El Asteroide 3200 Phaethon: El Progenitor de las Gemínidas en su más cercano pasaje y en su máximo brillo.

El asteroide padre de la lluvia de meteoros Gemínidas de Diciembre, 3200 Phaethon, está a punto de realizar un sobrevuelo históricamente cercano. Prepárate para verlo correr por el cielo.

La órbita del asteroide 3200 Phaethon es muy alargada, muy similar a la de un cometa. Tal vez es un cometa extinto, o tal vez es un verdadero asteroide que se está agrietando y desprendiendo pedazos rocosos cuando está más cerca del Sol. El Faetón de 5,1 kilómetros de ancho completa una órbita cada 1,4 años. Crédito: Sky & Telescope.

Tenemos una fantástica oportunidad de ver un asteroide único más brillante de lo que jamás se haya observado. 3200 Phaethon (FAY-eh-thon), del tamaño de una aldea rural, pasará a 10,3 millones de kilómetros de la Tierra a las 6 pm hora del Este (23:00 UT) el 16 de Diciembre. Justo antes de su máximo acercamiento, alcanzará magnitud 10.7, lo suficientemente brillante como para rastrearlo con un telescopio de 3 pulgadas. Y yo trato de hacerlo. ¡Manténlo en tu ocular! Esta cosa se desplazará 15 ° por día o 38 ” por minuto (aproximadamente la distancia entre Albireo y su estrella compañera), lo suficientemente rápido para cruzar el campo de visión como un satélite de movimiento lento.

Cada vez que veo un asteroide o cometa moverse en tiempo real, recuerdo una roca particular de 10 km de ancho que se estrelló en Yucatán hace 65 millones de años y condujo a la extinción de los dinosaurios. Para un T. rex con un telescopio, la amenaza que se avecinaba se habría visto como un inocente y débil punto  de luz la noche anterior, moviéndose a través de las estrellas al igual que Faetón lo hace hoy para nosotros. Sólo que en este caso, no debemos preocuparnos por un impacto. Si bien se clasifica como un  asteroide potencialmente peligroso , una mirada hacia adelante muestra que Faetón mantendrá una distancia segura durante al menos los próximos cuatrocientos años.

Este diagrama ofrece una visión general del camino de 3200 Phaethon desde Auriga hasta Capricornus del 5 al 26 de Diciembre. Su fase cambiante se muestra a lo largo del recorrido. Los números debajo de las fases son magnitudes visuales en el momento correspondiente. Una razón por la cual el asteroide se desvanece tan rápidamente después de su máximo acercamiento es porque su fase se estrecha a una media luna desde nuestra perspectiva. El tamaño del asteroide no está a escala. Crédito: Tom Ruen, con agregados del autor.

Faetón se distingue por otras características. Se acerca más al Sol que cualquier otro asteroide conocido con una distancia del perihelio de 0,14 UA, o menos de la mitad que la de Mercurio. Si el plomo se derrite en el planeta más interior, donde la temperatura alcanza los 800 ° F (427 ° C), Faetón lo sobrepasa claramente. Su superficie chamuscada supera los 1200 ° F (627 ° C), lo suficientemente caliente como para que el plomo fluya como el agua y el aluminio se converta en masilla.

Ser asado por el Sol cada 524 días explica la fama de Faetón  como padre de la lluvia de meteoros Gemínidas . Poco después de que se descubriera el 11 de Octubre de 1983, con el Telescopio Astronómico Infrarrojo en órbita (IRAS), el Astrónomo e Investigador de cometas estadounidense Fred Whipple notó que la órbita de Faetón coincidía con la de las Gemínidas, dándole el crédito como la fuente de la lluvia.

Composicionalmente, 3200 Phaethon se asemeja al asteroide más grande 2 Pallas y posiblemente esté relacionado con él. Ambos son asteroides oscuros de tipo B formados por materiales que han sido modificados por el agua. El primero en esta serie de imágenes del Hubble está marcado con el eje de giro del asteroide (arriba) y el polo sur. 
BE Schmidt et. al. / NASA / ESA.

La mayoría de las lluvias de meteoritos se originan con cometas. Cuando un cometa se acerca al Sol, el calentamiento solar evapora el hielo rico en polvo de su núcleo, y el empuje de la luz solar (presión de radiación)   forma una coma y una cola. El material expulsado forma un rastro o corriente a lo largo de la órbita del cometa; cuando la Tierra lo atraviesa, el polvo se estrella contra la atmósfera y se vaporiza, partícula por partícula, en una lluvia de meteoritos.

Entonces, ¿cómo se origina el polvo en un asteroide? Una de las primeras hipótesis, ahora descartada, postula que Faetón podría tener hielo debajo de su superficie, que se vaporiza durante el tiempo que el asteroide se mueve alrededor del perihelio de su órbita. Suena plausible, pero las mediciones muestran que el asteroide se calienta demasiado para que el hielo sobreviva adentro o afuera. Aún así, puede obtener sangre de un nabo si ese nabo está compuesto de minerales carbonosos (ricos en carbono y agua) como nuestro amigo 3200 Phaethon y calentado a una temperatura lo suficientemente alta como para causar que el material se descomponga, se agriete y se desmorone quedando hecho polvo.

Esta imagen en primer plano de 3200 Phaethon tomada por la nave espacial STEREO A de la NASA muestra una cola que se extiende ligeramente hacia la parte inferior izquierda. Crédito: NASA.

Si Faetón alguna vez fue un cometa tradicional, ahora no lo es. En estos días, se considera un  cometa de roca . un tipo raro de objeto que libera partículas de roca en lugar de hielo.

Cuando se vierte agua hirviendo sobre vidrio frío, el vidrio se rompe por el choque térmico. Del mismo modo, el calentamiento solar extremo en el momento del pasaje por el perihelio provoca una rápida expansión de las rocas de la corteza de Faetón. Entonces se fracturan y liberan el polvo que es arrastrado por la presión de radiación de la luz solar. Los experimentos han demostrado que las partículas de polvo tienen aproximadamente un milímetro de ancho, aproximadamente el tamaño de las Gemínidas.

Durante un breve período durante el pasaje por el perihelio en 2009, los astrónomos registraron una sorpresa, cuando se duplicó el brillo del asteroide, probablemente causado por uno de estos estallidos arenosos. Sin embargo, existen interrogantes. Una lluvia de meteoritos requiere una alimentación constante por parte de su progenitor para exhibir un espectáculo año tras año, década tras década. Los astrónomos estiman que para mantener un suministro constante de polvo de meteoritos, Faetón tendría que destellar 10 veces más a menudo que lo observado. ¿Se quita la piel  sin que podamos observarla cuando está bajo el duro resplandor de la luz solar perihélica?

Pase lo que pase, vamos a tener un gran Diciembre. No sólo estará Faetón más brillante que nunca, sino que su aparición coincide con el pico del 13 al 14 de Diciembre de la lluvia de meteoros Gemínidas anual: ¡una extraña combinación! Tendremos más en las Gemínidas los próximos días. Por ahora, nuestro trabajo será encontrar y seguir este emocionante asteroide.

Sí, está lleno! Este mapa muestra el recorrido en el cielo de 3200 Faetón del 6 al 9 de Diciembre de 2017, con posiciones marcadas a las 0 UT (7 pm EST la noche anterior) y las estrellas trazadas hasta la magnitud 13. Haga clic para agrandar y luego imprimir para usar en el telescopio. Crédito: SkyMap.

Desde el 29 de Noviembre hasta el 3 de Diciembre, Faetón alcanzó magnitud 14 a 13, pero lo hizo desfavorecido por el resplandor de la Luna casi llena. Afortunadamente, la Luna quedó fuera del camino a partir del día 5, cuando Faetón alcanzó la magnitud 12.6 y estuvo dentro del alcance de un telescopio de 6 pulgadas o más grande. Cuando estárá más brillante del 12 al 15 de Diciembre, brillará con magnitud entre 10.7 y 10.9. Debido a que desde nuestra posición estamos viendo al asteroide en fase completa o casi completa, el Faetón se mantuvo relativamente brillante durante muchas noches  y lo hará hasta el máximo acercamiento. Poco después, se desvanecerá a medida que su fase desde nuestra perspectiva se reduce a una media luna. Para el 19 de Diciembre, vuelve a la 13ª magnitud y luego a la 15ª magnitud el 21 de Diciembre.

Este cuadro muestra el camino recorrido en el cielo de Faetón del 9 al 11 de Diciembre, comenzando a las 0 UT. Tener a Capella cerca es una ventaja. Crédito: SkyMap.

El Faetón gira una vez sobre su eje cada 3,6 horas con una variación de brillo de +0,4 de magnitud que los observadores  pacientes pueden detectar. Los observadores visuales y los astrofotógrafos también deberían estar atentos a los destellos luminosos ó a la posible aparición de una coma.

Con la velocidad y el brillo de Faetón en aumento, se muestran las marcas por cada hora del 11 al 12 de Diciembre. Las estrellas aquí están trazadas hasta una magnitud de 11.5. Crédito: SkyMap.

Nuestros mapas lo llevarán hasta el 17 de Diciembre. Me disculpo por su número, pero Faetón cubre una gran cantidad de terreno a través de una Vía Láctea rica en estrellas, por lo que los mapas detallados son una necesidad. Te animo a que crees tus propios gráficos personalizados, fáciles de hacer con los programas de mapas astronómicos como Stellarium, MegaStar y Starry Night. Para obtener instrucciones paso a paso, desplázate hasta el final de este blog anterior .

Esta imagen de radar, hecha en Diciembre de 2007 por el plato de Arecibo en Puerto Rico, es la mejor imagen que tenemos de Faetón por el momento. Crédito: Observatorio de Arecibo / Univ. de Cornell. Más información.

El disco de Goldstone de 70 metros  hará un buen uso de esta aparición para obtener imágenes más nítidas que muestren la forma y las características de la superficie de Phaethon al hacer rebotar las ondas de radio en el objeto y construir imágenes basadas en los ecos de retorno. Las observaciones están programadas para 10 días entre el 11 y el 21 de Diciembre.

Si no posee un telescopio y aún quiere echar un vistazo al asteroide,  véalo en vivo en el sitio web del Proyecto Telescopio Virtual de Gianluca Masi en estos momentos: 15 de Diciembre desde Arizona a partir de las 09:00 UT y 16 de Diciembre desde Italia a partir de las 20:00: 00 UT.

Intenta atrapar a Faetón ahora porque no volverá a brillar así hasta Diciembre de 2093, cuando pasará a 0.02 UA de la Tierra y brillará con una magnitud de 9.4.

Gráficos adicionales para el seguimiento de Faetón hasta el 17 de Diciembre:

Fuente del artículo: Sky & Telescope. Artículo original: Asteroid 3200 Phaethon: Geminid Parent at Its Closest and Brightest!“. 

Material relacionado:

Otros pasajes cercanos destacados durante 2016 y 2017:

Sobre la distinción entre asteroides y cometas:

Salvando el sesgo ideológico del autor, una buena discusión del tema se encuentra en el siguiente artículo:

Aparte del recalientamiento perihélico, otro proceso mediante el cual se disgregan los asteroides, desprendiendo grandes cantidades de polvo y rocas, formando una cola, es el incremento de la velocidad de rotación producido por el efecto YORP: una evolución lenta de la velocidad de rotación debido a la emisión asimétrica de calor; el siguiente artículo lo muestra:

El hallazgo reciente de un nuevo tipo de objeto en el Cinturón de Asteroides: dos asteoides orbitándose mutuamente y exhibiendo características cometarias:

Algunos trabajos de investigación:

Videos:

Los laboratorios que forjan planetas distantes aquí en la Tierra

Experimentos de alta presión exploran lo que deberían tener los exoplanetas para hacerlos habitables.

Podrían las Super-Tierras como la que se muestra aquí, poseer una geología similar a la de la Tierra? Crédito de la imagen: M. Kornmesser / Nick Risinger / ESO.

Yingwei Fei y sus colegas habían pasado un mes  elaborando cuidadosamente las tres muestras de silicato denso, brillantes y redondas, teniendo cada muestra menos de un milímetro de espesor. Pero a principios de Noviembre, era hora de decirles adiós. Fei empacó cuidadosamente las muestras, más algunas copias de respaldo, en espuma y las envió desde Washington DC a Albuquerque, Nuevo México. Allí, la Instalación de Potencia Pulsada Z en los Laboratorios Nacionales Sandia pronto enviará 26 millones de amperios a las muestras, zambulléndolas, una por una, en polvo.

La máquina Z puede replicar las condiciones extremas dentro de las armas nucleares en detonación. Pero Fei, un geólogo experimental de alta presión en el Laboratorio de Geofísica de la Carnegie Institution for Science en Washington DC, tiene un objetivo más ambicioso en mente: espera explorar cómo la bridgmanita, un mineral encontrado a mucha profundudad debajo de la superficie de la Tierra, se comportaría a temperaturas más altas y a las presiones que se encuentran dentro de los planetas rocosos más grandes más allá del Sistema Solar.

El experimento es una pequeña contribución a la exogeología: un área de investigación que reúne a astrónomos, científicos planetarios y geólogos para explorar cómo se verían los exoplanetas, geológicamente hablando. Para muchos científicos, la exogeología es una extensión natural de la búsqueda para identificar mundos que podrían sustentar la vida. Los astrónomos ya han descubierto miles de exoplanetas y recopilaron algunas de sus estadísticas vitales, incluidas sus masas y radios. Aquellos que orbitan en la zona habitable, o “Goldilocks”, una región alrededor de la estrella anfitriona que es lo suficientemente templada como para que el agua exista en forma líquida, se cree que son particularmente amigables para la vida.

Pero la Tierra tiene muchas otras cosas además de su tamaño, masa y órbita favorable, dice Cayman Unterborn, un Exogeólogo de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe. Su núcleo fundido en permanente batido, por ejemplo, crea y sostiene un campo magnético que protege la frágil atmósfera del planeta del viento solar. Y el movimiento de las placas tectónicas ayuda a regular las temperaturas globales, ciclando el dióxido de carbono entre las rocas y la atmósfera. Los descubrimientos de Exoplanetas siguen llegando. Pero los astrónomos se están “dando cuenta de que bueno, ‘esperen, queremos entender estos sistemas mucho más que simplemente coleccionarlos como si fuesen sellos'”, dice Unterborn. “Incorporar la Geología en la mezcla es un factor natural”.

Los investigadores están utilizando simulaciones y experimentos, como lo hace Fei en la máquina Z, para conocer qué tipos de exoplanetas podrían tener geología similar a la de la Tierra. El trabajo podría ayudar a los investigadores a priorizar qué exoplanetas estudiar.

Pero el campo enfrenta varios desafíos, no menos importantes,  que el misterio que todavía rodea gran parte de la Geología de la Tierra, como por ejemplo cómo y cuándo comenzó la actividad tectónica. “La Tectónica, es un descubrimiento fundamental que cambió la Geología”, dice Richard Carlson, un Geoquímico de la Institución Carnegie. “Pero todavía no sabemos por qué funciona de la manera en que funciona”. Además, confirmar que un exoplaneta en realidad cuenta con una Geología parecida a la de la Tierra podría ser difícil; los Astrónomos rara vez observan estos planetas directamente, y si lo hacen, el planeta podría tener el tamaño de un sólo píxel en su imagen.

Incluso la evidencia indirecta, o la más pequeña indicación, de la existencia de actividad geológica podría dar a los investigadores una visión más completa de estos mundos distantes, y cuáles son los mejores candidatos para buscar indicaciones de vida. “Es como si te topas con una escena de crimen gigante con muy poca evidencia”, dice Sara Seager, Astrofísica del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge. “Trabajas lo más que puedes para tomar la poca evidencia que hay e intentas armarla de alguna manera”.

Mirando hacia afuera

Uno de los objetivos más emocionantes de la ciencia exoplanetaria han sido las Super-Tierras. Estos planetas rocosos, con hasta diez veces la masa de la Tierra, no tienen paralelo en el Sistema Solar. Pero ahora se sabe que son bastante comunes en la Galaxia y, debido a que muchos son bastante grandes, podrían ser objetivos más fáciles para la observación detallada, que los planetas del tamaño de la Tierra.

Los primeros estudios de la Geología de las Super-Tierras , publicados hace unos diez años, examinaron cómo serían estos planetas si fueran simplemente versiones a escala de la Tierra. Pero el abrasador planeta 55 Cancri e, que apareció por primera vez en 2004, subrayó la idea de que las súper-Tierras podrían ser bastante diferentes. Las observaciones en 2011 revelaron que el planeta tenía aproximadamente el doble del radio de la Tierra 1 y un poco más de ocho veces su masa 2 , lo que arrojaba una densidad promedio sólo marginalmente más alta que la de la Tierra, y eso presentaba un enigma.

La instalación de energía pulsada Z se puede usar para investigar las composiciones de los exoplanetas. La máquina Z en el Laboratorio Nacional Sandia. Debido al extremadamente alto voltaje, el equipo de alimentación está sumergido en cámaras concéntricas de 2 megalitros (2.000 m³) de aceite para transformador y 2.3 megalitros (2.300 m³) de agua desionizada, que actúan como aislantes. A pesar de ello, el pulso electromagnético cuando se descarga la máquina provoca un impresionante relámpago, denominado “flashover”, que se puede ver alrededor de muchos de los objetos metálicos en la sala. Crédito de la imagen: Randy Montoya/Sandia National Laboratories.

Si 55 Cancri e tuviera un núcleo de hierro y un manto de silicato, como la Tierra, debería ser más masivo dado su tamaño. Un océano envuelto alrededor de todo el planeta reduciría la densidad de 55 Cancri a niveles parecidos a la Tierra. Pero el planeta está demasiado caliente para que el agua sobreviva por mucho tiempo; orbita tan cerca de su estrella anfitriona que la temperatura del día es de aproximadamente 2.500 kelvin.

Una explicación llegó en 2012, cuando Nikku Madhusudhan, Astrónomo de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, y sus colegas decidieron adoptar un nuevo enfoque. Investigaciones previas habían sugerido que la estrella anfitriona del planeta tiene un valor mucho más alto del cociente  Carbono- Oxígeno que el Sol. Las estrellas y sus planetas se construyen a partir del mismo disco giratorio de polvo y gas, por lo que parecía justo suponer que 55 Cancri e también sería rico en carbono. Cuando Madhusudhan dio cuenta de este carbono en su modelo del interior del planeta, produjo una coincidencia con la masa y el radio de ese mundo 3. “Fue una revelación”, dice Madhusudhan, ahora en la Universidad de Cambridge, Reino Unido. Y ese mundo sería realmente extraño. Madhusudhan sospecha que su corteza podría estar dominada por el grafito; dentro del planeta, la presión probablemente aplastaría grandes cantidades del elemento transformándolo en diamante. “Se vería bastante radical en comparación con lo que vemos en el Sistema Solar”, dice.

Un planeta hecho de diamantes encendería la imaginación, aunque la estrella anfitriona de 55 Cancri e podría no contener tanto carbono como se pensaba. Incluso si lo hiciera, los astrónomos advierten en contra de suponer que la composición de un planeta coincide con la de su estrella anfitriona. Seager señala que esta idea no sería muy útil para la variedad de planetas en el Sistema Solar. “En este punto, es una inferencia razonable, pero creo que es importante darse cuenta de que no está revestido de hierro”, dijo Gregory Laughlin, Astrónomo de Yale.

Construcción de exoplanetas

Los exogeólogos han adoptado esta incertidumbre y están haciendo todo lo posible para determinar cómo se forman y evolucionan los mundos distantes. Para ir de una lista de elementos iniciales a la geología, los científicos necesitan saber qué minerales se forman, cuándo se derriten y cómo cambia su densidad con la presión y la temperatura. Esos datos se pueden usar para simular cómo  se desarrolla un planeta a partir de una bola fundida e indiferenciada en una estructura estratificada, con minerales que se forman, y se hunden o flotan, a medida que el planeta se enfría. “Podemos construir un modelo mineralógico, digamos, de piel de cebolla, de cómo se vería el planeta inicialmente”, dice Wim van Westrenen, Geólogo de la Universidad Libre de Ámsterdam. Luego, dice, los investigadores pueden usar modelos numéricos para predecir cómo evolucionará ese planeta y si la migración de materiales será suficiente para impulsar la tectónica de placas.

Para recopilar información para alimentar estos modelos, los geólogos están comenzando a someter las rocas sintéticas a altas temperaturas y presiones para replicar las entrañas de un exoplaneta, como lo están haciendo Fei y sus colegas. Aunque el objetivo de estos experimentos es nuevo, el enfoque no lo es. Durante décadas, los petrólogos experimentales han construido instrumentos para simular las condiciones del interior de la Tierra, desde unos pocos centímetros debajo de la superficie hasta el núcleo de la Tierra. Muchos usan un dispositivo llamado una celda de yunque de diamante. Este aparato exprime materiales al juntar las puntas romas de dos gemas de diamantes de calidad . Mientras una muestra está bajo presión, al mismo tiempo, se puede usar un láser para calentarla

Grupos como el de Sang-Heon Dan Shim, un Físico en Minerales de la Universidad Estatal de Arizona, y sus colegas han utilizado este proceso para exprimir muestras ricas en carbono que podrían reflejar la composición de 55 Cancri e. El trabajo ha revelado 4 cómo los planetas dominados por compuestos que contienen Carbono llamados Carburos podrían transportar calor, y cómo podrían diferir de los planetas que, como la Tierra, están dominados por los Silicatos.

El Carbono no es el único elemento de interés. Unterborn apunta al Magnesio, el Silicio y el Hierro como “los tres grandes” que afectarán la estructura global de un planeta, influyendo en cómo fluye el calor en el manto y el tamaño relativo del núcleo del planeta, y la presencia de placas tectónicas y un campo magnético global , respectivamente. Las proporciones de estos elementos varían ampliamente en las estrellas. El Sol tiene un átomo de Magnesio por cada átomo de Silicio; en otras estrellas, esa relación varía de 0.5 a 2. La diferencia puede parecer pequeña, pero si las mismas proporciones están presentes en los planetas, podrían afectar drásticamente su geología.

La mayoría de los libros de texto argumentan que las rocas ricas en Magnesio serían más blandas que las que contienen altas concentraciones de silicio, tanto así, que caminar en un mundo rico en magnesio podría tener la sensación de caminar sobre el barro. El trabajo de Shim con celdas de yunque de diamante  en rocas con varias proporciones de Magnesio a Silicio sugiere que estos mundos también podrían poseer depósitos de magma más profundos que un planeta rico en Silicio y, como resultado, más volcanes catastróficos. Pero Shim señala que otros parámetros, como la concentración de agua en minerales, también deben tenerse en cuenta.

Alta presión

Con dos diamantes, Shim puede aplicar no más de 400 gigapascales de presión, un poco más alta que la presión en el núcleo de la Tierra. Para explorar los interiores de las Super-Tierras, ha recurrido al láser de rayos X más brillante del mundo: la fuente de luz coherente Linac en el laboratorio SLAC National Accelerator en Menlo Park, California. El instrumento puede generar ondas de choque dentro de la muestra, produciendo presiones de hasta 600 gigapascales, suficiente para simular los núcleos de planetas el doble de masivos que la Tierra.

Los geólogos también están utilizando otras grandes  instalaciones  para investigar posibles formulaciones de exoplanetas. La máquina Z puede alcanzar 1,000 gigapascales, la condición esperada dentro de los planetas casi tres veces la masa de la Tierra. Las instalaciones láser en Palaiseau, Francia , y Osaka, Japón , pueden alcanzar un rango similar. Y algunos investigadores han recurrido a la Instalación Nacional de Ignición en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California, que se utiliza para estudiar la fusión nuclear y puede someter muestras hasta 5.000 gigapascales, la presión del interior profundo de Júpiter. Estos experimentos todavía están en sus etapas preliminares, ya que los investigadores compiten por el tiempo en estas instalaciones y acumulan lentamente datos en una variedad de compuestos básicos.

Al final del día, los exogeólogos esperan encontrar la combinación correcta de elementos para construir exoplanetas con geologías similares a la Tierra. “Me gustaría identificar la zona compositiva de Goldilocks”, dice Wendy Panero, Geóloga de la Universidad Estatal de Ohio en Columbus. “¿Cuál es la ‘zona habitable’ no demasiado blanda, no demasiado rígida para la composición de rocas?”

La respuesta puede no ser clara. Incluso el conocimiento perfecto de la composición podría no contarle a los exogeólogos mucho sobre el estado de un planeta. La Tierra, por ejemplo, no registró tectónica de placas en su historia temprana, y no se espera que la tenga para siempre. Y su vecino Venus muestra cuán ampliamente puede divergir la evolución planetaria. La masa, el radio, la composición y la distancia del planeta respecto del Sol son similares a los de la Tierra. Pero la Tierra sostiene la vida, mientras que Venus, envuelta en una bruma de dióxido de carbono, está completamente muerta. Stephen Mojzsis, un Geólogo de la Universidad de Colorado en Boulder, sospecha que la pérdida de la tectónica de placas en la Tierra eventualmente hará que se parezca a su hermano supercaliente. “Es inevitable”, dice. “No estamos seguros de cuándo sucederá eso”. Por lo tanto, aunque la mayoría de los modelos de exoplanetas iniciales se centran en la composición, los exogeólogos deben incluir básicamente otros factores, tal como los miles de millones de años de evolución planetaria.

Algunos esperan que este trabajo ayude a los astrónomos a determinar a qué planetas atacar en la búsqueda de vida. Si los científicos conocen las condiciones necesarias para mantener un campo magnético durante miles de millones de años, o las proporciones de elementos necesarios para impulsar la convección en el manto, podrían aconsejar a sus colegas que escudriñen los mundos que cumplen esos criterios. Luego, los astrónomos podrían dirigir poderosos telescopios, como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, programado para su lanzamiento en 2019, hacia esos planetas para buscar en sus atmósferas posibles indicios de vida alienígena .

También podría ser posible detectar actividad geológica a distancia. Un pico transitorio en el azufre atmosférico, por ejemplo, podría ser una evidencia indirecta de la presencia de un volcán activo. Los cambios en la reflectividad a medida que un planeta gira pueden insinuar la presencia de continentes y océanos, lo que también podría sugerir actividad tectónica.

Ya se ha hablado de una posible detección de actividad volcánica: en 55 Cancri e. En 2016, Brice-Olivier Demory, un Astrónomo de la Universidad de Berna, y sus colegas publicaron 5 el primer mapa de calor del planeta, creado utilizando el Telescopio Espacial Infrarrojo Spitzer de la NASA. El planeta está bloqueado por mareas a su estrella, por lo que un hemisferio está eternamente bañado por la luz solar y el otro está oscuro. El planeta debería ser el más cercano a la estrella, pero Demory y sus colegas descubrieron que el punto más caliente parece estar compensado. Ellos postularon que la lava que fluye está llevando el calor (aunque trabajos más recientes 6 han argumentado que los vientos podrían ser responsables en su lugar).

Está claro que 55 Cancri e no es un lugar para la vida. Pero otros mundos pueden ser mucho más atractivos. A principios de este año, Unterborn completó un estudio 7 que analizó más de 1,000 estrellas similares al Sol. Utilizando sus composiciones, determinó que un tercio de esas estrellas podría albergar planetas cuya corteza era lo suficientemente densa como para hundirse en el manto, un proceso que podría permitir que las placas tectónicas prosperen durante miles de millones de años.

Aunque los investigadores están sólo en el comienzo de la exploración de la geología de los exoplanetas, Carlson observa que el estudio de estos mundos ya ha producido una serie de sorpresas, entre ellas la evidencia de planetas que parecen haber experimentado dramáticas migraciones desde sus órbitas originales 8 . Este descubrimiento causó que los astrónomos reconsideraran la evolución del Sistema Solar, y teorizaron que movimientos similares podrían haber ayudado a transportar materiales, como hielo de agua, a la Tierra. “No creo que los seres humanos sean tan imaginativos y creativos como la naturaleza”, dice Carlson. “Por lo tanto, comprender la diversidad de lo que hay allí nos abrirá los ojos a otras posibilidades. Y son esas otras posibilidades las que nos ayudarán a comprender mejor nuestra situación “.

Referencias

  1. 1.

    Endl, M. y col. Astrophys. J. 759 , 19 (2012). Artículo. CAS.

  2. 2.

    Gillon, M. y col. Astron. Astrophys. 539 , A28 (2012). Artículo.

  3. 3.

    Madhusudhan, N., Lee, KKM y Mousis, O. Astrophys. J. 759 , L40 (2012). Artículo. CAS.

  4. 4.

    Nisr, C. y col. J. Geophys. Res. Planetas 122 , 124-133 (2017). Artículo. CAS.

  5. 5.

    Demory, B.-O. et al. Nature 532 , 207-209 (2016). PubMed. Artículo. CAS

  6. 6.

    Angelo, I. y Hu, R. Astron. J. 154 , 232 (2017). Artículo

  7. 7.

    Unterborn, CT y col . Preprint disponible en https://arxiv.org/abs/1706.10282 (2017).

  8. 8.

    Triaud, A. Nature 537 , 596-597 (2016). PubMed. Artículo. CAS.

Descargar referencias

Fuente del artículo: Nature.  Artículo original:”The labs that forge distant planets here on Earth”. Shannon Hall. Dec. 06, 2017.

Material relacionado:

El lector encontrará toda la información sobre las condiciones de habitabilidad de las Super Tierras, los procesos geodinámicos necesarios, la Tectónica de placas,los núcleos planetarios en relación a la producción de campos electromagnéticos, y la Física de Altas presiones, en el apartado “Material relacionado” del artículo:

Voyager 1 enciende los propulsores después de 37 años de estar inactivos.

Representación artística de una de las naves gemelas Voyager (Viajero) de la NASA. Las naves espaciales más lejanas y de más larga vida de la humanidad, celebraron los 40 años de viaje espacial en Agosto y Septiembre de 2017. El equipo de las Voyagers puede usar un conjunto de cuatro propulsores de respaldo, inactivos desde 1980. Están ubicados en la parte posterior de la nave espacial en esta orientación. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Si tratas de encender un automóvil que ha estado en un garaje durante décadas,  no esperarías  que el motor responda. Pero, un conjunto de propulsores a bordo de la nave espacial Voyager 1 (Viajero 1) se disparó con éxito el Miércoles 29 de Noviembre después de 37 años sin uso.

El  Voyager 1, la nave espacial más lejana y rápida de la NASA, es el único objeto hecho por el hombre, en el espacio interestelar, el ambiente entre las estrellas. La nave espacial, que ha estado volando durante 40 años, se basa para orientarse  en pequeños dispositivos llamados impulsores a fin de poder comunicarse con la Tierra. Estos propulsores disparan  diminutos pulsos, o “soplos”, que duran apenas milisegundos, para girar sutilmente la nave espacial de modo que su antena apunte hacia nuestro planeta. Ahora, el equipo de las Voyagers puede usar un conjunto de cuatro propulsores de respaldo, inactivos desde 1980.

“Con estos propulsores que siguen funcionando después de 37 años sin haber sido usados, podremos extender la vida útil de la nave espacial Voyager 1 en dos o tres años”, dijo Suzanne Dodd, gerente de proyecto de los Voyagers en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.

Desde el  2014, los ingenieros han notado que los propulsores que el Voyager 1 ha estado utilizando para orientar la nave espacial, llamados “impulsores de control de actitud”, se han estado degradando. Con el tiempo, los propulsores requieren más bocanadas para emitir la misma cantidad de energía. A 13 mil millones de millas (20.800 millones de kilómetros) de la Tierra, no hay un taller mecánico cerca para hacer una puesta a punto.

El equipo de las naves Voyager reunió a un grupo de expertos en propulsión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, para estudiar el problema. Chris Jones, Robert Shotwell, Carl Guernsey y Todd Barber analizaron las opciones y predijeron cómo respondería la nave en diferentes escenarios. Acordaron una solución inusual: intentar hacer el trabajo de orientación de la nave con un conjunto de propulsores que habían estado dormidos durante 37 años.

“El equipo de vuelo de los  Voyager desenterró datos de hace décadas y examinó el software que estaba codificado en un lenguaje ensamblador obsoleto, para garantizar que pudiéramos probar los propulsores de forma segura”, dijo Jones, Ingeniero Jefe del JPL.

En los primeros días de la misión, el Voyager 1 voló por Júpiter, Saturno y las lunas importantes de cada uno. Para volar con precisión y apuntar los instrumentos de la nave a una mezcla heterogénea de objetivos, los ingenieros utilizaron, para la “maniobra de corrección de trayectoria” o TCM, propulsores idénticos en tamaño y funcionalidad a los impulsores de control de actitud, y ubicados en la parte posterior de la nave espacial. . Pero debido a que el último encuentro planetario del Voyager 1 fue con Saturno, el equipo de la misión Voyager no necesitó usar los propulsores TCM desde el 8 de Noviembre de 1980. En aquel entonces, los propulsores para la TCM se usaban en un modo de disparo más continuo; nunca habían sido utilizados en los breves estallidos necesarios para orientar la nave espacial.

Todos los propulsores de los Voyagers fueron desarrollados por Aerojet Rocketdyne. El mismo tipo de propulsor, llamado MR-103, voló también en otras naves espaciales de la NASA , como Cassini y Dawn.

El Martes 28 de noviembre de 2017, los ingenieros de la misión Voyager dispararon los cuatro propulsores para la TCM por primera vez en 37 años y probaron su capacidad para orientar la nave espacial con pulsos de 10 milisegundos. El equipo esperó ansiosamente mientras los resultados de la prueba viajaban por el espacio, tomando 19 horas y 35 minutos para llegar a una antena en Goldstone, California, que forma parte de la Red de Espacio Profundo de la NASA.

Entonces, el Miércoles 29 de Noviembre, supieron que los propulsores TCM funcionaban perfectamente, y tan bien como los impulsores de control de actitud.

“El equipo Voyager se emociona cada vez más con cada hito en las pruebas de propulsión. El estado de ánimo fue de alivio, alegría e incredulidad después de ser testigos de cómo estos propulsores bien descansados, enciendieron como si no hubiese pasado el tiempo”, dijo Barber. , un ingeniero de propulsión del JPL.

El plan futuro es cambiar a los propulsores TCM en Enero. Para hacer el cambio, hay que encender un calentador por cada impulsor, lo que requiere potencia, un recurso limitado para una nave tan envejecida. Cuando ya no haya suficiente potencia para operar los calentadores, el equipo volverá a los impulsores de control de actitud.

La prueba del propulsor fue tan buena que es probable que el equipo haga una prueba similar en los propulsores para las TCM del Voyager 2, la nave espacial gemela del Voyager 1. Los propulsores de control de actitud que se usan actualmente en el Voyager 2 aún no están tan degradados como los del Voyager 1.

Voyager 2 también está en camino de ingresar al espacio interestelar, probablemente en los próximos años.

La nave espacial Voyager fue construida por  el  JPL, que continúa operando a ambas. JPL es una división de Caltech en Pasadena. Las misiones Voyager son parte del Observatorio del Sistema de Heliofísica de la NASA, patrocinado por la División de Heliofísica de la Dirección de Misión Científica en Washington. Para obtener más información sobre las naves espaciales Voyager, visite:

https://www.nasa.gov/voyager

https://voyager.jpl.nasa.gov

Fuente del artículo: NASA/JPLCalthec.

Artículo original: “Voyager 1 Fires Up Thrusters After 37 Years“. Elizabeth Landau.  Dec. 1, 2017.

Material relacionado:

El lector puede encontrar toda la información sobre las naves Voyagers (Viajeros) y la Red de Espacio Profundo de la NASA, ya sean sitios, artículos, libros, documentales y también videos de conferencias y charlas públicas, en el apartado “Material relacionado” del artículo:

Museos en la Noche: ‘El último cielo’, de Planetario de Montevideo

MUSEOS EN LA NOCHE
Viernes 8 de Diciembre, de 19:30 a 23:30 hs
EL ÚLTIMO CIELO
Entrada libre y gratuita

El Planetario de Montevideo se abocará durante el 2018 a una histórica modificación: instalará un sistema de proyección digital de última generación, que brindará a Uruguay la posibilidad de tener el Universo al alcance de un click. Por tanto, durante todo el año próximo, nuestro Planetario estará en obras, y aunque realizaremos actividades alternativas en diversos barrios de nuestra ciudad, no podremos recibir al público en nuestra casa.

Venga a ser testigo de las últimas funciones con el proyector SPITZ, el histórico planetario que en 1955 transformó a Montevideo en la primera ciudad iberoamericana en poseer uno, y que es hoy el más antiguo del mundo en funcionamiento. Sea partícipe de EL ÚLTIMO CIELO.


Si el cielo lo permite, el Planetario y la Asociación de Aficionados a la Astronomía pondrán telescopios a disposición del público para poder realizar observaciones con ellos. Esta actividad se suspende por cielo cubierto.

Historia de la Astronomía: Federico Weiss, el Ingeniero que construyó la Estación Astrofísica de Bosque Alegre

Sobre la construcción de la Estación Astrofísica de Bosque Alegre

A la izquierda: El Ing. Federico Francisco Weiss en 1931 (Archivo OAC, dig. e ident. S. Paolantonio).
 A la derecha: La cúpula terminada y recubierta. Se colocaron las aberturas y se taparon los orificios que habían dejado los andamios. Fotografía tomada el 26 de Marzo de 1931 por Robert Winter, fotógrafo del Observatorio Nacional Argentino (Archivo OAC, interpretación y dig. S. Paolantonio).

Presentamos el resumen introductorio del trabajo, por su autor:

A fines de 1928 se promulgó un decreto presidencial autorizando una partida para la edificación del albergue del gran telescopio de la hoy Estación Astrofísica de Bosque Alegre. Las tareas debían realizarse por administración, bajo la responsabilidad de la Dirección General de Arquitectura de la Nación, Zona IV, que estaba a cargo de Federico Francisco Weiss. El ingeniero Weiss planificó y realizó la dirección técnica de la obra, y se convirtió en una persona clave para llevar a feliz término las complejas tareas, a pesar de los escasos recursos económicos, materiales y de personal con que se contaron. Amante de las ciencias, se destacó por ir más allá de las responsabilidades de su puesto, es uno más de los “olvidados” que contribuyeron notablemente a la ciencia nacional. Se describen y muestran imágenes inéditas de las primeras construcciones realizadas en Bosque Alegre.

El Prof. Ing. Santiago Paoloantonio del Museo del Observatorio Astronómico de Córdoba, MOA, Universidad Nacional de Córdoba, nos hizo llegar este trabajo original de investigación, de su autoría, sobre “Federico Weiss, el Ingeniero de “Bosque Alegre.

Por la riqueza de la información que contiene, la forma amena de la presentación, las referencias bibliográficas y la originalidad del trabajo, lo ponemos a disposición de nuestros lectores.

El trabajo acaba de publicarse en el calificado sitio:”Historia de la Astronmía, en Argentina y Latinoamérica” cuyos editores son Santiago Paolantonio y Edgardo Ronald  Minniti Morgan, ambos del MOA.

Cita: Paolantonio, S. (2017). Federico Weiss, el Ingeniero de “Bosque Alegre”. Disponible en https://historiadelaastronomia.wordpress.com/documentos/weiss/. Recuperado el 6 de Diciembre de 2017.

Las Estrellas Enanas Rojas y los exoplanetas que las orbitan

Representación  artística de una enana roja o estrella tipo M, con tres exoplanetas en órbita. Alrededor del 75 por ciento de todas las estrellas en el cielo son las más pequeñas y más frías enanas rojas. Crédito: NASA.

Es tentador buscar planetas habitables alrededor de estrellas enanas rojas, que emiten con menor intesidad de luz y, por lo tanto, son menos cegadoras. Pero, ¿es inteligente?

Esa pregunta ha estado cerca de la parte superior de la lista para muchos científicos dedicados a los exoplanetas, especialmente aquellos involucrados en la búsqueda de mundos habitables.

Las enanas rojas son abundantes (alrededor de tres cuartas partes de todas las estrellas) y los planetas que las orbitan son más fáciles de observar porque las estrellas son tan pequeñas en comparación con nuestro Sol, por lo que un planeta del tamaño de la Tierra bloquea una mayor fracción de luz estelar. Debido a que los planetas que orbitan estrellas  enanas rojas están mucho más cerca de sus estrellas anfitrionas, la geometría de observación favorece la detección de más tránsitos.

Un objetivo potencialmente rico, pero con algunos inconvenientes que se han comprendido mejor en los últimos años. No sólo la mayoría de los planetas que orbitan alrededor de estas estrellas enanas rojas están acoplados por el efecto de las mareas gravitatorias, con un lado siempre de cara a la estrella y el otro en la oscuridad, sino que también  la historia de la vida de los enanas rojas es problemática. Comienzan con poderosas fulguraciones que muchos científicos dicen que esterilizarían para siempre a los planetas cercanos.

Además, se teoriza que son propensos a perder cualquier remanente de agua que posean, incluso si las fulguraciones  estelares no logran  hacerlo. Originalmente, se pensó que esto sucedería debido a un “efecto invernadero desbocado”, donde un planeta  calentado por la luz de su estrella,  evaporaría suficiente agua de sus océanos para crear una gruesa capa de vapor de H2O a grandes altitudes, que bloquearía el escape de radiación, llevando a un mayor calentamiento y la eventual pérdida de toda el agua del planeta.

El calcinante efecto invernadero provocado por el CO 2  de un planeta como Venus puede ser el resultado de eso. Más tarde se descubrió que en muchos planetas, otro mecanismo llamado “efecto invernadero húmedo” podría crear una manta gruesa similar de vapor de agua a grandes altitudes mucho antes de que el planeta llegase al escenario del efecto invernadero desbocado.

Finalmente, ahora ha llegado una mejor noticia sobre los exoplanetas que orbitan estrellas  enanas rojas. Utilizando modelos tridimensionales que caracterizan las atmósferas, que pueden dar cuenta de las condiciones entorno a un punto permitiendo moverse hacia atrás, hacia adelante y hacia los lados, los investigadores encontraron condiciones atmosféricas bastante diferentes de las predichas por los modelos 1-D que capturan cambios que van sólo desde la superficie hacia arriba.

  • En un trabajo de investigación se descubrió que al usar algunas observaciones y cálculos bastante simples, los científicos podían determinar la probabilidad de que en el planeta se desatase o no, un efecto invernadero húmedo. 

  • En otro trabajo se descubrió que estos exoplanetas que orbitan estrellas enanas rojas podrían tener atmósferas que siempre están muy nubladas, pero aún podrían tener temperaturas superficiales moderadas.

  • Los nuevos estudios también amplían el tamaño de las zonas habitables en las que los exoplanetas podrían estar orbitando alrededor de una enana roja u otra estrella “fría”, lo que hace que muchos de ellos sean potencialmente habitables.

 

Las regiones de color verde son las zonas habitables que rodean los diferentes tipos de estrellas. Esto se refiere a la región donde el agua en un planeta podría permanecer líquida al menos una parte del tiempo. No significa que los planetas en la zona sean necesariamente habitables. Crédito: NASA.

“Esta es una buena noticia para aquellos de nosotros que esperamos encontrar planetas habitables”, dijo Anthony Del Genio, científico investigador del Instituto Goddard para Estudios Espaciales (GISS) de la NASA en Nueva York, y coautor de un nuevo artículo en The Astrophysical Journal.

“Estos estudios muestran que un rango más amplio de planetas de lo que pensábamos podrían tener climas estables . Esto es una ampliación del ancho de la zona habitable al mostrar que podemos acercarnos a una estrella y todavía tenemos un planeta potencialmente habitable “.

Yuka Fujii, autora del artículo del Astrophysical Journal, se especializa en caracterización de exoplanetas, atmósferas planetarias, formación de planetas y problemas de origen de la vida. Crédito: Nerissa Escanlar.

En un comunicado de la NASA, la autora principal del artículo, Yuka Fujii, dijo lo siguiente: “Utilizando un modelo que simula de forma más realista las condiciones atmosféricas, descubrimos un nuevo proceso que controla la habitabilidad de los exoplanetas y nos guía en la identificación de candidatos para estudios posteriores“. Fujii estuvo anteriormente en GISS/NASA y ahora es profesora asociada de proyectos en el Earth-Life Science Institute en Tokio.

Dado que el tiempo de telescopio disponible para los exoplanetas será bastante limitado en observatorios como el futuro Telescopio Espacial James Webb, que tiene muchas tareas astronómicas por realizar, los exoplanetas del tamaño de la Tierra alrededor de estrellas enanas rojas parecen ser el objetivo más factible para observar, desde el punto de vista tecnológico.

Los científicos tienen que observar planetas del tamaño de la Tierra durante mucho tiempo y durante muchos tránsitos en frente de la estrella anfitriona para obtener una señal lo suficientemente buena para poder ser analizada e interpretada.  Dada esta situación, será imposible observar todos, o incluso muchos, de los planetas candidatos del tamaño de la Tierra descubiertos hasta ahora o que serán descubiertos. Es necesario tomar decisiones difíciles.

  • Lo que el grupo encontró utilizando sus modelos 3-D es que, a diferencia de las predicciones de los modelos 1-D, este efecto invernadero húmedo no se establece inmediatamente para una luminosidad particular de la estrella. Por el contrario, ocurre más gradualmente a medida que la estrella se vuelve más brillante.

Ese hecho, dijo Del Genio, hace que los hallazgos de los nuevos estudios de modelado 3D también sean importantes porque pueden ayudar a los observadores a determinar cuáles de los  pequeños exoplanetas rocosos podrían ser más prometedores en términos de habitabilidad.

Lo hacen mediante la identificación, y luego la eliminación, de exoplanetas que se han sometido a lo que se denomina una transformación de “efecto invernadero húmedo”.

Anthony Del Genio, líder del equipo de GISS utilizando modelos de clima de la Tierra de vanguardia para comprender mejor las condiciones de los exoplanetas.

Un efecto invernadero húmedo ocurre cuando un exoplaneta que posee agua, orbita demasiado cerca de su estrella anfitriona. La luz de la estrella calentará los océanos hasta que comiencen a evaporarse y se pierdan en el espacio.

Esto sucede cuando el vapor de agua asciende a una capa en la atmósfera superior llamada estratósfera y se rompe en sus componentes elementales (hidrógeno y oxígeno) por la luz ultravioleta de la estrella.
Los átomos de hidrógeno extremadamente ligeros pueden escapar al espacio. Se dice que los planetas en el proceso de perder sus océanos de esta manera han entrado en un estado de “efecto invernadero húmedo” debido a sus estratósferas húmedas.

  • Lo que el grupo encontró utilizando sus modelos 3-D es que, a diferencia del efecto invernadero desbocado, este efecto invernadero húmedo no se establece inmediatamente en un umbral de temperatura particular. Por el contrario, ocurre de manera más gradual, incluso durante eones.

Llegaron a esta conclusión porque el calentamiento de la atmósfera superior resultó ser una función de la radiación infrarroja procedente de las estrellas y no de la actividad convectiva turbulenta (como en las tormentas masivas) de la superficie, como se creía anteriormente.

La radiación infrarroja (que se encuentra en longitudes de onda ligeramente más largas que las correspondientes al área de longitud de onda visible del espectro) calentará el planeta y causará que el agua  presente, eventualmente se evaporare.

Esta es una representación de cómo se vería la distribución del hielo marino en un mundo oceánico acoplado a su estrella  (rotación capturada) por mareas gravitatorias. La estrella estaría a la derecha, azul es donde hay océano abierto, y blanco es donde hay hielo marino. (NASA / GISS / Anthony Del Genio).

Este artículo viene de la mano de uno relacionado en la edición de Agosto del “The Astrophysical Journal”.

  • Ravi Kopparapu, científico investigador de Goddard de la NASA y Eric Wolf de la Universidad de Colorado, llegaron a una conclusión similar sobre las superficies de los  exoplanetas que orbitan enanas rojas. Como escribieron en su resumen, el modelado “implica que algunos planetas alrededor de estrellas de baja masa (enanas rojas) pueden sufrir  pérdida de agua y simultáneamente permanecer habitables”.

  • También informaron que el modelado en 3-D del modelo de circulación general mostró que los escenarios de efecto invernadero húmedo alrededor de las enanas rojas se llevan a cabo  lentamente y  a temperaturas relativamente bajas. Como resultado, los océanos podrían permanecer durante mucho tiempo, incluso miles de millones de años, a medida que se evaporasen lentamente.

Ambos grupos usan modelos de circulación general (GCM), aunque diferentes. Los GCM son un tipo avanzado de modelo climático que analiza los patrones generales de circulación de las atmósferas planetarias y los océanos. Inicialmente fueron diseñados para modelar los patrones climáticos de la Tierra, pero ahora también se usan para los exoplanetas.

La teoría original del escenario del efecto  invernadero húmedo fue propuesta en la década de 1980 por James Kasting, de la Universidad Estatal de Pensilvania, quien también realizó muchos trabajos originales sobre el concepto de zona habitable y ayudó a popularizar el concepto. Tanto el efecto  invernadero desbocado como el efecto  invernadero húmedo se han convertido en factores importantes en el estudio de los exoplanetas.

Fuente del artículo: Astrobilogy at NASA.  Artículo original: “Red Dwarf Stars and the Planets Around Them“, Marc Kaufman. Astrobiology. Nov. 15, 2017.

Material relacionado:

Las enanas rojas en la Vía Láctea son en su gran mayoría  estrellas simples, es decir no pertenecen a sistemas múltiples de estrellas, lo cual favorece la existencia de exoplanetas orbitando entorno a ellas (los discos protoplanetarios entorno a un sistema formado por más de una estrella son muy inestables, llevando en general a la disrupción de los mismos):

Ese mismo estudio también concluye que las enanas rojas son las estrellas más abundantes de nuestra galaxia:

Un equipo de la Universidad de Yale Liderado por el investigador Pieter van Dokkum  ha observado enanas rojas no en nuestra galaxia, sino en ocho galaxias elípticas relativamente cercanas, ubicadas entre 50 y 300 millones de años luz de distancia. Lo que descubrieron es que hay unas veinte veces más enanas rojas en estas galaxias elípticas que en la Vía Láctea:

Aunque ninguna es visible a simple vista, las enanas rojas constituyen más de la mitad de las 140 estrellas conocidas dentro de los 20 años luz del Sol y albergan dos tercios de los exoplanetas conocidos en esa región. Vea el gráfico de estas estrellas en nuestra vecindad en el artículo:

Sobre la abundancia de exoplanetas rocosos a partir de los datos recabados por la misión Kepler:

Sobre la posible abundancia de agua en los planetas que orbitan estrellas enanas:

Otros artículos (en Español):

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Observe la Super Luna de este fin de semana

La Luna Llena del 3 de Diciembre será la primera, última y única Super Luna del 2017. ¿Qué significa eso? ¿ Cómo verla en línea?

 

Eliot Herman en Tucson, Arizona comparó el tamaño aparente de la luna llena más pequeña de 2017 en Junio con la super luna de Noviembre de 2016. Ambas imágenes fueron capturadas con un telescopio Questar y una cámara Nikon D800. Las imágenes se combinaron con Photoshop. Crédito: Eliot Herman/EarthSky.

La Luna Llena ocurre en el mismo instante en todo el mundo el 3 de Diciembre de 2017 a las 15:47 UTC; traducir UTC a su zona horaria . Será la primera, última y única Super Luna del 2017. En otras palabras, esta Luna Llena estará cerca del perigeo, el punto más cercano de la Luna en órbita para este mes. Es posible que su ojo no detecte la diferencia de tamaño entre la Super Luna del 3 de Diciembre y la Luna Llena común (aunque los observadores experimentados dicen que pueden detectar una diferencia de tamaño). Pero la Super Luna es sustancialmente más brillante que una Luna Llena ordinaria.

En cada Luna Llena,  la Luna y el Sol se encuentran en lados opuestos respecto de la Tierra. La Luna se elevará por oriente mientras el Sol se pondrá por occidente, ascienderá a su punto más alto en el cielo en el medio de la noche y se pondrá por occidente al amanecer. ¿y si el cielo estuviese nublado el 3 de Diciembre? El Proyecto del Telescopio Virtual en Roma ofrece una visualización en línea de la Superluna .

  • La Super Luna de Diciembre de 2017 será la primera de tres Supe Lunas en sucesión. Las dos Lunas Llenas en Enero de 2018, el 2 y el 31 de Enero, también cuentan como Super Lunas.

Algunas personas llamarán a la Luna Llena el 31 de Enero una Luna Azul porque será la segunda de dos Lunas Llenas en un mes calendario.

 

Imagen superior: Super Luna de Noviembre de 2016 y un amigo. Crédito:  Roxana Soetebeer en Woodstock, New Brunswick, Canadá.

Esta noche, 3 de Diciembre de 2017, la Luna Llena es lo que en el hemisferio norte llamamos Luna fría, Luna antes de Yule o Luna de larga noche. También es la única y completa Super Luna del año . En otras palabras, se acerca lo suficiente a la Tierra (222,443 millas o 357,987 km) para disfrutar del estado de la Super Luna. El astrólogo Richard Nolle, a quien se le atribuye haber acuñado el término, define una superluna como:

… una Luna Nueva o Llena que ocurre con la Luna en o cerca (dentro del 90% de) su aproximación más cercana a la Tierra en una órbita determinada.

Según esa definición, eso significa que cualquier Luna Nueva o Luna Llena que se acerque a 362,000 km de la Tierra en el 2017 cuenta como una Super Luna.

El Proyecto del Telescopio Virtual en Roma, Italia, ofrecerá una visualización en línea de la Super Luna del 3 de Diciembre de 2017, ya que se eleva por encima de los monumentos legendarios de Roma, con comentarios de audio del astrofísico Gianluca MasiHaga clic aquí para unirse al espectáculo. El espectáculo comienza el 3 de Diciembre de 2017 a las 16:00 UTC; traducir UTC a su zona horaria . Crédito de la imagen: Virtual Telescope.

 

Super Luna, captada el 10 de Agosto de 2014, sobre las torres solares en el Observatorio del Teide (OT) y aficionados. Fotografía tomada a unos 3 km del OT con un telescopio de focal equivalente a 800mm y cámara Canon 6D. Crédito: Daniel López / Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

Este mes, la Luna Llena y el perigeo lunar -el punto más cercano a la Tierra en su órbita- se encuentran a menos de un día de diferencia. La Luna Llena llega el 3 de Diciembre a las 15:47, hora universal (UTC), y el perigeo lunar  lo alcanza el 4 de Diciembre a las 8:42 UTC.

Distancia Tierra – Luna Llena ( 3 de Diciembre de 2017 a las 15:47 UTC):   357,987 km.
Distancia Tierra –  perigeo lunar (4 de Diciembre de 2017 a las 8:42 UTC): 357,492 km.

 

Apogeo y Perigeo de la órbita lunar. Crédito: NASA.

Esto está en gran contraste con la Luna Llena más lejana y más pequeña del año, que tuvo lugar el 9 de Junio de 2017 , que se alineó estrechamente con el apogeo lunar : el punto más lejano de la Luna en su órbita mensual. La Luna Llena de Junio de 2017 se encontraba a 252,443 millas (406,268 km) de distancia, o cerca de 30,000 millas (aprox. 50,000 km) más lejos que la Luna Llena de Diciembre de 2017.

Distancia Tierra –  Luna Llena ( 9 de Junio de 2017 a las 13:10 UTC ):   406,268 km.
Distancia Tierra – apogeo lunar ( 8 de Junio de 2017 a las 22:21 UTC): 406,401 km.

La Super Luna de Diciembre de 2017 presenta la primera de las tres Super Lunas en sucesión. Las dos lunas llenas en Enero de 2018, el 2 y el 31 de Enero, también serán Super Lunas. Como suele ser el caso, la segunda de estas tres Super Lunas  coincide más estrechamente con el perigeo lunar, que muestra la Super Luna más cercana y más grande en esta serie de tres.

Distancia Tierra – Luna Llena ( 3 de Diciembre de 2017 a las 15:47 UTC):    357,987 km.
Distancia Tierra –  perigeo lunar (4 de Diciembre de 2017 a las 8:42 UTC): 357,492 km.

Distancia Tierra – Luna Llena (2 de Enero de 2017  a 2:24 UTC):            356,846 km.
Distancia Tierra – perigeo lunar(1 de Enero de 2017 a las 21:54 UTC): 356,565 km.

Distancia Tierra – Luna Llena (31 de  Enero  a las 13:27 UTC): 360,199 km.
Distancia Tierra – perigeo lunar (30 de  Enero a las 9:54 UTC): 358,995 km.

Algunas personas llamarán a la Luna Llena del 31 de Enero una Luna Azul porque es la segunda de dos Lunas Llenas en un mes calendario. Además, esta Super Luna tendrá también un eclipse total de la Luna .

Podemos esperar que cada Super Luna Llena en esta sucesión de tres partes se repita después de 14 meses lunares (14 vueltas a la Luna Llena). Por cierto, 14 meses lunares representan un período de tiempo de aproximadamente 1 año, 1 mes y 18 días. En 2019, la segunda de las tres Super Lunas Llenas exhibirá la Super Luna más cercana y más grande de la serie:

Super Lunas en 2019:

Distancia Tierra – Luna Llena ( 21 de Enero de 2019): 357,715 km.
Distancia Tierra – Luna Llena (19 de Febrero de 2019 ): 356,846 km.
DistanciaTierra Luna Llena ( 21 de Marzo de 2019): 360,772 km.

Leer más: Super Blue Moon eclipse el 31 de enero

Resumiendo: la Luna Llena del 3 de Diciembre de 2017 es la única Super Luna de 2017. Las dos Lunas Llenas en Enero de 2018, el 2 y el 31 de Enero, también serán Super Lunas.

Fuente del artículo: EarthSky.org.  Artículos originales: “Watch for this weekend’s supermoon” y “ Full supermoon on December 3“. Deborah Byrd, BruceMcClure. Dec. 1, 2017.

Material relacionado:

 

El lector econtrará más explicaciones sobre las Super Lunas en los siguientes artículos mientras que en el apartado “Material relacionado” del segundo artículo encontrará además los links  a otros artículos, sitios, libros de observación y fotografía lunar, videos, etc.:

El lector puede ver una colección de fotografías de la Super Luna de Noviembre de 2016 en el siguiente artículo:

Sobre el Eclipse Total de Luna del 31 de Enero de 2018:

Videos:

 

MUSE penetra en zonas inexploradas del Campo Ultraprofundo del Hubble

Completado el sondeo espectroscópico más profundo hecho hasta el momento

Esta imagen a color muestra la región del Campo Ultra Profundo de Hubble, una región pequeña pero muy estudiada en la constelación de Fornax, como se observó con el instrumento MUSE en el Very Large Telescope de ESO. Pero esta imagen solo ofrece una visión muy parcial de la riqueza de los datos de MUSE, que también proporcionan un espectro para cada píxel de la imagen. Este conjunto de datos ha permitido a los astrónomos no solo medir distancias para muchas más de estas galaxias que antes, un total de 1600, sino también descubrir mucho más sobre cada una de ellas. Sorprendentemente, se encontraron 72 nuevas galaxias que habían eludido las imágenes profundas con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA. Crédito: Colaboración ESO / MUSE HUDF. Ver video.

Utilizando el instrumento MUSE, instalado en el telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO, en Chile, un equipo de astrónomos ha llevado a cabo el sondeo espectroscópico más profundo hecho hasta el momento. Se han centrado en el Campo Ultraprofundo del Hubble (HUDF, Hubble Ultra Deep Field), midiendo distancias y propiedades de 1600 galaxias muy débiles, incluyendo 72 galaxias que nunca habían sido detectadas con anterioridad, ni siquiera por el Hubble. Este revolucionario conjunto de datos ya ha dado lugar a diez artículos científicos que se publican en un número especial de la revista Astronomy & Astrophysics. Los astrónomos han obtenido información sobre la formación de estrellas en el universo temprano y han podido estudiar los movimientos y otras propiedades de las galaxias tempranas, algo posible gracias a las exclusivas capacidades espectroscópicas de MUSE.

El equipo del sondeo MUSE HUDF, dirigido por Roland Bacon, de la Universidad de Lyon (CRAL, CNRS, Francia) utilizo el instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) para observar el Campo Ultraprofundo del Hubble (heic0406), una zona muy estudiada de la constelación meridional de Fornax (el horno). Como resultado obtuvieron las observaciones espectroscópicas más profundas jamás llevadas a cabo; se midió la precisa información espectroscópica de 1600 galaxias, diez veces más galaxias de las que se han estudiado en este campo con datos cuidadosamente obtenidos durante la última década por telescopios terrestres.

Las imágenes originales del HUDF, publicadas en 2004, fueron pioneras en el campo de las observaciones de campo profundo con el Telescopio Hubble de NASA/ESA. Alcanzaron una profundidad nunca lograda antes y revelaron una colección de galaxias que se remontaba a menos de mil millones de años después del Big Bang. Posteriormente, el área fue observada numerosas veces por Hubble y otros telescopios, dando como resultado la imagen más profunda del universo hasta la fecha [1]. Ahora, a pesar de la profundidad de las observaciones de Hubble, MUSE h revelado la existencia (entre otras cosas) de 72 galaxias nunca vistas antes en esta pequeña zona del cielo.

Roland Bacon lo explica: “MUSE puede hacer algo que Hubble no puede: divide la luz de cada punto de la imagen en los colores que la componen para crear un espectro. Esto nos permite medir la distancia, los colores y otras propiedades de todas las galaxias que podemos ver, incluso algunas que son invisibles al propio Hubble”.

Los datos de MUSE ofrecen una nueva visión de galaxias tenues muy distantes, vistas cerca del principio del universo hace unos 13000 millones de años. Ha detectado galaxias cien veces más débiles que en anteriores sondeos, añadiéndolas a este rico campo ya observado y profundizando en nuestra comprensión de las galaxias a través del tiempo.

El sondeo saca a la luz a 72 candidatas a galaxias conocidas como emisoras en Lyman-alfa que brillan solo con luz Lyman-alfa [2]. La actual comprensión de la formación estelar no puede dar una explicación completa sobre la existencia de estas galaxias, que sólo parecen brillar intensamente en este color. Gracias a que MUSE dispersa la luz en los colores que la componen, estos objetos se hacen evidentes, pero siguen siendo invisibles en imágenes directas profundas como las del Hubble.

“MUSE tiene la capacidad única de extraer información de algunas de las primeras galaxias del universo, incluso en una parte del cielo que ya está muy bien estudiada”, explica Jarle Brinchmann (Universidad de Leiden, Países Bajos, e Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio del CAUP en Oporto, Portugal), autor principal de uno de los artículos que describen los resultados de este sondeo. “Aprendemos cosas sobre estas galaxias que sólo es posible aprender con espectroscopia, como movimientos internos y contenidos químicos. Y lo hacemos, no galaxia por galaxia, ¡sino para todas las galaxias a la vez!”.

Otro hallazgo importante de este estudio fue la detección sistemática de halos luminosos de hidrógeno alrededor de galaxias en el universo temprano, dando a los astrónomos una forma nueva y prometedora de estudiar cómo fluye el material dentro y fuera de las primeras galaxias.

Una serie de artículos científicos explora muchas otras potenciales aplicaciones de este conjunto de datos, con trabajos que incluyen estudiar el papel de las galaxias débiles durante la reionización cósmica (que comenzó tan solo 380 000 años después del Big Bang), la tasa de fusión de galaxias cuando el universo era joven, los vientos galácticos, la formación estelar, así como el mapeo de los movimientos de las estrellas en el universo temprano.

“Cabe destacar que estos datos fueron todos tomados sin el uso de la reciente actualización de la instalación de óptica adaptativa (AOF, Adaptive Optics Facility) de MUSE. La activación del AOF tras una década de intenso trabajo por parte de los astrónomos e ingenieros de ESO promete datos aún más revolucionarios en el futuro”, concluye Roland Bacon [3].

Notas

[1] El Campo Ultraprofundo de Hubble es una de las zonas más ampliamente estudiadas del espacio. Hasta la fecha, trece instrumentos de ocho telescopios, incluyendo ALMA, del que ESO es socio (eso1633), han observado este campo, desde los  rayos X hasta las longitudes de onda de radio.

[2] Los electrones de carga negativa que orbitan el núcleo cargado positivamente de un átomo han cuantizado sus niveles de energía. Es decir, sólo puede existir en estados de energía específicos, y sólo pueden tener transiciones entre estos al ganar o perder cantidades precisas de energía. La radiación Lyman-alfa se produce cuando los electrones de los átomos de hidrógeno caen del segundo nivel de energía más bajo al nivel de energía más bajo. La cantidad exacta de energía perdida se libera como luz en una particular longitud de onda en la parte ultravioleta del espectro que los astrónomos pueden detectar con telescopios espaciales o terrestres en el caso de objetos con desplazamiento al rojo. Para estos datos, con desplazamiento al rojo de z ~ 3–6.6, la luz Lyman-alfa se ve como la luz visible o del infrarrojo cercano.

[3] La instalación de óptica adaptativa de MUSE ha revelado anillos nunca vistos antes alrededor de la nebulosa planetaria IC 4406 (eso1724).

Información adicional

Este trabajo de investigación se ha presentado en una serie de diez artículos científicos que aparecen en la revista Astronomy & Astrophysics.

Fuente: ESO. Vea el artículo original  que contiene fotografías y videos así como enlaces a investigaciones realizadas con el instrumento MUSE.

Material relacionado:

El Instrumento MUSE:

Algunos Artículos de ESO sobre observaciones realizadas por el Instrumento MUSE:

Selección de artículos sobre las imágenes  de campo profundo del Hubble y su evolución: (cada artículo contiene colecciones de imágenes y videos)

Sobre “Hubble’s Frontier Fields Program” :

El futuro telescopio espacial James Webb, sucesor del Hubble, también se ocupará de estudiar la época de  la reonización:

También el futuro telescopio espacial WFIRST (“Wide-Field InfraRed Survey Telescope”) , entre sus objetivos de estudio en Astrofísica Extragaláctica, sondeará las fuentes de emisión Lyman Alpha y los cuasars con gran corrimiento al rojo, de la época de la reionización:

Sobre “HERA” un nuevo radio observatorio en construcción, que estudiará en la longitud de onda de 21 cm., las primeras estrellas y la época de la reionización:

Libros:

Videos:

   Documentales:

 

Esto es lo que realmente le sucedió a “Hanny’s Voorwerp”

Los astrónomos finalmente pueden explicar el brillo extraño de una nube de gas

 Hanny’s Voorwerp , holandés para “Hanny’s Object”, es enorme, aproximadamente del tamaño de nuestra propia Vía Láctea. Brillando fuertemente en la luz verdosa producida por los átomos de oxígeno ionizados, el misterioso voorwerp está debajo de la galaxia espiral IC 2497 en esta vista desde el Telescopio Espacial Hubble . Ambos se encuentran a una distancia de unos 650 millones de años luz en la débil constelación de Leo Minor. De hecho, ahora se sospecha que la enorme nube verde es parte de una cola de marea de material iluminada por un cuásar que habita el centro de IC 2497. Impulsado por un enorme agujero negro, el quasar se apagó de repente, dejando sólo la galaxia y el brillante voorwerp visibles a los telescopios en longitudes de onda ópticas. Esta   imagen nítida del Hubble también resuelve una región de formación de estrellas en el voorwerp, que se ve en amarillo en el lado cercano a IC 2497. Esa región probablemente fue comprimida por una salida de gas expulsado del núcleo de la galaxia. El extraordinario objeto misterioso fue descubierto por la maestra de escuela holandesa Hanny van Arkel en 2007, mientras participaba en línea en el proyecto Galaxy Zoo. Galaxy Zoo recluta al público para ayudar a clasificar las galaxias encontradas en el Sloan Digital Sky Survey, y más recientemente en imágenes profundas del  Hubble.   Crédito de Hanny’s Voorwerp : NASA , ESA , W. Keel (Univ. Alabama), y otros, Galaxy Zoo Team/ APOD, February 10, 2011. Ver video.

 

La extraña burbuja brillante de gas conocida como Hanny’s Voorwerp era un misterio desde hace 10 años. Ahora, Lia Sartori de ETH Zurich y sus colegas han llegado a una solución doble.

Hanny van Arkel, entonces profesora en los Países Bajos, descubrió el extraño voorwerp de color verde azulado, que en holandés  significa “objeto”, en 2008 cuando clasificó las imágenes de galaxias como parte del proyecto de ciencia ciudadana de Galaxy Zoo .

Izquierda: Hanny van Arkel. Crédito: – Hanny van Arkel.

Otras observaciones mostraron que el voorwerp era una nube brillante de gas que se extendía a unos 100.000 años luz del núcleo de una galaxia cercana masiva llamada IC 2497. El resplandor provenía de la radiación emitida por un agujero negro que se alimentaba activamente en la galaxia.

Para excitar el resplandor del voorwerp, el agujero negro debería haber tenido el brillo de unos 2,5 billones de soles; sin embargo, su emisión de radio sugirió que el agujero negro emitía el equivalente a unos 25,000 soles, relativamente insignificantes. O bien el agujero negro fue oscurecido por el polvo, o “dejó de comer” hace unos 100.000 años, causando que su brillo se desplomara.

Sartori y sus colegas realizaron la primera medición directa del brillo intrínseco del agujero negro utilizando el telescopio NuSTAR de la NASA, que observó a IC 2497 en rayos X de alta energía que atraviesan el polvo.

Descubrieron que, sí, el agujero negro está oscurecido por el polvo, y también que es más oscuro de lo esperado. El equipo informó en arXiv.org el 20 de Noviembre que el corazón de IC 2497 es tan brillante como 50 mil millones a 100 mil millones de soles , lo que significa que bajó en brillo en un factor de 50 en los últimos 100.000 años, una caída menos dramática de lo que se pensaba.

“Ambas hipótesis que planteamos antes son verdaderas”, dice Sartori.

Sartori planea analizar las observaciones de NuSTAR de otros voorwerpjes para ver si los agujeros negros de sus galaxias también están en proceso de oscurecimiento, o incluso de arranque.

“Si miras estas nubes, obtienes información sobre cómo era el agujero negro en el pasado”, dice. “Entonces tenemos una manera de estudiar cómo la actividad de los agujeros negros supermasivos varía en escalas de tiempo sobrehumanas”.

Cita del trabajo de investigación:

LF Sartori et alJoint NuSTAR and Chandra analysis of the obscured quasar in IC 2497 – Hanny’s Voorwerp system . arXiv: 1711: 06270v1. Publicado el 20 de Noviembre de 2017.Fuente: Science News. Artículo original: “Here’s what really happened to Hanny’s Voorwerp“. Lisa Grossman , November 27, 2017.

Material relacionado:

Dos artículos explicando cómo se producen estos objetos:

Sobre la colaboración Pro-Am:

 

Videos:

Videos sobre la colaboración Pro-Am: