Mientras la NASA se prepara para el regreso a largo plazo de la humanidad a la superficie lunar a través de las misiones Artemis, la agencia presenta conceptos novedosos, respaldados por la ciencia y décadas de experiencia en vuelos espaciales tripulados, para abrir nuevos caminos en la Luna y sus alrededores.
El Gateway es una pequeña estación operada por personas que orbitará la Luna. Está especialmente diseñado para permitir la exploración del espacio profundo con el potencial de mantener una presencia a largo plazo en el espacio y realizar investigaciones en un entorno de espacio profundo. Proporcionará un hábitat humano, múltiples puertos de acoplamiento para una variedad de naves espaciales (incluida Orión), y la capacidad de albergar experimentos para estudiar el clima espacial. Del mismo modo, la exclusiva órbita de halo casi rectilínea de Gateway, o NRHO, se eligió específicamente para ayudar a garantizar el éxito de las futuras misiones de Artemis.
No hay escasez de opciones sobre cómo una nave espacial podría orbitar la Luna, pero hay dos en particular: la órbita lunar baja y la órbita retrógrada distante, que son útiles para comprender por qué NRHO es la opción adecuada para el Gateway.
Una nave espacial en órbita lunar baja sigue una trayectoria circular o elíptica muy cerca de la superficie lunar, completando una órbita cada dos horas. El tránsito entre Gateway y la superficie lunar sería bastante simple en una órbita lunar baja dada su proximidad, pero debido a la gravedad de la Luna, se requiere más propulsor para mantener la órbita. Por lo tanto, la órbita lunar baja no es muy eficiente para una presencia planificada a largo plazo de, al menos, 15 años del Gateway alrededor de la Luna.
Por otro lado, una órbita retrógrada distante proporciona una órbita grande, circular y estable (o más eficiente en cuanto a energía) que giraría alrededor de la Luna cada dos semanas. Sin embargo, lo que Gateway ganaría en una órbita estable, lo perdería en un fácil acceso a la Luna: la órbita distante haría más difícil llegar a la superficie lunar.
Una tercera opción, la NRHO, es perfecta para Gateway, ya que combina las ventajas de la órbita lunar baja (acceso a la superficie) con los beneficios de la órbita retrógrada distante (eficiencia energética). La NRHO es una órbita de una semana que se equilibra entre la gravedad de la Tierra y la de la Luna. Esta órbita acercará periódicamente al Gateway lo suficiente a la superficie lunar para proporcionar un acceso sencillo al Polo Sur de la Luna, donde los astronautas probarán las capacidades para vivir en otros cuerpos planetarios, incluido Marte. La NRHO también puede proporcionar a los astronautas y sus naves espaciales acceso a otros lugares de aterrizaje alrededor de la Luna, además del Polo Sur.
Los beneficios de la NRHO no terminan con el acceso a la superficie y la eficiencia energética. La NRHO permitirá que los científicos aprovechen el entorno del espacio profundo para una nueva era de experimentos relacionados con la radiación, que aportarán mayor conocimiento de los posibles impactos del clima espacial en las personas y en los instrumentos. La NRHO también le proporcionará al Gateway una línea de visión continua, o “vista”, de la Tierra, lo que se traduce en una comunicación ininterrumpida entre la Tierra y la Luna.
La NASA está en proceso de lanzar el Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment, o misión CAPSTONE, que consta de un satélite cúbico de 24 kilogramos, para recopilar datos sobre las características de la NRHO, antes del esperando lanzamiento de la Gateway a finales de 2024.
Infografía que muestra la NRHO, la exclusiva órbita de halo casi rectilínea del Gateway.
Un trío de telescopios de la NASA, junto con otros ubicados en la superficie de la Tierra, está proporcionando información a los astrónomos sobre el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea, capturado en la última imagen del Event Horizon Telescope (EHT).
El Observatorio de rayos X Chandra, el Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) y el Observatorio Swift de Neil Gehrels (Swift), observan en rayos X desde sus posiciones en la órbita terrestre. Los rayos X atraviesan gran parte del gas y el polvo que bloquea la vista óptica del centro de la galaxia, que se encuentra a unos 27.000 años luz de la Tierra.
La nueva imagen del EHT (Event Horizon Telescope) del agujero negro central de la Vía Láctea, conocido como Sagittarius A* (abreviado como Sgr A*), muestra el área cercana al “horizonte de sucesos”, el límite de un agujero negro donde nada puede escapar. La imagen se basa en los datos obtenidos en abril de 2017. Las observaciones simultáneas con Chandra, Swift y NuSTAR revelan lo que sucede más allá, donde las fuerzas gravitatorias de Sgr A* inetrvienen en el entorno.
El panel principal de este gráfico contiene datos de rayos X de Chandra (azul) que representan el gas caliente que fue expulsado de las estrellas masivas cercanas al agujero negro. Dos imágenes de luz infrarroja en diferentes longitudes de onda del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, muestran estrellas (naranja) y gas frío (púrpura). Estas imágenes tienen siete años luz de diámetro a la distancia de Sgr A*. Un extracto muestra la nueva imagen del EHT, que tiene solo alrededor de 1,8 x 10-5 años luz de ancho (0,000018 años luz, o alrededor de 10 minutos luz).
Junto con los datos de rayos X de Chandra, NuSTAR y Swift, los científicos del programa del 2017 con el EHT, también obtuvieron datos de radio de la red de East Asian Very Long-Baseline Interferometer (VLBI) y la formación global VLBI de 3 milímetros, y también datos infrarrojos del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, en Chile.
Los científicos de esta gran colaboración internacional compararon los datos del EHT, las misiones de alta energía de la NASA y otros telescopios con modelos informáticos de última generación, que consideran factores como la teoría general de la relatividad de Einstein, los efectos de los campos magnéticos y las predicciones de cuánta radiación debería generar el material alrededor del agujero negro en diferentes longitudes de onda. Una visualización de uno de estos modelos informáticos está disponible en este vídeo, que muestra el material girando, cayendo hacia el agujero negro y siendo expulsado del mismo.
Los investigadores también lograron captar dos destellos de rayos X, o estallidos, de Sgr A* durante las observaciones del EHT, uno débil visto con Chandra y Swift, y uno moderadamente brillante visto con Chandra y NuSTAR. Los cambios en el brillo de rayos X de Sgr A* con el tiempo, vistos con estos tres telescopios de rayos X, se muestran en un gráfico separado, con los dos destellos resaltados en regiones ligeramente sombreadas. Los destellos de rayos X con una intensidad similar a la más brillante se observan regularmente con Chandra, pero esta es la primera vez que el EHT observa simultáneamente a Sgr A*, lo que ofrece una oportunidad extraordinaria para identificar el mecanismo responsable. El modelo informático muestra ráfagas en rojo en el disco de material alrededor de Sgr A*, lo que representa un gas más caliente que es el responsable de las erupciones de rayos X.
La intensidad y la variabilidad observadas con el EHT y otras dos instalaciones de radio, también visibles en el gráfico, aumentan en las pocas horas inmediatamente posteriores al destello de rayos X más brillante, un fenómeno que no se vio en las observaciones de radio unos días antes. El análisis de los datos del EHT inmediatamente después de la llamarada, y su interpretación, no se han incluido en el nuevo conjunto de documentos, pero se publicará en el futuro.
Los resultados del equipo del EHT se publicarán hoy en una edición especial de The Astrophysical Journal Letters. Los resultados de longitudes de onda múltiples se describen principalmente en los artículos II y V.
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.
La galaxia espiral IC 342, también conocida como Caldwell 5, se encuentra a unos 11 millones de años luz de la Tierra. Esta brillante vista frontal del centro de la galaxia muestra aros de polvo entrelazados en brazos espectaculares que envuelven un núcleo brillante de gas caliente y estrellas. Este núcleo es un tipo específico de región llamada núcleo H II, un área de hidrógeno atómico que se ha ionizado. Tales regiones son energéticos lugares de nacimiento de estrellas donde se pueden formar miles de ellas en un par de millones de años. Cada joven estrella azul, extremadamente caliente, emite luz ultravioleta, ionizando aún más el hidrógeno circundante.
Esta galaxia no destaca en el cielo, a pesar de su magnitud relativamente brillante de 8,4. Aparece cerca del ecuador del disco nacarado de la Vía Láctea, que está repleto de gas cósmico espeso, polvo oscuro y estrellas brillantes que oscurecen nuestra vista. Esto le ha valido a Caldwell 5 el apodo de Hidden Galaxy (o Galaxia Oculta).
Si no estuviera oscurecida por tanta materia interestelar, la Galaxia Oculta sería una de las galaxias más brillantes de nuestro cielo. Es una galaxia relativamente cercana que tiene, aproximadamente, 50.000 años luz de diámetro y miles de millones de años.
El Sol emitió una fuerte llamarada solar el martes 10 de mayo de 2022, alcanzando su punto máximo a las 9:55 a. m. EDT. El Solar Dynamics Observatory de la NASA, que observa constantemente el Sol, capturó una imagen del evento.
Las llamaradas solares son poderosas explosiones de energía. Las llamaradas y las erupciones solares pueden afectar a las comunicaciones por radio, a las redes de energía eléctrica, a las señales de navegación y presentar riesgos para las naves espaciales y los astronautas.
Esta llamarada está clasificada como una llamarada de clase X. La clase X denota los destellos más intensos, mientras que el número asociado proporciona más información sobre su intensidad.
La NASA observa el Sol y nuestro entorno espacial constantemente con una flota de naves espaciales que estudian todo, desde la actividad del Sol hasta la atmósfera solar y las partículas y campos magnéticos en el espacio que rodea a la Tierra.
Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA muestra una sección de la galaxia espiral apodada el Ojo de la Aguja, un nombre que describe algo diminuto, apropiado para una galaxia espiral enana. El Ojo de la Aguja, también conocido como NGC 247 y Caldwell 62, se encuentra a unos 11 millones de años luz de distancia en el Grupo Sculptor, el grupo de galaxias más cercano al nuestro (el Grupo Local). La galaxia recibió su apodo porque uno de sus extremos presenta un extraño vacío de estrellas (que no se ve en este primer plano del Hubble).
Debajo del borde del disco de la galaxia, se ven galaxias más pequeñas y distantes, así como una estrella muy brillante en primer plano que se encuentra entre nosotros y NGC 247. El rojo brillante indica áreas de gas y polvo de alta densidad, y una formación estelar robusta bastante cercana al borde de la galaxia.
El “agujero” en Caldwell 62 al otro lado de la galaxia es un gran misterio. Hay escasez de gas en esa parte de la galaxia, lo que significa que no hay mucho material a partir del cual se puedan formar nuevas estrellas. Dado que la formación de estrellas se ha detenido en esta área, estrellas viejas y débiles pueblan el vacío. Los científicos aún no saben cómo se formó esta extraña característica, pero los estudios apuntan a interacciones gravitacionales anteriores con otra galaxia.
Caldwell 62 también alberga un objeto conocido como fuente de rayos X ultraluminosos. Los científicos han debatido durante mucho tiempo la naturaleza de estas fuentes de rayos X superbrillantes. ¿Son agujeros negros de masa estelar que se atiborran de cantidades inusualmente grandes de gas? ¿O son agujeros negros de “masa intermedia” largamente buscados, docenas de veces más masivos que sus colegas estelares pero más pequeños que los monstruosos agujeros negros en el centro de la mayoría de las galaxias? Al estudiar Caldwell 62 en múltiples formas de luz (visible e infrarroja usando Hubble, y rayos X usando el Observatorio de rayos X Chandra), los astrónomos han encontrado señales de que los rayos X provienen de un disco alrededor de un agujero negro de masa intermedia.
La magnífica galaxia espiral M99 se muestra en esta imagen del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA. La galaxia M99, que se encuentra a poco más de 40 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Coma Berenices, es una galaxia espiral de “gran diseño”, llamada así por los brazos espirales prominentes y bien definidos que se aprecian en esta imagen.
La Wide Field Camera 3 del Hubble capturó a M99 en dos ocasiones distintas, lo que ayudó a los astrónomos a estudiar dos fenómenos astronómicos completamente diferentes. La imagen de arriba incluye datos de ambas observaciones.
El primer conjunto de observaciones tenía como objetivo explorar una brecha entre dos variedades diferentes de explosiones cósmicas: novas y supernovas. Las interacciones entre las enanas blancas y las estrellas más grandes en los sistemas binarios provocan novas. Son mucho más tenues que las supernovas, que marcan las muertes catastróficamente violentas de las estrellas masivas. Sin embargo, las teorías astronómicas actuales predicen que podrían ocurrir eventos fugaces y repentinos que resplandezcan con un brillo situado entre el de las novas y las supernovas. Aunque envuelto en misterio y controversia, los astrónomos observaron el sucesoo en M99 y recurrieron al Hubble debido a su aguda visión para observar más de cerca y localizar con precisión la fuente de desvanecimiento.
El segundo conjunto de observaciones formaba parte de un gran proyecto del Hubble destinado a trazar las conexiones entre las estrellas jóvenes y las nubes de gas frío a partir de las cuales se forman. El Hubble inspeccionó 38 galaxias cercanas e identificó grupos de estrellas jóvenes y calientes. El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un radiotelescopio colosal que consta de 66 platos individuales en lo alto de la meseta del desierto de Atacama, justo al oeste de los Andes chilenos, también observó estas 38 galaxias. La combinación de las observaciones del Hubble de estrellas jóvenes y la visión de ALMA de las nubes de gas frío, permitirá a los astrónomos profundizar en los detalles de la formación estelar y abrirá el camino para la investigación científica con el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA.
El telescopio espacial James Webb de la NASA tiene sus cuatro instrumentos científicos alineados, como se ve en una imagen de ingeniería anterior, que muestra el campo de visión completo del observatorio. Ahora echamos un vistazo más de cerca a esa misma imagen, centrándonos en el instrumento más frío de Webb: el instrumento de infrarrojo medio, o MIRI.
La imagen de prueba MIRI (a 7,7 micrones) muestra parte de la Gran Nube de Magallanes. Esta pequeña galaxia, satélite de la Vía Láctea, proporcionó un denso campo estelar para probar el desempeño de Webb.
Aquí, un primer plano de la imagen MIRI se compara con una imagen anterior del mismo objetivo tomada con la cámara infrarroja del telescopio espacial Spitzer de la NASA (a 8,0 micrones). El telescopio Spitzer, ya retirado, fue uno de los Grandes Observatorios de la NASA y el primero en proporcionar imágenes de alta resolución del universo infrarrojo cercano y medio. Webb, con su espejo primario significativamente más grande y detectores mejorados, nos permitirá ver el cielo infrarrojo con mayor claridad, lo que proporcionará aún más descubrimientos.
Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Por ejemplo, la imagen con MIRI, de Webb, muestra el gas interestelar con un detalle sin precedentes. Aquí se puede ver la emisión de “hidrocarburos aromáticos policíclicos”, o moléculas de carbono e hidrógeno que juegan un papel importante en el equilibrio térmico y la química del gas interestelar. Cuando Webb esté listo para comenzar las observaciones científicas, estudios como estos con MIRI ayudarán a los astrónomos a comprender mejor el nacimiento de las estrellas y los sistemas protoplanetarios.
Estimado en magnitud 5, es el terremoto más grande que se ha detectado en otro planeta.
El módulo de aterrizaje InSight Mars de la NASA detectó el terremoto más grande que se haya observado en otro planeta: un temblor estimado de magnitud 5 que ocurrió el 4 de mayo de 2022, el día de la misión, o sol, número 1222. Esto se suma al registro de más de 1313 sismos que InSight ha detectado desde que aterrizó en Marte en noviembre de 2018. El terremoto más grande registrado anteriormente, fue de una magnitud estimada de 4,2 y se detectó el 25 de agosto de 2021.
InSight se envió a Marte con un sismómetro de alta sensibilidad, proporcionado por el Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) de Francia, para estudiar el interior del planeta. A medida que las ondas sísmicas atraviesan o se reflejan en el material de la corteza, el manto y el núcleo de Marte cambian, de forma que los sismólogos pueden estudiarlas para determinar la profundidad y la composición de estas capas. Lo que los científicos aprendan sobre la estructura de Marte puede ayudarlos a comprender mejor la formación de todos los cuerpos rocosos, incluida la Tierra y su Luna.
Este sismograma muestra el terremoto más grande jamás detectado en otro planeta. Estimado en magnitud 5, este terremoto fue descubierto por el módulo de aterrizaje InSight de la NASA el 4 de mayo de 2022, el día de la misión, o sol, número 1222 . Crédito: NASA/JPL-Caltech.
Un terremoto de magnitud 5 no es un terremoto de gran magnitud en comparación con los que tienen lugar en la Tierra, pero está cerca del límite superior de lo que los científicos esperaban ver en Marte durante la misión de InSight. El equipo científico deberá estudiar más a fondo este nuevo terremoto antes de poder proporcionar detalles como su ubicación, la naturaleza de su fuente y lo que podría decirnos sobre el interior de Marte.
Esta imagen muestra el abovedado escudo térmico y de viento de InSight, que cubre su sismómetro, llamado Seismic Experiment for Interior Structure, o SEIS. Crédito: NASA/JPL-Caltech.
“Desde que instalamos nuestro sismómetro en diciembre de 2018, hemos estado esperando ‘el grande'”, dijo Bruce Banerdt, investigador principal de InSight en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA , en el sur de California, que dirige la misión. “Este terremoto seguramente proporcionará una vista del planeta como ninguna otra. Los científicos analizarán estos datos para aprender cosas nuevas sobre Marte en los próximos años”.
El gran terremoto se produce cuando InSight se enfrenta a nuevos retos con sus paneles solares, que son la fuente de alimentación de la misión. A medida que la ubicación de InSight en Marte entra en invierno, hay más polvo en el aire, lo que reduce la luz solar disponible. El 7 de mayo de 2022, la energía disponible del módulo de aterrizaje cayó justo por debajo del límite que activa el modo seguro, donde la nave espacial suspende todas las funciones excepto las más esenciales. Esta reacción está diseñada para proteger el módulo de aterrizaje y puede volver a ocurrir a medida que la energía disponible vaya disminuyendo.
Después de que el módulo de aterrizaje completara su misión principal a finales de 2020 y cumpliendo con sus objetivos científicos originales, la NASA ha prolongado la misión hasta diciembre de 2022.
Másinformación de la misión
El JPL administra InSight para la Science Mission Directorate de la NASA. InSight es parte del Discovery Program de la NASA, administrado por el Marshall Space Flight Center de la agencia en Huntsville, Alabama. Lockheed Martin Space en Denver construyó la nave espacial InSight, incluida su etapa de crucero y módulo de aterrizaje, y apoya las operaciones de la nave espacial para la misión.
Varios socios europeos, incluidos el CNES y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), están apoyando la misión InSight. CNES proporcionó el instrumento Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) a la NASA, con el investigador principal en IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris). Las contribuciones significativas para SEIS provinieron de IPGP, el Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) en Alemania, el Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH Zurich) en Suiza, Imperial College London y Oxford University en el Reino Unido y el JPL. El DLR proporcionó el instrumento Heat Flow and Physical Properties Package (HP3), con contribuciones significativas del Centro de investigación espacial (CBK) de la Academia de Ciencias de Polonia y Astronika en Polonia. El Centro de Astrobiología (CAB) de España suministró los sensores de temperatura y viento.
El Telescopio Espacial Hubble de la NASA ha encontrado un testigo en la escena de la explosiva muerte de una estrella: una estrella compañera camuflada por el resplandor de la supernova. El descubrimiento es el primero para un tipo particular de supernova, una en la que la estrella fue despojada de toda su envoltura exterior de gas antes de explotar.
El hallazgo proporciona una visión crucial de la naturaleza binaria de las estrellas masivas, así como la posible precuela de la fusión final de las estrellas compañeras que sacudirían el universo con ondas gravitacionales, ondas en el tejido del propio espacio-tiempo.
Los astrónomos detectan la firma de varios elementos en las explosiones de supernovas. Estos elementos están dispuestos en capas. El hidrógeno se encuentra en la capa más externa de una estrella, y si no se detecta hidrógeno después de la supernova, significa que se eliminó antes de que ocurriera la explosión.
La causa de la pérdida de hidrógeno ha supuesto un misterio, y los astrónomos han estado usando el Hubble para buscar pistas y probar teorías que explicasen esta ausencia. Las nuevas observaciones del Hubble brindan la mejor evidencia hasta la fecha para respaldar la teoría de que una estrella compañera no percibida es la que extrae la envoltura de gas de su estrella compañera antes de que explote.
“Este era el momento que habíamos estado esperando, ver finalmente la evidencia de un sistema binario progenitor de una supernova completamente desnuda”, dijo el astrónomo Ori Fox del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland, e investigador principal del programa de investigación Hubble. “El objetivo es mover este área de estudio de la teoría al trabajo con datos y observar a qué se parecen realmente estos sistemas”.
El equipo de Fox usó la Wide Field Camera 3 del Hubble para estudiar la región de la supernova (SN) 2013ge en luz ultravioleta, así como las observaciones anteriores del Hubble en el Archivo Barbara A. Mikulski para Telescopios Espaciales. Los astrónomos vieron que la luz de la supernova se desvanecía con el tiempo desde 2016 hasta 2020, pero otra fuente cercana de luz ultravioleta en la misma posición mantuvo su brillo. Esta fuente subyacente de emisión ultravioleta es lo que el equipo propone como la compañera binaria superviviente de SN 2013ge.
¿Sistema binario?
Previamente, los científicos sostenían la teoría de que los fuertes vientos de una estrella progenitora masiva podrían arrasar la envoltura de hidrógeno, pero la evidencia observacional no lo respaldó. Para explicar la desconexión, los astrónomos desarrollaron teorías y modelos en los que una compañera binaria extrajera el hidrógeno.
“En los últimos años, muchas líneas de investigación diferentes indicaban que era probable que las supernovas desnudas se hubieran formado en sistemas binarios, pero aún teníamos que ver a la compañera. Gran parte del estudio de las explosiones cósmicas es como la ciencia forense: buscar pistas y ver qué teorías coinciden. Gracias al Hubble, podemos verlo directamente”, dijo Maria Drout de la Universidad de Toronto, miembro del equipo de investigación del Hubble.
En observaciones anteriores de SN 2013ge, el Hubble detectó dos picos en luz ultravioleta, en lugar del único que normalmente se aprecia en la mayoría de las supernovas. Fox dijo que una explicación para este doble brillo era que el segundo pico muestra cuándo la onda de choque de la supernova golpeó a una estrella compañera, una posibilidad que ahora parece mucho más probable. Las últimas observaciones del Hubble indican que, si bien la estrella compañera fue golpeada significativamente, incluido el hidrógeno que había desviado de su pareja, no fue destruida. Fox compara el efecto con el de un tarro de mermelada que se agite; posteriormente el contenido volverá a su forma original.
Aunque es necesario encontrar una confirmación adicional y descubrimientos similares de apoyo, Fox dijo que las implicaciones del descubrimiento siguen siendo sustanciales y respaldan las teorías de que la mayoría de las estrellas masivas se forman y evolucionan como sistemas binarios.
Esta infografía muestra la evolución propuesta por los astrónomos para la supernova (SN) 2013ge. Los paneles 1-3 muestran lo que ya ocurrió y los paneles 4-6 muestran lo que puede ocurrir en el futuro. 1) Un par binario de estrellas masivas se orbitan entre sí. 2) Una estrella envejece hasta su etapa de gigante roja, obteniendo una envoltura exterior hinchada de hidrógeno que su estrella compañera extrae por gravedad. Los astrónomos proponen que esta es la razón por la que el Hubble no encontró rastros de hidrógeno en los restos de la supernova. 3) La estrella sin la capa de hidrógeno se convierte en supernova (SN 2013ge) empujando, pero sin destruir, a su estrella compañera. Después de la supernova, el núcleo denso de la antigua estrella masiva permanece como estrella de neutrones o como agujero negro. 4) La estrella compañera también envejece hasta convertirse en una gigante roja, manteniendo su envoltura exterior, parte de la cual proviene de su compañera. 5) La estrella compañera también se convierte en supernova. 6) Si las estrellas estuvieran lo suficientemente cerca unas de otras para no ser expulsadas de sus órbitas por la onda expansiva de la supernova, los núcleos remanentes continuarían orbitando entre sí y acabarían fusionándose, creando ondas gravitacionales en el proceso. Créditos: Ilustración: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI).
Las imágenes del Hubble de la galaxia NGC 3287 muestran que la supernova 2013ge se desvanece con el tiempo, revelando la fuente constante de luz ultravioleta que los astrónomos han identificado como su estrella compañera binaria. Créditos: NASA, ESA y Ori Fox (STScI); Procesamiento de imágenes: Joseph DePasquale (STScI).
La muestra
A diferencia de las supernovas que tienen una capa hinchada de gas para encenderse, los progenitores de las supernovas sin capa exterior de hidrógeno, han resultado difíciles de identificar en las imágenes previas a la explosión. Ahora que los astrónomos han tenido la suerte de identificar la estrella compañera superviviente, pueden usarla para determinar las características de la estrella que explotó, así como la oportunidad sin precedentes de ver cómo se desarrollan las consecuencias en la superviviente.
Como estrella masiva en sí misma, la compañera de SN 2013ge también está destinada a desencadenar en una supernova. Es probable que su antigua compañera sea ahora un objeto compacto, como una estrella de neutrones o un agujero negro, y la superviviente es probable que también siga ese camino.
La cercanía inicial de las estrellas compañeras determinará si permanecen juntas. Si la distancia es demasiado grande, la estrella compañera será expulsada del sistema para vagar sola por nuestra galaxia, un destino que podría explicar muchas supernovas aparentemente solitarias.
Sin embargo, si las estrellas estaban lo suficientemente cerca una de otra antes de la supernova, seguirán orbitando entre sí como agujeros negros o estrellas de neutrones. En ese caso, acabarán uniéndose en espiral y se fusionarán, creando ondas gravitacionales en el proceso.
Esa es una perspectiva emocionante para los astrónomos, ya que las ondas gravitacionales son una rama de la astrofísica que apenas ha comenzado a explorarse. Son ondas en el tejido del propio espacio-tiempo, predichas por Albert Einstein a principios del siglo XX. Las ondas gravitacionales fueron observadas directamente, por primera vez, por el Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO).
“Con la compañera superviviente de SN 2013ge, podríamos estar viendo la precuela de un evento de ondas gravitacionales, aunque tal evento será alrededor de mil millones de años en el futuro”, dijo Fox.
Fox y sus colaboradores trabajarán con el Hubble para construir un catálogo más grande de estrellas supervivientes compañeras de otras supernovas.
“Existe un gran potencial más allá de la simple comprensión de la supernova en sí. Dado que ahora sabemos que la mayoría de las estrellas masivas del universo se forman en sistemas binarios, las observaciones de las estrellas compañeras supervivientes son necesarias para ayudar a comprender los detalles de la formación binaria, el intercambio de materiales y el co-desarrollo evolutivo. Es un momento emocionante para estudiar las estrellas “, dijo Fox.
“Comprender el ciclo de vida de las estrellas masivas es particularmente importante para nosotros, porque todos los elementos pesados se forjan en sus núcleos y a través de sus supernovas. Esos elementos constituyen gran parte del universo observable, incluida la vida tal como la conocemos”, agregó el coautor Alex Filippenko, de la Universidad de California, en Berkeley.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la ESA (Agencia Espacial Europea). El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el telescopio. El Space Telescope Science Institute (STScI) en Baltimore, Maryland, realiza operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington D.C.
Un nuevo estudio que utiliza datos del orbitador Mars Odyssey de la NASA puede explicar por qué la escarcha marciana puede ser invisible a simple vista y por qué aparecen avalanchas de polvo en algunas laderas.
Los científicos quedaron desconcertados el año pasado al estudiar imágenes de la superficie marciana tomadas al amanecer por el orbitador Mars Odyssey de la NASA. Cuando observaron la superficie con luz visible, pudieron apreciar una escarcha matutina fantasmal de color blanco azulado iluminada por el sol naciente. Pero usando la cámara sensible al calor del orbitador, la escarcha apareció más ampliamente, incluso en áreas donde no se veía nada.
Los científicos sabían que estaban observando la escarcha que se forma durante la noche, que está compuesta principalmente de dióxido de carbono, esencialmente hielo seco que, a menudo, aparece como escarcha en el Planeta Rojo, en lugar de hielo de agua. Pero, ¿por qué esta escarcha de hielo seco era visible en algunos lugares y no en otros?
En un artículo publicado el mes pasado en el Journal of Geophysical Research: Planets, estos científicos propusieron una respuesta sorprendente que también puede explicar cómo se desencadenan las avalanchas de polvo, después del amanecer, que están remodelando el planeta.
Estas vetas oscuras, también conocidas como “vetas de pendiente”, fueron el resultado de las avalanchas de polvo en Marte. La cámara HiRISE a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, las fotografió el 26 de diciembre de 2017. Créditos: NASA/JPL-Caltech/UArizona.
De la escarcha al vapor
Lanzada en 2001, Odyssey es la misión a Marte de mayor duración de la NASA y lleva el Thermal Emission Imaging System (THEMIS), una cámara infrarroja que proporciona una vista única de la superficie marciana. La órbita actual de Odyssey ofrece una vista única del planeta a las 7 am, hora local de Marte.
“La órbita matutina de Odyssey produce imágenes espectaculares”, dijo Sylvain Piqueux del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, en California, quien dirigió el artículo. “Podemos ver las largas sombras del amanecer a medida que se extienden por la superficie”.
Debido a que Marte tiene tan poca atmósfera (solo el 1% de la densidad de la atmósfera de la Tierra), el Sol calienta rápidamente la escarcha que se acumula durante la noche. En lugar de derretirse, el hielo seco se sublima en la atmósfera en cuestión de minutos.
Lucas Lange, un becario de JPL que trabaja con Piqueux, notó por primera vez la firma de la escarcha a baja temperatura en muchos lugares donde no se podía ver en la superficie. Estas temperaturas aparecían a solo decenas de micrones bajo tierra, menos que el ancho de un cabello humano por debajo de la superficie.
“Nuestro primer pensamiento fue que el hielo podría estar enterrado allí”, dijo Lange. “El hielo seco es abundante cerca de los polos de Marte, pero estábamos mirando más cerca del ecuador del planeta, donde generalmente hace demasiado calor para que se forme hielo seco”.
En su artículo, los autores proponen que estaban viendo “escarcha sucia”: escarcha de hielo seco mezclada con finos granos de polvo que la oscurecían en la luz visible, pero no en las imágenes infrarrojas.
Estas vetas oscuras, también conocidas como “vetas de pendiente”, fueron el resultado de avalanchas de polvo en un área de Marte llamada Acheron Fossae. La cámara HiRISE a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA, las fotografió el 3 de diciembre de 2006. Créditos: NASA/JPL-Caltech/UArizona.
Deshielo de heladas y avalanchas
El fenómeno llevó a los científicos a sospechar que la escarcha sucia también podría explicar algunas de las rayas oscuras que pueden extenderse 1000 metros o más por las laderas marcianas. Sabían que las vetas se debían, esencialmente, a las avalanchas de polvo que remodelan lentamente las laderas de las montañas en todo el planeta. Los científicos creen que estas avalanchas de polvo probablemente se parecen a un río de polvo que cubre el suelo y libera un rastro de material esponjoso. A medida que el polvo viaja cuesta abajo durante varias horas, expone vetas de material más oscuro debajo.
Estas vetas oscuras no son lo mismo que una variedad mejor documentada llamada línea de pendiente recurrente, que se repite en los mismos lugares, temporada tras temporada, durante semanas (en lugar de horas) a la vez. Una vez que se pensó que era el resultado del agua salada que se filtraba lentamente de las laderas de las montañas, ahora se cree que las líneas de pendiente recurrentes son el resultado de flujos de arena seca o polvo.
Al mapear las vetas de las pendientes para el nuevo estudio, los autores descubrieron que tienden a aparecer en lugares con heladas matutinas. Los investigadores proponen que las vetas fueron el resultado de la sublimación de la escarcha que creó la presión suficiente para aflojar los granos de polvo y provocar una avalancha.
Las hipótesis son una prueba más de lo sorprendente que puede ser el Planeta Rojo.
“Cada vez que enviamos una misión a Marte, descubrimos nuevos procesos exóticos”, dijo Chris Edwards, de la Universidad del Norte de Arizona en Flagstaff y coautor del artículo. “No tenemos nada exactamente igual en la Tierra. Tienes que pensar más allá de tus experiencias en la Tierra para entender Marte”.
Más información de la misión
El JPL gestiona la misión Mars Odyssey de 2001 para la Science Mission Directorate de la NASA, en Washington. El Thermal Emission Imaging System (THEMIS) fue desarrollado por la Universidad Estatal de Arizona. La investigación THEMIS está dirigida por el Dr. Philip Christensen en ASU. Lockheed Martin Space, en Denver, es el contratista principal del proyecto Odyssey y desarrolló y construyó el orbitador. Las operaciones de la misión se llevan a cabo conjuntamente desde Lockheed Martin y desde el JPL, una división de Caltech en Pasadena.
