La misión OSIRIS-REx dirige la nave hacia la Tierra

El 21 de septiembre, OSIRIS-REx encendió sus propulsores durante 30 segundos e impulsó su trayectoria hacia la Tierra. Esta corrección de rumbo mantiene a la nave de vuelta a la Tierra para traer una muestra del asteroide Bennu con fecha prevista el 24 de septiembre de 2023, completando así su misión de siete años.

Para llevar a cabo la entrega de OSIRIS-REx de la NASA, la nave debe acercarse a la Tierra a una velocidad y dirección precisas para “dejar caer” la cápsula con la muestra en atmósfera terrestre. “Si la cápsula entra en un ángulo demasiado alto, rebotará de la atmósfera”, dijo Mike Moreau, subdirector del proyecto OSIRIS-REx en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland). “Con un ángulo demasiado bajo, se quemará en la atmósfera de la Tierra”.

Para garantizar una entrega segura, “Durante el próximo año, ajustaremos gradualmente la trayectoria de OSIRIS-REx para dirigir a la nave espacial más cerca de la Tierra”, dijo Daniel Wibben, líder de diseño de trayectoria y maniobra de KinetX Inc. “Tenemos que cruzar la órbita de la Tierra en el momento en el que la Tierra esté en ese mismo lugar”. Wibben trabaja en estrecha colaboración con el equipo de Lockheed Martin en Littleton, Colorado, que vuela la nave espacial.

La maniobra que se llevó a cabo fue la primera en la que el equipo OSIRIS-REx cambió la trayectoria de la nave espacial desde que salió de Bennu el 10 de mayo de 2021. Tras este ajuste de rumbo, OSIRIS-REx pasaría a unos 2.200 kilómetros de la Tierra, sin embargo, en julio de 2023 comenzará una serie de maniobras que acercarán aún más a OSIRIS-REx, hasta llegar a 250 kilómetros de la superficie, lo suficientemente cerca como para liberar la cápsula de muestra para lograr que aterrice en paracaídas con precisión en el campo de pruebas y entrenamiento de la Fuerza Aérea de Utah, en el Great Salt Lake Desert.

Esta animación muestra a OSIRIS-REx trayendo la muestra del asteroide Bennu a la Tierra. La cápsula de retorno de muestras entrará en la atmósfera de la Tierra, cruzará el oeste de E.E.U.U., desplegará su paracaídas y aterrizará en el Campo de Pruebas y Entrenamiento de Utah de la Fuerza Aérea en el Great Salt Lake Desert. Desde allí, la cápsula se trasladará al Johnson Space Center de la NASA, en Houston, donde se seleccionarán, distrisbuirán y estudiarán durante las próximas décadas, las muestras del asteroide Bennu.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA/ Conceptual Image Lab.

Los asteroides pueden actuar como cápsulas del tiempo, preservando la historia más antigua de nuestro sistema solar e incluso las firmas químicas de los componentes básicos ancestrales de la vida, algo sobre de lo que los científicos podrían obtener un mayor conocimiento al estudiar las muestras de Bennu en el laboratorio. A menos de un año del final, el equipo de la misión ya se está preparando para la llegada de la muestra.

La NASA está trabajando en estrecha colaboración con la Fuerza Aérea y el Ejército de E.E.U.U. para practicar el momento de la recuperación y el transporte de la cápsula a las instalaciones en el campo de Utah.

El Johnson Space Center de la NASA (en Houston) construyó un laboratorio de conservación específicamente para almacenar la muestra. Ingenieros y expertos en conservación están diseñando cajas de guantes, herramientas y contenedores de almacenamiento especializados para preservar la muestra en perfectas condiciones.

El centro Johnson supervisará la distribución de las porciones de la muestra a científicos de todo el mundo. El centro espacial también custodiará y preservará una gran fracción de lo que traiga OSIRIS-REx para que lo estudien las futuras generaciones futuras, como se hizo con las muestras del programa Apollo, algunas de las cuales se están abriendo actualmente para examinarlas con tecnología que no existía en aquel tiempo.

La NASA lanzó OSIRIS-REx el 8 de septiembre de 2016. La nave espacial llegó a Bennu en diciembre de 2018 y luego inspeccionó el asteroide durante más de dos años. El 20 de octubre de 2020, la nave espacial capturó una muestra del asteroide y la guardó en su cápsula de retorno de muestras.
 
Después de que OSIRIS-REx traiga esta muestra a la Tierra, la nave espacial continuará en una misión extendida bajo el nombre de “OSIRIS-APEX” al asteroide Apophis.
 
 
 
 
 
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La NASA estudia los orígenes de Haumea, el planeta enano

Mediante simulaciones informáticas, los científicos de la NASA han reconstruido la historia de cómo el planeta enano Haumea, que se encuentra en el Cinturón de Kuiper más allá de la órbita del planeta más exterior, Neptuno, se convirtió en uno de los objetos más inusuales del sistema solar.

Casi del tamaño de Plutón, Haumea es extraño en varios aspectos. Gira mucho más rápido que cualquier cuerpo de su tamaño, realizando una rotación sobre su eje en solo cuatro horas. Debido a su rápido giro, Haumea tiene la forma de una pelota de fútbol americano desinflada en lugar de una esfera. Su superficie, compuesta en gran parte por hielo de agua, es diferente a casi cualquier otra superficie de los cuerpos ubicados en el Cinturón de Kuiper, excepto las de una docena de “hermanos” que tienen órbitas similares a Haumea y parecen estar relacionados con él, constituyendo la única “familia” conocida de objetos en el cinturón de Kuiper.

“¿Cómo surgió algo tan extraño como Haumea y su familia?” dijo Jessica Noviello, científica del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland).

Esta pregunta inspiró a Noviello y a sus colegas a recurrir a modelos informáticos que, en teoría, podrían reconstruir a Haumea desde cero para comprender los procesos químicos y físicos que le dieron forma.

“Explicar lo que le sucedió a Haumea nos obliga a poner límites de tiempo a todas estas cosas que acontecieron cuando se estaba formando el sistema solar, por lo que comenzará a conectar todo en el sistema solar”, dijo Steve Desch, profesor de astrofísica en la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, quien trabajó con Noviello y otros colegas en el experimento de modelado descrito en Planetary Science Journal del 29 de septiembre.

Modelo 3D interactivo de Haumea, un planeta enano del cinturón de Kuiper. Créditos: Visualization Technology Applications and Development de la NASA. Pincha sobre la imágen para acceder a la aplicación.

Noviello conoció a Desch cuando ella era becaria de investigación en su laboratorio de 2019 a 2020. Desch estuvo trabajando con sus estudiantes durante varios años para tratar de unir pistas dispares en una historia clara sobre la evolución de Haumea.

“Haumea tiene muchas partes extrañas y geniales”, dijo Desch, “y tratar de explicarlas todas a la vez ha sido un desafío”.

Haumea está demasiado lejos para poder medir con precisión a través de un telescopio terrestre, y ninguna misión espacial lo ha visitado todavía, por lo que los datos son escasos. Por lo tanto, para estudiar Haumea (y otros cuerpos poco conocidos), los científicos usan modelos informáticos para hacer predicciones que llenen los vacíos.

Los investigadores comenzaron introduciendo solo tres datos en sus modelos: el tamaño y la masa estimados de Haumea, y su rápido “día” de cuatro horas.

Los modelos mostraron una predicción afinada del tamaño de Haumea, su densidad general y el tamaño de su núcleo, entre otras características. Luego, Noviello introdujo esta información en ecuaciones matemáticas que la ayudaron a calcular la cantidad de hielo en Haumea y el volumen del planeta enano. Además, calculó cómo se distribuye la masa de Haumea y cómo eso afecta su giro. Con esta información simuló miles de millones de años de evolución para ver qué combinación de características del bebé Haumea evolucionaron hasta convertirse en el planeta enano maduro que es hoy.

“Queríamos entender fundamentalmente a Haumea antes de retroceder en el tiempo”, dijo Noviello.

Los científicos asumieron que en sus primeros tiempos Haumea era un 3% más masivo. También asumieron que Haumea probablemente tenía una velocidad de giro diferente y era más grande en volumen. Luego, cambiaron ligeramente una de estas características a la vez en sus modelos, como variar el tamaño de Haumea y realizaron docenas de simulaciones para ver cómo los pequeños cambios en sus primeros años influirían en la evolución de Haumea. Cuando las simulaciones concluyeron en resultados similares al Haumea actual, los científicos supieron que habían realizado una historia que coincidía con la realidad.

Basándose en su modelo, Noviello y sus colegas plantean la hipótesis de que cuando los planetas se estaban formando inicialmente y todo giraba alrededor del sistema solar, Haumea chocó con otro objeto. Aunque este impacto habría desprendido piezas, Noviello y sus colegas sugieren que esas piezas no son la familia Haumean que vemos hoy, como han propuesto otros científicos. Un impacto tan poderoso, dicen, habría lanzado piezas de Haumea en órbitas mucho más dispersas que las que tienen los miembros de la familia.

La familia haumeana que vemos hoy, en cambio, llegó más tarde, cuando la estructura del planeta enano estaba tomando forma: el material rocoso y denso se asentó en el centro mientras que el hielo de menor densidad subía a la superficie, dijo Desch, “y cuando concentras toda la masa hacia el eje, disminuye el momento de inercia, por lo que Haumea terminó girando incluso más rápido de lo que lo hace hoy”. Lo suficientemente rápido, calcularon los científicos, que ese hielo se desprendió de la superficie formando la familia Haumean.

El coautor del artículo Marc Neveu, investigador del Goddard de la NASA dedujo que mientras tanto, las rocas de Haumea, que, como todas las rocas, son ligeramente radiactivas, generaron calor que derritió algo de hielo, creando un océano debajo de la superficie (que ya no existe). El agua empapó el material rocoso en el centro de Haumea e hizo que se hinchara hasta formar un gran núcleo hecho de arcilla, que es menos denso que la roca. El núcleo más grande aumentó el momento de inercia y, por lo tanto, ralentizó el giro de Haumea a su velocidad actual.

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Edición: R. Castro.

El exoplaneta GJ 1252 b, la ‘supertierra’ ultracaliente, podría no tener atmósfera

GJ 1252 b, una “súper Tierra” rocosa descubierta en 2020, se ha examinado más de cerca y los astrónomos han descubierto que el exoplaneta podría contar con una mínima atmósfera o carecer de ella.

El planeta, que orbita una estrella de tipo M, es “el exoplaneta más pequeño hasta ahora para el que tenemos restricciones tan estrictas en su atmósfera”, dijo el autor principal Ian Crossfield, astrónomo y profesor asistente en la Universidad de Kansas.

A menudo los astrónomos descubren y estudian exoplanetas mediante la observación de la caída de luz detectada en una estrella provocada por los planetas cuando pasan frente a ellas, una técnica conocida como el “método de tránsito”. GJ 1252 b, un exoplaneta a unos 65 años luz de distancia con un radio 1,18 veces mayor que la Tierra, fue descubierto con este método por el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, en 2020. Los astrónomos de este nuevo estudio observaron el exoplaneta con el Spitzer Space Telescope antes de que se retirara y pudieron observar más de cerca el planeta y su atmósfera.

Con Spitzer, el equipo detectó un eclipse secundario, que ocurre cuando un planeta pasa detrás de una estrella y la luz del planeta, que proviene de su propia radiación infrarroja (o calor), así como la luz reflejada por la estrella, se bloquea.

Los astrónomos que buscan signos de vida en el cosmos se centran en una serie de detalles diferentes de los exoplanetas. Muchos de estos detalles sirven para comparar el exoplaneta y la Tierra, ya que la Tierra sigue siendo el único planeta donde hemos confirmado la presencia de vida.

GJ 1252 b no es mucho más grande que la Tierra, pero es mucho más caliente ya que está más cerca de su estrella y, como han descubierto los astrónomos en este estudio, carece de atmósfera.

“Estamos empezando a aprender con qué frecuencia y en qué circunstancias los planetas rocosos pueden mantener sus atmósferas”, dijo la astrónoma y coautora del estudio Laura Kreidberg, directora de Física Atmosférica de Exoplanetas (Departamento APEx del Instituto Max Planck). “Esta medida indica que para los planetas más calientes, es poco probable que las atmósferas densas sobrevivan típicamente”.

Para determinar cómo podría ser la atmósfera del exoplaneta (si existe), los astrónomos midieron la radiación infrarroja de GJ 1252 b cuando su luz se oscureció durante un eclipse secundario. Estas observaciones revelaron la abrasadora temperatura del lado diurno del planeta, que se estima que alcanza los 1.228 grados Celsius. De hecho, GJ 1252 b está tan caliente que el oro, la plata y el cobre se derretirían en el planeta.

Las temperaturas esperadas del exoplaneta, en comparación con los modelos atmosféricos, sugieren que probablemente tenga una presión en la superficie de menos de 10 bar (como referencia, la presión en la superficie de la Tierra es de aproximadamente 1 bar). Para ser estable a largo tiempo, es posible que este exoplaneta tenga una atmósfera con una densidad como la de la Tierra, una atmósfera hasta 10 veces más densa que la de la Tierra, o incluso ninguna atmósfera.

Teniendo en cuenta sus extremas temperaturas y su baja presión en la superficie, los astrónomos de este equipo han predicho que GJ 1252 b probablemente no tenga atmósfera. Este es actualmente el exoplaneta más pequeño del que los científicos tienen una idea tan clara de su atmósfera.

GJ 1252b se detectó por primera vez con TESS y luego se investigó más a fondo con Spitzer antes de que la misión del telescopio terminara en 2020. Con el Telescopio Espacial James Webb (JWST), el equipo podrá dirimir aún más las características de la atmósfera de este planeta, una posibilidad apasionante.

“En ese momento, Spitzer era la única instalación en el universo conocido que podía realizar este tipo de mediciones. Ahora, Spitzer se ha apagado, pero JWST está ahí y en estas longitudes de onda es mucho más sensible que Spitzer. Por ello, lo que hicimos con dificultad con Spitzer ahora podemos comenzar a hacerlo fácilmente y para un mayor número de planetas rocosos con JWST”, dijo Crossfield.

“Las observaciones del JWST en el infrarrojo tienen el potencial de revelar las propiedades de la superficie de planetas rocosos y calientes como este. Los diferentes tipos de roca tienen diferentes firmas espectrales, por lo que podremos aprender de qué tipo de roca está hecho GJ 1252b”, agregó Kreidberg.

Estudiar más GJ 1252 b con JWST plantea una posibilidad emocionante para los científicos, ya que sería interesante confirmar la presencia de una atmósfera en un exoplaneta tan pequeño y caliente, así como también sería fascinante explorar la composición de un planeta como este sin atmósfera.

Un equipo de la Universidad de Kansas, dirigido por Crossfield, dirigió este estudio que descubrió nuevos y extraños detalles sobre la atmósfera de GJ 1252b. Además, participaron en este artículo investigadores de la Universidad de California, Riverside, el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, el Exoplanet Science Institute de Caltech/IPAC-NASA, la Universidad de Maryland, el Laboratorio de la Tierra y los Planetas de la Institución Carnegie para la Ciencia, el Instituto Max Planck, la Universidad McGill, Universidad de Nuevo México, Albuquerque, y el Instituto de Investigación de Exoplanetas de la Universidad de Montreal. El estudio se ha publicado en Astrophysical Journal Letters.

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Edición: R. Castro.

Las misiones Swift y Fermi de la NASA detectan una explosión cósmica excepcional

El domingo, 9 de octubre, un pulso excepcionalmente brillante y de larga duración de radiación de alta energía, cautivó a astrónomos de todo el planeta. La emisión provino de un estallido de rayos gamma (GRB), la clase más poderosa de explosiones en el universo, que se encuentra entre los eventos más luminosos conocidos.

Una ola de rayos X y rayos gamma atravesó el sistema solar, activando detectores a bordo del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, el Observatorio Neil Gehrels Swift y la nave espacial Wind, entre otros. Los telescopios de todo el mundo apuntaron al fenómeno para estudiar las secuelas y continúan con nuevas observaciones.

Los astrónomos creen que GRB 221009A representa el nacimiento de un nuevo agujero negro formado en el corazón de una estrella que colapsa. En esta ilustración, el agujero negro impulsa poderosos chorros de partículas que viajan cerca de la velocidad de la luz. Los chorros atraviesan la estrella y emiten rayos X y rayos gamma a medida que avanzan hacia el espacio. Crédito: NASA/Swift/Cruz deWilde.

Llamada GRB 221009A, la explosión proporcionó un comienzo inesperadamente emocionante para el 10º Simposio Fermi, una reunión de astrónomos de rayos gamma que ahora se lleva a cabo en Johannesburgo, Sudáfrica. “Es seguro decir que esta reunión realmente comenzó con una explosión: todos hablan de esto”, dijo Judy Racusin, científica adjunta del proyecto Fermi en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt (Maryland), asistente a la conferencia.

La señal, que se originó en la dirección de la constelación de Sagitario, viajó aproximadamente 1.900 millones de años para llegar a la Tierra. Los astrónomos creen que representa el nacimiento de un nuevo agujero negro, que se formó en el corazón de una estrella masiva colapsando por su propio peso. Un agujero negro naciente impulsa poderosos chorros de partículas que viajan cerca de la velocidad de la luz. Los chorros atraviesan la estrella y emiten rayos X y rayos gamma a medida que avanzan por el espacio.

La explosión también brindó una oportunidad de observación inaugural largamente esperada para un vínculo entre dos experimentos en la Estación Espacial Internacional: el telescopio de rayos X NICER de la NASA y un detector japonés llamado Monitor de imagen de rayos X (MAXI). Activada en abril, la conexión se denomina Orbiting High-energy Monitor Alert Network (OHMAN). Permite que NICER pueda recurrir rápidamente a estallidos detectados por MAXI, acciones que anteriormente requerían la intervención de científicos.

“OHMAN proporcionó una alerta automática que permitió a NICER realizar un seguimiento en tres horas, tan pronto como la fuente se hizo visible para el telescopio”, dijo Zaven Arzoumanian, líder científico de NICER en el Goddard. “Futuras oportunidades podrían resultar en tiempos de respuesta de unos pocos minutos”.

La luz de esta antigua explosión trae consigo nuevos conocimientos sobre el colapso estelar, el nacimiento de un agujero negro, el comportamiento y la interacción de la materia cerca de la velocidad de la luz, las condiciones en una galaxia distante y mucho más. Puede que no vuelva  aparecer otro GRB tan brillante durante décadas.

Esta secuencia construida a partir de los datos del telescopio Fermi revela el cielo en rayos gamma centrados en la ubicación de GRB 221009A. Cada cuadro muestra rayos gamma con energías superiores a 100 millones de electronvoltios (MeV), donde los colores más brillantes indican una señal de rayos gamma más fuerte. En total, representan más de 10 horas de observaciones. El resplandor del plano medio de nuestra galaxia, la Vía Láctea, aparece como una amplia banda diagonal. La imagen tiene unos 20 grados de ancho.
Crédito: NASA/DOE/Fermi LAT.
La estrella débil en el círculo amarillo, que marca el resplandor GRB 221009A, se vuelve mucho más débil en las imágenes visibles de Swift tomadas con 10 horas de diferencia.
Las imágenes tomadas en luz visible por el telescopio ultravioleta/óptico de Swift muestran cómo el resplandor de GRB 221009A (en un círculo) se desvaneció en el transcurso de unas 10 horas. La explosión apareció en la constelación de Sagitario y ocurrió hace 1.900 millones de años. La imagen tiene unos 4 minutos de arco de ancho.
Crédito: NASA/Swift/B. Cenko.

Según un análisis preliminar, el Telescopio de Gran Área (LAT) de Fermi detectó el estallido durante más de 10 horas. Una de las razones del brillo y la longevidad del estallido es que, para un GRB, se encuentra relativamente cerca de nosotros.

“Este estallido está mucho más cerca que los GRB típicos, lo que es emocionante porque nos permite detectar muchos detalles que de otro modo serían demasiado débiles para detectar”, dijo Roberta Pillera, miembro de Fermi LAT Collaboration, que dirigió las comunicaciones iniciales sobre el estallido y es estudiante de un doctorado en la Universidad Politécnica de Bari (Italia). “Pero también se encuentra entre los estallidos más enérgicos y luminosos jamás vistos, independientemente de la distancia, lo que lo hace doblemente emocionante”.

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Edición: R. Castro.

La nave espacial Lucy de la NASA está preparada para su primera asistencia gravitacional con Tierra

El 16 de octubre, a las 7:04 a. m. EDT, la nave espacial Lucy de la NASA, la primera misión con destino a los asteroides troyanos de Júpiter, rozará la atmósfera de la Tierra, pasando apenas a 350 kilómetros sobre la superficie. En el primer aniversario de su lanzamiento, Lucy obtendrá parte de la energía que necesita mediante asistencia gravitacional a nuestro planeta para viajar a esta población de asteroides que nunca antes se ha visitado.

La nave espacial Lucy de la NASA realizará un sobrevuelo excepcionalmente cercano a la Tierra el 16 de octubre de 2022.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA.

Los asteroides troyanos están ubicados en órbitas alrededor del Sol a la misma distancia que Júpiter, por delante o por detrás del planeta gigante. Lucy se encuentra en su primer año de un viaje de doce años. Esta asistencia gravitacional colocará a Lucy en una nueva trayectoria para realizar una órbita de dos años, tras la que regresará a la Tierra para una segunda asistencia gravitacional. Este segundo impulso le dará a Lucy la energía que necesita para cruzar el cinturón de asteroides principal, donde observará el asteroide Donaldjohanson, y luego viajará al enjambre de asteroides troyanos principal. Allí, Lucy visitará seis asteroides troyanos: Eurybates y su satélite Queta, Polymele y su satélite aún sin nombre, Leucus y Orus. Luego, Lucy regresará una vez más a la Tierra para una tercera asistencia gravitacional en 2030 para alcanzar el par de asteroides binarios Patroclus-Menoetius.

Para esta primera asistencia gravitacional, Lucy parecerá acercarse a la Tierra desde la dirección del Sol. Si bien esto significa que los observadores en la Tierra no podrán ver a Lucy en los días previos al evento, Lucy podrá tomar imágenes de la Tierra y la Luna casi llenas. Los científicos de la misión utilizarán estas imágenes para calibrar los instrumentos.

La trayectoria de Lucy aproximará mucho a la nave espacial a la Tierra, incluso más cerca que la Estación Espacial Internacional, lo que significa que Lucy atravesará una región llena de desechos y satélites en órbita terrestre. Para garantizar la seguridad de la nave espacial, la NASA desarrolló procedimientos para anticipar cualquier peligro potencial y, si es necesario, ejecutar una pequeña maniobra para evitar una colisión.

“El equipo de Lucy ha preparado dos maniobras diferentes”, dice Coralie Adam, jefa adjunta del equipo de navegación de Lucy de KinetX Aerospace, en Simi Valley (California). “Si el equipo detecta que Lucy corre el riesgo de colisionar con un satélite o con escombros, entonces, 12 horas antes de la aproximación más cercana a la Tierra, la nave espacial ejecutará uno de ellos, alterando el tiempo de aproximación en dos o cuatro segundos. Esta es una pequeña corrección, pero es suficiente para evitar una colisión potencialmente catastrófica”.

Lucy pasará por la Tierra a una altitud tan baja que el equipo tuvo que incluir el efecto de la resistencia atmosférica al diseñar este sobrevuelo. Los grandes paneles solares de Lucy aumentan este efecto.

“En el plan original, Lucy en realidad iba a pasar unos 50 kilómetros más cerca de la Tierra”, dice Rich Burns, gerente de proyectos de Lucy en el Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt (Maryland). “Sin embargo, cuando quedó claro que podríamos tener que ejecutar este sobrevuelo con uno de los paneles solares desbloqueado, optamos por usar un poco de nuestras reservas de combustible para que la nave espacial sobrevuele la Tierra a una altitud ligeramente mayor, reduciendo la perturbación de la resistencia atmosférica en los paneles solares de la nave espacial”.

 Más información: Cómo Lucy evitará colisiones con objetos en la órbita de la Tierra.

Alrededor de las 6:55 a. m. EDT, Lucy será visible, por primera vez, para los observadores en Australia Occidental. Lucy pasará rápidamente siendo claramente perceptible a simple vista durante unos minutos antes de desaparecer a las 7:02 am EDT, cuando la nave espacial pase a la sombra de la Tierra. Lucy continuará sobre el Océano Pacífico en la oscuridad y emergerá de la sombra de la Tierra a las 7:26 a. m. EDT. Si las nubes cooperan, los observadores del cielo en el oeste de los Estados Unidos deberían poder ver a Lucy con la ayuda de prismáticos.

“La última vez que vimos la nave espacial, estaba encerrada en el carenado de carga útil en Florida”, dijo Hal Levison, investigador principal de Lucy en la oficina de Boulder, Colorado, del Southwest Research Institute (SwRI). “Es emocionante que podamos estar aquí en Colorado y ver la nave espacial nuevamente. Y esta vez Lucy estará en el cielo”.

Luego, Lucy se alejará rápidamente de la vecindad de la Tierra, pasará por la Luna y tomará algunas imágenes más de calibración antes de continuar hacia el espacio interplanetario.

“Estoy especialmente emocionado por las últimas imágenes que Lucy tomará de la Luna”, dijo John Spencer, científico adjunto interino del proyecto en SwRI. “Contar los cráteres para comprender la historia de las colisiones de los asteroides troyanos es clave para el desarrollo científico que llevará a cabo Lucy, y esta será la primera oportunidad de calibrar la capacidad de Lucy para detectar cráteres comparándola con observaciones anteriores de la Luna realizadas por otras misiones espaciales.”

Hal Levison del SwRI, en la oficina de Boulder Colorado es el investigador principal. El SwRI, con sede en San Antonio, también dirige el equipo científico y la planificación de la observación científica y el procesamiento de datos de la misión. El Centro Goddard de la NASA proporciona la gestión general de la misión, ingeniería de sistemas y seguridad y garantía de la misión. Lockheed Martin Space en Littleton (Colorado), construyó la nave espacial, diseñó principalmente la trayectoria orbital y proporciona operaciones de vuelo. El centro de Goddard y KinetX Aerospace son responsables del viaje de la nave espacial Lucy. Lucy es la decimotercera misión del Discovery Program de la NASA, que es administrado por el Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville (Alabama).

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El Observatorio Chandra de la NASA encuentra “el WHIM” en una colisión de cúmulos de galaxias

Abell 98 es un sistema de cúmulos de galaxias en las primeras etapas de colisión. Los astrónomos han utilizado los datos de Chandra para identificar estructuras clave en este sistema y buscar parte de la materia “normal” (no materia oscura) que falta en la mayoría de las observaciones del universo local. Los científicos han propuesto que al menos parte de esta masa desconocida podría estar ubicada en hebras gigantes conocidas como el “medio intergaláctico cálido-caliente” o WHIM. El estudio de Chandra ha encontrado evidencia del WHIM en Abell 98, que se muestra aquí en imágenes de Chandra y el telescopio WIYN.
Créditos: Rayos X: NASA/CXC/CfA/A. Sarkar; Óptica: NSF/NOIRLab/WIYN.

Un nuevo resultado del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA sobre un sistema de cúmulos de galaxias en colisión puede ayudar a explicar el déficit de materia observable en el universo local.

Aunque los científicos saben mucho sobre la composición del universo, hay un problema desconcertante en el que luchan por explicar: hay una cantidad significativa de materia que aún no se ha tenido en cuenta.

Esta masa que falta no es la materia oscura invisible, que constituye la mayor parte de la materia del universo. Del que se trata es otro escenario en el que aproximadamente un tercio de la materia “normal” que se creó en los primeros mil millones de años después del Big Bang aún no se ha detectado mediante observaciones del universo local, es decir, en regiones de menos de unos pocos miles de millones de años luz de la Tierra. Esta materia está compuesta de hidrógeno, helio y otros elementos y forma objetos como estrellas, planetas y humanos.

Los científicos han propuesto que al menos parte de esta masa faltante podría estar escondida en hilos gigantes, o filamentos, de gas cálido a caliente (temperaturas de 10.000 a 10.000.000 kelvin) en el espacio entre galaxias y cúmulos de galaxias. Han llamado a esto el “medio intergaláctico cálido-caliente” o WHIM.

Un equipo de astrónomos que usa el Chandra para observar un sistema de cúmulos de galaxias en colisión, probablemente ha encontrado evidencia de que este WHIM reside en el espacio entre ellos.

“Ha resultado excepcionalmente difícil encontrar estos filamentos de materia faltante, y solo se conocen unos pocos ejemplos”, dijo Arnab Sarkar del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA) en Cambridge (Massachusetts), quien dirigió este estudio. “Estamos emocionados de que probablemente hayamos identificado a otro”.

Los investigadores utilizaron el observatorio Chandra para estudiar Abell 98, que contiene cúmulos de galaxias en colisión, a unos 1.400 millones de años luz de la Tierra. Los datos de Chandra revelan un puente de emisión de rayos X entre dos de los cúmulos en colisión que contienen gas a una temperatura de unos 20 millones de kelvins y gas más frío con una temperatura de unos 10 millones de kelvins. Es probable que el gas más caliente encontrado en el puente provenga del gas de los dos grupos que se superponen entre sí. La temperatura y la densidad del gas más frío concuerdan con las predicciones para el gas más caliente y denso del WHIM.

Además, los datos de Chandra muestran la presencia de una onda de choque, que es similar a la explosión sónica de un avión supersónico. Esta onda de choque es impulsada y localizada delante de uno de los cúmulos de galaxias cuando comienza a chocar con otro cúmulo. Esta es la primera vez que los astrónomos encuentran una onda de choque de este tipo en las primeras etapas de la colisión de un cúmulo de galaxias, antes de que los centros del cúmulo pasen uno junto al otro.

“Creemos que esta onda de choque es un descubrimiento importante porque nuestros modelos han predicho que tales características deberían estar allí, pero no habíamos visto ninguna hasta ahora”, dijo el coautor Scott Randall, también de CfA. “Son una parte clave del proceso inicial de colisión que conducirá a una fusión de los grupos”.

Esta onda de choque puede estar directamente relacionada con el descubrimiento del WHIM en Abell 98 porque ha calentado el gas entre los cúmulos a medida que chocan. Esto puede haber elevado la temperatura del gas en el filamento WHIM, que se estima que contiene unos 400 mil millones de veces la masa del Sol, lo suficientemente alto como para ser detectado con los datos del Chandra.

Los cúmulos de galaxias, que contienen miles de galaxias, enormes cantidades de gas caliente y enormes depósitos de materia oscura, son las estructuras más grandes del universo que se mantienen unidas por la gravedad. Los científicos creen que pueden alcanzar su colosal tamaño debido a la fusión entre sí durante millones o miles de millones de años.

“Cuando los cúmulos de galaxias chocan, tenemos la oportunidad de ver un extraordinario evento físico que rara vez vemos en cualquier otro entorno cósmico”, dijo Yuanyuan Su, coautor de la Universidad de Kentucky.

Abell 98.
Créditos: Rayos X: NASA/CXC/CfA/A. Sarkar; Óptica: NSF/NOIRLab/WIYN.

Un artículo que describe este resultado por Sarkar et al fue publicado en The Astrophysical Journal Letters y está disponible en https://arxiv.org/abs/2208.03401.

Otros autores del artículo son Gabriella E. Alvarez (CfA), Craig Sarazin (Universidad de Virginia, Charlottesville, Virginia), Paul Nulsen (CfA), Elizabeth Blanton (Universidad de Boston, Boston, Massachusetts), William Forman (CfA), Christine Jones (CfA), Esra Bulbul (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Alemania), John Zuhone (CfA), Felipe Andrade-Santos (CfA), Ryan Johnson (Gettysburg College, Gettysburg, Pensilvania) y Priyanka Chakraborty (CfA).

Se ha encontrado más indicios del filamento WHIM entre estos dos grupos con Suzaku, de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, publicado en un nuevo artículo dirigido por Gabriella Alvarez, también de CfA. Su artículo también evidencia al WHIM en el lado opuesto del cúmulo que lidera la colisión. Estas dos detecciones del WHIM indican que los cúmulos están ubicados a lo largo de una estructura colosal de 13 millones de años luz de largo. El artículo de Álvarez fue aceptado recientemente para su publicación en The Astrophysical Journal y está disponible en https://arxiv.org/abs/2206.08430.

El Marshall Space Flight Center de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Smithsonian Astrophysical Observatory controla las operaciones científicas desde Cambridge (Massachusetts), y las operaciones de vuelo desde Burlington (Massachusetts).

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Edición: R. Castro.

Actualización del estado de TESS

El Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA entró en modo seguro el lunes 10 de octubre. La nave espacial se encuentra en una configuración estable que suspende las observaciones científicas. La investigación preliminar reveló que el ordenador de vuelo TESS experimentó un reinicio.

El equipo de operaciones de TESS informó que los datos científicos que aún no se han enviado a tierra parecen estar almacenados de forma segura en el satélite. Se están realizando procedimientos de recuperación e investigaciones para reanudar las operaciones normales, lo que podría tardar varios días.

El TESS se lanzó en abril de 2018 y desde entonces ha descubierto más de 250 exoplanetas, planetas que orbitan estrellas distintas al Sol, y miles de candidatos a planetas extrasolares. La agencia proporcionará actualizaciones en www.nasa.gov/tess.

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Edición: R. Castro.

El Hubble detecta chorros ultrarrápidos provenientes de la colisión de dos estrellas de neutrones

Utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, los astrónomos han realizado una medición única que indica que un chorro, surcando el espacio a velocidades superiores al 99,97% de la velocidad de la luz, fue impulsado por la titánica colisión entre dos estrellas de neutrones.

El evento explosivo, llamado GW170817, se observó en agosto de 2017. La explosión liberó una energía comparable a la de una explosión de supernova. Fue la primera detección de ondas gravitacionales y radiación gamma de una fusión de estrellas de neutrones binarias.

Dos estrellas de neutrones, los núcleos sobrevivientes de estrellas masivas que explotaron, chocaron enviando una onda a través del tejido del espacio-tiempo en un fenómeno llamado ondas gravitacionales. Como consecuencia, un chorro de radiación fue expulsado a casi la velocidad de la luz, golpeando el material que rodeaba los restos. Los astrónomos usaron el Hubble para medir el movimiento de una parte de material contra la que se estrelló el chorro.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA; Productor principal: Paul Morris.

Este fue un hito importante en la investigación que se está llevando a cabo de estas extraordinarias colisiones. Las consecuencias de esta fusión fueron vistas por 70 observatorios en todo el mundo y en el espacio, en una amplia franja del espectro electromagnético además de la detección de ondas gravitacionales. Esto anunció un avance significativo para el campo emergente del Time Domain and Multi-Messenger Astrophysics, el uso de múltiples “mensajeros” como la luz y las ondas gravitacionales para estudiar el universo a medida que cambia con el tiempo.

Los científicos apuntaron rápidamente al Hubble al sitio de la explosión solo dos días después. Las estrellas de neutrones colapsaron en un agujero negro cuya poderosa gravedad comenzó a atraer material hacia él. Ese material formó un disco que giraba rápidamente y generaba chorros que salían de sus polos. El feroz chorro se estrelló y arrastró material en la capa de escombros de la explosión en expansión. Esto incluía una parte de material a través de la cual emergió un chorro.

Si bien el evento tuvo lugar en 2017, los científicos tardaron varios años en encontrar una forma de analizar los datos del Hubble y los datos de otros telescopios para pintar esta imagen completa.

La observación del Hubble se combinó con observaciones de múltiples radiotelescopios de la National Science Foundation para realizar interferometría de línea de base muy larga (VLBI). Los datos de radio se tomaron 75 días y 230 días después de la explosión.

“Estoy asombrado de que el Hubble pueda brindarnos una medición tan precisa, que rivaliza con la precisión lograda por los poderosos telescopios de radio VLBI repartidos por todo el mundo”, dijo Kunal P. Mooley de Caltech, en Pasadena (California), autor principal de un artículo que se publica hoy en la revista Nature.

Los autores utilizaron datos del Hubble junto con datos del satélite Gaia de la ESA (Agencia Espacial Europea), además de VLBI, para lograr una precisión extrema. “Se necesitaron meses de análisis cuidadoso de los datos para realizar esta medición”, dijo Jay Anderson, del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland.

Ilustración de la colisión de dos estrellas de neutrones. La colisión entre dos remanentes estelares densos libera la energía de 1.000 explosiones estándar de nova estelar. Como consecuencia de la colisión, un chorro de radiación es expulsado casi a la velocidad de la luz. El chorro se dirige a lo largo de un estrecho haz confinado por potentes campos magnéticos. El chorro se estrelló y arrastró material en el medio interestelar circundante.
Créditos: Elizabeth Wheatley (STScI).

Al combinar las diferentes observaciones, pudieron identificar el lugar de la explosión. Los datos  del Hubble mostraron que el chorro se movía a una velocidad aparente de siete veces la velocidad de la luz. Las observaciones de radio muestran que el chorro luego desaceleró a una velocidad aparente cuatro veces más rápida que la velocidad de la luz.

En realidad, nada puede superar la velocidad de la luz, por lo que este movimiento “superlumínico” es una ilusión. Debido a que el chorro se acerca a la Tierra casi a la velocidad de la luz, la luz que emite en un momento posterior tiene una distancia más corta por recorrer. En esencia, el chorro está persiguiendo su propia luz. En realidad ha pasado más tiempo entre la emisión de la luz del chorro de lo que percibe el observador. Esto hace que se sobrestime la velocidad del objeto, en este caso aparentemente superando la velocidad de la luz.

“Nuestro resultado indica que el chorro se movía al menos al 99,97% de la velocidad de la luz cuando emanó”, dijo Wenbin Lu de la Universidad de California, Berkeley.

Las mediciones del Hubble, combinadas con las mediciones del VLBI, anunciadas en 2018, fortalecen en gran medida la supuesta conexión entre las fusiones de estrellas de neutrones y los estallidos de rayos gamma de corta duración. Esa conexión requiere que emerja un chorro de movimiento rápido, que ahora se ha medido en GW170817.

Este trabajo abre el camino para estudios más precisos de fusiones de estrellas de neutrones, detectadas por los observatorios de ondas gravitacionales LIGO, Virgo y KAGRA. Con una muestra lo suficientemente grande en los próximos años, las observaciones relativistas del chorro podrían proporcionar otra línea de investigación para medir la tasa de expansión del universo, asociada con un número conocido como la constante de Hubble.

En la actualidad, existe una discrepancia entre los valores de la constante de Hubble estimados para el universo primitivo y el universo cercano, uno de los mayores misterios de la astrofísica actual. Los diferentes valores se basan en mediciones extremadamente precisas realizadas por el Hubble y otros observatorios, de supernovas de tipo Ia y mediciones del fondo de microondas cósmico realizadas por el satélite Planck de la ESA. Realizar más observaciones de chorros relativistas podrían añadir información para los astrónomos que intentan resolver el rompecabezas.

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 (Maryland), lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. El STScI es operado para la NASA por la Association of Universities for Research in Astronomy, en Washington, D.C.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

La NASA Prueba sistemas de protección contra meteoritos

Los micrometeoritos son un peligro potencial para cualquier misión espacial, incluida la Mars Sample Return de la NASA. Estas pequeñas rocas pueden viajar hasta 80 kilómetros por segundo. A estas velocidades, “incluso el polvo podría dañar una nave espacial”, dijo Bruno Sarli, ingeniero de la NASA en el Goddard Space Flight Centerde la NASA en Greenbelt (Maryland).

Sarli lidera un equipo que diseña escudos para proteger de micrometeoritos y desechos espaciales al Mars Earth Entry System de la NASA. Recientemente, ha viajado a un laboratorio de la NASA diseñado para recrear de forma segura impactos peligrosos, probando los escudos y los modelos informáticos del equipo.

Ubicado lejos de zonas residenciales y rodeado de dunas, el Hypervelocity Test Laboratory en el White Sands Test Facility de la NASA, en Las Cruces (Nuevo México), ha respaldado todos los programas de vuelos espaciales tripulados, desde el transbordador espacial hasta Artemis. El laboratorio también apoya las pruebas para los programas de la Estación Espacial Internacional, la Tripulación Comercial y el Reabastecimiento Comercial.

El laboratorio utiliza cañones de gas ligero de 2 etapas para acelerar objetos a velocidades que simulan los impactos de micrometeoritos y escombros orbitales en el blindaje de la nave espacial. La primera etapa usa pólvora como propulsor, la segunda usa gas de hidrógeno altamente comprimido que empuja el gas hacia un tubo más pequeño, aumentando la presión en el cañón, como el pistón de un automóvil. La presión del cañón es tan alta que nivelaría el edificio si explotara. “Es por eso que pasamos el tiempo de la prueba en el búnker”, dijo Sarli.

El Remote Hypervelocity Test Laboratory de la NASA está equipado con cuatro cañones de gas ligero de 2 etapas; dos cañones de calibre 0,17 (diámetro interior de 0,177 pulgadas), un cañón de calibre 0,50 (diámetro interior de 0,50″) y un cañón de 1 pulgada (diámetro interior de 1,00″) en la instalación. El rango de 1 pulgada es de 50 metros de largo, desde la recámara de la pólvora hasta el final de la cámara del objetivo en el exterior.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA.

 

Los ingenieros pasaron tres días preparándose para un experimento de un segundo. Usaron el cañón de gas ligero de 2 etapas de tamaño mediano y alta presión (rango de calibre 50) del laboratorio que dispara perdigones pequeños de 5 a 6,7 metros por segundo. “A esa velocidad, podrías viajar de San Francisco a Nueva York en cinco minutos”, dijo Dennis García, el conductor de pruebas de calibre.50 en White Sands.

Aunque la velocidad de la bolita es rápida, los micrometeoritos viajan de seis a siete veces más rápido en el espacio. Como resultado, el equipo se basa en modelos informáticos para simular las velocidades reales de los micrometeoritos. La velocidad más lenta pondrá a prueba la capacidad de su modelo informático para simular impactos en sus diseños de escudo y le permitirá al equipo estudiar la reacción del material a tal energía.

El Mars Sample Return es un programa de múltiples misiones diseñado para recuperar muestras científicamente seleccionadas de rocas y sedimentos que el rover Perseverance está recolectando en la superficie de Marte. Traer esas muestras a la Tierra permitirá a los científicos estudiarlas utilizando los instrumentos de laboratorio más avanzados, los que existirán en la próxima década y en las siguientes. El programa es uno de los proyectos más ambiciosos en la historia de los vuelos espaciales, e involucra múltiples naves espaciales, lanzamientos y agencias gubernamentales. El Goddard actualmente está diseñando y desarrollando el Sistema de Captura, Contención y Retorno que devolverá los tubos de muestra de Marte a la Tierra.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

La NASA establece la fecha para el próximo intento de lanzamiento de la misión lunar Artemis I

El objetivo de la NASA tiene para el próximo intento de lanzamiento de la misión Artemis I, es el lunes 14 de noviembre, durante una ventana de lanzamiento de 69 minutos que se abre a las 12:07 am EST.

Artemis I es una misión de vuelo sin tripulación para lanzar el cohete SLS y enviar a la cápsula Orión alrededor de la Luna y de regreso a la Tierra para probar a fondo su sistema antes de los vuelos con astronautas.

Las inspecciones y los análisis de la semana pasada han confirmado que se requiere un trabajo mínimo para preparar el cohete y la nave espacial para trasladarlos a la plataforma de lanzamiento 39B en el Kennedy Space Center, en Florida, tras el retorno al VLA debido al huracán Ian. Los equipos realizarán el mantenimiento estándar para reparar los daños menores en el sistema de protección térmica y recargarán o reemplazarán las baterías del cohete, varias cargas útiles secundarias y el sistema aborto de vuelo. La agencia planea emprender la marcha  del cohete a la plataforma de lanzamiento el viernes 4 de noviembre.

La NASA ha solicitado oportunidades de lanzamiento de respaldo para el miércoles 16 de noviembre a la 1:04 a. m. y para el sábado 19 de noviembre a la 1:45 a. m., que sustentan ventanas de lanzamiento de dos horas. Si el lanzamiento se ejecuta el 14 de noviembre la duración de la misión será de aproximadamente 25 días y medio con un amerizaje en el Océano Pacífico planificado para el viernes 9 de diciembre.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.