del Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial (LASP) de la Universidad de Colorado, en Boulder, Colorado. Los brillos se producen cuando los vientos verticales llevan gases a regiones de mayor densidad, acelerando las reacciones químicas que crean óxido nítrico y potencian el brillo ultravioleta. Schneider es líder del instrumento MAVEN Imaging Ultraviolet Spectrograph (IUVS) que realizó estas observaciones y autor principal de un artículo sobre esta investigación que aparece el 6 de agosto en la revista Journal of Geophysical Research, Space Physics. La luz ultravioleta es invisible para el ojo humano pero detectable por instrumentos especializados.


El diagrama explica la causa de la brillante atmósfera nocturna de Marte. En el lado diurno de Marte, las moléculas son destrozadas por energéticos fotones solares. Los patrones de circulación global llevan los fragmentos atómicos al lado nocturno, donde los vientos descendentes aumentan la velocidad de reacción de los átomos para reformar las moléculas. Los vientos descendentes ocurren cerca de los polos en algunas estaciones y en las regiones ecuatoriales en otras. Las nuevas moléculas contienen energía extra que emiten como luz ultravioleta.
Créditos: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP.

“El resplandor ultravioleta proviene principalmente de una altitud de unos 70 kilómetros, con el punto más brillante de unos mil kilómetros de ancho, y es tan brillante en el ultravioleta como las auroras boreales de la Tierra”, dijo Zac Milby. , también de LASP. “Desafortunadamente, la composición de la atmósfera de Marte implica que estos puntos brillantes no emiten luz en longitudes de onda visibles que permitan ser vistos por los futuros astronautas de Marte. Lástima: los parches brillantes se intensificarían en lo alto todas las noches después del atardecer y se desplazarían por el cielo a 300 kilómetros por hora”.

Los pulsos revelan la importancia de las ondas que rodean al planeta en la atmósfera de Marte. El número de ondas y su velocidad indica que la atmósfera media de Marte está influenciada por el patrón diario de calentamiento solar y las perturbaciones de la topografía de las enormes montañas volcánicas de Marte. Estos puntos pulsantes son la evidencia más clara de que las ondas de la atmósfera media coinciden con las que se sabe dominan las capas de arriba y de abajo.

“Los principales descubrimientos de MAVEN sobre la pérdida de atmósfera y el cambio climático muestran la importancia de estos vastos patrones de circulación que transportan los gases atmosféricos por todo el planeta y desde la superficie hasta el borde del espacio”. Dijo Sonal Jain, también de LASP.


Esta es una imagen del “resplandor nocturno” ultravioleta en la atmósfera marciana sobre el polo sur. Los falsos colores verdes y blancos representan la intensidad de la luz ultravioleta, siendo el blanco el más brillante. El resplandor nocturno se midió a unos 70 kilómetros de altitud con el instrumento Imaging UltraViolet Spectrograph de la nave espacial MAVEN de la NASA. Se ha agregado digitalmente una vista simulada del globo de Marte para el contexto, y el área blanca tenue en el centro de la imagen es la capa de hielo polar. La imagen muestra una espiral inesperadamente brillante en la atmósfera nocturna de Marte. La causa del patrón en espiral es desconocida.
Créditos: NASA / MAVEN / Goddard Space Flight Center / CU / LASP.

A continuación, el equipo planea mirar el resplandor nocturno “de lado”, en lugar de mirar hacia abajo desde arriba, utilizando datos tomados por IUVS que se encuentran justo por encima del borde del planeta. Esta nueva perspectiva se utilizará para comprender los vientos verticales y los cambios estacionales con mayor precisión.

El resplandor nocturno marciano fue observado por primera vez por el instrumento SPICAM en la nave espacial Mars Express de la Agencia Espacial Europea. Sin embargo, IUVS es un instrumento de nueva generación capaz de mapear repetidamente el brillo nocturno, encontrando patrones y comportamientos periódicos. Muchos planetas, incluida la Tierra, tienen un resplandor nocturno, pero MAVEN es la primera misión que recoge tantas imágenes del resplandor nocturno de otro planeta.

La investigación fue financiada por la misión MAVEN. El investigador principal de MAVEN está basado en el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial de la Universidad de Colorado, Boulder, y la NASA Goddard administra el proyecto MAVEN. La NASA está explorando nuestro Sistema Solar y más allá, descubriendo mundos, estrellas y misterios cósmicos cercanos y lejanos con nuestra poderosa flota de misiones espaciales y terrestres.

La NASA volverá a examinar los apodos de los objetos cósmicos.

La comunidad científica a veces se refiere a objetos cósmicos distantes como planetas, galaxias y nebulosas con apodos no oficiales. A medida que la comunidad científica trabaja para identificar y abordar la discriminación y la desigualdad sistémicas en todos los aspectos del campo, ha quedado claro que ciertos apodos cósmicos no solo son insensibles, sino que pueden ser activamente dañinos. La NASA está examinando el uso de terminología no oficial para los objetos cósmicos como parte de su compromiso con la diversidad, la equidad y la inclusión.

Como paso inicial, la NASA ya no se referirá a la nebulosa planetaria NGC 2392, los resplandecientes restos de una estrella similar al Sol que está emitiendo sus capas exteriores al final de su vida, como la “Nebulosa Esquimal”. “Esquimal” es ampliamente visto como un término colonial con una historia racista, impuesto a los pueblos indígenas de las regiones árticas. La mayoría de los documentos oficiales se han alejado de su uso. La NASA tampoco utilizará más el término “Galaxia de los gemelos siameses” para referirse a NGC 4567 y NGC 4568, un par de galaxias espirales que se encuentran en el cúmulo de galaxias Virgo. En el futuro, la NASA usará solo las designaciones oficiales de la Unión Astronómica Internacional en los casos en que los apodos sean inapropiados.

“Apoyo nuestra reevaluación en curso de los nombres con los que nos referimos a los objetos astronómicos”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en la Sede Central, Washington. “Nuestro objetivo es que todos los nombres estén alineados con nuestros valores de diversidad e inclusión, y trabajaremos de manera proactiva con la comunidad científica para ayudar a garantizarlo. La ciencia es para todos y cada faceta de nuestro trabajo debe reflejar ese valor”.

Los apodos son a menudo más accesibles y amigables para el público que los nombres oficiales para objetos cómicos, como Barnard 33, cuyo apodo “la Nebulosa Cabeza de Caballo” invoca su apariencia. Pero a menudo, los apodos aparentemente inocuos pueden ser dañinos y restar valor a la ciencia.

La Agencia trabajará con expertos en diversidad, inclusión y equidad en las ciencias astronómicas y físicas para brindar orientación y recomendaciones sobre otros apodos y términos para su revisión.

“Estos apodos y términos pueden tener connotaciones históricas o culturales que son objetables o desagradables, y la NASA está firmemente comprometida a abordarlos”, dijo Stephen T. Shih, Administrador Asociado de Diversidad e Igualdad de Oportunidades en la Sede de la NASA. “La ciencia depende de contribuciones diversas y beneficia a todos, por lo que esto significa que debemos hacerla inclusiva”.

‘Relámpagos superficiales’ y ‘Mushballs’ revelan la presencia de amoníaco a los científicos de la Misión Juno de la NASA.


Esta ilustración utiliza datos obtenidos por la misión Juno de la NASA para representar tormentas eléctricas a gran altitud en Júpiter. La sensible cámara de la Unidad de referencia estelar de Juno detectó relámpagos inusuales en el lado oscuro de Júpiter durante los sobrevuelos al planeta por parte de la nave espacial. Crédito de imagen: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt.

Nuevos resultados de la misión Juno de la NASA en Júpiter, sugieren que el planeta más grande de nuestro Sistema Solar es el hogar de lo que se llama “relámpagos superficiales”. Como una forma inesperada de descarga eléctrica, los relámpagos superficiales se originan en nubes que contienen una solución de agua y amoníaco, mientras que los relámpagos en la Tierra se originan en nubes de agua.

Estos nuevos hallazgos sugieren que las violentas tormentas eléctricas por las que se conoce al gigante gaseoso pueden formar granizo con gran cantidad de amoniaco que el equipo científico de Juno llama “Mushballs”. Teorizan que las Mushballs esencialmente secuestran amoníaco y agua en la atmósfera superior y las llevan a las profundidades de la atmósfera de Júpiter.

Los hallazgos de los relámpagos superficiales se publicarán el jueves 6 de agosto en la revista Nature, mientras que la investigación de las Mushballs está actualmente disponible en línea en el Journal of Geophysical Research: Planets.

Desde que la misión Voyager de la NASA vio por primera vez los relámpagos de Júpiter en 1979, se ha pensado que los rayos del planeta son similares a los de la Tierra, ocurriendo solo en tormentas donde el agua existe en todas sus fases: hielo, líquido y gas. En Júpiter esto colocaría las tormentas alrededor de 45 a 65 kilómetros por debajo de las nubes visibles, con temperaturas que rondan los 0 grados Celsius, la temperatura a la que el agua se congela. La Voyager vio los rayos como puntos brillantes en las nubes de Júpiter, lo que sugiere que los destellos se originaron en nubes de aguas profundas, pero los relámpagos observados en el lado oscuro de Júpiter por la Unidad de Referencia Estelar de Juno cuentan una historia diferente.

“Los sobrevuelos cercanos de Juno sobre las nubes nos permitieron ver algo sorprendente, destellos más pequeños y menos profundos, que se originaron en altitudes mucho más altas en la atmósfera de Júpiter de lo que se suponía anteriormente posible”, dijo Heidi Becker, líder de Investigación de Monitoreo de Radiación de Juno en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el Sur California y autora principal del artículo de Nature.

Becker y su equipo sugieren que las poderosas tormentas eléctricas de Júpiter arrojan cristales de hielo de agua a la atmósfera del planeta, a más de 25 kilómetros por encima de las nubes de agua de Júpiter, donde encuentran vapor de amoníaco atmosférico que derrite el hielo, formando una nueva solución de agua y amoníaco. A una altitud tan elevada, las temperaturas están por debajo de menos 88 grados Celsius, demasiado frío para que exista agua líquida pura.

“En estas altitudes, el amoníaco actúa como un anticongelante, bajando el punto de fusión del hielo de agua y permitiendo la formación de una nube con líquido de amoníaco-agua”, dijo Becker. “En este nuevo estado, las gotas de líquido de amoníaco-agua que caen pueden chocar con los cristales de hielo de agua y electrificar las nubes. Esto fue una gran sorpresa, ya que las nubes de agua de amoníaco no existen en la Tierra”.

Los relámpagos poco profundos forman parte de otro enigma sobre el funcionamiento interno de la atmósfera de Júpiter: el instrumento del radiómetro de microondas de Juno descubrió que el amoníaco se había agotado, faltaba de la mayor parte de la atmósfera de Júpiter. Aún más desconcertante fue descubrir que la cantidad de amoníaco cambia a medida que uno se mueve dentro de la atmósfera de Júpiter.

“Anteriormente, los científicos se dieron cuenta de que faltaban pequeñas porciones de amoníaco, pero nadie se dio cuenta de la profundidad de estos cúmulos o de que cubrían la mayor parte de Júpiter”, dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Southwest Research Institute en San Antonio. “Estábamos luchando por explicar el agotamiento del amoníaco solo con lluvia de agua de amoníaco, pero la lluvia no podía ser lo suficientemente profunda como para igualar las observaciones. Me di cuenta de que un sólido, como una piedra de granizo, podría profundizarse y absorber más amoníaco. Cuando Heidi descubrió los relámpagos superficiales, nos dimos cuenta de que teníamos pruebas de que el amoníaco se mezclaba con agua en la atmósfera y, por lo tanto, el relámpago era una pieza clave del rompecabezas”.


Este gráfico representa el proceso evolutivo de los “relámpagos superficiales” y las “Mushballs” en Júpiter. Crédito de imagen: NASA / JPL-Caltech / SwRI / CNRS.

Mushballs Jovianas

Un segundo artículo, publicado ayer en el Journal of Geophysical Research: Planets, visualiza la extraña mezcla de 2/3 de agua y 1/3 de gas de amoníaco que se convierte en la semilla de las piedras de granizo jovianas, conocidas como Mushballs. Las Mushballs, que consisten en capas de granizados de agua-amoníaco y hielo, cubiertos por una corteza de hielo de agua más gruesa, se generan de manera similar a la del granizo en la Tierra: crecen a medida que se mueven hacia arriba y hacia abajo por la atmósfera.

“Eventualmente, las Mushballs se vuelven tan grandes que incluso las corrientes ascendentes no pueden mantenerlas, y caen más profundamente en la atmósfera, encontrando temperaturas aún más cálidas, donde eventualmente se evaporan por completo”, dijo Tristan Guillot, un co-investigador de Juno, de la Universidad Côte d’Azur en Niza, Francia, y autor principal del segundo artículo. “Su acción arrastra el amoníaco y el agua a niveles profundos en la atmósfera del planeta. Eso explica por qué no vemos mucho en estos lugares con el Radiómetro de microondas de Juno”.

“Combinar estos dos resultados fue imprescindible para resolver el misterio del amoníaco perdido de Júpiter”, dijo Bolton. “Resultó que en realidad no falta el amoníaco; simplemente se transporta hacia abajo encapsulado, se ha camuflado mezclándose con agua. La solución es muy simple y elegante con esta teoría: cuando el agua y el amoníaco están en un estado líquido, son invisibles para nosotros hasta que alcanzan una profundidad donde se evaporan, y eso es a bastante profundidad”.

Comprender la meteorología de Júpiter nos permite desarrollar teorías de la dinámica atmosférica para todos los planetas de nuestro Sistema Solar, así como para los exoplanetas que se descubren fuera de nuestro Sistema Solar. La comparación de cómo funcionan las tormentas violentas y la física atmosférica en todo el Sistema Solar permite a los científicos planetarios probar teorías en diferentes condiciones.

Juno, el explorador de Júpiter con energía solar se lanzó hace nueve años hoy, el 5 de agosto de 2011. Y el mes pasado marcó el cuarto aniversario de su llegada a Júpiter. Desde que ingresó en la órbita del gigante gaseoso, Juno ha realizado 27 sobrevuelos científicos y registrado más de 483 millones de kilómetros.

Explosiones de un sistema estelar doble.


Crédito de imagen: NASA / CXC / M.Weiss.

Durante décadas, los astrónomos conocían las explosiones irregulares del sistema estelar doble  V745 Sco, que se encuentra a unos 25.000 años luz de la Tierra. V745 Sco, es un sistema estelar binario que consiste en una estrella gigante roja y una enana blanca unidas por la gravedad. Estos dos objetos estelares orbitan tan cerca unos de otros que las capas externas del gigante rojo son arrastradas por la intensa fuerza gravitacional de la enana blanca. Este material cae gradualmente sobre la superficie de la enana blanca. Con el tiempo, se puede acumular suficiente material en la enana blanca para desencadenar una colosal explosión termonuclear, causando un brillo exuberante del sistema llamado nova. Los astrónomos vieron que el V745 Sco se desvanecía en un factor de mil en luz óptica en el transcurso de aproximadamente 9 días.

En 2014, los astrónomos finalmente tuvieron la oportunidad de ver los fenómenos utilizando el Observatorio de rayos X Chandra. Su hallazgo clave fue que parecía que la mayor parte del material expulsado por la explosión se movía hacia nosotros, y se desarrolló un modelo informático tridimensional de la explosión que explicaba las observaciones. En este modelo, incluyeron un gran disco de gas frío alrededor del ecuador del sistema binario causado por la enana blanca que empujaba un viento de gas que se alejaba de la gigante roja.

En la figura que muestra el nuevo modelo tridimensional de la explosión, la onda expansiva es amarilla, la masa expulsada por la explosión es púrpura y el disco de material más frío, que en su mayoría no ha sido afectado por los efectos de la onda expansiva, es azul. Se liberó una cantidad extraordinaria de energía durante la explosión, equivalente a unos 10 millones de billones de bombas de hidrógeno.

La misión Lucy de la NASA supera el hito crítico de la misión.

La semana pasada se cumplió un hito importante en el camino hacia el ensamblaje, prueba y operaciones de lanzamiento de naves espaciales para la misión Lucy de la NASA.

La Revisión de Integración de Sistemas aseguró que los segmentos, componentes y subsistemas, instrumentación científica, sistemas eléctricos y de comunicación y sistemas de navegación están programados para integrarse en el sistema. Confirmó que las instalaciones, el personal de apoyo y los planes y procedimientos están programados para apoyar la integración.

La reunión de cuatro días tuvo lugar del 27 al 30 de julio. El 31 de julio, la junta de revisión permanente informó al equipo sobre los resultados. Debido a Covid-19, la revisión ocurrió virtualmente.


La misión Lucy de la NASA se lanzará en 2021 y volará junto a siete asteroides troyanos diferentes que orbitan a la misma distancia del Sol que Júpiter.
Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA / Estudio de visualización científica.

Para mantener al equipo seguro durante la pandemia, la NASA y las instituciones asociadas retrasaron la construcción de algunos de los instrumentos y componentes. El equipo de operaciones de ensamblaje, prueba y lanzamiento de Lucy (ATLO) desarrolló un nuevo cronograma para permitir que el equipo reordene el cronograma de ensamblaje y prueba para brindar a los componentes y subsistemas la flexibilidad que necesitan y preparar la nave espacial para un lanzamiento programado en octubre 2021.

“Nadie anticipó que estaríamos construyendo una nave espacial en estas circunstancias”, dijo Hal Levison, investigadora principal de Lucy, “pero una vez más me ha impresionado la creatividad y la resistencia de este equipo para superar cualquier desafío que se les presente”.

La finalización exitosa de esta Revisión de Integración del Sistema, significa que el proyecto puede proceder al ensamblaje y prueba de la nave espacial en preparación para el lanzamiento. La nave espacial está en camino de comenzar ATLO el próximo mes en las instalaciones de Lockheed Martin Space Systems en Littleton.

Otro hito próximo es el Key Decision Point-D (KDP-D), que ocurre después de que el proyecto ha completado una serie de revisiones independientes que cubren la salud técnica, el cronograma y el costo del proyecto. El KDP-D de Lucy está actualmente programado para fines de agosto de este año.

Lucy será la primera misión espacial en estudiar los asteroides troyanos, una población de pequeños cuerpos que orbitan alrededor de Júpiter, a la misma distancia del Sol que el gigante gaseoso. Con el sobrevuelo de ocho asteroides diferentes, uno en el cinturón principal de asteroides y siete en los enjambres de troyanos, Lucy será la primera misión espacial de la historia en explorar tantos destinos diferentes en órbitas independientes alrededor de nuestro Sol.

Southwest Research Institute en Boulder, Colorado, es la principal institución investigadora de Lucy. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, ofrece gestión general de la misión, ingeniería de sistemas y seguridad y garantía de la misión. Lockheed Martin Space Systems en Denver está construyendo la nave espacial.

8 postales marcianas para celebrar el aniversario del aterrizaje de Curiosity.

El rover de la NASA aterrizó hace ocho años, el 5 de agosto de 2012, y pronto se le unirá un segundo rover, Perseverance.

El rover Curiosity Mars de la NASA ha visto mucho desde el 5 de agosto de 2012, cuando colocó sus ruedas dentro de la cuenca del cráter Gale de 154 kilómetros de ancho. Su misión: estudiar si Marte tenía el agua, los componentes químicos y las fuentes de energía que pudieron haber sostenido la vida microbiana hace miles de millones de años.

Desde entonces, Curiosity ha recorrido más de 23 kilómetros, perforando 26 muestras de roca y recogiendo seis muestras de suelo en el camino, ya que reveló que el antiguo Marte era realmente adecuado para la vida. El estudio de las texturas y composiciones de los estratos de rocas antiguas está ayudando a los científicos a reconstruir cómo el clima marciano cambió con el tiempo, perdiendo sus lagos y arroyos hasta convertirse en el frío desierto que es hoy.

La misión Curiosity está dirigida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que es administrado por Caltech en Pasadena, California, e involucra a casi 500 científicos de los Estados Unidos y otros países del mundo. Aquí hay ocho postales que el rover ha enviado desde Marte. La mayoría de las imágenes fueron tomadas por la cámara Mast del rover, o Mastcam, dirigida por Malin Space Science Systems en San Diego.

  • Un científico polvoriento

Un autorretrato del rover Curiosity de la NASA tomado el Sol 2082 (15 de junio de 2018). Una tormenta de polvo marciano ha reducido la luz solar y la visibilidad en la ubicación del rover en Crater Gale.
Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Curiosity tomó este selfie el 20 de junio de 2018 (Sol 2082) cuando una tormenta de polvo global envolvió a Marte, filtrando la luz solar y oscureciendo la vista. El rover perforó rocas para analizar su composición y luego se tomó un selfie para capturar el paisaje del que se tomó cada muestra (esta se llama “Duluth”). Los selfies son creados por la cámara Mars Hand Lens Imager (MAHLI) en el extremo del brazo robótico del rover. Si se pregunta por qué no puede ver el brazo en esta foto, más información sobre cómo se toman los selfies aquí.

  • El Monte Sharp arriba

La Mast Camera, o Mastcam, en el rover Curiosity Mars de la NASA utilizó su teleobjetivo para capturar el Monte Sharp en la iluminación de la mañana del 13 de octubre de 2019, el 2.555 día marciano, o sol, de la misión. El panorama se compone de 44 imágenes individuales unidas.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / MSSS.

Mira hacia arriba desde la ubicación de Curiosity, y se encontrará con esta espectacular vista del Monte Sharp, el pico de 5 kilómetros de altura que Curiosity está explorando. Compuesto por 44 imágenes individuales unidas, este retrato fue tomado por Mastcam el 13 de octubre de 2019 (Sol 2555).

Curiosity nunca se aventurará a la parte superior de la montaña; en cambio, está explorando las muchas capas que se encuentran más abajo. Cada una tiene una historia diferente que contar sobre cómo Marte, que se parecía a la Tierra (más cálido y húmedo), cambió con el tiempo. El rover alcanzará la siguiente capa a finales de este año.

“Me encanta esta imagen porque cuenta dos historias: una sobre la misión y otra sobre Marte”, dijo Ashwin Vasavada, científico del proyecto Curiosity en JPL. “El borde del cráter y el suelo donde comenzamos hace ocho años se asoman desde la izquierda, mientras que el futuro se extiende a medida que Curiosity sube más alto en la montaña”.

  • Estás aquí

Esta imagen, tomada cuando el rover Curiosity de la NASA estaba en la base del Monte Sharp el 24 de marzo de 2014, indica la ubicación aproximada del rover el 30 de julio de 2020, a unos 5,5  kilómetros.
Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Filmado cerca de la base del Monte Sharp el 24 de marzo de 2014 (Sol 580), este panorama muestra cuán lejos ha viajado Curiosity en poco más de seis años. La flecha indica la ubicación del rover hoy, a unas unos 5,5 kilómetros.

“No puedo evitar pensar en la distancia correspondiente que hemos recorrido en nuestra comprensión del pasado habitable de Marte desde el momento en que tomamos esta foto”, dijo Abigail Fraeman de JPL, científica adjunta del proyecto Curiosity.

  • Tu estabas ahí
El científico del Proyecto de Curiosity de la NASA, Ashwin Vasavada, ofrece un recorrido descriptivo de la vista del vehículo explorador de Marte en el cráter Gale. La escena de “Vera Rubin Ridge” rememora el viaje hasta el momento, que incluye colinas, dunas y otras características a lo largo de la ruta.

“Todavía no puedo superar cuán increíblemente despejados estaban los cielos cuando tomamos esto, y cómo podíamos ver millas y millas y millas”, dijo Fraeman sobre esta imagen de 2018, que muestra la base del cráter Gale visto desde arriba de la montaña, en un lugar llamado Vera Rubin Ridge. “¿Qué tan espectacular le habría parecido el borde del cráter Gale a un astronauta si estuviera parado en Mount Sharp ese día?”

Vasavada narró este video tour del viaje por la montaña.

  • Espagueti Western Marciano

Esta amplia panorámica fue tomada por el rover Curiosity Mars de la NASA el 19 de diciembre de 2019, el día marciano 2.620, o sol, de la misión. En el primer plano a la derecha está Western Butte; La cresta con un pico escarpado en el fondo es el frontón de Greenheugh, que Curiosity ascendió en marzo de 2020.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / MSSS.

Partes del desierto marciano se parecen al suroeste de Estados Unidos. Esta amplia panorámica, tomada por Mastcam el 19 de diciembre de 2019 (Sol 2620), incluye 130 imágenes unidas. En primer plano a la derecha está “Western Butte”; La cresta con un pico escarpado en el fondo es el “Greenheugh Pediment”, que Curiosity ascendió en marzo de 2020 para echar un vistazo al terreno que los científicos esperan investigar más adelante en la misión.

  • Un mar de Dunas

Dos tamaños de ondas esculpidas por el viento son evidentes en esta vista de la superficie superior de una duna de arena marciana. Las dunas de arena y el tipo más pequeño de ondas también existen en la Tierra. Las ondas más grandes, aproximadamente a 3 metros de distancia, son un tipo no visto en la Tierra ni reconocido previamente en Marte.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / MSSS.

Esta ubicación, parte de “Namib Dune”, muestra dos ondas de diferentes tamaños que el viento esculpió en la arena. Curiosity descubrió que el tipo más grande, que se encuentra a unos 3 metros de distancia, se encuentra en Marte solo como resultado de su delgada atmósfera. La Imagen se tomó el 13 de diciembre de 2015 (Sol 1192).

  • Mirando a las nubes

El rover Curiosity Mars de la NASA tomó imágenes de estas nubes a la deriva el 17 de mayo de 2019, el día 2.410 de Marte, o sol, de la misión, utilizando sus cámaras de navegación (Navcams).
Créditos: NASA / JPL-Caltech.

Curiosity ocasionalmente estudia las nubes para aprender más sobre la atmósfera marciana. Hay poca agua en el aire marciano, que tiene el 1%  de la densidad que el aire de la Tierra, pero a veces se forman nubes de hielo de agua. Las nubes que se muestran aquí, que probablemente son hielo de agua, fueron capturadas a unos 31 kilómetros sobre la superficie, el 17 de mayo de 2019 (Sol 2410), utilizando las cámaras de navegación en blanco y negro del rover.

  • Historia de las perforaciones de Curiosity

Estos 26 agujeros representan cada una de las muestras de roca que el rover Curiosity Mars de la NASA ha recolectado hasta julio de 2020. Un mapa en la parte superior izquierda muestra dónde se perforaron los agujeros a lo largo de la ruta del rover, junto con el lugar donde recogió seis muestras de suelo.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / MSSS.

Estos 26 agujeros representan cada una de las muestras de roca pulverizada que el rover Curiosity Mars de la NASA ha recogido con su brazo robótico hasta julio de 2020. Un mapa en la parte superior izquierda muestra dónde se perforaron los agujeros en la ruta del rover, junto con el lugar donde recogió seis muestras de suelo para su análisis.

El agujero negro que no puede hacer su trabajo.


Crédito de la imagen: rayos X: NASA / CXO / Univ. de Montreal / J. Hlavacek-Larrondo y col; Óptico: NASA / STScI.

Los astrónomos han descubierto lo que puede suceder cuando un agujero negro gigante no interviene en la vida de un cúmulo de galaxias. Utilizando el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros telescopios, han demostrado que el comportamiento pasivo del agujero negro puede explicar un torrente notable de formación estelar que ocurre en un cúmulo de galaxias distantes.

Los cúmulos de galaxias contienen cientos o miles de galaxias impregnadas de gas caliente que emite rayos X que supera la masa combinada de todas esas galaxias. Las eyecciones de material impulsado por un agujero negro supermasivo en el cúmulo central de la galaxia generalmente evitan que este gas caliente se enfríe y forme un gran número de estrellas. Este calentamiento permite que los agujeros negros supermasivos influyan o controlen la actividad y la evolución de su entorno.

Pero, ¿qué sucede si ese agujero negro deja de estar activo? El cúmulo de galaxias SpARCS104922.6 + 564032.5 (SpARCS1049 para abreviar) ubicado a 9,9 mil millones de años luz de distancia de la Tierra está proporcionando una respuesta.

Basado en observaciones del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el Telescopio Espacial Spitzer, los astrónomos habían descubierto previamente que las estrellas se formaban a una velocidad extraordinaria de alrededor de 900 nuevos soles en masa por año en SpARCS1049. Esto es más de 300 veces más rápido que la velocidad a la que nuestra galaxia, la Vía Láctea, está formando sus estrellas. (Al ritmo visto en SpARCS1049, todas las estrellas en la Vía Láctea podrían formarse en solo 100 millones de años, que es un período de tiempo corto en comparación con la edad de nuestra galaxia de más de diez mil millones de años).

“Me recuerda la antigua expresión de cuando el gato está lejos, los ratones jugarán “, dijo Julie Hlavacek-Larrondo, de la Universidad de Montreal en Canadá, quien dirigió el estudio. “Aquí el gato, o el agujero negro, está tranquilo y los ratones, o las estrellas, están muy ocupados”.

Esta furiosa formación estelar está ocurriendo a unos 80.000 años luz de distancia del centro de SpARCS1049 en una región fuera de cualquier cúmulo de galaxias. Los astrónomos se han estado preguntando: ¿qué está causando este prodigioso ciclo de nacimiento de estrellas?

La respuesta puede venir de los nuevos datos de Chandra que revelan el comportamiento del gas caliente en SpARCS1049. En la mayor parte del grupo, la temperatura del gas es de aproximadamente 65 millones de grados. Sin embargo, en el sitio de formación estelar, el gas es más denso que el promedio y se ha enfriado a una temperatura de solo unos 10 millones de grados. La presencia de este gas más frío sugiere que otros depósitos de gas no detectados se han enfriado a temperaturas aún más bajas que permiten que se formen grandes cantidades de estrellas.

“Sin el agujero negro que bombea energía activamente a su entorno, el gas puede enfriarse lo suficiente como para que pueda ocurrir esta impresionante tasa de formación de estrellas”, dijo el coautor Carter Rhea, también de la Universidad de Montreal. “Este tipo de agujero negro cerrado puede ser una forma crucial para que se formen estrellas en el Universo temprano”.

Si bien hay muchos ejemplos en los que la energía inyectada por los agujeros negros en su entorno es responsable de reducir la tasa de formación de estrellas por factores de decenas o miles o más, estos cúmulos generalmente están a solo unos cientos de millones de años luz de la Tierra y son mucho más antiguos que SpARCS1049.

En el caso de SpARCS1049, los astrónomos no ven ningún signo de que un agujero negro supermasivo en la galaxia central esté empujando activamente la materia. Por ejemplo, no hay evidencia de un chorro de material que se aleje del agujero negro en las longitudes de onda de radio, o de una fuente de rayos X desde el centro de la galaxia que indique que la materia se calentó al caer hacia un agujero negro.

“Muchos astrónomos han pensado que sin la intervención de un agujero negro, la formación de estrellas se descontrolaría”, dijo el coautor Tracy Webb de McGill, quien descubrió por primera vez SpARCS1049 en 2015 con el telescopio espacial Spitzer de la NASA. “Ahora tenemos prueba de observación de que esto es realmente lo que ocurre”.

¿Por qué el agujero negro es tan tranquilo? La diferencia observada en la posición entre el gas más denso y la galaxia central podría ser la causa. Esto significaría que el agujero negro supermasivo en el centro de esta galaxia se está muriendo de hambre. La pérdida de una fuente de combustible para el agujero negro previene los estallidos y permite que el gas se enfríe sin impedimento, con el enfriamiento más denso y más rápido de gas. Una explicación para este desplazamiento es que dos cúmulos de galaxias más pequeños colisionaron en algún momento en el pasado para crear SpARCS1049, alejando el gas más denso de la galaxia central.

Un artículo que describe estos resultados fue publicado en The Astrophysical Journal Letters y está disponible en línea. El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas y de vuelo desde Cambridge y Burlington, Massachusetts.

El telescopio Webb de la NASA estudiará Júpiter, sus anillos y dos lunas intrigantes.

Júpiter, llamado así por el rey de los antiguos dioses romanos, posee su propia mini versión de nuestro Sistema Solar de satélites circulares; Sus movimientos convencieron a Galileo Galilei de que la Tierra no era el centro del Universo a principios del siglo XVII. Más de 400 años después, los astrónomos utilizarán el telescopio espacial James Webb de la NASA para observar a estos famosos objetos, utilizando los instrumentos del observatorio a su máxima capacidad y sentando las bases para un descubrimiento científico de gran alcance.


La luna Io orbita a Júpiter en esta imagen de la nave espacial Cassini de la NASA. Júpiter e Io aparecen engañosamente cerca en esta imagen, cuando en realidad la luna está orbitando a 435.000 kilómetros del planeta gigante gaseoso.
Créditos: NASA / JPL / Universidad de Arizona.

Un equipo diverso de más de 40 investigadores, dirigido por los astrónomos Imke de Pater de la Universidad de California, Berkeley y Thierry Fouchet del Observatoire de Paris, ha diseñado un ambicioso programa de observación que llevará a cabo algunas de las primeras observaciones científicas de Webb en el Sistema Solar. Estudiando a Júpiter, su sistema de anillos y dos de sus lunas: Ganímedes e Io.

“Será un experimento realmente desafiante”, dijo de Pater. “Júpiter es tan brillante y los instrumentos de Webb son tan sensibles que observar tanto el planeta brillante como sus anillos y lunas más débiles, será una excelente prueba de cómo aprovechar al máximo la tecnología innovadora de Webb”.

Júpiter

Además de calibrar los instrumentos de Webb para el brillo de Júpiter, los astrónomos también deben tener en cuenta la rotación del planeta, porque Júpiter completa un día en solo 10 horas. Se deben unir varias imágenes en un mosaico para capturar completamente un área determinada, por ejemplo, la famosa tormenta conocida como la Gran Mancha Roja, es una tarea que se hace más difícil cuando el objeto se está moviendo. Si bien muchos telescopios han estudiado a Júpiter y sus tormentas, el gran espejo de Webb y sus poderosos instrumentos proporcionarán nuevas ideas.


Las tormentas ciclónicas rodean el Polo Norte de Júpiter, se muestran en luz infrarroja capturadas por la nave espacial Juno de la NASA.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM.

“Sabemos que la atmósfera inmediata sobre la Gran Mancha Roja es más fría que otras áreas de Júpiter, pero a mayores altitudes, en la mesosfera, la atmósfera parece ser más cálida. Usaremos Webb para investigar este fenómeno”, dijo de Pater.

Webb también examinará la atmósfera de la región polar, donde la nave espacial Juno de la NASA descubrió grupos de ciclones. Los datos espectroscópicos de Webb proporcionarán muchos más detalles de lo que ha sido posible en observaciones pasadas, midiendo vientos, partículas de nubes, composición de gases y temperatura.

Las futuras observaciones de los planetas gigantes del Sistema Solar con Webb se beneficiarán de las lecciones aprendidas en estas primeras observaciones del sistema joviano. El equipo tiene la tarea de desarrollar métodos para trabajar con observaciones con Webb de planetas del Sistema Solar, que luego pueden ser utilizados por otros científicos.

Anillos

Los cuatro planetas gigantes gaseosos del Sistema Solar tienen anillos, siendo Saturno el más destacado. El sistema de anillos de Júpiter se compone de tres partes: un anillo principal plano; un halo dentro del anillo principal, con forma de lente doblemente convexa; y el anillo de gasa, exterior al anillo principal. El sistema de anillos de Júpiter es excepcionalmente débil porque las partículas que forman los anillos son tan pequeñas y escasas que no reflejan mucha luz. Junto al brillo del planeta prácticamente desaparecen, presentando un desafío para los astrónomos.

“Realmente estamos llevando al límite las capacidades de algunos de los instrumentos de Webb para obtener un nuevo conjunto único de observaciones”, dijo el co-investigador Michael Wong de la Universidad de California, Berkeley. El equipo probará estrategias de observación para lidiar con la luz dispersa de Júpiter y construirá modelos para uso de otros astrónomos, incluidos aquellos que estudian exoplanetas que orbitan estrellas brillantes.


La nave espacial Galileo de la NASA capturó una imagen del sistema de anillos de Júpiter, incluido el difuso anillo de gasa exterior.
Créditos: NASA / JPL / Universidad de Cornell.

El equipo buscará hacer nuevos descubrimientos en los anillos también. De Pater señaló que puede haber “lunares efímeras” sin descubrir en el sistema de anillo dinámico, y posibles ondas en el anillo por los impactos de cometas, como los observados y rastreados hasta el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en 1994.

Ganímedes

Varias características del helado Ganímedes lo hacen fascinante para los astrónomos. Además de ser la luna más grande del Sistema Solar, y más grande incluso que el planeta Mercurio, es la única luna conocida que tiene su propio campo magnético. El equipo investigará las partes más externas de la atmósfera de Ganímedes, su exosfera, para comprender mejor la interacción de la luna con las partículas en el campo magnético de Júpiter.

También hay evidencia de que Ganímedes puede tener un océano líquido de agua salada debajo de su gruesa superficie de hielo, que Webb investigará con un estudio espectroscópico detallado de sales superficiales y otros compuestos. La experiencia del equipo en el estudio de la superficie de Ganímedes puede ser útil en el futuro estudio de otras lunas heladas del Sistema Solar sospechosas de tener océanos subsuperficiales, incluida la luna de Saturno Encelado y el satélite joviano Europa.

Io

En contraste con Ganímedes es la otra luna que el equipo estudiará, Io, el mundo más activo volcánicamente en el Sistema Solar. La superficie dinámica está cubierta con cientos de volcanes enormes que eclipsarían a los de la Tierra, así como lagos de lava fundida y llanuras inundadas de lava solidificada. Los astrónomos planean usar Webb para aprender más sobre los efectos de los volcanes de Io en su atmósfera.

Otro misterio que Webb investigará en Io es la existencia de “volcanes furtivos”, que emiten columnas de gas sin el polvo reflector de la luz que puede ser detectado por naves espaciales como las misiones Voyager y Galileo de la NASA, y hasta ahora no se han detectado. La alta resolución espacial de Webb podrá aislar volcanes individuales permitiendo a los astrónomos recopilar datos detallados sobre la geología de Io.


La nave espacial Galileo de la NASA atrapa a Io en medio de una erupción volcánica.
Créditos: NASA/JPL/DLR.

Webb también proporcionará datos sin precedentes sobre la temperatura de los puntos calientes de Io, y determinará si están más cerca del vulcanismo en la Tierra de hoy, o si tienen una temperatura mucho más alta, similar al ambiente en la Tierra en los primeros años después de su formación. Observaciones anteriores de la misión Galileo y los observatorios terrestres han insinuado estas altas temperaturas; Webb hará un seguimiento de esa investigación y proporcionará nuevas pruebas que puedan resolver la cuestión.

Esfuerzo de equipo

Las observaciones detalladas de Webb no suplantarán a las de otros observatorios, sino que se coordinarán con ellas, explicó Wong. “Las observaciones espectroscópicas de Webb cubrirán solo un área pequeña del planeta, por lo que las vistas globales desde observatorios terrestres pueden mostrar cómo los datos detallados de Webb se ajustan a lo que está sucediendo a mayor escala, de forma similar a cómo Hubble y el Observatorio Gemini proporcionan un contexto para observaciones estrechas y cercanas de Juno”.

A su vez, el estudio de Webb sobre las tormentas y la atmósfera de Júpiter complementará los datos de Juno, incluidas las señales de radio de los rayos, que Webb no detecta. “Ningún observatorio o nave espacial puede hacerlo todo”, dijo Wong, “por lo que estamos muy entusiasmados con la combinación de datos de múltiples observatorios para decirnos mucho más de lo que podríamos aprender de una sola fuente”.

Esta investigación se lleva a cabo como parte de un programa Webb Early Release Science (ERS). Este programa proporciona tiempo a proyectos seleccionados al principio de la misión del observatorio, lo que permite a los investigadores aprender rápidamente cómo utilizar mejor las capacidades de Webb, al tiempo que proporciona una ciencia sólida.

El telescopio espacial James Webb será el principal observatorio de ciencia espacial del mundo cuando se lance en 2021. Webb resolverá misterios en nuestro Sistema Solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro Universo y nuestro lugar en el. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.