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Los astrónomos han identificado un agujero negro de rápido crecimiento en el universo primitivo, que se considera un “eslabón perdido” entre las galaxias jóvenes en formación estelar y los primeros agujeros negros supermasivos. Utilizaron datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA para hacer este descubrimiento.

Hasta ahora, el agujero negro supermasivo apodado GNz7q, había estado acechando desapercibido en una de las áreas mejor estudiadas del cielo nocturno, el campo Great Observatories Origins Deep Survey-North (GOODS-North).

Los datos de archivo de la Advanced Camera for Surveys del Hubble ayudaron al equipo a determinar que GNz7q existió solo 750 millones de años después del Big Bang. El equipo obtuvo datos de que GNz7q es un agujero negro recién formado. El Hubble encontró una fuente compacta de luz ultravioleta (UV) e infrarroja. Esta no podría ser causada por la emisión de las galaxias, pero es consistente con la radiación esperada de los materiales que caen sobre un agujero negro.

Las teorías y las simulaciones informáticas predicen los agujeros negros de rápido crecimiento en las polvorientas galaxias de formación estelar temprana, pero no se habían observado hasta ahora.

“Nuestro análisis sugiere que GNz7q es el primer ejemplo de un agujero negro de rápido crecimiento en el núcleo polvoriento de una galaxia, con estallido estelar en una época cercana al primer agujero negro supermasivo conocido en el universo”, explicó Seiji Fujimoto, astrónomo del Niels Bohr Institute de la Universidad de Copenhague y autor principal del artículo de Nature que describe este descubrimiento. “Las propiedades del objeto en todo el espectro electromagnético están en excelente acuerdo con las predicciones de las simulaciones teóricas”.

Uno de los misterios pendientes en la astronomía actual es: ¿cómo llegaron a ser tan grandes tan rápido los agujeros negros supermasivos, que pesan entre millones y miles de millones de veces la masa del Sol?

Las teorías actuales predicen que los agujeros negros supermasivos comienzan su vida en los núcleos envueltos en polvo de las galaxias con “estallido estelar”, formadoras de estrellas antes de expulsar el gas y el polvo circundantes y emerger como cuásares extremadamente luminosos. Si bien son extremadamente raros, tanto estas polvorientas galaxias con estallido estelar como los cuásares luminosos se han detectado en el universo primitivo.

El equipo cree que GNz7q podría ser el eslabón perdido entre estas dos clases de objetos. GNz7q tiene exactamente los dos aspectos de galaxia polvorienta con estallido estelar y el cuásar, donde la luz del cuásar muestra el color enrojecido del polvo. Además, GNz7q carece de varias características que generalmente se observan en los típicos cuásares muy luminosos (correspondientes a la emisión del disco de acreción del agujero negro supermasivo), lo que probablemente se explica porque el agujero negro central en GN7q todavía se encuentra en un estado joven y en una fase menos masiva. Estas propiedades coinciden perfectamente con el cuásar joven en fase de transición que se ha predicho en las simulaciones, pero que nunca se identificó en un universo con un corrimiento al rojo, similar al de los cuásares muy luminosos identificados hasta ahora con un corrimiento al rojo de 7,6.

“GNz7q proporciona una conexión directa entre estas dos extrañas poblaciones, y proporciona una nueva vía para comprender el rápido crecimiento de los agujeros negros supermasivos en los primeros días del universo”, continuó Fujimoto. “Nuestro descubrimiento proporciona un ejemplo de los precursores de los agujeros negros supermasivos que observamos en épocas posteriores”.

Si bien no se pueden descartar por completo otras interpretaciones de los datos del equipo, las propiedades observadas de GNz7q están en fuerte acuerdo con las predicciones teóricas. La galaxia anfitriona de GNz7q está formando estrellas a un ritmo de 1.600 masas solares por año, y la propia GNz7q parece brillante en longitudes de onda ultravioleta, pero muy débil en longitudes de onda de rayos X.

En general, el disco de acreción de un agujero negro masivo debe ser muy brillante, tanto en luz ultravioleta como en rayos X. Pero esta vez, aunque el equipo detectó luz ultravioleta con el Hubble, la luz de rayos X fue invisible incluso con uno de los conjuntos de datos de rayos X más profundos. Estos resultados sugieren que el núcleo del disco de acreción, donde se originan los rayos X, todavía está oscurecido; mientras que la parte exterior del disco de acreción, donde se origina la luz ultravioleta, se está despejando. Esta interpretación sostiene que GNz7q es un agujero negro de rápido crecimiento aún oscurecido por el polvoriento núcleo de su galaxia anfitriona de formación estelar.

“GNz7q es un descubrimiento único que se encontró justo en el centro de un campo celeste famoso y bien estudiado; muestra que los grandes descubrimientos a menudo se pueden ocultar justo frente a ti”, comentó Gabriel Brammer, otro astrónomo del Niels Bohr Institute, de la Universidad de Copenhague, y miembro del equipo que ha revelado este resultado. “Es poco probable que el descubrimiento de GNz7q dentro del área de estudio relativamente pequeña de GOODS-North haya sido simplemente ‘un golpe de suerte’, ya que la prevalencia de tales fuentes puede ser significativamente mayor de lo que se pensaba anteriormente”.

Encontrar GNz7q escondido a simple vista solo fue posible gracias a los conjuntos de datos de longitud de onda múltiple con detalles únicos disponibles para GOODS-North. Sin esta riqueza de datos, GNz7q habría sido fácil de pasar por alto, ya que carece de las características distintivas que generalmente se usan para identificar los cuásares en el universo primitivo. El equipo ahora espera buscar sistemáticamente objetos similares utilizando estudios dedicados de alta resolución y aprovechar los instrumentos espectroscópicos del telescopio espacial James Webb de la NASA, para estudiar objetos como GNz7q con un detalle sin precedentes.

“La caracterización completa de estos objetos, el sondeo de su evolución y la física subyacente con mucho más detalle será posible con el Telescopio Espacial James Webb”, concluyó Fujimoto. “Una vez que esté en funcionamiento, Webb tendrá el poder de determinar de manera decisiva lo realmente comunes que son estos agujeros negros de rápido crecimiento”.

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, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.

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Edición: R. Castro.

El 16 de abril de 2022 el Sol emitió una llamarada solar significativa, alcanzando su punto máximo a las 11:34 p. m. EST. 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 Clase X. La clase X denota los destellos más intensos, mientras que el número proporciona más información sobre su fuerza.

Más información sobre cómo se clasifican las bengalas aquí.

El NOAA’s Space Weather Prediction Center, es la fuente oficial del gobierno de E.E.U.U. para pronósticos, advertencias y alertas del clima espacial. 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 rodean a la Tierra.

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Edición: R. Castro.

El telescopio espacial Hubble de la NASA ha determinado el tamaño del núcleo helado del cometa más grande jamás visto por los astrónomos. El diámetro estimado es de aproximadamente 130 kilómetros de ancho. El núcleo es unas 50 veces más grande que el que se encuentra en el corazón de la mayoría de los cometas conocidos. Su masa se estima en la asombrosa cifra de 500 billones de toneladas, cien mil veces mayor que la masa de los cometas habituales que se encuentran mucho más cerca del Sol.

El cometa gigante, C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) se dirige hacia aquí a 35.000 kilómetros por hora desde el borde del sistema solar. Pero no hay que preocuparse. Nunca se acercará a más de 1.600 millones de kilómetros del Sol, que es un poco más lejos que la distancia del planeta Saturno a nuestra estrella. Y eso no sucederá hasta el año 2031.

El poseedor del récord hasta este descubrimiento, lo tenía el cometa C/2002 VQ94, con un núcleo estimado en 95 kilómetros de diámetro. Fue descubierto en 2002 por el proyecto Lincoln Near-Earth Asteroid Research (LINEAR).

“Este cometa es literalmente la punta del iceberg de muchos miles de cometas que son demasiado débiles para detectarlos en las zonas más distantes del sistema solar”, dijo David Jewitt, profesor de ciencia planetaria y astronomía en la Universidad de California, Los Ángeles. Angeles (UCLA), y coautor del nuevo estudio en The Astrophysical Journal Letters. “Siempre hemos sospechado que este cometa tenía que ser grande porque es muy brillante a una distancia tan grande. Ahora confirmamos que lo es”.

El cometa C/2014 UN271 fue descubierto por los astrónomos Pedro Bernardinelli y Gary Bernstein en imágenes de archivo del Dark Energy Survey en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en Chile. Fue observado por casualidad por primera vez en noviembre de 2010, cuando estaba a casi 5 mil millones de kilómetros del Sol, que es casi la distancia promedio a Neptuno. Desde entonces, ha sido intensamente estudiado por telescopios terrestres y espaciales.

“Este es un objeto asombroso, dado lo activo que es cuando todavía está tan lejos del Sol”, dijo el autor principal del artículo, Man-To Hui, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Macao, Taipa, Macao. “Supusimos que el cometa podría ser bastante grande, pero necesitábamos los mejores datos para confirmarlo”. Entonces, su equipo usó el Hubble para tomar cinco fotos del cometa el 8 de enero de 2022.

El reto al medir este cometa fue cómo discriminar el núcleo sólido de la enorme coma polvorienta que lo envolvía. El cometa está actualmente demasiado lejos para que el Hubble resuelva visualmente su núcleo. En cambio, los datos del Hubble muestran un pico de luz brillante en la ubicación del núcleo. Luego, Hui y su equipo hicieron un modelo informático de la coma circundante y lo refinaron para que se ajustara a las imágenes del Hubble. Después, se restó el brillo de la coma para dejar atrás el núcleo estelar.

Hui y su equipo compararon el brillo del núcleo con observaciones previas de radio del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile. Estos datos combinados acotan el diámetro y la reflectividad del núcleo. Las nuevas mediciones del Hubble están cerca de las estimaciones de tamaño anteriores de ALMA, pero sugieren de manera convincente una superficie del núcleo más oscura de lo que se pensaba anteriormente. “Es grande y más negro que el carbón”, dijo Jewitt.

El cometa ha estado cayendo hacia el Sol durante más de 1 millón de años. Proviene del hipotético lugar de anidación de billones de cometas, llamado Nube de Oort. Se cree que la nube difusa tiene un borde interior de 2000 a 5000 veces la distancia entre el Sol y la Tierra. Su borde exterior podría extenderse, al menos, hasta una cuarta parte de la distancia de las estrellas más cercanas a nuestro Sol, el sistema Alpha Centauri.

Los cometas de la Nube de Oort en realidad no se formaron tan lejos del Sol; fueron arrojados fuera del sistema solar hace miles de millones de años por un “juego de pinball” gravitacional entre los planetas exteriores masivos, cuando las órbitas de Júpiter y Saturno aún estaban evolucionando. Los cometas lejanos solo viajan de regreso hacia el Sol y los planetas si sus órbitas distantes se ven perturbadas por el tirón gravitacional de una estrella.

El cometa Bernardinelli-Bernstein sigue una órbita elíptica de 3 millones de años, llevándolo tan lejos del Sol como a medio año luz de distancia. El cometa está ahora a menos de 3 mil millones de kilómetros del Sol, cayendo casi perpendicular al plano de nuestro sistema solar. A esa distancia, las temperaturas son solo de menos 348 grados Fahrenheit. Sin embargo, eso es lo suficientemente cálido como para que el monóxido de carbono se sublime de la superficie y produzca la coma.

El cometa Bernardinelli-Bernstein proporciona una pista valiosísima de la distribución de tamaño de los cometas en la Nube de Oort y, por lo tanto, su masa total. Las estimaciones de la masa de la Nube de Oort varían ampliamente, alcanzando hasta 20 veces la masa de la Tierra.

Supuesta por primera vez en 1950 por el astrónomo holandés Jan Oort, la Nube de Oort sigue siendo una teoría porque los innumerables cometas que la componen son demasiado débiles y distantes para ser observados directamente. Irónicamente, esto significa que la estructura más grande del sistema solar es casi invisible. Se estima que el par de naves espaciales Voyager de la NASA no llegarán a la región interior de la Nube de Oort hasta dentro de 300 años y podrían tardar hasta 30.000 años en atravesarla, no somos nada.

Desde esa zona de anidación, se acercan al Sol desde todas las diferentes direcciones, lo que significa que la nube debe tener forma esférica. Estos cometas son muestras congeladas de la composición del sistema solar primitivo, conservadas durante miles de millones de años. La realidad de la Nube de Oort se ve reforzada por el modelado teórico de la formación y evolución del sistema solar. Cuanta más evidencia de observación se pueda recopilar a través de estudios de cielo profundo junto con observaciones de múltiples longitudes de onda, mejor comprenderán los astrónomos el papel de la Nube de Oort en la evolución del sistema solar.

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, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.

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Edición: R. Castro.

La misión MAVEN de la NASA y la misión Hope Probe de los Emiratos Árabes Unidos están abriendo el camino hacia una mayor colaboración científica y al intercambio de datos entre los dos orbitadores de Marte.

Una nueva asociación que fomenta el intercambio de datos entre el proyecto MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) de la NASA y la Misión de los Emiratos a Marte (EMM), la Sonda Hope, mejorará los resultados científicos de ambas naves espaciales, que actualmente están en órbita alrededor de Marte y están recopilan datos de la atmósfera del Planeta Rojo. Se espera que el acuerdo añada valor tanto a MAVEN como a EMM, así como a las comunidades científicas involucradas en el análisis de los datos recopilados por estas misiones.

MAVEN entró en órbita alrededor de Marte en 2014. Su misión es investigar la atmósfera superior y la ionosfera de Marte, desvelando cómo ha cambiado el clima del planeta con el paso del tiempo.

“MAVEN y EMM están explorando diferentes aspectos de la atmósfera marciana y el sistema de la atmósfera superior”, dijo Shannon Curry, investigadora principal de MAVEN de la Universidad de California, Berkeley. “Combinados, tendremos una mejor comprensión de la influencia de la atmósfera inferior en el escape de gas al espacio a través de la atmósfera superior”.

La EMM, Hope Probe, que entró en la órbita de Marte en 2021, está estudiando la relación entre la capa superior y las regiones inferiores de la atmósfera marciana, brindando información sobre la atmósfera del planeta en diferentes momentos del día y estaciones del planeta.

“Desde el inicio de EMM, el proyecto se ha definido por mantener colaboraciones sólidas y asociaciones internacionales”, dijo Omran Sharaf, director de proyectos de EMM. “Estamos encantados de aprovechar la oportunidad de trabajar junto con otras misiones a Marte y obtener mayores conocimientos al compartir nuestras observaciones y trabajar juntos para encajar las piezas del rompecabezas”.

El investigador principal de MAVEN tiene su sede en la Universidad de California, Berkeley, mientras que el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, administra el proyecto MAVEN. Lockheed Martin Space construyó la nave espacial y es responsable de las operaciones de la misión. El Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena, California, brinda apoyo a la navegación y la Red de Espacio Profundo.

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Edición: R. Castro.

El 14 de febrero, la nave espacial Lucy de la NASA, que se encuentra en los primeros meses de su viaje a los asteroides troyanos, obtuvo una serie de imágenes de calibración con sus cuatro cámaras de luz visible.

Las primeras imágenes de prueba se tomaron en noviembre de 2021, poco después del lanzamiento de Lucy, el 16 de octubre de 2021, pero la prueba de febrero fue mucho más extensa. Lucy usó su Instrument Pointing Platform para apuntar a 11 campos de estrellas diferentes y así probar el rendimiento y la sensibilidad de la cámara y la capacidad de la nave espacial para apuntar con precisión en diferentes direcciones.

Las cuatro cámaras son las gemelas Terminal Tracking Cameras (T2CAM), la Multicolor Visible Imaging Camera (MVIC) y la Long-Range Reconnaissance Imager (L’LORRI). Las cámaras T2CAM tienen un amplio campo de visión, 11 por 8,2 grados, y se utilizarán principalmente para seguir y rastrear automáticamente a los asteroides troyanos durante los sobrevuelos cercanos de Lucy, lo que garantizará que los demás instrumentos de la nave espacial apunten al objetivo. MVIC, parte del instrumento L’Ralph, es una cámara a color de gran resolución que puede escanear su campo de visión de 8,3 grados de altura en una franja tan amplia como se desee, de forma muy similar a las panorámicas tomadas por la cámara de un teléfono móvil. L’LORRI es una cámara de teleobjetivo monocromática de alta resolución con un campo de visión estrecho de 0,29 grados cuadrados y obtendrá las imágenes más detalladas de Lucy de sus asteroides objetivo.

La prueba no incluyó el espectrómetro infrarrojo LEISA de Lucy (también parte del instrumento L’Ralph) o su instrumento L’TES de mapeo de temperatura, que requiere objetivos planetarios cercanos para obtener datos útiles.

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Edición: R. Castro.

Nuestro universo es un mar caótico de ondas gravitacionales. Los astrónomos creen que las ondas gravitacionales de parejas de agujeros negros supermasivos (se orbitan entre sí) que se encuentran en galaxias lejanas, tienen una longitud de años luz. Los científicos han estado tratando de observarlas durante décadas, y ahora están más cerca de hacerlo gracias al telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA.

Fermi detecta rayos gamma, la forma de luz de mayor energía. Un equipo internacional de científicos ha examinado datos de Fermi obtenidos durante más de una década, sobre púlsares, que son núcleos de estrellas que explotaron como supernovas y que rotan a gran velocidad. Buscaron ligeras variaciones en el tiempo de llegada de los rayos gamma de estos púlsares, cambios que pudieron haber sido causados debido a que la luz pasara a través de ondas gravitacionales en su camino hacia la Tierra. Pero no encontraron ninguno.

Aunque no se detectaron ondas, el análisis muestra que, con más observaciones, estas ondas pueden estar al alcance de Fermi.

“Nos sorprendimos un poco cuando descubrimos que Fermi podría ayudarnos a buscar grandes ondas gravitacionales”, dijo Matthew Kerr, físico investigador del U.S. Naval Research Laboratory, en Washington. “Los estudios de radio han estado haciendo búsquedas similares durante años, pero Fermi y los rayos gamma tienen algunas características especiales que los convierten en una herramienta muy poderosa en esta investigación”.

Los resultados del estudio, codirigido por Kerr y Aditya Parthasarathy, investigadora del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, se publicaron online el 7 de abril, en la revista Science.

Cuando los objetos masivos se aceleran, producen ondas gravitacionales que viajan a la velocidad de la luz. El Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory ubicado en la superficie de la Tierra, que detectó ondas gravitacionales por primera vez en 2015, puede detectar ondas de decenas a cientos de kilómetros de amplitud, que pasan por la Tierra en solo fracciones de segundo. La próxima antena espacial de interferómetría láser (LISA) que se localizará en el espacio, captará ondas de millones a miles de millones de kilómetros de amplitud.

Kerr y su equipo están buscando ondas que tengan años luz de amplitud y que tarden años en pasar por la Tierra. Estas ondas son parte del fondo de ondas gravitacionales, un mar aleatorio de ondas generadas en parte por parejas de agujeros negros supermasivos en los centros de galaxias fusionadas en todo el universo.

Para encontrarlos, los científicos necesitan detectores del tamaño de una galaxia, llamados conjuntos de sincronización de púlsares. Éstas, utilizan conjuntos específicos de púlsares de milisegundos, que giran tan rápido como las cuchillas de una licuadora. Los púlsares de milisegundos barren haces de radiación, desde radio hasta rayos gamma, pareciendo pulsar con una regularidad increíble, como si fueran relojes cósmicos.

A medida que las ondas gravitacionales largas pasan entre uno de estos púlsares y la Tierra, retrasan o adelantan el tiempo de llegada de la luz en mil millonésimas de segundo. Al buscar un patrón específico de variaciones de pulso entre los púlsares de una matriz, los científicos esperan poder revelar las ondas gravitacionales que pasan junto a ellos.

Los radioastrónomos han estado utilizando conjuntos de sincronización de púlsares durante décadas, y sus observaciones son las más sensibles a estas ondas gravitacionales. Pero los efectos interestelares complican el análisis de los datos de radio. El espacio está salpicado de electrones perdidos. A través de años luz, sus efectos se combinan para doblar la trayectoria de las ondas de radio. Esto altera los tiempos de llegada de pulsos a diferentes frecuencias. Los rayos gamma no sufren estas complicaciones, proporcionando tanto una investigación complementaria como una confirmación independiente de los resultados de radio.

“Los resultados de Fermi ya son un 30% mejores que los conjuntos de sincronización de púlsar en radio cuando se trata de detectar el fondo de ondas gravitacionales”, dijo Parthasarathy. “Con otros cinco años de recopilación y análisis de datos de púlsares, será igualmente capaz con la ventaja adicional de no tener que preocuparnos por todos esos electrones perdidos”.

Dentro de la próxima década, los astrónomos tanto de radio como de rayos gamma esperan alcanzar sensibilidades que les permitan captar ondas gravitacionales de parejas de monstruosos agujeros negros en órbita entre sí.

“La capacidad sin precedentes de Fermi para cronometrar con precisión la llegada de los rayos gamma y su amplio campo de visión hacen posible esta medición”, dijo Judith Racusin, científica adjunta del proyecto Fermi en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Desde su lanzamiento, la misión nos ha sorprendido constantemente con nueva información sobre el cielo en rayos gamma. Todos esperamos con ansias el próximo descubrimiento asombroso”.

El telescopio espacial de rayos gamma Fermi es una asociación de astrofísica y física de partículas administrada por Goddard. Fermi fue desarrollado en colaboración con el U.S. Department of Energy, con importantes contribuciones de instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y Estados Unidos.

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Edición: R. Castro.

Para evitar zonas de rocas afiladas, la misión ha tomado un camino alternativo hasta el Mount Sharp.

El rover Curiosity Mars de la NASA pasó la mayor parte de marzo escalando el “Frontón de Greenheugh“, una pendiente suave coronada por escombros de arenisca. El rover alcanzó brevemente la cima de la cara norte de esta zona hace dos años; ahora en el lado sur del frontón, Curiosity ha regresado para explorarlo más a fondo.

Pero el 18 de marzo, el equipo de la misión vio un cambio inesperado del terreno y se dieron cuenta de que tendrían que dar la vuelta: el camino ante Curiosity estaba cubierto con más rocas afiladas por el viento, o ventifacts, de lo que jamás habían visto en los casi 10 años del rover en el Planeta Rojo.

Al principio de la misión, los ventifacts desgastaron las ruedas de Curiosity. Desde entonces, los ingenieros del rover han encontrado formas de disminuir el desgaste de las ruedas, incluido un algoritmo de control de tracción, para reducir la frecuencia con la que necesitan evaluar las ruedas. Y también planean rutas del rover que eviten conducir sobre tales rocas, incluidos estos últimos ventifactos, que están hechos de arenisca, el tipo de roca más dura que Curiosity ha encontrado en Marte.

El equipo apodó el aspecto escamoso como terreno de “espalda de caimán”. Aunque la misión había explorado el área usando imágenes orbitales, fue necesario observar estas rocas de cerca para revelar los ventifactos.

“Era obvio a partir de las fotos de Curiosity que esto no sería bueno para sus ruedas”, dijo Megan Lin, gerente de proyectos de Curiosity, del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en el sur de California, que dirige la misión. “Sería lento y no habríamos podido implementar las mejores prácticas de movilidad en la conducción”.

Las rocas con forma de caimán no son intransitables, simplemente no valdría la pena cruzarlas, considerando lo difícil que sería el camino y cuánto se deteriorarían las ruedas del rover.

Por lo tanto, la misión está trazando un nuevo rumbo para el rover a medida que continúa explorando el Mount Sharp, una montaña de 5,5 kilómetros de altura a la que Curiosity ha estado ascendiendo desde 2014. A medida que asciende, Curiosity puede estudiar diferentes capas sedimentarias que fueron formadas por agua hace miles de millones de años. Estas capas ayudan a los científicos a comprender si la vida microscópica pudo haber sobrevivido en el antiguo entorno marciano.

¿Por qué Greenheugh?

El frontón de Greenheugh es una amplia llanura inclinada cerca de la base del monte Sharp que abarca aproximadamente 2 kilómetro de ancho. Los científicos de Curiosity lo descubrieron por primera vez a través de imágenes orbitales previas al aterrizaje del rover en 2012. El frontón sobresale como una característica independiente en esta parte del Monte Sharp, y los científicos quieren entender cómo se formó.

También se encuentra cerca de Gediz Vallis Ridge, que puede haberse creado a medida que los escombros fluyeron montaña abajo. Curiosity siempre permanecerá en las estribaciones más bajas del monte Sharp, donde hay evidencia de agua en la antigüedad y entornos que habrían sido habitables en el pasado. Conducir a través de aproximadamente 1,5 kilómetros del frontón para recopilar imágenes de Gediz Vallis Ridge, habría sido una forma de estudiar el material de los tramos más altos de la montaña.

“Desde la distancia, podemos ver rocas del tamaño de un automóvil que fueron transportadas desde los niveles más altos del Monte Sharp, tal vez por el agua en una era húmeda de Marte relativamente tardía”, dijo Ashwin Vasavada, científico del proyecto Curiosity en el JPL. “Realmente no sabemos qué son, así que queríamos verlos de cerca”.

El camino menos transitado

Durante las próximas dos semanas, Curiosity descenderá del frontón a un lugar que había estado explorando previamente: una zona de transición entre un área rica en arcilla y una con mayores cantidades de minerales de sal llamados sulfatos. Los minerales arcillosos se formaron cuando la montaña estaba más húmeda, salpicada de arroyos y estanques; las sales pueden haberse formado a medida que el clima de Marte se secó con el tiempo.

“Fue realmente genial ver rocas conservadas de una época en que los lagos se estaban secando y siendo reemplazados por arroyos y dunas de arena seca”, dijo Abigail Fraeman, científica adjunta del proyecto Curiosity en el JPL. “Tengo mucha curiosidad por ver qué encontramos a medida que continuamos escalando en esta ruta alternativa”.

Las ruedas de Curiosity estarán en un terreno más seguro, aunque los ingenieros se están centrando en otras señales de desgaste en el brazo robótico del rover, que es el que porta su perforadora. Los mecanismos de frenado en dos de las articulaciones del brazo dejaron de funcionar el año pasado. Sin embargo, cada junta tiene partes redundantes para garantizar que el brazo pueda seguir perforando muestras de roca. El equipo está estudiando las mejores formas de usar el brazo para garantizar que estas partes redundantes sigan funcionando el mayor tiempo posible.

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Edición: R. Castro.

Los astrónomos del telescopio Espacial Hubble de la NASA han estudiado un tipo de exoplanetas ultracalientes, con los que han obtenido un conjunto de datos fascinante. En ellos se aprecia que estos planetas hinchados del tamaño de Júpiter, están tan abrumadoramente cerca de su estrella anfitriona que se están asando a temperaturas por encima de los 3000 grados Fahrenheit.

Esta temperatura es lo suficientemente alta como para vaporizar la mayoría de los metales, incluido el titanio. Los exoplanetas del estudio cuentan con las atmósferas planetarias más calientes jamás vistas.

Los equipos de astrónomos del Hubble, en dos nuevos artículos, han informado sobre las extrañas condiciones climáticas que imperan en estos planetas. En un planeta “llueve” roca vaporizada, y la atmósfera superior de otro se está calentando en lugar de enfriarse ya que está siendo “quemada por el sol” debido a la intensa radiación ultravioleta (UV) de su estrella.

Esta investigación tiene más enjundia que el hecho de encontrar atmósferas planetarias extrañas y extravagantes. El estudio brinda a los astrónomos una mejor comprensión de la diversidad, complejidad y química exótica que tiene lugar en planetas remotos ubicados a lo largo de nuestra galaxia.

“Todavía no comprendemos totalmente el clima en diferentes entornos planetarios”, dijo David Sing, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland, coautor de los estudios. “Cuando miras a la Tierra, todas nuestras predicciones meteorológicas están ajustadas con precisión a lo que podemos medir. Pero cuando vas a un exoplaneta lejano, tienes capacidades predictivas limitadas porque no has construido una teoría general sobre cómo funciona globalmente la atmósfera y cómo responde a condiciones extremas. Aunque conoces la química y la física básicas, no sabes cómo se va a manifestar en formas complejas”.

En un artículo publicado el 7 de abril en la revista Nature, los astrónomos describen las observaciones del Hubble de WASP-178b, ubicado a unos 1.300 años luz de distancia. En el lado diurno, la atmósfera no tiene nubes y está enriquecida con gas de monóxido de silicio. Debido a que un lado del planeta está de frente permanentemente a su estrella, la atmósfera a altas temperaturas gira hacia el lado nocturno a velocidades que superan los 3.200 kilómetros por hora. En el lado oscuro, el monóxido de silicio puede enfriarse lo suficiente como para condensarse en minerales que precipiten de las nubes, incluso al amanecer y al anochecer, el planeta está lo suficientemente caliente como para vaporizar la roca.

En un artículo publicado en la edición del 24 de enero de Astrophysical Journal Letters, Guangwei Fu de la Universidad de Maryland, College Park, informó sobre un Júpiter súper caliente, KELT-20b, ubicado a unos 400 años luz de distancia. En este planeta, una explosión de luz ultravioleta de su estrella anfitriona está creando una capa térmica en la atmósfera, muy parecida a la estratosfera de la Tierra. “Hasta ahora nunca supimos cómo la estrella anfitriona afectaba directamente a la atmósfera de un planeta. Ha habido muchas teorías, pero ahora tenemos los primeros datos de observación”, dijo Fu.

En comparación, en la Tierra, el ozono de la atmósfera absorbe la luz ultravioleta y eleva las temperaturas en una capa entre 11 y 50 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. En KELT-20b, la radiación ultravioleta de la estrella calienta los metales en la atmósfera, lo que crea una capa de inversión térmica muy fuerte.

La revelación surgió por la detección de agua con el Hubble en observaciones del infrarrojo cercano y de la detección de monóxido de carbono del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. Estos componentes irradian a través de la atmósfera superior transparente y caliente que es producida por la capa de inversión. Esta firma es única de lo que los astrónomos ven en las atmósferas de los Júpiter calientes que orbitan estrellas más frías, como nuestro Sol. “El espectro de emisión de KELT-20b es bastante diferente al de otros Júpiter calientes”, dijo Fu. “Esta es una prueba convincente de que los planetas no viven aislados, sino que se ven afectados por su estrella anfitriona”.

Aunque los Júpiter súper calientes son inhabitables, este tipo de investigación ayuda a abrir el camino para comprender mejor las atmósferas de los planetas terrestres potencialmente habitables. “Si no podemos averiguar qué sucede en los Júpiter supercalientes donde tenemos datos de observación sólidos y fiables, no tendremos la oportunidad de averiguar qué sucede en espectros más débiles al observar exoplanetas terrestres”, dijo Lothringer. “Esta es una prueba de que nuestras técnicas nos permiten desarrollar una comprensión general de las propiedades físicas, como la formación de nubes y la estructura atmosférica”.

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, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.

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El telescopio espacial Hubble de la NASA, ha fotografiado la formación de un protoplaneta similar a Júpiter mediante lo que los investigadores describen como un “proceso intenso y violento”. Este descubrimiento respalda una teoría debatida durante mucho tiempo sobre cómo se forman los planetas como Júpiter, llamada “inestabilidad del disco”.

El nuevo planeta en formación está incrustado en un disco protoplanetario de polvo y gas con una distintiva estructura espiral, que gira alrededor de una estrella joven que se estima que tiene alrededor de 2 millones de años. Esa es aproximadamente la edad en la que en nuestro sistema solar se estaban formando planetas. (Actualmente, la edad del sistema solar es de 4.600 millones de años).

“La naturaleza es inteligente; puede formar planetas en una variedad de formas diferentes”, dijo Thayne Currie del Telescopio Subaru y Eureka Scientific, e investigador principal del estudio.

Todos los planetas están hechos de material que se originó en un disco circunestelar. La teoría dominante para la formación de planetas jovianos se llama “acreción del núcleo”, un enfoque que sostiene que los planetas inmersos en el disco van creciendo acretando objetos pequeños (con tamaños que van desde granos de polvo hasta cantos rodados) con los que chocan mientras orbitan a su estrella. Este núcleo lentamente va acumulando gas del disco. Por el contrario, el enfoque de inestabilidad del disco es un modelo que sostiene que a medida que se enfría un disco masivo alrededor de una estrella, la gravedad hace que el disco se rompa rápidamente en uno o más fragmentos de masa planetaria.

El planeta recién formado, llamado AB Aurigae b, es probablemente unas nueve veces más masivo que Júpiter y orbita a su estrella anfitriona a una distancia de casi 14.000 millones de kilómetros, más del doble de lejos que de Plutón a nuestro Sol. A esa distancia, llevaría mucho tiempo, si es que llega a ocurrir, que se formara un planeta del tamaño de Júpiter por acreción del núcleo. Esto lleva a los investigadores a concluir que la inestabilidad del disco ha permitido que este planeta se forme a una distancia tan grande. Y está en un marcado contraste con las expectativas de formación de planetas por el modelo de acreción de núcleo ampliamente aceptado.

El nuevo análisis combina datos de dos instrumentos del Hubble: el Imaging Spectrograph del telescopio espacial y la Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrograph. Estos datos se compararon con los de un instrumento de imágenes de planetas de última generación llamado SCExAO del Telescopio Subaru de Japón, de 8,2 metros, ubicado en la cumbre de Mauna Kea, Hawái. La gran cantidad de datos de los telescopios espaciales y terrestres resultó fundamental, porque es muy difícil distinguir entre los planetas jóvenes y las características complejas del disco que no están relacionadas con los planetas.

“Interpretar este sistema es extremadamente desafiante”, dijo Currie. “Esta es una de las razones por las que necesitábamos el Hubble para este proyecto: una imagen limpia para separar mejor la luz del disco y de cualquier planeta”.

La propia naturaleza también nos ayudó: el vasto disco de polvo y gas que gira alrededor de la estrella AB Aurigae está inclinado casi de frente respecto a nuestra perspectiva desde la Tierra.

Currie enfatizó que la longevidad del Hubble ha desempeñado un papel importante en ayudar a los investigadores a medir la órbita del protoplaneta. Originalmente se consideraba de manera escéptica que AB Aurigae b fuera un planeta. Los datos de archivo del Hubble, combinados con imágenes de Subaru, demostraron ser un punto de inflexión para cambiar de opinión.

“No pudimos detectar este movimiento en el orden de uno o dos años”, dijo Currie. “Hubble proporcionó una línea base de tiempo, combinada con datos de Subaru, de 13 años, que fue suficiente para poder detectar el movimiento orbital”.

“Este resultado aprovecha las observaciones terrestres y espaciales y podemos retroceder en el tiempo con las observaciones de archivo del Hubble”, agregó Olivier Guyon de la Universidad de Arizona, Tucson, y el Telescopio Subaru, Hawái. “AB Aurigae b ahora se ha analizado en múltiples longitudes de onda y ha surgido una imagen consistente, una que es muy sólida”.

Los resultados del equipo se publicaron en la edición del 4 de abril de Nature Astronomy.

“Este nuevo descubrimiento es una fuerte evidencia de que algunos planetas gigantes gaseosos pueden formarse por el mecanismo de inestabilidad del disco”, enfatizó Alan Boss, de la Carnegie Institution of Science en Washington, DC. “Al final, la gravedad es todo lo que cuenta, ya que los restos del proceso de formación de estrellas terminarán siendo atraídos por la gravedad para formar planetas, de una forma u otra”.

Comprender los primeros días de la formación de planetas similares a Júpiter proporciona a los astrónomos un contexto más rico sobre la historia de nuestro propio sistema solar. Este descubrimiento abre el camino para futuros estudios de la composición química de discos protoplanetarios como AB Aurigae, incluso con el Telescopio Espacial James Webb de la NASA.

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, lleva a cabo operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, en Washington, D.C.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.

La nave espacial Psyche, en preparación para su lanzamiento en agosto, se ha probado para garantizar que pueda operar en las condiciones extremas a las que se enfrentará en su viaje a un asteroide rico en metales.

Las condiciones que soporta cualquier nave espacial de la NASA son extremas: el violento temblor del lanzamiento de un cohete, el golpe al separarse del vehículo de lanzamiento, las extremas fluctuaciones de temperatura en función de la incidencia de los rayos del sol o el implacable vacío del espacio.

Antes del lanzamiento, los ingenieros hacen todo lo posible para replicar estas duras condiciones en una rigurosa serie de pruebas que garanticen que la nave espacial pueda soportarlas. La nave espacial Psyche de la NASA acaba de completar las pruebas electromagnéticas, de vacío térmico, de vibración, de choque y acústicas, en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la agencia, en el sur de California. Psyche se consideró en perfecto estado y lista para proceder a su lanzamiento.

“Esto es el testigo de que todos han hecho bien su trabajo. No solo aquellos que han llevado el hardware de vuelo a las operaciones de ensamblaje, prueba y lanzamiento [ATLO], sino también el equipo de ATLO para montarlo todo”, dijo Randy Lindemann, la ingeniera de JPL que supervisó las pruebas dinámicas de Psyche, que incluyen vibración, impacto de separación y pruebas acústicas. “Las pruebas muestran que sí, la nave espacial es digna de volar”.

Esta primavera, la nave espacial será enviada desde el JPL al Kennedy Space Center de la NASA, en Florida, donde se preparará para su lanzamiento desde Cabo Cañaveral. El período de lanzamiento se abre el 1 de agosto; nueve meses después de abandonar la atmósfera terrestre, Psyche navegará más allá de Marte. Utilizará la fuerza gravitacional del Planeta Rojo para propulsarlo hacia su objetivo, un asteroide rico en metales, también llamado Psyche, que se encuentra en el cinturón principal de asteroides.

Es un viaje de, aproximadamente, 2.400 millones de kilómetros. La nave espacial llegará al asteroide en 2026 y pasará 21 meses recopilando datos científicos a través de órbitas que irán haciéndose progresivamente más bajas. Los científicos creen que el asteroide puede estar constituido en gran parte por metal del núcleo de un planetesimal, una pieza elemental en el proceso de formación de los planetas rocosos de nuestro sistema solar. Obtener más conocimiento al respecto podrá indicarnos cómo se formó nuestro propio planeta.

Poniendo a prueba a Psyche 

Para estudiar el asteroide, primero el orbitador tiene que llegar allí, razón por la cual las pruebas son tan críticas. Los ingenieros llaman a este régimen particular “pruebas ambientales”, ya que la nave espacial se somete a una simulación del entorno hostil en el que tendrá que sobrevivir.

La evaluación comenzó en diciembre con pruebas electromagnéticas para garantizar que la nave espacial funcione correctamente en las condiciones eléctricas y magnéticas del espacio, y que los componentes eléctricos y magnéticos que componen la nave espacial sean compatibles y no interfieran entre sí.

Luego, el equipo hizo rodar la nave espacial en la cámara de vacío ultra resistente del JPL, de 26  por 8 metros de envergadura, para pruebas de vacío térmico (TVAC). Todo el aire se extrajo de la cámara para replicar el vacío del espacio. Esta prueba asegura que las naves espaciales puedan sobrevivir al vacío del espacio y ayuda a los ingenieros a ver cómo la nave espacial se calienta y se enfría sin el movimiento del aire que pueda ayudar a regular la temperatura.

“Aquí en la Tierra, cuando tienes aire alrededor de la nave espacial, cambia la forma en la que el calor se mueve a su alrededor. Imagínate tener un ventilador soplando sobre ti, cambiando tu temperatura. En el espacio, no tenemos ese tipo de movimiento de calor”, dijo Kristina Hogstrom, ingeniera de sistemas de vuelo del JPL que ayudó a dirigir las pruebas de TVAC de Psyche.

Las temperaturas alrededor de la nave espacial fluctuarán enormemente. El hardware estará caliente en las horas posteriores al lanzamiento, cuando todavía esté cerca de la Tierra y mirando hacia el Sol, especialmente con sus componentes electrónicos en funcionamiento. Más tarde, cuando la nave espacial se aleje del Sol, se enfrentará a un frío intenso, especialmente cuando vuele en la sombra del asteroide.

Durante 18 días de pruebas TVAC, los ingenieros expusieron a la nave espacial a las condiciones más frías y cálidas que experimentará en vuelo, para demostrar que es capaz de regular su propia temperatura. El orbitador tiene persianas que se abren y cierran, mantas aislantes, calentadores eléctricos y una red de tuberías que transportan fluidos para mover el calor. Ttodos estos dispositivos se prueban para asegurarse de que funcionarán en vuelo.

TVAC no es solo una prueba de resistencia; los datos sobre el rendimiento de la nave espacial ayudan a que los ingenieros refinen los modelos que usarán cuando Psyche esté en vuelo, para que puedan comprender mejor cómo funciona la nave espacial.

Después de la agitada experiencia de Psyche en la cámara TVAC, llegaron las pruebas dinámicas, que incluyeron vibración, impacto y acústica. En las pruebas de vibración, la nave espacial se sacude repetidamente, hacia arriba y hacia abajo y de lado a lado. Las pruebas de choque aseguran que la nave espacial no se dañará por el gran impulso que recibirá el orbitador cuando se separe del cohete, después del lanzamiento.

Finalmente, las pruebas acústicas verifican que Psyche puede soportar el ruido del lanzamiento, ya que el estruendo del cohete es tan fuerte que puede dañar el hardware si la nave espacial no es lo suficientemente resistente.

Más información de la misión Psyche

La Universidad Estatal de Arizona lidera la misión Psyche. El JPL es responsable de la gestión general de la misión, la ingeniería del sistema, la integración y las pruebas y las operaciones de la misión. Maxar Technologies en Palo Alto, California, proporcionó el chasis de la nave espacial de propulsión eléctrica solar de alta potencia.

El JPL también está proporcionando un instrumento de demostración de tecnología, llamado Deep Space Optical Communications, que viajará a bordo de Psyche para probar comunicaciones láser de alta velocidad de datos, que podrían ser utilizadas por futuras misiones de la NASA.

Psyche es la decimocuarta misión seleccionada como parte del Discovery Program de la NASA.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.