CAPSTONE pronto alcanzará su trayectoria definitiva alrededor de la Luna

El 13 de noviembre, CAPSTONE llegará a la Luna y se convertirá en la primera nave espacial en entrar en una órbita alargada única que apoyará a las misiones Artemis de la NASA. Este satélite del tamaño de un microondas, que pesa solo 25 kilos, será el primer CubeSat en volar y operar en la Luna. El CubeSat sirve como precedente para el Gateway, una estación espacial en órbita lunar que formará parte del programa Artemis de la NASA. La misión de CAPSTONE ayudará a reducir el riesgo para futuras naves espaciales, como Orion, mediante la prueba y validación de tecnologías de navegación innovadoras y la verificación de la dinámica de un tipo de órbita que nunca antes se había utilizado.

En esta animación, la trayectoria planificada para la órbita de halo casi rectilínea (NRHO) de CAPSTONE se muestra en rojo. La maniobra de inserción en la NRHO y dos maniobras de corrección posteriores aseguran que la nave espacial se inserte con precisión en la NRHO. Sin una maniobra de inserción correctamente ejecutada, CAPSTONE volará cerca de la Luna sin entrar en órbita, como se muestra en azul.
Créditos: Advanced Space/Matt Bolliger.

En esta órbita especial, conocida formalmente como una órbita de halo casi rectilínea (NRHO), la atracción de la gravedad de la Tierra y la Luna interactúan para permitir una órbita semiestable. Allí, la física hace la mayor parte del trabajo de mantener las naves espaciales en órbita en la Luna, reduciendo la necesidad de que las naves espaciales usen combustible para mantener la NRHO en comparación con otras órbitas similares. La NASA tiene grandes planes para este tipo de órbita. Los ingenieros esperan que les permita estacionar naves espaciales más grandes, como la Gateway, en órbita en la Luna durante al menos 15 años. La eficiencia del combustible para misiones de larga duración es clave.

Durante los últimos cuatro meses, CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment), ha estado navegando por una ruta inusual, pero eficiente, en el espacio profundo hacia la Luna. Esta ruta, llamada transferencia lunar balística, sigue los contornos gravitacionales en el espacio profundo y permite que las naves espaciales lleguen a su destino consumiendo poca energía. La trayectoria fue diseñada por Advanced Space, una pequeña empresa de Colorado que posee y opera CAPSTONE para la NASA.

CAPSTONE ha realizado cinco maniobras en los últimos meses para alinear su trayectoria para la inserción en órbita, con el equipo adaptándose a desafíos inesperados para mantener a CAPSTONE en el camino adecuado. Una maniobra final que tuvo lugar el 27 de octubre preparó la llegada de la nave espacial a la Luna.

“Lo que ha superado este equipo de CAPSTONE hasta la fecha ha sido increíble, mostrando resiliencia mientras adquiere un conocimiento valioso. Estamos agradecidos a las excepcionales personas que han ido más allá, Terran Orbital, Stellar Exploration, la Red de Espacio Profundo de la NASA y Advanced Space, por su incansable esfuerzo en los trabajos de recuperación”, dijo Bradley Cheetham, investigador principal de CAPSTONE y director ejecutivo de Advanced Space. “Superar los desafíos es el propósito de una misión pionera: CAPSTONE está maximizando ese objetivo”.

Cuando CAPSTONE alcance el final de su trayectoria impulsada por la gravedad y llegue a la Luna, su aproximación estará perfectamente alineada para la inserción en la NRHO, el punto crítico de su ruta. Aunque el cronograma de las maniobras anteriores de CAPSTONE fue flexible en función del desempeño de la nave espacial y otros factores, esta inserción en órbita debe realizarse exactamente en el momento adecuado para colocar a CAPSTONE en la órbita correcta. Mientras viaja a más de 6.000 kilómetros por hora, realizará su delicada y precisa maniobra de propulsión para entrar en la órbita.

La maniobra de inserción orbital inicial está prevista para el domingo 13 de noviembre a las 19:18 horas EST. El equipo de CAPSTONE espera que le lleve al menos cinco días analizar los datos, realizar dos maniobras y confirmar la inserción en la órbita NRHO.

Además hay otros objetivos por delante para este pionero CubeSat. Una vez en órbita lunar, CAPSTONE está programado para encender sus propulsores una vez cada seis días y medio, si es necesario, para permanecer en su órbita durante al menos seis meses, lo que permite que la NASA y sus colaboradores profundicen en cómo operar en esta singular orbita. Específicamente, CAPSTONE validará los requisitos de propulsión para mantener su órbita según lo previsto por los modelos, reduciendo las incertidumbres logísticas para futuras naves espaciales.

Además, una tecnología de software clave, el Sistema de Posicionamiento Autónomo Cislunar (CAPS), se probará en los próximos meses. El CAPS demostrará soluciones innovadoras de navegación de nave espacial a nave espacial que permitirán que futuras naves espaciales determinen su ubicación sin tener que depender exclusivamente del seguimiento desde la Tierra. CAPSTONE hará esto comunicándose directamente con el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA (que ha estado en órbita alrededor de la Luna desde 2009) para determinar su propia posición en el espacio. Esta capacidad podría permitir que futuras naves espaciales funcionen por sí mismas con menos apoyo desde tierra y permitir que las antenas terrestres prioricen los valiosos datos científicos sobre un seguimiento operativo, que es más rutinario.

La misión de CAPSTONE demostrará múltiples tecnologías que sentarán las bases para el apoyo comercial de futuras operaciones lunares. Los colaboradores de la NASA están probando herramientas de vanguardia para la planificación y las operaciones de la misión, abriendo el camino y ampliando las oportunidades a misiones espaciales y de exploración pequeñas y más asequibles a la Luna, Marte y otros destinos en todo el sistema solar.

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Edición: R. Castro.

El Hubble capta 3 momentos de la evolución de una supernova en el universo temprano

El Telescopio Espacial Hubble ha capturado en una sola imagen tres momentos diferentes de una explosión de supernova. La estrella explotó hace más de 11.000 millones de años, cuando el universo tenía menos de una quinta parte de su edad actual de 13.800 millones de años.

Es la primera vista en detalle a una supernova en un momento tan temprano de la historia del universo. Este estudio podría ayudar a los científicos a obtener más información acerca de la formación de estrellas y galaxias en el universo primitivo. Las imágenes de supernova también son especiales debido a que muestran las primeras etapas de una explosión estelar.

“Es bastante raro que se pueda detectar una supernova en una etapa muy temprana, porque esa etapa es realmente corta”, explicó Wenlei Chen, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Minnesota. “Solo dura de horas a unos pocos días, y se puede pasar por alto fácilmente incluso para una detección cercana. En la misma exposición, podemos ver una secuencia de imágenes, como múltiples caras de una supernova”.

Esto fue posible gracias a un fenómeno llamado lente gravitacional, que se predijo por primera vez en la teoría de la relatividad general de Einstein. En este caso, la inmensa gravedad del cúmulo de galaxias Abell 370 actuó como una lente cósmica, doblando y magnificando la luz de la supernova más distante ubicada detrás del cúmulo.

La deformación también produjo múltiples imágenes de la explosión en diferentes períodos de tiempo que llegaron a la Tierra al mismo tiempo y fueron capturadas en una imagen del Hubble. Eso fue posible solo porque las imágenes ampliadas tomaron diferentes rutas a través del cúmulo debido tanto a las diferencias en la longitud de los caminos que siguió la luz de la supernova, como a la desaceleración del tiempo y la curvatura del espacio debido a la gravedad.

La exposición del Hubble también capturó el rápido cambio de color de la supernova que se desvanece, lo que indica un cambio de temperatura. Cuanto más azul es el color, más caliente es la supernova. La primera fase capturada aparece azul. A medida que la supernova se enfriaba, su luz se volvía más roja.

“Ves diferentes colores en las tres imágenes”, dijo Patrick Kelly, líder del estudio y profesor asistente en la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Minnesota. “Tienes la estrella masiva, el núcleo colapsa, produce un choque, se calienta y luego ves que se enfría durante una semana. ¡Creo que es probablemente una de las cosas más asombrosas que he visto!”

Esta es también la primera vez que los astrónomos pudieron medir el tamaño de una estrella moribunda en el universo primitivo. Esto se basó en el brillo de la supernova y la velocidad de enfriamiento, los cuales dependen del tamaño de la estrella. Las observaciones del Hubble muestran que la supergigante roja cuya explosión de supernova descubrieron los investigadores, era unas 500 veces más grande que el Sol.

A través de un “truco” de gravedad que dobla la luz, el Telescopio Espacial Hubble capturó tres momentos diferentes en la explosión de una supernova muy lejana, ¡todo en una sola instantánea!
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA.

Chen, Kelly y un equipo internacional de astrónomos encontraron esta supernova examinando los archivos de datos del Hubble en busca de eventos transitorios. Chen escribió algoritmos de aprendizaje automático para encontrar estos eventos, pero este fue el único transitorio identificado.

Chen y Kelly tienen tiempo planeado para que el Telescopio Espacial James Webb de la NASA observe supernovas aún más distantes. Esperan contribuir a un catálogo de supernovas muy lejanas para ayudar a los astrónomos a comprender si las estrellas que existieron hace muchos miles de millones de años son diferentes de las del universo cercano.

El artículo del equipo, titulado ” Shock cooling of a red-supergiant supernova at redshift 3 in lensed images”, se publicó en Nature el 10 de noviembre.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA. El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland) administra el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. El STScI es operado para la NASA por la Association of Universities for Research in Astronomy, en Washington, D.C.

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Edición: R. Castro.

La NASA tiene nueva fecha para el lanzamiento de Artemis I

Con motivo de la tormenta tropical Nicole, la NASA ha decidido posponer la fecha del lanzamiento de la misión Artemis I al miércoles 16 de noviembre, esperando a que se produzcan condiciones seguras para que los empleados regresen al trabajo y para realizar las inspecciones necesarias una vez la tormenta haya pasado.

Reajustar la fecha de lanzamiento permitirá que el personal atienda las necesidades de sus familias y hogares, y brindará suficiente tiempo para establecer la logística de lanzamiento.

El Kennedy Space Center actualmente se encuentra en estado HURCON (Condición de huracán) III. Como parte del protocolo de preparación para huracanes de la NASA, un equipo de “ride-out” implica un conjunto de personal que permanece en un lugar seguro en el Kennedy durante la tormenta para monitorear las condiciones de todo el centro, así como el hardware de vuelo para la misión Artemis I. El Kennedy Space Center liberará al personal no esencial cuando se pase al estado HURCON II.

Según las previsiones climáticas y las opciones de actuación antes de la tormenta, la agencia determinó el domingo por la noche que la opción más segura para el hardware de lanzamiento era mantener al cohete Space Launch System (SLS) con la nave espacial Orion asegurados en la plataforma.

El cohete SLS está diseñado para soportar vientos de 136 km/h en la superficie. Los pronósticos actuales predicen que los mayores riesgos en la plataforma son los fuertes vientos, pero no se espera que excedan el diseño del SLS. El cohete está diseñado para resistir fuertes lluvias en la plataforma de lanzamiento y las escotillas de la nave espacial se han asegurado para evitar la infiltración de agua.

En preparación para la tormenta, los equipos apagaron la nave espacial Orion, la etapa central del SLS, la etapa de propulsión criogénica provisional y los propulsores. Los ingenieros también instalaron una cubierta dura sobre la ventana del sistema de aborto de lanzamiento, retrajeron y aseguraron el brazo de acceso de la tripulación en el lanzador móvil y configuraron los ajustes para el sistema de control ambiental en la nave espacial y en los elementos del cohete. Los equipos también aseguraron las inmediaciones del hardware, realizando recorridos en busca de posibles escombros en el área.

Los equipos están listos para reanudar el trabajo tan pronto como el clima y el estado del centro Kennedy lo permitan. Tan pronto como sea posible, los técnicos realizarán recorridos e inspecciones en la plataforma para evaluar el estado del cohete y la nave espacial.

Si la ventana de lanzamiento de dos horas se abre a la 1:04 a. m. (EST) del 16 de noviembre, el amerizaje tendrá lugar el domingo 11 de diciembre. Si fuese necesario, la NASA tiene planificado otro intento de lanzamiento para el sábado 19 de noviembre, pero además se coordinará con la Fuerza Espacial de E.E.U.U. para planificar más oportunidades de lanzamiento.

La agencia continúa confiando en los últimos datos obtenidos durante las evaluaciones de la National Oceanic and Atmospheric Administration, la Fuerza Espacial de E.E.U.U. y el National Hurricane Center, y continúa monitoreando las condiciones del área del Kennedy Space Center.

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Edición: R. Castro.

El Hubble inspecciona un par de rarezas espaciales

Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA muestra dos de las galaxias en el triplete galáctico Arp 248, también conocido como Triplete de Wild, que se encuentra a unos 200 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Virgo. Las dos grandes galaxias espirales visibles en esta imagen, que flanquean una galaxia espiral de fondo más pequeña y no relacionada, aparecen conectadas por un puente luminoso. Esta corriente alargada de estrellas y polvo interestelar se conoce como cola de marea y se formó por la atracción gravitatoria mutua de las dos galaxias en primer plano.

Esta observación proviene de un proyecto que profundiza en dos galerías de galaxias extrañas y maravillosas: un catálogo de asociaciones y galaxias peculiares del sur, compilado por los astrónomos Halton Arp y Barry Madore, y el Atlas de galaxias peculiares, compilado por Halton Arp. Cada colección contiene una serie de galaxias espectacularmente peculiares, incluidas galaxias en interacción como Arp 248, así como galaxias espirales de uno o tres brazos, galaxias con estructuras similares a conchas y una variedad de otras rarezas espaciales.

La Advanced Camera for Surveys del Hubble recorrió esta variedad de galaxias excéntricas en busca de candidatas prometedoras para futuras observaciones con el Telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array y el propio Hubble. Con la riqueza de objetos astronómicos para estudiar en el cielo nocturno, proyectos como este, que guían futuras observaciones, son una valiosa inversión de tiempo de observación.

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Edición: R. Castro.

La misión Psyche de la NASA ha obtenido resultados a un proceso de evaluación independiente

La NASA y el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la agencia, que dirige la misión Psyche, compartieron los resultados de una junta de revisión independiente convocada para determinar por qué la misión para estudiar un asteroide rico en metales, del mismo nombre, no cumplió con la oportunidad de lanzamiento planeada en 2022.

La junta de revisión, convocada a petición de la NASA y el JPL, encontró que un factor significativo en la demora residió en un desequilibrio entre la carga de trabajo y el personal disponible en el JPL. La NASA trabajará en estrecha colaboración con la gerencia del JPL durante los próximos meses para abordar los desafíos planteados en el informe. La junta se reunirá nuevamente en la primavera de 2023 para evaluar el progreso.

Para la misión Psyche, la junta recomendó aumentar la dotación de personal, establecer comunicaciones abiertas y un sistema de informes mejorado, así como fortalecer el sistema de revisión para destacar los problemas que puedan afectar al éxito de la misión.

En respuesta, el proyecto Psyche ha añadido responsables y personal con la experiencia adecuada, incluido el cargo de ingeniero jefe del proyecto y los puestos de ingeniería de guía, navegación y control. El JPL también formó un equipo para gestionar activamente la escasez de personal en múltiples proyectos, incluido Psyche.

“Agradecemos esta oportunidad de escuchar los hallazgos de la junta de revisión independiente y tener la oportunidad de abordar las inquietudes”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Science Mission Directorate de la NASA (en Washington). “Es nuestro trabajo detectar los problemas con anticipación (este informe es básicamente un canario en una mina de carbón) y abordarlos. Información como esta nos ayuda no solo con Psyche, sino también con próximas misiones clave como Europa Clipper y Mars Sample Return”.

La junta de revisión independiente también analizó al JPL en su conjunto. El informe hizo recomendaciones para abordar lo que llamó dotación de personal inadecuada para proyectos de vuelo, tanto en cantidad de personal como en experiencia, así como el desgaste de la agudeza técnica en la organización de línea y el entorno de trabajo posterior a la pandemia.

En respuesta, se está trabajando en cambios en la estructura de presentación de informes organizacionales del JPL y en las revisiones, que, junto con otras acciones, están diseñadas para aumentar el conocimiento institucional y la supervisión de las misiones, incluida Psyche. El JPL también está instituyendo nuevos enfoques de personal interno y trabajando con colaboradores comerciales para apoyar las necesidades de personal y redoblar los esfuerzos para fortalecer el liderazgo experimentado en todos los niveles.

“Aprecio el trabajo reflexivo de la junta de revisión independiente de Psyche”, dijo Laurie Leshin, directora del JPL. “Los miembros de la junta trabajaron diligentemente durante los últimos meses para ayudar al JPL a descubrir y comprender los problemas relacionados con el retraso del lanzamiento de Psyche. Sus conocimientos están ayudando al JPL y a la NASA a tomar las medidas necesarias para garantizar el éxito de Psyche y de futuras misiones”.

Para respaldar las necesidades de personal del JPL, la NASA anticipa retrasar el lanzamiento de la misión Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy (VERITAS) durante al menos tres años. Esto permitiría al personal experimentado del JPL completar el desarrollo de misiones emblemáticas estratégicas más adelante durante su desarrollo. Un retraso de VERITAS, una misión en formulación temprana, también liberaría recursos adicionales para permitir la continuación de Psyche y afectaría positivamente otras necesidades de financiación planetaria.

VERITAS es una misión dirigida por el JPL que se ha diseñado para buscar agua y actividad volcánica en Venus. Fue seleccionada en 2021 como una de las dos propuestas para Venus del Discovery Program de la agencia, una línea de misiones competitivas de bajo coste dirigidas por un solo investigador principal. Originalmente, se esperaba que la misión, con contribuciones planificadas de la Agencia Espacial Italiana, el Centro Aeroespacial Alemán y la Agencia Espacial Francesa, se lanzara en diciembre de 2027. La misión ahora está programada para lanzarse no antes de 2031.

Debido al retraso de VERITAS, el JPL retirará sus equipos de administración e ingeniería para la misión y liberará al personal para otros proyectos, mientras que se continuará con la financiación para el apoyo del equipo científico.

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Edición: R. Castro.

Artemis I ya está en la plataforma de lanzamiento

Alrededor de las 8:30 a. m. EDT del 4 de noviembre, el cohete SLS y la nave espacial Orion de la misión Artemis I llegaron a la plataforma de lanzamiento 39B en el Centro Espacial Kennedy de la NASA (en Florida después) de un viaje de casi nueve horas desde el Edificio de Ensamblaje de Vehículos (VLA). Los equipos seguirán trabajando para configurar el cohete y la cápsula para el próximo intento de lanzamiento previsto para el 14 de noviembre.

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Edición: R. Castro.

El IXPE de la NASA revela la forma y la orientación de la materia caliente alrededor de un agujero negro

Cygnus X-1, descubierto en 1964, fue el primer objeto cósmico identificado que contenía un agujero negro. Ahora, los telescopios de la NASA se han unido para revelar nuevos detalles sobre la configuración de la materia caliente que rodea este famoso agujero negro.

En un nuevo estudio publicado en la revista Science, los astrónomos que utilizan los datos de la misión Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) de la NASA, encontraron que el borde del disco está apuntando hacia la Tierra más de lo esperado.

El IXPE, una colaboración internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Italiana (ASI), tiene la especial capacidad de observar la polarización de la luz de rayos X. La polarización es una propiedad de la luz que informa sobre los campos eléctricos y magnéticos interconectados que componen todas las longitudes de onda de la luz. La orientación y organización de estos campos brinda a los científicos información valiosa de cómo se aceleran las partículas a su alrededor sobre objetos extremos como por ejemplo en caso de Cygnus X-1, .

Una de las fuentes de rayos X más brillantes de nuestra galaxia, Cygnus X-1, tiene un agujero negro que posee 21 veces la masa del Sol. El agujero negro está en órbita con una estrella compañera de masa equivalente a 41 soles.

La materia se calienta a millones de grados a medida que es atraída hacia el agujero negro. Esta materia caliente brilla en rayos X. Los investigadores están utilizando mediciones de la polarización de estos rayos X para probar y refinar modelos que describen cómo los agujeros negros tragan materia, convirtiéndose en algunas de las fuentes de luz más luminosas del universo.

“Las observaciones anteriores de rayos X de los agujeros negros solo midieron la dirección de llegada, el tiempo de llegada y la energía de los rayos X del plasma caliente que se desplaza en espiral hacia los agujeros negros”, dijo el autor principal Henric Krawczynski, profesor de física en la Universidad de Washington en St. Louis y miembro de la facultad en el Centro McDonnell para las Ciencias Espaciales de la universidad. “El IXPE también mide su polarización lineal, que aporta información sobre cómo se emitieron los rayos X, y si dispersan material cerca del agujero negro y dónde”.

Los científicos sostienen que un mayor conocimiento de la geometría del plasma alrededor de un agujero negro puede revelar mucho sobre el funcionamiento interno de los agujeros negros y cómo acumulan masa.

“Estos nuevos conocimientos permitirán mejores estudios de rayos X de cómo la gravedad curva el espacio y el tiempo cerca de los agujeros negros”, dijo Krawczynski.

El horizonte de sucesos de un agujero negro es el límite más allá del cual no puede escapar ninguna luz, ni siquiera la luz de los rayos X. Los rayos X detectados con IXPE son emitidos por la materia caliente, o plasma, en una región de 2.000 kilómetros de diámetro que rodea el horizonte de sucesos del agujero negro de 60 kilómetros de diámetro.

IXPE observó a Cygnus X-1 del 15 al 21 de mayo de 2022. La combinación de los datos de IXPE con observaciones simultáneas de los observatorios Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) y Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) de la NASA en mayo y junio de 2022 permitió a los autores restringir la geometría, es decir, la forma y la ubicación, del plasma.

Los investigadores encontraron que el plasma se extiende perpendicularmente a un flujo de salida de plasma en forma de chorro, fotografiado en observaciones de radio anteriores. La alineación de la dirección de la polarización de rayos X y el chorro, brinda un fuerte apoyo a la hipótesis de que los procesos en la región brillante cerca del agujero negro juegan un papel crucial en el lanzamiento del chorro.

Las observaciones coinciden con los modelos que predicen que el anillo de plasma caliente, llamado “corona”, intercala el disco de materia en espiral hacia el agujero negro o reemplaza la parte interna de ese disco. Los nuevos datos de polarización descartan modelos en los que la corona del agujero negro es una columna o cono de plasma estrecho a lo largo del eje del chorro.

“La misión IXPE utiliza espejos de rayos X fabricados en el Marshall Space Flight Center de la NASA e instrumentación de plano focal proporcionada por una colaboración de ASI, el Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) y el Instituto Nacional de Física Nuclear”, dijo el coautor Fabio Muleri del INAF-IAPS. “Más allá de Cygnus X-1, el IXPE se está utilizando para estudiar una amplia gama de fuentes extremas de rayos X, incluidas estrellas de neutrones de acreción masiva, púlsares, remanentes de supernovas, nuestro centro galáctico y núcleos galácticos activos. Hemos encontrado muchas sorpresas y nos estamos divirtiendo mucho”.

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Edición: R. Castro.

El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA estudiará kilonovas

¿Qué sucede cuando las estrellas más densas y masivas, que también son súper pequeñas, chocan? Envían explosiones brillantes conocidas como kilonovas. Son como fuegos artificiales naturales del universo. Los teóricos sospechan que ocurren periódicamente en todo el cosmos.

En mayo de 2027 se lanzará el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA, con el que los científicos tendrán un observatorio más para ayudar a seguir, e incluso explorar, estos impresionantes eventos.

Los actores clave en las kilonovas son las estrellas de neutrones, los núcleos centrales de las estrellas que colapsaron por la gravedad durante las explosiones de supernovas. Cada una tiene una masa similar a la del Sol, pero solo tienen unos 10 kilómetros de diámetro. Y cuando chocan, lanzan escombros que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. También se cree que estas explosiones forjan elementos pesados, como el oro, el platino y el estroncio (lo que le confiere a estos eventos sus impresionantes rojos). Las kilonovas disparan esos elementos a través del espacio, permitiéndoles potencialmente terminar como rocas que forman la corteza de planetas terrestres como la Tierra.

El Telescopio Espacial Roman de la NASA inspeccionará las mismas áreas del cielo cada pocos días. Los investigadores extraerán estos datos para identificar las kilonovas, explosiones que ocurren cuando dos estrellas de neutrones o una estrella de neutrones y un agujero negro chocan y se fusionan. Cuando ocurren estas colisiones, una fracción de los desechos resultantes se expulsa en forma de chorros, que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. Los escombros restantes producen nubes calientes, brillantes y ricas en neutrones que forjan elementos pesados, como el oro y el platino. Los extensos datos de Roman ayudarán a los astrónomos a identificar mejor con qué frecuencia ocurren estos eventos, cuánta energía emiten y la distancia a la que se encuentran.
Créditos: NASA, ESA, J. Olmsted (STScI).

La comunidad astronómica capturó uno de estos notables eventos de kilonova en 2017. Los científicos del Observatorio LIGO de la National Science Foundation detectaron primero la colisión de dos estrellas de neutrones con ondas gravitacionales: ondas en el espacio-tiempo. Casi simultáneamente, el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA, detectó luz de alta energía. Rápidamente, la NASA apuntó al evento una flota más amplia de telescopios y capturó, en una serie de imágenes, el brillo desvaneciéndose de los escombros en expansión de la explosión.

En este caso, los actores principales del evento se encuentran a sólo 130 millones de años luz de distancia. Debe haber más kilonovas, y muchas que están más lejos, salpicando nuestro universo siempre activo.

“Todavía no sabemos la tasa de estos eventos”, dijo Daniel M. Scolnic, profesor asistente de física en la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte. Scolnic dirigió un estudio que estima la cantidad de kilonovas que podrían ser descubiertas por observatorios pasados, presentes y futuros, incluido el Roman. “¿Es típico el único kilonova que identificamos? ¿Cuán brillantes son estas explosiones? ¿En qué tipos de galaxias ocurren? Los telescopios existentes no pueden cubrir áreas lo suficientemente amplias ni observar lo necesariamente profundo para encontrar ejemplos más distantes, pero eso cambiará con Roman.

Detectando más, y más distantes, Kilonovas

En este punto, LIGO lidera el grupo en la identificación de fusiones de estrellas de neutrones. Puede detectar ondas gravitacionales en todas las áreas del cielo, pero algunas de las colisiones más distantes pueden ser demasiado débiles para ser identificadas. El Telescopio Roman está listo para unirse a la búsqueda de LIGO, ofreciendo cualidades complementarias que ayuden a “completar” el equipo. El Roman es un telescopio que explorará repetidamente las mismas áreas del cielo. Además, el campo de visión del Roman es 200 veces más grande que la vista infrarroja del telescopio espacial Hubble, no tan vasto como el de LIGO, pero enorme para un telescopio que toma imágenes. Su cadencia permitirá a los investigadores detectar cuándo los objetos en el cielo se iluminan o se oscurecen, ya sea cerca o muy lejos.

¿Cómo detectará el Telescopio Espacial Roman de la NASA las kilonovas, breves destellos de luz emitidos por la fusión de dos estrellas de neutrones o una estrella de neutrones y un agujero negro? En parte, debido al amplio campo de visión del telescopio. La vista del Roman es 200 veces más grande que la vista infrarroja del telescopio espacial Hubble. Una vez que el Roman comience a observar el cielo a una cadencia regular después de su lanzamiento, planificado para 2027, los investigadores esperan poder identificar más de estos eventos espectaculares, tanto cercanos como muy lejanos. Aunque todavía no conocemos la tasa de estos eventos, cuando lleguen los datos del Roman, comenzaremos a aprender qué la frecuencia de estas fusiones y sus resultados.
Créditos: NASA, Alyssa Pagan (STScI).

El Roman proporcionará a los investigadores una poderosa herramienta para observar kilonovas extremadamente distantes debido a la expansión del espacio. La luz que salió de las estrellas hace miles de millones de años se estira, con el tiempo, en longitudes de onda más largas y rojas, conocidas como luz infrarroja. Dado que Roman se especializará en capturar luz infrarroja cercana, detectará la luz de objetos muy distantes. “Roman podrá ver algunas kilonovas cuya luz ha viajado alrededor de 7 mil millones de años para llegar a la Tierra”, explicó Eve Chase, investigadora postdoctoral en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México. Chase dirigió un estudio más reciente que simuló cómo las diferencias en la eyección de kilonovas pueden variar lo que esperamos observar desde los observatorios, incluido el Roman.

Hay un segundo beneficio de la luz infrarroja cercana: proporciona más tiempo para observar estos estallidos de corta duración. Las longitudes de onda de luz más cortas, como la ultravioleta y la visible, desaparecen de la vista en uno o dos días. La luz del infrarrojo cercano se puede recolectar durante una semana o más. Los investigadores han estado simulando los datos para ver cómo funcionará. “Para un subconjunto simulado de kilonovas, Roman podría observar algunas más de dos semanas después de que ocurriera la fusión de estrellas de neutrones”, agregó Chase. “Será una excelente herramienta para observar kilonovas que están muy lejos”.

Pronto, los investigadores sabrán mucho más sobre dónde ocurren las kilonovas y con qué frecuencia ocurren estas explosiones en la historia del universo. ¿Las que ocurrieron antes fueron diferentes de alguna manera? “El Roman permitirá que la comunidad astronómica comience a realizar estudios de población junto con una gran cantidad de nuevos análisis sobre la física de estas explosiones”, dijo Scolnic.

Un telescopio de exploración ofrece un enorme potencial, y también una tonelada de datos que requerirán un aprendizaje automático preciso. Los astrónomos se están enfrentando a este desafío al escribir códigos para automatizar estas búsquedas. En última instancia, los masivos conjuntos de datos del Roman ayudarán a los investigadores a desentrañar quizás los mayores misterios sobre las kilonovas hasta la fecha: ¿Qué sucede después de que chocan dos estrellas de neutrones? ¿Produce una sola estrella de neutrones, un agujero negro o algo completamente diferente? Con el Roman, reuniremos los datos que los investigadores necesitan para lograr avances sustanciales.

El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman 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 socios industriales son Ball Aerospace and Technologies Corporation en Boulder (Colorado), L3Harris Technologies en Melbourne (Florida) y Teledyne Scientific & Imaging en Thousand Oaks (California).

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Edición: R. Castro.

La NASA avanza con el nuevo Lunar Terrain Vehicle

A medida que los astronautas exploren la región del Polo Sur de la Luna durante las misiones de Artemis, podrán ir más lejos y realizar más estudios científicos gracias a un nuevo Lunar Terrain Vehicle (LTV). La NASA planea contratar un servicio que proporcione el vehículo.

El borrador de la solicitud de propuestas para el contrato de Servicios LTV (LTVS) está listo para su revisión, y la NASA aceptará comentarios hasta el 1 de diciembre. El borrador describe las expectativas de la NASA para el uso del LTV en la superficie lunar en el plazo de 2028. Tras los comentarios que se emitan al respecto, la NASA planea emitir una solicitud final de propuestas a principios de 2023.

Este estilo icónico de rover despresurizado que debutó durante las misiones Apolo es una piedra angular en los planes de la NASA para desarrollar una presencia a largo plazo en la superficie lunar. Si bien esos vehículos conducidos ​​por humanos ampliaron significativamente las capacidades de exploración lunar, el nuevo Artemis LTV contará con múltiples actualizaciones y tecnología avanzada.

Debido a que las misiones de Artemis tendrán como objetivo el área lunar del Polo Sur, el nuevo LTV debe poder resistir y operar en condiciones de iluminación únicas y frías. También se espera que el LTV de Artemis pueda cubrir un rango de cientos de kilómetros por año, lo que permitirá el acceso a diversos lugares que facilitarán descubrimientos científicos, la prospección de recursos y la exploración. También será capaz de funcionar a distancia y estará disponible para otros usos comerciales cuando no esté realizando investigaciones y operaciones de la NASA.

La contratación de servicios le permite a la NASA aprovechar la innovación comercial y brindar el mejor valor a los contribuyentes estadounidenses mientras logra sus objetivos de exploración y vuelos espaciales tripulados. El contrato reforzará el desarrollo científico y la exploración humana a largo plazo en la Luna bajo Artemis, lo que llevará a la primera mujer y la primera persona de color a la superficie lunar.

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Edición: R. Castro.

El satélite Hinode observó un eclipse solar anular desde su órbita

El 25 de octubre, el satélite Hinode utilizó su telescopio de rayos X para capturar tres pases de la Luna eclipsando al Sol. Si bien Hinode pudo observar un eclipse anular desde la órbita, solo se pudo ver un eclipse solar parcial desde tierra en Asia, África y Europa. Los eclipses anulares son casi totales, excepto por un anillo brillante del Sol que aparece alrededor del borde exterior de la Luna.

Hinode explora los campos magnéticos del Sol para obtener datos de lo que impulsa la atmósfera solar y las erupciones solares. La misión Hinode está dirigida por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, con la participación del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, la Agencia Espacial Europea, la Agencia Espacial del Reino Unido y la NASA.
Créditos: JAXA/NASA/Smithsonian Astrophysical Observatory.

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Edición: R. Castro.