Detectada radiación de rayos gamma proveniente de un microcuasar

El telescopio espacial Fermi de rayos gamma ha hecho la primera detección sin ambigüedad de rayos gamma de alta energía provenientes de un enigmático sistema binario conocido como Cygnus X-3. El sistema alberga una estrella masiva muy caliente junto a un objeto compacto que puede ser tanto una estrella de neutrones como un agujero negro que lanza al espacio chorros gemelos de materia emitiendo ondas de radio y que viajan a más de la mitad de la velocidad de la luz.

Imagen: NASA/ DOE/ Fermi LAT Collaboration (Pulsar para ampliar).

Los astrónomos llaman a estos sistemas microcuasares. Sus propiedades (fuerte emisión en un amplio rango de longitudes de onda, rápidos cambios de brillo y chorros en ondas de radio) recuerdan a versiones en miniatura de galaxias distantes (llamadas cuasares y blazares) cuya emisión se piensa que está alimentada por enormes agujeros negros.

“Cygnus X-3 es un microcuasar genuino y es el primero para el cual podemos probar emisiones de rayos gamma de alta energía”, dijo Stéphane Corbel de la Universidad Diderot, de Francia.

El sistema, detectado por primera vez en 1966 como una de las fuentes de rayos X más intensas del cielo, fue también una de las más tempranas en ser sugerida como fuente de rayos gamma. Los esfuerzos para confirmar aquellas observaciones ayudaron a dar un empuje al desarrollo de mejores detectores de rayos gamma, un legado que culmina con el telescopio de gran área LAT (Large Area Telescope) a bordo de Fermi.

En el centro de Cygnus X-3 hay una estrella masiva Wolf-Rayet. Con una temperatura superficial de 100000 C, o alrededor de 17 veces más caliente que el Sol, la estrella es tan caliente que su masa es lanzada al espacio en forma de un poderoso flujo llamado viento estelar. “En unos 100.000 años , este viento denso y rápido quita tanta masa de la estrella Wolf-Rayet como la que contiene el Sol”, dijo Robin Corbet, de la Universidad de Maryland, en el condado de Baltimore.

Cada 4,8 horas, la compañera compacta sumergida en un disco de gas caliente gira alrededor de la estrella. “Este objeto es más probablemente un agujero negro, pero no podemos descartar que se trate de una estrella de neutrones”, agregó Corbet.

El telescopio LAT de Fermi detectó cambios en el flujo de rayos gamma de Cygnus X-3 relacionados con el movimiento orbital de 4,8- horas de la compañera. La emisión más brillante de rayos gamma ocurre cuando el disco está en el punto más alejado de su órbita. “Esto sugiere que los rayos gamma surgen de interacciones entre electrones moviéndose rápidamente por encima y por debajo del disco y de la luz ultravioleta de la estrella”, explicó Corbel.

Cuando los fotones ultravioletas chocan con partículas moviéndose a una fracción apreciable de la velocidad de la luz, los fotones ganan energía y se vuelven rayos gamma. “El proceso se realiza mejor cuando un electrón energético que apunta hacia la Tierra sufre una colisión frontal con un fotón ultravioleta”, agrega Guillaume Dubus, del Laboratorio de Astrofísica, en Grenoble, Francia. “Y esto ocurre más a menudo cuando el disco está en el lado más lejano de su órbita”.

A través de procesos no totalmente comprendidos, parte del gas que debería caer al objeto compacto de Cygnus X-3 en cambio se escapa hacia afuera en un par de chorros estrechos y opuestos. Las observaciones de radio midieron el movimiento del gas dentro de estos chorros en más de la mitad de la velocidad de la luz.

Entre el 11 de octubre y el 20 de diciembre de 2008, y nuevamente entre el 8 de junio y el 2 de agosto de 2009, Cygnus X-3 fue inusualmente activa. El equipo encontró que las erupciones en las emisiones de rayos gamma del sistema eran precedidas por destellos en los chorros de radio por casi cinco días, sugiriendo fuertemente una relación entre ambos.

Los hallazgos, publicados en la edición electrónica de Science del 26 de noviembre de 2009, proveerá nuevo conocimiento acerca de cómo las partículas de alta energía se tornan aceleradas y cómo se mueven a través de los chorros.

Más información en: http://www.nasa.gov/

Vía El Mensajero de los Astros

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Hallada una factoría de supernovas

Observaciones de radio han desvelado en la región central y oculta por el polvo de la galaxia IC 694 un total de 26 objetos, la mayoría supernovas jóvenes y remanentes de supernovas. La galaxia IC 694, que presenta intensos brotes de formación estelar, es un laboratorio idóneo para estudiar los procesos de formación estelar y la influencia del entorno en la evolución de las supernovas.

Un grupo de astrónomos, encabezado por Miguel Ángel Pérez-Torres, del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha hallado en las regiones centrales de la galaxia IC 694 una factoría de supernovas realmente prolífica: se han descubierto veintiséis fuentes que corresponden en su mayoría a radio supernovas jóvenes y a remanentes de supernova, que constituyen diferentes estadios evolutivos del mismo fenómeno, la muerte de estrellas de más de ocho masas solares.

La imagen superior muestra, en observaciones con VLA del año 2000, la fuerte emisión en radio de IC 694. En las imágenes inferiores están señaladas las veintiséis fuentes detectadas en este trabajo. (Pulsar sobre la imagen para verla ampliada).

Los resultados han sido posibles gracias al uso del la Red Europea VLBI, una red europea de radio telescopios que permite observar con una resolución única en el mundo, y se publican esta semana en la revista Astronomy & Astrophysics/em>.

“Las observaciones que hemos realizado de IC 694 nos permiten estudiar casi en tiempo real cómo las estrellas más jóvenes y masivas mueren e interaccionan con el medio circundante”, explica Miguel Ángel Pérez-Torres (IAA-CSIC), principal autor de la investigación.

“Si quisiéramos realizar un estudio así en una galaxia similar a la nuestra necesitaríamos cincuenta o cien años. En el caso de IC 694, que presenta estallidos de formación estelar reciente, lo hemos podido llevar a cabo en menos de un año. Sin duda, es una verdadera fábrica de supernovas”, apunta.

Una galaxia muy prolífica

La fertilidad de esta galaxia tiene un origen conocido: IC 694 se encuentra en los inicios de un proceso de fusión con otra galaxia menor, NGC 3690, interacción que produce una violenta inyección de gas y que desencadena, sobre todo en IC 694, intensos brotes de formación estelar.

Los brotes más compactos, que presentan mayor densidad de estrellas masivas, suelen surgir en las regiones centrales de este tipo de galaxias, difíciles de observar debido a la abundancia de polvo.

Existe, sin embargo, un trazador claro de esta explosión demográfica estelar: las estrellas jóvenes emiten gran cantidad de radiación ultravioleta, que los granos de polvo absorben y reemiten en el infrarrojo; así, las galaxias luminosas y ultraluminosas en el infrarrojo son las mejores candidatas para albergar estallidos de formación estelar.

Y dichos estallidos producen, lógicamente, una tasa de mortalidad estelar superior a la media: si en una galaxia como la nuestra se espera una explosión de supernova cada cincuenta años, en las galaxias luminosas y ultraluminosas en el infrarrojo esta tasa puede ser entre diez y cien veces mayor. Considerando que las estrellas más masivas aportan la mayor parte de la luminosidad estelar global y que mueren como supernovas, el cómputo de supernovas se revela como un prometedor método para comprender la física de los procesos de formación estelar.

“El gran número de objetos detectados implica que estamos viendo tanto supernovas jóvenes como numerosos remanentes de supernovas, y su estudio con el tiempo nos permitirá entender cómo evolucionan estos objetos en las condiciones extremas de IC 694 que, junto con M82 y Arp 220, es posiblemente el mejor laboratorio del Universo local donde llevar a cabo estos estudios”, afirma el experto.

De hecho, tres de los 23 objetos hallados se han confirmado como radio supernovas muy jóvenes cuya evolución, lenta y duradera, sugiere que las condiciones del medio a su alrededor juegan un papel fundamental en el comportamiento de estos objetos.

Observaciones en radio: e-VLBI

La detección de supernovas en las regiones centrales de las galaxias luminosas y ultraluminosas en el infrarrojo resulta muy difícil debido a la densidad de polvo, que impide observar en longitudes de onda cortas, como el visible. Pero las longitudes de onda largas, como las ondas de radio (milimétricas y centimétricas), sí que pueden atravesar el velo opaco producido por el polvo.

Los investigadores emplearon para este estudio una de las herramientas de observación en radio más sensibles y con mayor poder de resolución existentes, la Red Europea VLBI, una colaboración entre los mayores radio observatorios de Europa, Asia y Sudáfrica.

La técnica empleada se conoce como interferometría, y consiste en observar el mismo objeto con varias antenas separadas geográficamente, con lo que se obtiene el equivalente a un telescopio del tamaño de la distancia que separa las antenas (y ésta puede ser de cientos de kilómetros).

Su versión electrónica (e-VLBI), empleada en esta investigación, permite enviar los datos al procesador central en tiempo real y a alta velocidad, lo que ofrece, en tiempo récord, imágenes de los objetos más energéticos y distantes del Universo con una claridad y resolución inigualables. A día de hoy, el e-VLBI presenta la máxima eficacia en la utilización de las redes de Internet de aplicación académica en Europa.

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Referencia biobliográfica: M.A. Pérez-Torres (IAA-CSIC), C. Romero-Cañizares (IAA-CSIC), A. Alberdi (IAA-CSIC) y A. Polatidis (JIVE/ASTRON), “An extremely prolific supernova factory in the buried nucleus of the starburst galaxy IC 694″, Astronomy & Astrophysics, diciembre de 2009.

Fecha Original: 26 de noviembre de 2009
Enlace Original

Vía Ciencia Kanija

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El universo mecánico 07 – Integración

Newton y Leibniz desarrollaron el cálculo matemático. Y produjeron el mayor avance científico en más de 2000 años desde la Edad de Oro Griega hasta la Europa de finales del siglo XVII. Newton y Leibniz llegaron, independientemente, a la conclusión de que diferenciación e integración son procesos inversos. Su apasionante descubrimiento intelectual, reflejó dramáticamente los tiempos que corrían, terminando en un controvertido enfrentamiento personal. Objetivos pedagógicos: Definir la integración como el proceso de obtención de la primitiva de una derivada. Comprender la relación existente entre integración y medida de áreas. Exponer el "Segundo Teorema Fundamental de Cálculo". Aplicar el "Segundo Teorema Fundamental de Cálculo" a problemas físicos.

Integración

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La nave espacial Kaguya descubre un tubo de lava en la Luna

Los futuros astronautas lunares podrían desear poner al día sus habilidades espeleológicas: se ha descubierto el primer tubo de lava en la Luna. En un artículo reciente publicado en el Geophysical Research Letters, Junichi Haruyama y sus colaboradores han informado que habían descubierto un agujero misterioso en la superficie lunar, en las imágenes de alta resolución enviadas por la sonda espacial Kaguya. El agujero presenta un diámetro de 65 m y se encuentra situado en la región volcánica de Marius Hills, próxima al borde lunar, justo en el centro de un largo y sinuoso surco de erosión. Se cree que esta fisura sinuosa fue formada por corrientes de lava en su superficie o en tubos cerrados de la misma.

Por supuesto que existen muchas maneras para formar agujeros en la superficie de la Luna. El más evidente es mediante un impacto, la Luna ha sido a través de los años aporreada literalmente por rocas procedentes del espacio. ¿Tal vez pudiera ser éste un cráter de impacto reciente?. No, en absoluto. El equipo de Haruyama observó por separado hasta nueve veces el agujero con distintos ángulos de iluminación, e incluso cuando el Sol estaba en su cenit parecía completamente negro, dando la impresión de que sería muy profundo. Se ha calculado que su profundidad sería alrededor de unos 88 m, por lo que resulta más profundo que ancho. No existen cráteres de impacto así.

Otra posibilidad sería la de que el agujero se hubiera formado por algún tipo de erupción volcánica, pero no se aprecian signos de depósitos volcánicos como flujos de lava o cenizas que emanen del agujero. Este se encuentra aislado, por lo que resulta improbable de que sea debido a alguna fractura de la corteza lunar, que es lo que se podría esperar de una fractura, que daría lugar a una cadena de ellos.

Cuatro vistas diferentes del agujero con distintos ángulos de iluminación. Las flechas indican la dirección incidente de la luz solar (I) y la dirección de observación (V).

El equipo de Hurayama ha concluido que, la explicación más probable es, la de que el agujero que han descubierto sea un “tragaluz”, un lugar en donde colapsó el techo de un tubo de lava, bien cuando éste fluyó posteriormente por un impacto, un seísmo o por fuerzas de mareas ejercidas por la Tierra. Si se trata de un tubo de lava, sus cálculos basados en las múltiples imágenes del mismo, indicarían que se trataría de un tubo de 370 m de ancho.

Los tubos de lava resultan importantes para comprender como se desplazó la lava en la luna primigenia, pero no solo se trata de una simple curiosidad científica: sino que pueden proporcionar valiosos refugios para futuros exploradores humanos. La superficie de la Luna no se encuentra protegida de la radiación hostil procedente del espacio por campos magnéticos o una gruesa atmósfera, por lo que la presencia humana de larga duración sería más viable si los astronautas pudieran estar bajo tierra la mayor parte del tiempo. Excavar un agujero lo suficientemente grande para que cupiera toda una colonia, representaría un enorme desafío de ingeniería, pero los tubos de lava nos podrían proporcionar alojamientos ya hechos para una colonia bien protegida disponiendo los futuros astronautas de las cavernas tecnológicamente más avanzadas de su historia.

Fuente: Universe Today

Vía Latinquasar

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Los primeros agujeros negros nacieron en capullos cósmicos

Muy probablemente la primera imagen que nos viene a la mente al pensar en los agujeros negros es que necesitan ser alimentados, mimados y protegidos cuando son jóvenes. Pero un nuevo trabajo de investigación revela que los primeros agujeros negros del universo se formaron y crecieron probablemente centro de gigantescos capullos estelares que bloqueaban su poderosa radiación X evitando que los gases circundantes fueran dispersados.

"Hasta hace poco, el pensamiento de muchos ha sido que los agujeros negros supermasivos comenzaron por la fusión de numerosos agujeros negros pequeños", explica Mitchell Begelman, de la Universidad de Colorado-Boulder. "Este nuevo modelo de desarrollo de agujeros negros indica una posible ruta alternativa para su formación."

Los agujeros negros ordinarios se cree que son los remanentes de estrellas algo mayores que nuestro Sol que agotaron su combustible nuclear y murieron.

Pero los primeros agujeros negros se formaron probablemente a partir de grandes estrellas originadas en el universo primitivo, probablemente en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang. El único proceso por el que estas grandes estrellas se convertirían en agujeros negros implica la formación de un capullo protector formado por gas.

La novedad aquí es que creemos que hemos descubierto un nuevo mecanismo para la formación de estas estrellas masivas, que nos da una nueva forma de comprender cómo se formaron los agujeros negros relativamente rápido", explicó Begelman.

Estas primeras estrellas super masivas habrían crecido hasta tener un tamaño enorme, de tal vez decenas de millones de veces la masa de nuestro Sol, y habían tenido una vida muy corta, puesto que su núcleo habría colapsado en unos pocos millones de años.

El requisito principal para la formación de estrellas supermasivas es la acumulación de materia a una velocidad de una masa solar por año, explicó Begelman. Debido a la tremenda cantidad de materia consumida por las estrellas supermasivas, los posteriores agujeros negros que se formaron en sus núcleos podrían haber comenzado con un tamaño mucho mayor que los agujeros negros ordinarios que conocemos.

Begelman explicó que la fusión termonuclear del hidrógeno en las estrellas supermasivas habría sido estabilizada por su propia rotación o por otra forma de energía, los campos magnéticos o la turbulencia con el fin de facilitar el rápido crecimiento de los agujeros negros en sus núcleos.

Una vez sembrada la semilla del agujero negro, el proceso entra en una segunda etapa, llamada etapa "quasistar". Durante esta fase, los agujeros negros crecieron rápidamente a partir de la materia de la envuelta de gas circundante, que finalmente se hinchó hasta llegar al tamaño del sistema solar y al mismo tiempo se enfrió, añadió Begelman.

Una vez que los "quasistars" se enfriaron hasta llegar a un cierto punto, donde la radiación comenzó a escapar a gran velocidad suficiente para provocar que el envoltorio de gas se disperse y deje detrás agujeros negros de hasta 10.000 veces la masa del Sol. Al nacer con un tamaño tan grande en relación a los agujeros negros ordinarios, esptos agujeros negros habrían crecido hasta llegar a ser agujeros negros supermasivos con una masa de millones o miles de millones de veces la masa del Sol, mediante la acreción de gas de las galaxias circundantes o mediante la fusión con otros agujeros negros en procesos extremadamente violentos de colisiones de galaxias.

Begelman añade que los agujeros negros que se formaron después de las estrellas primitivas supermasivas podrían haber causado gran impacto en la evolución del universo, como por ejemplo en la formación galáctica, probablemente evolucionando hasta producir cuásares, que son los centros muy brillantes y energéticos del galaxias distantes que pueden ser 1000 billones de veces más brillantes que nuestro Sol.

Fuente original

publicado en Odisea cósmica

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Las olas gigantes en el Sol son reales

Realmente. a veces uno puede creer en lo que ve. Eso es lo que la nave espacial STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory) de la NASA le está diciendo a los investigadores acerca de un controvertido fenómeno en el sol conocido como el “tsunami solar”.

Un tsunami solar visto por la nave STEREO desde puntos de vista ortogonales. La parte gris de la animación ha sido mejorada en contraste restando pares sucesivos de imágenes, lo que resulta en una película de la 'diferencia'. (Clic en la imagen para ver animación)

Hace años, cuando los físicos solares fueron testigos por primera vez de una imponente ola de plasma caliente que corría por la superficie del Sol, dudaron de sus sentidos. La escala de esto fue asombrosa. Se levantó más alto que la propia Tierra y seexpandió desde un punto central en un patrón circular hasta alcanzar millones de kilómetros de circunferencia. Los observadores escépticos indicaron que podría ser una sombra de algún tipo, un truco de los ojos, pero seguro que no era una ola real.

“Ahora sabemos”, dijo Joe Gurman del Laboratorio de Física Solar en el Goddard Space Flight Center. “Los tsunamis solares son reales”.

Las naves gemelas STEREO confirmaron su realidad en febrero de 2009, cuando la mancha solar 11012 estalló inesperadamente. La explosión lanzó una nube de mil millones de toneladas de gas (un “CME”) hacia el espacio y envió un tsunami por la superficie del sol. STEREO registró la ola desde dos posiciones separadas por 90º, ofreciendo a los investigadores una visión sin precedentes del suceso.

“Definitivamente fue una ola”, dice Spiros Patsourakos de la Universidad George Mason, autora principal del artículo que informa sobre el hallazgo en el Astrophysical Journal Letters. “No es una ola de agua”, agrega, “pero es una ola gigante de plasma caliente y magnetismo”.

El nombre técnico es “ola magnetohidrodinámica de modo rápido” o “ola MHD” para abreviar. STEREO la vio elevarse a alrededor de 100.000 km de altura, y correr a 250 km/s (casi 900.000 km/h) llevando tanta energía como 2.400 megatones de TNT (10²⁹ erg).

Los tsunamis solares fueron descubiertos en 1997 por el Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO). En mayo de ese año, una CME llegó desde una región activa en la superficie del Sol y SOHO registró un tsunami produciedno olas lejos del lugar de la explosión.

“Nos preguntamos,” recuerda Gurman, “¿es una ola o sólo una sombra de la sobrecarga CME?”

El punto de vista único de SOHO no fue suficiente para responder a la pregunta, ni en la primera ola, ni en muchos acontecimientos similares registrados por SOHO en los años que siguieron.

La cuestión permaneció abierta hasta después del lanzamiento de STEREO en 2006. En el momento de la erupción de febrero de 2009, STEREO-B estaba directamente encima del lugar de la explosión, mientras que STEREO-A estaba estacionado en ángulo recto, “una geometría perfecta para descifrar el misterio”, dice el co-autor Angelos Vourlidas del Laboratorio de Investigación Naval en Washington DC.

“Hemos visto las ondas reflejadas por los agujeros de la corona (los agujeros en la atmósfera magnética del Sol)”, dice Vourlidas. “Y hay una película maravillosa de una protuberancia solar oscilando después de ser golpeada por una ola. La llamamos la “protuberancia danzante”.

Izquierda: La protuberancia danzante (círculo). Observe cómo sube y baja después de ser golpeada por un tsunami solar débil pero poderoso:
4 MB de animación GIF, 54 MB de película QuickTime.

Los tsunamis solares no representan una amenaza directa a la Tierra. Sin embargo, son importantes para el estudio. “Podemos usarlos para diagnosticar las condiciones en el Sol”, señala Gurman.”Al ver cómo las ondas se propagan y rebotan en las cosas, podemos recopilar información acerca de la atmósfera baja del Sol que no está disponible de ninguna otra manera.”

“Las olas de tsunami también pueden mejorar nuestra previsión del clima espacial”, añade Vourlidas, “Como un ojo de buey, marcan el lugar donde tiene lugar una erupción. Precisar el lugar de la explosión nos puede ayudar a prever cuándo llegará a la Tierra una CME o una tormenta de radiación”.

Y son bastante entretenidas, también. “Las películas”, dice, “son de otro mundo”.

Nota del editor: para obtener una selección de películas del tsunami solar:

May 19, 2007–observado por STEREO-A
Dic. 14, 2007–observado por STEREO-A
Feb. 13, 2009–observado por STEREO-A y STEREO-B
Dic. 6, 2006–observado por telescopio de National Solar Observatory en New Mexico

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Fuente: NASA.

Vía Axxón

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Nueva teoría gravitatoria explica los efectos de la materia y la energía oscura

¿Tenía razón Newton o Einstein estaba equivocado? parece que cerrar la fábrica del espacio-tiempo y regresar a las nociones de física del siglo XIX podría llevarnos a la teoría de la gravedad cuántica.

La gravedad einsteniana alcanzó un tremendo hito durante un eclipse solar que demostró que la gravedad solar curvaba el espacio a su alrededor.

Los físicos han luchado durante décadas para casar la mecánica cuántica con la gravedad. Por el contrario, las otras fuerzas de la naturaleza han resultado más dóciles. Por ejemplo la fuerza electromagnética puede ser descrita en términos de la mecánica cuántica por el movimiento de los fotones. Pero intentemos tratar la fuerza gravitatoria entre dos objetos en términos de un gravitón cuántico, y pronto estaremos en problemas puesto que la respuesta a todos los cálculos es infinito.

Sin embargo, ahora Petr Hořava, físico de la Universidad de California, Berkeley, cree que comprende el problema. Es después de todo un asunto de tiempo.

Más específicamente, el problema es la forma en que el tiempo está entrelazado con el espacio en la teoría de la gravedad de Einstein: la relatividad general. Einstein revolucionó la idea Newtoniana de que el tiempo es una magnitud absoluta y constante, y sostuvo que el tiempo es otra dimensión, que se entrelaza con el espacio para formar una fábrica de espacio-tiempo deformable que es distorsionada por la materia. El problema es que en la mecánica cuántica, el tiempo retiene su condición newtoniana, proporcionando el escenario en el que se mueve la materia, pero nunca resulta afectada por su presencia. Éstas dos concepciones distintas del tiempo son totalmente opuestas e irreconciliables.

La solución, explica Hořava es cortar los hilos que unen el tiempo con el espacio a muy altas energías, como los que encontramos en el universo primitivo donde gravedad cuántica domina. "Estoy regresando a la idea de Newton de que tiempo y espacio no son equivalentes", explica Hořava. A bajas energías, la relatividad general surge la relatividad general en de su marco de referencia y la fábrica de espacio-tiempo vuelve a funcionar, explica Hořava.

Hořava compara esta emergencia de la relatividad general a la forma en que algunas sustancias exóticas cambian de fase. Por ejemplo a bajas temperaturas las propiedades del helio líquido cambian drásticamente, convirtiéndose en un "superfluido" que puede superar a la fricción. De hecho, Hořava ha optado por las matemáticas de las transiciones de fase exóticas para construir su teoría de la gravedad. Hasta ahora parece estar funcionando: los infinitos que salpican las demás teorías de la gravedad cuántica han sido domesticados, y la teoría arroja un gravitón que se comporta bien. Todo esto parece ajustarse a las simulaciones por computadora de la gravedad cuántica.

La teoría de Hořava ha generado excitación desde que la propuso en enero, un conjunto de físicos se reunieron en noviembre en el Perimeter Institute for Theoretical Physics en Waterloo, Ontario, para discutirla. En particular los físicos han estado comprobando si el modelo describe correctamente el universo queremos hoy en día. La Teoría General de la Relatividad se apuntó un tanto importantísimo cuando Einstein predijo que el movimiento de Mercurio con mayor precisión que en la teoría de la gravedad de Newton.

¿Podría la gravedad de Hořava conseguir el mismo éxito? La primera respuesta tentativa es un "sí". Francisco Lobo en la Universidad de Lisboa, y sus colegas han encontrado un buen ajuste con el movimiento planetario.

Otros han hecho afirmaciones todavía más contundentes sobre la gravedad de Hořava, especialmente en lo que respecta a la explicación de los grandes enredos cósmicos como la singularidad del big bang, donde las leyes de la física colapsan. Si la gravedad de Hořava es cierta, sostiene el cosmólogo Robert Brandenberger de la Universidad McGill en un artículo publicado en el número de agosto de Physical Review D, entonces el universo no explotó sino que el rebotó. "Un universo lleno de materia se contraerá hasta un tamaño muy pequeño pero finito para después rebotar, produciendo el universo en expansión que vemos hoy en día", explica Brandenberger. Los cálculos de Brandenberger muestran que las arrugas producidas por el rebote se ajustan a aquellas que ya han sido detectadas por los satélites que miden el fondo cósmico de microondas, por lo que ahora está buscando huellas que pudieran distinguir el escenario de explosión de el escenario de rebote.

La gravedad de Hořava puede también crear la "ilusión de la materia oscura", afirma el cosmólogo Shinji de la Universidad de Tokio. En el de septiembre de la revista Physical Review D, Mukohyama explica que bajo ciertas circunstancias en que gravitón Hořava fluctúa mientras interacciona con la materia urinaria, produciendo un empuje gravitacional algo más intenso de lo esperado en la relatividad general. Este efecto podría hacernos creer que las galaxias tienen más materia de la vemos. Por si eso no fuera suficiente, el cosmólogo Mu-In Park de la Universidad Chonbuk en Corea del Sur cree que la gravedad de Hořava puede también estar detrás de la expansión acelerada del universo, actualmente atribuida a la energía oscura. Una de las explicaciones líderes actualmente para el origen de la materia oscura es que el espacio vacío contiene una energía intrínseca que empuja el universo hacia fuera. Esta energía intrínseca no puede ser considerada en la relatividad general, pero se ajusta de manera natural a las situaciones de la gravedad de Hořava, según Park.

Fuente original
Publicado en Odisea cósmica

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La Conquista del Espacio: 06 Mecánica orbital

Los pioneros soviéticos y estadounidenses habían liderado la senda hacia el vuelo espacial. Sin embargo, los dos países se dieron cuenta rápidamente de que necesitarían más personal para lograr sus objetivos. La NASA seleccionó una segunda admisión de nueve astronautas en septiembre de 1962. Este grupo incluía al hombre que se haría célebre al convertirse en el primer hombre en pisar la Luna, Neil Armstrong. Buzz Aldrin, el segundo hombre que llegó a la Luna, formaba parte de un tercer grupo elegido por la NASA para continuar la exploración espacial.

Mecánica orbital

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El viaje tripulado a los asteroides gana enteros

Durante un largo tiempo se ha soñado con viajar a la Luna o Marte pero también a los objetos cercanos a la Tierra o NEOs. Esta última clase de objetos celestes incluye pequeños asteroides, pero con el suficiente tamaño como para permitir que una nave aterrice en ellos. Durante los pasados meses este plan ha ganado cada vez más apoyo en la NASA, al igual que de las compañías privadas que trabajan en investigación espacial. Además de los resultados científicos de una misión como esta, una expedición como esta serviría para probar los límites de nuestras tecnologías y prepararía a astronautas y al control de la misión para vuelos de larga duración hacia la Luna o Marte.

Interpretación artística de una misión tripulada a un asteroide cercano a la Tierra usando una nave espacial Orion. Crédito: Dan Durda, FIAAA.

Recientemente se ha vuelto obvio que los principales obstáculos que presenta un vuelo de larga duración al planeta rojo no están necesariamente tan relacionadas con tecnologías como el lanzamiento o el aterrizaje en Marte, sino que más bien ésta es la parte fácil. Lo más difícil señalan los expertos en el espacio es conseguir que los astronautas soporten un viaje muy largo de dos años y medio, al igual que superar los efectos del aislamiento. También son importantes la prevención de enfermedades en el espacio y la protección de la tripulación contra los efectos de la radiación cósmica.

Según un documento informativo obtenido de la compañía aerospacial Lockheed Martin, el nuevo proyecto se llama “Plymouth Rock, una primera misión tripulada a los asteroides utilizando Orion". La cápsula tripulada Orion, es una parte integral a del proyecto de la NASA Constellation, y que está siendo construida por esta compañía. La cápsula debería ser lanzada por un cohete Ares I en 2015 como muy pronto, aunque existen muchas probabilidades de que el primer vuelo deba ser retrasado al menos un año más. A pesar de todo, los científicos de Lockheed creen que Orion es capaz de realizar esta misión, que vería astronautas en un asteroide NEO.

El documento los ha sabido a la luz en respuesta a al informe de los planes actuales de la NASA realizado por la Comisión Augustine. Uno de las posibilidades más viables de exploración espacial tripulada más allá de la órbita terrestre sugerida en el informe es la llamada "Vía Flexible". Está opción supondría que los seres humanos viajarían a lugares nunca visitados anteriormente y ampliarían el conocimiento y la experiencia de misiones prolongadas a una distancia mucho mayor que la de la Luna.

La NASA formó en 2008 un grupo llamado Small Bodies Assessment Group (SBAG) para identificar prioridades científicas y oportunidades para la exploración en asteroides cometas, polvo interplanetario, pequeños satélites y objetos trasneptunianos. Este grupo también evalúa también la utilidad científica de asteroides y cometas como soporte a las actividades espaciales humanas.

En la imagen el asteroide cercano a la Tierra Itokawa que fue visitado por la sonda a escala con la Estación Espacial. Un aterrizaje en un cuerpo como este es factible, aunque debido a su baja gravedad la nave debería ser fijada a la superficie del asteroide.

Los nuevos estudios son considerados un proceso aproximativo, y van a tardar cierto tiempo de manera que no se espera una decisión rápida.

El estudio de la misión Plymouth Rock comenzó hace dos años, explica Josh Hopkins, miembro de programas avanzados para vuelo tripulado de la división espacial de la compañía Lockheed Martin. Hopkins comenta al respecto: "hemos estado examinando qué otro tipo de misiones científicas interesantes podrían realizarse con la cápsula Orion... y los asteroides fueron una de las ideas que estaba en los primeros lugares".

Los expertos de la compañía también están considerando la idea de emplazar un telescopio en una de estos asteroides, que podría suponer un avance en el nivel de conocimiento astronómico actual. La misión no es tan complicada como podría parecer a primera vista. De hecho, el equipo de Lockheed planea reunirse con los representantes de la NASA para hablar sobre el tema durante esta semana o la próxima.

Misión tripulada a los asteroides mediante una configuración de dos cápsulas Orion acopladas para formar un vehículo de 50 toneladas. Crédito Lockheed Martin.

Los exámenes preliminares de una misión a un asteroide cercano y indican que sería necesario el viaje de dos cápsulas Orion acopladas. En esta configuración de vuelo una cápsula para dos astronautas Orion se acoplaría a otra cápsula gemela no tripulada, y que estuviera cargada con un combustible adicional, agua, comida y oxígeno. Esta segunda cápsula sería puesta en órbita por el futuro cohete pesado Ares V, al igual que una etapa superior para abandonar la Tierra.

La NASA y la industria espacial están considerando la realización de una misión a un asteroide cercano, al igual que el uso de módulos hinchables que se añadirían para dar un volumen extra para la tripulación. Hopkins comentó sobre la misión Plymouth Rock: "realmente es un buen paso intermedio entre la Luna y Marte. Sin embargo, para maximizar la seguridad de los astronautas deben ser abordados problemas como la gestión de los residuos, los rayos cósmicos, y diseñar posibles escenarios de aborto de la misión. Pero contando con el núcleo de capacidades ya construido en el sistema Orion, creemos que tiene sentido para del programa espacial tripulado investigar sobre esto."

Según las previsiones de la NASA y la industria aeroespacial un vuelo a un asteroide NEO podría tener lugar entre 2020 y 2025. La misión de ida y vuelta duraría un total de seis meses. No se intentaría aterrizar en el asteroide, sino que se aparcaría la nave en sus proximidades, después bastaría una mochila propulsada por gas para que los astronautas viajasen al asteroide. Una vez allí se instalarían instrumentos científicos al igual que se tomarían alrededor de 100 kg de muestras de rocas.

"Asumimos permanecer en el asteroide por espacio de cinco días. Podrían permanecer una semana o dos, pero un mes de permanencia sería duro", explicó Hopkins. Mientras estuvieran trabajando, los astronautas se ocuparían de obtener datos útiles para comprender la estructura y composición del asteroide. Esto a su vez, es una gran ayuda puesto que debemos estar preparados contra la amenaza de asteroides con trayectorias peligrosas aquí en la Tierra.

Hoy existen bastantes asteroides candidatos que podrían visitarse en los próximos 20 años, señala Clark Chapman, experto en asteroides del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado. Este número no hará sino crecer a medida de que los telescopios actuales y futuros aquí en la Tierra y en el espacio efectúen más descubrimientos. "Realmente tendríamos una gran cantidad de posibles candidatos, de manera podríamos visitar un asteroide NEO que tuviera propiedades interesantes y obtener grandes retornos científicos."

Si se tomará este camino la exploración espacial tripulada tomaría un nuevo rumbo con un profundo impacto, puesto que la actividad humana se extendería mucho más allá de la órbita de la Tierra y aún más allá de la Luna

Fuente original
Publicado en Odisea cósmica

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La mejor candidata a proto-enana marrón

Las enanas marrones son a menudo denominadas “estrellas fallidas”. Se cree que nacen de las nubes interestelares mediante procesos muy parecidos a los de las estrellas normales, pero carecen de la masa suficiente como para encender reacciones nucleares en su interior. Por eso no pueden ser consideradas verdaderas estrellas, y de hecho algunas de sus características recuerdan a las de los planetas gigantes. Descubrir proto-enanas marrones; es decir, enanas marrones en sus estados iniciales de evolución, es esencial para determinar su verdadero mecanismo de formación y entender sus propiedades.

Imagen: El objeto SSTB213 J041757 en la constelación de Tauro. Crédito: Calar Alto.

Un reciente estudio, que hace uso de datos en muy distintas bandas del espectro electromagnético, desde el óptico hasta el rango de las radioondas, y que han sido tomados tanto con telescopios en órbita como desde tierra, ha encontrado la mejor candidata a proto-enana marrón conocida hasta la fecha.

La primera enana marrón fue descubierta en 1995. Mucho hemos aprendido desde entonces, pero el mecanismo o mecanismos de formación todavía es algo fuertemente debatido. El proceso que dirige el nacimiento de una enana marrón parece estar relacionado con el que gobierna el nacimiento de una estrella normal, pero desconocemos gran parte de los detalles. Estrellas y enanas marrones evolucionan muy rápidamente en sus primeros estadios, lo que dificulta capturar con precisión su desarrollo inicial.

Y la dificultad aumenta debido a que los objetos extremadamente jóvenes están todavía inmersos en las nubes de gas y polvo que les proveen del material de condensación. Es lo que se denomina objeto de Clase 0 o I en el esquema clásico de evolución de los jóvenes objetos estelares.

Una reciente investigación liderada por David Barrado y Navascués (LAEX-CAB, INTA-CSIC) ha identificado la mejor candidata a proto-enana marrón conocida hasta la fecha. La búsqueda se inició con el análisis de los datos obtenidos mediante el telescopio espacial de infrarrojos Spitzer. Se rastrearon cuerpos de luminosidad potencialmente baja (más débiles que la décima parte de la energía solar), que todavía estuvieran dentro de la zonas densas de las nebulosas. De este trabajo surgió una lista preliminar de candidatos.

Como se afirma es este trabajo, "nos damos cuenta de que avanzamos por territorios sin explorar, y que la contaminación por fuentes extragalácticas o estrellas extinguidas pueden simular las propiedades de un potencial objeto sub estelar". Por eso "se llevó a cabo un exhaustivo análisis en diferentes rangos espectrales".

Para este análisis multibanda se recuperó información de bases de datos públicas a la vez que se efectuaron nuevas mediciones desde diferentes observatorios. Se utilizaron el telescopio espacial Spitzer en el infrarrojo medio, el cartografiado 2MASS en el infrarrojo cercano y el archivo del telescopio CFHT en el óptico, y se programaron nuevas campañas de observación con los observatorios siguientes: la antena de 30 metros IRAM (Granada, España) para el rango milimétrico, el Very Large Telescope del Observatorio Austral Europeo (ESO, Chile) en el infrarrojo próximo, el Caltech Submillimetre Observatory (Hawaii, EEUU) para el rango submilimétrico, el Very Large Array (New Mexico, EEUU) para ondas centimétricas y el telescopio de 3.5 metros de Calar Alto (Almería, España).

El proyecto de investigación se originó a partir de una búsqueda realizada con el telescopio espacial Spitzer. El seguimiento posterior con el telescopio de 3.5 metros del Observatorio Hispano-Alemán de Calar Alto equipado con la cámara infrarroja Omega 2000 ha sido esencial. En opinión de los investigadores, "los datos del CAHA han sido la clave para confirmar la naturaleza del objeto", al suministrar la imagen de alta resolución cercana al infrarrojo que ha resultado ser la mejor candidata a proto-enana marrón jamás encontrada.

El objeto, conocido como SSTB213 J041757, está situado en la constelación de Tauro, dentro de la nube oscura Barnard 213, a una distancia de 450 años-luz (140 parsecs). La imagen de CAHA muestra que es un objeto doble, y cada uno de cuyos componentes es compatible con la condición de proto-enana marrón de Clase I.

Varias conclusiones se derivan de este trabajo. En relación con los mecanismos de formación, los investigadores constatan que "si estamos realmente ante una proto-enana marrón, las observaciones sugieren claramente que no se formó en el entorno de la eyección, sino de una manera similar a como lo hacen las estrellas poco masivas".

Trabajo y otras muchas observaciones serán necesarias para encontrar otras candidatas a proto-enana marrón, así como para clarificar definitivamente la naturaleza de estos primeros ejemplos. En esta línea, sólo cabe esperar de este equipo de investigación nuevos e impactantes descubrimientos para el próximo futuro.

La investigación que aquí se ha descrito brevemente ha sido aceptada para su publicación por Astronomy and Astrophysics y ha sido fruto de una colaboración internacional originada a partir de un programa PRICIT de la Comunidad de Madrid. El artículo está firmado por D. Barrado y Navascués, M. Morales-Calderón, Aina Palau, A. Bayo, N. Huélamo (LAEX-CAB, INTA-CSIC), I. de Gregorio-Monsalvo y L. Schmidtoreick (ESO), C. Eiroa (UAM), H. Bouy (IAC y ESA), y Ó. Morata (Academia Sinica & NTNU).

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Más información:
NASA/JPL: Spitzer Telescope Observes Baby Brown Dwarf
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2009-174

NASA/Misiones/Spitzer: Spitzer Telescope Observes Baby Brown Dwarf
http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/spitzer20091123.html

Caltech/Spitzer: Spitzer Telescope Observes Baby Brown Dwarf
http://spitzer.caltech.edu/news/1018-ssc2009-21-Spitzer-Telescope-Observes-Baby-Brown-Dwarf

Dusty Beginnings of a Star
http://spitzer.caltech.edu/images/2846-ssc2009-21b-Dusty-Beginnings-of-a-Star

Twin Brown Dwarfs Wrapped in a Blanket
http://spitzer.caltech.edu/images/2838-ssc2009-21a-Twin-Brown-Dwarfs-Wrapped-in-a-Blanket

Calar Alto: The best proto-brown dwarf candidate so far
http://www.caha.es/the-best-proto-brown-dwarf-candidate-so-far_en.html4

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Fuente: Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)

Vía SINC

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Presentan un nuevo mapa de los valles de Marte

Nuevas investigaciones aportan más evidencias que sugieren que Marte tuvo un océano en el pasado. Así lo propone un estudio de Wei Luo, investigador de la Universidad de Illinois del Norte, y Tomasz Stepinski, científico titular del Instituto Lunar y Planetario de Houston (ambos en EE UU), que esta semana se publica en el Journal of Geophysical Research — Planets. Los dos científicos han usado un novedoso programa informático para generar un nuevo mapa global de las redes de valles de Marte con más detalle (2,3 veces mayores que lo representado hasta ahora con el único mapa existente).

Red de valles de Marte en el antiguo y nuevo mapa. Crédito: W. Luo/Northern Illinois Univ.

Además, las regiones más densamente entrecruzadas por las redes de valles forman aproximadamente un cinturón alrededor del planeta, entre el ecuador y las latitudes medias del hemisferio sur, algo coherente con una situación climática anterior que incluyera precipitaciones y la presencia de un océano que cubriera gran parte del hemisferio norte de Marte. Hasta ahora los científicos trabajan con la hipótesis de la existencia de un único océano en la antigüedad en Marte, pero este extremo es objeto de un intenso debate en la actualidad.

"Todas las evidencias recogidas mediante el análisis de la red de valles en el nuevo mapa revelan una situación climática particular en la antigüedad del planeta", afirma Wei Luo, profesor de Geografía de la Universidad de Illinois del Norte. "Incluiría la existencia de lluvia y de un océano que cubriera la mayor parte del hemisferio Norte, o cerca de la tercera parte de la superficie del planeta."

"La presencia de más valles indica que lo más probable es que lloviera en Marte en la antigüedad, mientras que el patrón global que muestra este anillo de valles podría explicarse si hubiera un gigantesco océano en el Norte," afirma Stepinski. Las redes de valles de Marte muestran ciertas semejanzas con los sistemas fluviales de la Tierra, lo que sugiere que el planeta rojo fue en tiempos más cálido y húmedo que en la actualidad.

Sin embargo, desde que la nave Mariner 9 descubriera las redes en 1971, los científicos debaten si fueron originadas por la erosión del agua superficial, lo que indicaría un clima con lluvia, o por un proceso de erosión conocido como groundwater sapping (hendiduras causadas por aguas subterráneas), que puede tener lugar en condiciones frías y secas.

La amplia disparidad entre las densidades de redes fluviales existente entre Marte y la Tierra ha apoyado el argumento contra la idea de que la erosión por escorrentía formara las redes de valles. Pero el estudio del nuevo mapa reduce dicha disparidad, indicando que algunas regiones de Marte tuvieron densidades de redes de valles más comparables a las existentes en la Tierra. "Ahora resulta complicado argumentar en contra de una erosión por escorrentía como principal mecanismo de la formación de redes de valles en Marte", afirma Luo.

"Cuando se mira el planeta en su conjunto, la densidad de entrecruzamiento de valles en Marte resulta significativamente inferior a la de la Tierra", afirma. "No obstante, las regiones de Marte más densamente entrecruzadas presentan densidades comparables a los valores terrestres”.

"Los valores relativamente altos sobre extensas regiones indican que los valles se originaron mediante la erosión por escorrentía alimentada por precipitaciones, el mismo proceso responsable de la formación de la mayor parte de valles de nuestro planeta", añade.

Nuevos algoritmos para un nuevo mapa

Los investigadores han creado un mapa actualizado de todo el planeta que muestra las redes de valles mediante el uso de un algoritmo informático que analiza los datos topográficos de satélites de la NASA y reconoce los valles por su firma topográfica en forma de U. El mapa generado por ordenador fue supervisado visualmente y editado con la ayuda de los alumnos graduados de la Universidad de Illinois del Norte Yi Qi y Bartosz Grudzinski para generar el mapa actualizado final.

"El único mapa global de las redes de valles existente se elaboró en la década de 1990 observando imágenes y dibujando sobre ellas, por los que es bastante incompleto y no lleva registrado datos actuales," afirma Stepinski. "Nuestro mapa se ha creado de manera semiautomática, con el algoritmo informático operando a partir de los datos topográficos para extraer las redes de valles. Es más completo y muestra muchas más redes de valles".

"La idea básica subyacente en nuestros métodos es marcar accidentes geográficos que presenten una estructura en U que es característica de los valles", añade Stepinski. "Los valles solamente se trazan cuando los localiza el algoritmo".

La superficie marciana se caracteriza por la presencia de tierras bajas situadas principalmente en el hemisferio norte y tierras altas ubicadas principalmente en el hemisferio sur. Dada esta topografía, el agua se podría haber acumulado en el norte, donde las elevaciones superficiales son más bajas que en el resto del planeta, formando así un océano, según los investigadores. "Un planeta de este tipo, con un único océano, habría presentado un clima árido de tipo continental en la mayor parte de su superficie marciana", afirma Luo.

La hipótesis de un océano Norte encaja bien con muchas otras características de las redes de valles. "Un único océano en el hemisferio explicaría por qué existe un límite en el sur para la presencia de redes de valles", añade Luo. "Las regiones situadas más al sur de Marte, que se encuentran más alejadas del reservorio de agua, recibirían poca lluvia y no desarrollarían valles. Esto explicaría además por qué los valles se hacen menos profundos al desplazarnos de norte a sur, como en este caso.

"La lluvia estaría principalmente restringida al área sobre el océano y a las superficies marcianas vecinas, lo que coincide con el patrón parecido a un cinturón entrecruzado de valles que se aprecia en nuestro nuevo mapa", señala Luo.

Fuente: SINC

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El universo mecánico 06 – La ley de Newton

Isaac Newton estableció las leyes para todos los fenómenos de “El universo mecánico”. Como generalización de la “Ley de inercia de Galileo”, la “Primera ley de Newton” establece que todo cuerpo permanece en reposo o continua en movimiento rectilíneo uniforme a menos que una fuerza resultante neta actúe sobre él. Su “Segunda ley”, la más profunda afirmación de la mecánica clásica, relaciona las causas y los cambios en el estado de movimiento para todos los objetos del cosmos. La “Tercera ley de Newton” explica el fenómeno de las interacciones: toda fuerza-acción genera una fuerza-reacción igual y opuesta. Objetivos pedagógicos: Explicar las definiciones de fuerza y masa y decir en qué consiste la Ley del movimiento de Newton. Distinguir entre masa y peso. Conocer las siguientes unidades y saber cómo se definen kilogramo, newton y dina. Reconocer que las fuerzas siempre se presentan en parejas, como “acción-reacción”, y actúan sobre cuerpos diferentes, y que nunca pueden actuar como fuerzas de equilibrio de un cuerpo. Comprender que el grado de aplicación de la “segunda ley de Newton” surge de la misma como una ecuación diferencial. Analizar el movimiento de proyectiles como consecuencia de las leyes de Newton.

La ley de Newton

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Una galaxia oscura se está estrellando contra la nuestra

La vecindad de la Vía Láctea pueden esta llena de galaxias invisibles, una de las cuales parece estar chocando contra la nuestra

En 2008, se encontró una nube de hidrógeno con una masa que entonces se calculaba en alrededor de un millón de soles en colisión con nuestra galaxia. Ahora parece que el objeto es lo suficientemente masivo como para ser una galaxia.

Llamada “Smith’s cloud” (la Nube de Smith), ha logrado evitar su desintegración durante colisión con la nuestra, mucho más grande. Lo que es más, su trayectoria indica que ya penetró antes a través del disco de nuestra galaxia, hace a unos 70 millones de años.

Para haber sobrevivido, tiene que contener mucha más materia que lo que se pensaba anteriormente, a fin de aportar la suficiente gravedad para mantenerla en una pieza. Los cálculos por Matthew Nichols y Joss Bland-Hawthorn, de la Universidad de Sydney, Australia, indican que tiene alrededor de 100 veces la masa que se había estimado antes (arxiv.org/abs/0911.0684).

Y pude haber muchas más galaxias oscuras por ahí, dice Leo Blitz, de la Universidad de California, Berkeley. Las simulaciones de formación de galaxias sugieren que una galaxia del tamaño de la Vía Láctea debería estar asociada a cerca de 1.000 galaxias enanas, pero hasta ahora sólo se han encontrado unas pocas docenas. Algunas de las galaxias enanas aún no enxintradas pueden ser tan oscuras que son casi invisibles, dice.

Fuente original: New Scientist

Imagen: Nube de Smith. Bill Saxton/NRAO/AUI/NSF

Vía Axxón

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Sistema Solar: Marte

En esta nueva entrega de Lunas y Planetas del Sistema Solar hablamos de Marte y de sus lunas.

Información general

A través de los siglos, el planeta rojo, al mismo tiempo que despertaba un fuerte interés científico, ha sido fuente de inspiración para las indómitas alas de la imaginación. Tanto si se le ha visto como una fuente de invasores hostiles de La Tierra, como el hogar de una civilización agonizante o como una trepidante colonia minera del futuro, Marte ha sido siempre suelo fértil para los escritores de ciencia ficción, que se han basado en las semillas plantadas por siglos de observaciones científicas.

Derecha: El telescopio espacial Hubble, de la NASA, capturó esta impactante imagen de Marte en agosto de 2003.  ©NASA

Sabemos que Marte es un pequeño cuerpo rocoso que una vez se pensó que sería muy parecido a La Tierra. Al igual que los otros planetas "terrestres" (Mercurio, Venus y La Tierra) su superficie ha sido alterada por los impactos de otros cuerpos, los movimientos de su corteza y por efectos atmosféricos tales como sus tormentas de polvo. Posee casquetes de hielo en los polos que crecen y decrecen con los cambios estacionales; capas de sedimentos estratificados en áreas cercanas a ellos sugieren que el clima planetario ha cambiado más de una vez, quizá debido a cambios regulares de la órbita del planeta. La tectónica de Marte parece ser vertical, con lavas calientes que empujan hacia arriba a través de la corteza del planeta. Grandes tormentas de polvo sumergen periodicamente todo el planeta. Los efectos de estas tormentas son dramáticos, como dunas gigantes, marcas y rasgos geográficos producidos por los vientos.

Los científicos creen que Marte experimentó las mayores inundaciones conocidas en el Sistema Solar, hace 3 500 millones de años. Este agua podría incluso haber formado lagos o incluso océanos. Pero, ¿de donde vino ese antiguo aluvión de agua, durante cuánto tiempo se produjo y a dónde se fue?
Los científicos anunciaron en mayo de 2002 el descubrimiento de una de las piezas más importantes del puzzle: la sonda Mars Odyssey había detectado grandes cantidades de hielo de agua muy cerca de la superficie, agua suficiente como para llenar dos veces el lago Míchigan. Este hielo estaría mezclado con el suelo a sólo un metro (unos 3 pies) bajo la superficie de una zona cercana al polo sur marciano.

Hay muchas preguntas que permanecen sin respuesta. En la actualidad, Marte está demasiado frío y su atmósfera es demasiado tenue como para permitir que exista agua líquida de forma prolongada en la superficie. Existe más agua congelada en los casquetes polares marcianos, agua suficiente como para formar nubes, pero la cantidad requerida para excavar los grandes canales de Marte y para inundar las llanuras no ha sido aún localizada ni en la superficie ni cerca de ella. Las imágenes de la sonda Mars Global Surveyor sugieren que el subsuelo contiene reservas de agua que podrían atravesar la superficie en forma de fuentes y manantiales. Las respuestas a estas preguntas podrían yacer escondidas a gran profundidad, bajo el suelo de Marte.

Una vista panorámica de Marte, captada por la sonda de superficie Pathfinder en 1997. ©NASA

Para poder desenmarañar la historia del agua de Marte, es importante encontrar la clave de su historia climática pasada, lo que podría ayudar a comprender la evolución de todos los planetas, incluido el nuestro. También se piensa que el agua es uno de los ingredientes esenciales de la aparición de la vida; se espera que de las pruebas de la existencia pasada o presente del agua en Marte surjan pistas acerca de la hipotética vida pasada o presente de Marte, así como de la potencial existencia de vida en otros lugares del universo. Y, antes de que los humanos puedan viajar a Marte de forma totalmente segura, necesitaremos saber mucho más acerca del entorno del planeta, incluyendo la disponibilidad de recursos tales como el agua.

Marte tiene algunas características geológicas notables, entre ellas el mayor volcán del Sistema Solar, Olympus Mons (27 km de altura y 600 km de diámetro); los volcanes de la región de Tharsis, en el norte, son tan enormes que deforman la redondez del planeta; y un gigantesco valle de rift ecuatorial, el Valles Marineris. Este sistema de cañones recorre una distancia equivalente a la que separa Nueva York de Los Ángeles; el Gran Cañón de Arizona podría encajar fácilmente en los cañones laterales de este gran abismo.

Marte tiene también dos pequeñas lunas, Fobos y Deimos. Aunque nadie sabe cómo se formaron, podrían ser asteroides capturados por la gravedad de Marte.

Lunas

En una noche de agosto de 1877, Asaph Hall estaba a punto de rendirse en su frustrante búsqueda de una luna marciana, pero su mujer Angelina lo animó. Descubrió Deimos la noche siguiente, y Fobos 6 noches después.

Noventaicuatro años después, la Mariner 9, de la NASA, obtuvo una mejor vista de ambas lunas desde su órbita en torno a Marte. El rasgo dominante de Fobos que encontró fue un cráter de 10 km de ancho, casi la mitad de la propia luna. Recibió el apellido de soltera de Angelina: Stickney.

Hall nombró a las lunas basándose en los hijos mitológicos de Ares, el dios griego correspondiente al dios romano, Marte. Fobos significa miedo o pánico (recuerda la palabra "fobia") y Deimos significa huida (como cuando se huye de una derrota aplastante). Nombres apropiados para los hijos de un dios de la guerra.

Las lunas de Marte se encuentran entre las más pequeñas del Sistema Solar. Fobos es un poco mayor que Deimos, y orbita a sólo 6 000 km por encima de la superficie de Marte. No hay ninguna luna conocida que orbite a menor distancia de su planeta. Da 3 vueltas a Marte al día, mientras que a la más distante Deimos cada órbita le lleva 30 horas. Fobos está desplazándose, lentamente, en espiral hacia Marte, acercándose al planeta unos 1,8 metros por cada siglo. En los próximos 50 millones de años, acabará estrellándose contra Marte o bien se romperá en pedazos y formará un anillo alrededor del planeta.

Para alguien que se encontrara sobre el lado de Fobos orientado hacia Marte, este ocuparía una gran parte del cielo. Y puede que haya personas que algún día puedan hacer esto. Los científicos han discutido sobre la posibilidad de usar una de las lunas marcianas como una base desde la que los astronautas podrían observar el planeta rojo y lanzar robots hacia su superficie, a cubierto de los rayos cósmicos y de las radiaciones solares bajo kilómetros de roca durante unos dos tercios de cada órbita.

Fobos

Fobos, la mayor de las lunas de Marte, casi destrozada por un gigantesco cráter de impacto que le dejó una enorme cicatriz, y golpeada por miles de impactos de meteoritos, se encuentra en ruta de colisión hacia Marte.

El cráter de casi 10 km de diámetro Stickney domina esta imagen de Fobos tomada por la sonda orbital Viking 1. ©NASA

Fobos, que recibe su nombre de un mensajero del dios romano de la guerra, es la mayor de las dos lunas de Marte y mide 27 por 22 por 18 kilómetros de diámetro. Orbita a Marte tres veces al día, y está tan cerca de la superficie del planeta que hay zonas de Marte desde las que no se la puede ver nunca.

Fobos se está acercando a Marte a un ritmo de 1,8 metros cada cien años; así, en 50 millones de años, chocará contra Marte o bien se romperá para formar un anillo. Su rasgo más prominente es el cráter de casi 10 km Stickney, cuyo impacto provocó la aparición de tramas de líneas a lo largo de la superficie de la luna. La Mars Global Surveyor observó que Stickney está lleno de polvo muy fino, con huellas de guijarros que habrían rodado por su inclinada superficie.

Fobos y Deimos presentan una composición de roca de tipo C, similar a los asteorides negruzcos de condrita carbonacea. Las observaciones de la Mars Global Surveyor indican que la superficie de este pequeño cuerpo ha sido pulverizada durante miles de millones de años por impactos de meteoroides, algunos de los cuales desataron corrimientos de tierras que dejaron estelas oscuras que marcan las inclinadas laderas de los gigantescos cráteres.

Las mediciones de los lados nocturno y diurno de Fobos muestran unas variaciones de temperatura tan extremas que el lado iluminado de la luna rivaliza con un placentero día de invierno en Chicago, mientras que sólo a unos kilómetros de distancia, en la cara no iluminada de la luna, el clima es más duro que en la noche antártica. Las temperaturas más altas que fueron medidas en Fobos eran de -4º Celsius y las más bajas, de -112º Celsius. Esta intensa pérdida de calor es probablemente el resultado de que el fino polvo de la superficie de Fobos sea incapaz de retener el calor.

Fobos no tiene atmósfera. Podría ser un asteroide capturado, aunque algunos científicos muestran pruebas que contradicen la teoría.

Datos:
Descubierto por: A. Hall
Fecha del descubrimiento: 1877
Distancia media de Marte: 9 378 km
Radio ecuatorial: 13,4 x 11,2 x 9,2 km
Masa: 10 630 000 000 000 000 kg
Notación científica: 1,063 x 1016 kg
Periodo de rotación (longitud del día) : 1,026 días terrestres.
24,62 horas
En comparación: síncrono con Marte
Periodo orbital (longitud del año) : 0,31891023 días
Excentricidad de la órbita: 0,015
Inclinación orbital con respecto a la eclíptica: 1 grado.

Deimos

Bautizada por el dios romano del terror, Deimos es la más pequeña de las dos lunas de Marte. De sólo 15 x 12 x 11 km de tamaño, Deimos da una vuelta a Marte cada 30 horas.

Un pedazo de roca y escombros, Deimos, da una vuelta a Marte cada 30 horas. ©NASA

Al igual que Fobos, Deimos es un pequeño objeto "grumoso" y fuertemente craterizado. Sin embargo sus cráteres suelen tener menos de 2,5 km de diámetro y carece de los surcos y crestas que se observan en Fobos. Normalmente, cuando un meteorito golpea una superficie, los materiales de su superficie son desalojados hacia arriba y afuera del cráter. Estos materiales suelen volver a caer a la superficie y quedan rodeando el cráter. Sin embargo, estos "depósitos de eyecta" no se observan en Deimos, quizá debido a que la gravedad de la luna es tan débil que el eyecta escapa al espacio. Sin embargo hay material que parece haber caído por las pendientes. Deimos posee también una gruesa capa de regolito, quizá de unos 100 metros de profundidad, que se fue formando conforme los meteoritos iban pulverizando la superficie.

Deimos es un cuerpo oscuro que parece estar compuesto de materiales de superficie de tipo C, similar al de los asteroides que se encuentran en el cinturón exterior de asteroides.

Datos:
Descubierto por: A. Hall
Fecha del descubrimiento: 1877
Distancia media de Marte: 23 459 km
Radio ecuatorial: 7,5 x 6,1 x 5,2 km
Masa: 2 380 000 000 000 000 kg (Notación científica: 2,38 x 1015 kg)
Periodo de rotación (longitud del día) : 1,026 días terrestres.
24,62 horas (En comparación: síncrono con Marte)
Periodo orbital sidereo (longitud del año) : 1,2624407 días terrestres
Excentricidad de la órbita: 0,0005
Inclinación orbital con respecto a la eclíptica: de 0,9 a 2,7 grados.

Datos y tablas

Descubierto por: conocido desde antiguo.

Fecha del descubrimiento: desconocida.

Distancia media al Sol:
-Métrico: 227.936.640 km
-Inglés: 141.633.260 millas
-Notación científica: 2,27693664 x 10^8 km (1,523662 U.A.)
-En comparación: 1,524 veces la de la Tierra

Perihelio (punto más cercano):
-Métrico: 206.600.000 km
-Inglés: 128.400.000 millas
-Notación científica: 2,066 x 10^8 km (1,381 U.A.)
-En comparación: 1,404 veces el de la Tierra.

Afelio (punto más lejano):
-Métrico: 249.200.000 km
-Inglés: 154.900.000 millas
-Notación científica: 2,492 x 10^8 km (1,666 U.A.)
-En comparación: 1,638 veces el de la Tierra.

Radio ecuatorial:
-Métrico: 3.397 km
-Inglés: 2.111 millas
-Notación científica: 3,397 x 10^3 km
-En comparación: 0,5326 veces el de la Tierra.

Circunferencia ecuatorial:
-Métrico: 21.344 km
-Inglés: 13.263 millas
-Notación científica: 2,1344 x10^4 km

Volumen:
-Métrico: 163.140.000.000 km3
-Notación científica: 1,6314 x 10^11 km3
-En comparación: 0,150 veces el de la Tierra.

Masa:
-Métrico: 641.850.000.000.000.000.000.000 kg
-Notación científica: 6,4185 x 10^23 kg
-En comparación: 0,10744 la de la Tierra.

Densidad:
-Métrico: 3,94 g/cm3
-En comparación: 0,714 veces la de la Tierra.

Área de la superficie:
-Métrico: 144.100.000 km2
-Inglés: 89.500.000 millas cuadradas
-Notación científica: 1,441 x 10^8 km2
-En comparación: 0,282 veces la de la Tierra.

Gravedad en el ecuador:
-Métrico: 3,693 m/s2
-Inglés: 12,116 ft/s2
-En comparación: Si pesas 100 libras en la Tierra, en Marte pesarías 38 libras.

Velocidad de escape:
-Métrico: 18.072 km/h
-Inglés: 11.229 mph
-Notación científica: 5,02 x 10^3 m/s
-En comparación: La velocidad de escape de la Tierra es de 25.022 mph

Periodo de rotación sidérea (duración de un día):
- 1,026 días terrestres
- 24,62 horas
-En comparación: El periodo de rotación de la Tierra es de 23,934 horas.

Periodo orbital sidéreo (duración de un año):
-1,8807años terrestres
-686,93 días terrestres

Velocidad orbital media:
-Métrico: 86.871 km/h
-Inglés: 53.979 mph
-Notación científica: 24.130,9 m/s
-En comparación: 0,810 veces la de la Tierra.

Excentricidad de la órbita:
-0,0934
-En comparación: 5,59 veces la de la Tierra.

Inclinación de la órbita respecto a la eclíptica: 1,8 grados

Inclinación del ecuador respecto a la órbita: 25,19 grados.

Circunferencia orbital:
-Métrico: 1.366.900.000 km
-Inglés: 849.400.000 millas
-Notación científica: 1,3669 x 10^9 km
-En comparación: 1,479 veces la de la Tierra.

Temperatura de superficie mínima/máxima:
-Métrico: -87 a -5 ºC
-Inglés: -125 a 23 ºF
-Notación científica: 186 a 268 K

Componentes de la atmósfera:
-Dióxido de carbono, nitrógeno, argón
-Notación científica: CO2, N2, Ar
-En comparación: la atmósfera de la Tierra contiene mayoritariamente N2 y O2.
-El CO2 es responsable en gran parte del efecto invernadero, y se utiliza para carbonatar bebidas.
-El N2 compone el 80% del aire de la Tierra y es un elemento esencial del ADN.
-El argón se usa para hacer luces negras de neón.

Con los ojos de un niño

Marte es el cuarto planeta desde el Sol. A veces se le llama “Planeta Rojo” por su tierra roja. La tierra en Marte es roja porque contiene óxido de hierro (herrumbre).
Marte es uno de los objetos más brillantes del cielo nocturno. El planeta recibe su nombre del dios romano de la guerra. Tiene dos lunas: Fobos (temor) y Deimos (huida). Las lunas toman sus aterradores nombres de los caballos que tiraban del carro del dios griego Ares.

¿Cómo es Marte?

Marte se parece un poco a La Tierra , sólo que más pequeña, más seca y más fría. Hay lugares en la Tierra que se asemejan algo a Marte: Death Valley (California), la Antártida y los volcanes de Hawai. Ambos planetas tienen sus polos cubiertos por hielo, volcanes, cañones y cuatro estaciones (las estaciones de Marte son el doble de largas).

El escaso aire de Marte lo hace un lugar peligroso para los humaos. Está compuesto principalmente de una sustancia venenosa, el dióxido de carbono. Necesitarías un traje espacial para ir a Marte. Hace poco, los científicos encontraron mucha agua helada (se dice que es hielo de agua) justo bajo la supericie de Marte. Esto significa que los astronautas que vayan a visitar Marte en el futuro tendrán mucha agua disponible (suficiente como para llenar el lago Michigan dos veces).

Marte es un planeta rocoso. Es polvoriento y seco. El cielo tiene una neblina de color rojizo en lugar de ser azul.

Explorar Marte será duro. Pero hay muchas cosas que ver y aprender. El monte Olimpo (Olympus Mons) puede que sea el volcán más grande de nuestro sistema solar. Es tres veces más alto que el monte Everest (la montaña más alta de la Tierra), y tan grande como el estado de Nuevo México. El Valles Marineris es un gran cañón casi tan largo como Estados Unidos de Este a Oeste. También hay cráteres y rocas interesantes de meteoritos.

En Marte, verías dos lunas en el cielo. Pueden haber sido asteroides capturados por la gravedad marciana. Fobos se mueve lentamente hacia Marte. Se chocará con el planeta o se romperá en pedazos en unos 50 millones de años.

Marte en cifras

687
Días que emplea Marte en orbitar al Sol. Es un año marciano.

2 500
Longitud (en millas) del Valles Marineris, el “Gran Cañón de Marte”. Son 4 000 km.

66,5
Años que tardaríamos en viajar de La Tierra a Marte a 60 millas por hora. Sólo se tarda 5 minutos a la velocidad de la luz.

-81 ºF
Temperatura media de Marte. Eso son unos fríos -62 ºC.

50 000 000
Años que quedan para que la luna Fobos de Marte se choque contra el planeta o se rompa en pedazos más pequeños.

83
Número de días que la Mars Pathfinder envió señales de Marte (casi el triple de su esperanza de vida).

142 000 000
Distancia media de Marte al Sol. Eso son 228 millones de kilómetros.

Misiones

Misiones pasadas: 1M/1, 1M/2, 2MV-4/1, Mars 1, 2MV-3/1, Mariner 3, Mariner 4, Zond, Mariner 6, Mariner 7, M-69/521, Mariner 8, Kosmos 419, Mars 2, Mars 3, Mariner 9, Mars 4, Mars 5, Mars 6, Mars 7, Viking 1, Viking 2, Fobos 1, Fobos 2, Mars Observer, Mars Global Surveyor, Mars 8/Mars 96, Mars Pathfinder, Nozomi, Mars Climate Orbiter, Mars Polar Lander, Deep Space 2, Beagle 2, Phoenix.
Misiones presentes: Mars 2001 Odyssey, Mars Explorer, Spirit, Opportunity, Mars Reconnaisance Orbiter.

Misiones futuras: Mars Science Laboratory, Mars Scout 2, MAVEN.

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Accede al resto de la serie aquí.

Enlace: http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Mars

Vía Astroseti

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Cassini descubre que nuestro sistema solar se parece a una burbuja

Cuando la nave espacial Cassini de la ESA comenzó a orbitar Saturno hace cinco años, una batería de 12 instrumentos comenzó a explorar y analizar el sistema de Saturno.

Recientemente Cassini ha revelado nuevos datos que representan un giro en la creencia de varias décadas de que en nuestro sistema solar tiene forma de cometa mientras se mueve a través del medio interestelar (la materia que se encuentra entre las estrellas en nuestro rincón de la Galaxia).

Los resultados sugieren en cambio, que nuestra heliosfera se parece más a una burbuja, o a una rata siendo devorada por una boa constrictor: mientras el sistema solar atraviesa la "barriga" de la serpiente, las costillas que imitan el campo magnético interestelar local, se expanden y se contraen mientras pasa la rata.

Espectacular vídeo de la NASA describe este hallazgo gráficamente 

"Al principio éramos incrédulos", explicó Tom Krimigis, investigador principal del instrumento MIMI ( Magnetospheric Imaging Instrument ) de la Universidad Johns Hopkins. "Lo primero que pensé era que nuestros datos estaban equivocados."

La sonda Cassini aporta interesantes datos sobre la heliosfera. En esta ilustración, los colores azul y verde de la burbuja representan las nuevas medidas de la emisión de la partículas conocidas como átomos neutros energéticos. Crédito de la imagen: NASA/JPL/JHUAPL

Krimigis y sus colegas del equipo del instrumento publicaron los descubrimientos de Cassini en el número del 13 de noviembre de la revista Science, que también ofrece resultados complementarios del satélite de la NASA IBEX (Interstellar Boundary Explorer). Juntos los resultados crearon el primer mapa de la heliosfera y su espesa capa exterior conocida como heliopausa, la capa exterior donde el viento solar se frena y se calienta mientras interactúa con el medio del estelar.

Los datos de Cassini también aportan una indicación mucho más directa del espesor de la heliopausa, mientras que anteriormente los científicos habían confiado en cálculos realizados a partir de modelos. Los nuevos resultados de Cassini muestran que el grosor de la heliopausa es de entre 40 y 50 unidades astronómicas (entre 6000 a 7500 millones de kilómetros). La sonda de la NASA Voyager, que está cruzando ahora la heliopausa, alcanzará el verdadero espacio interestelar mucho antes de 2020. Se habían sugerido estimaciones de hasta el 2030.

La nave espacial Cassini creó está imagen de la burbuja en torno a nuestro sistema solar basada en las emisiones de partículas conocidas como átomos neutros energéticos

"Éstos nuevos datos de Cassini realmente redefinen nuestro hogar en la Galaxia, y ahora podemos hacer mejores estudios sobre si nuestro sistema solar se parece a otros", añadió Krimigis.

Las sondas Voyager han enviado una gran riqueza de datos sobre la heliosfera y la heliopausa, pero únicamente en dos lugares del espacio. Sin embargo, los científicos desean una visión más amplia. Una forma de aprender sobre esta región es rastrear los átomos neutros energéticos que retornan hacia el Sol desde la heliopausa.

Los átomos neutros energéticos se forman cuando el gas frío y neutro choca con partículas eléctricamente cargadas en una nube de plasma (un gas muy caliente en el que los átomos están divididos en iones y electrones). Los iones positivamente cargados en el plasma no pueden atraer hacia sí sus propios electrones, puesto que éstos están moviendose demasiado rápido, pero pueden robar un electrón de los átomos de gas frío. Puesto que las partículas resultantes tienen carga neutra, pueden escapar a los campos magnéticos y viajar libremente por el espacio. La emisión de estas partículas ocurre frecuentemente en los campos magnéticos que rodean los planetas, pero también sucede cuando el viento solar choca contra el medio interestelar.

Krimigis y sus colegas de Cassini que trabajaron con MIMI no estaban seguros de si su instrumento podría recoger las emisiones de lugares lejanos y exóticos, como el límite de nuestra heliosfera en la región de influencia que nuestro Sol.

El pasado año, el equipo de Cassini después de pasar cuatro años enfocado en el estudio de electrones energéticos e iones atrapados en el campo magnético que rodea Saturno, al igual que en estas partículas conocidas como átomos neutros energéticos, comenzó a analizar los datos del instrumento Ion and Neutral Camera, en búsqueda de las partículas que llegaban más allá de Saturno.

"Creíamos que podíamos conseguir algunos impactos de estos átomos neutros energéticos procedentes de la heliopausa puesto que Cassini ha estado en una posición excelente para detectar estas partículas", explica Don Mitchell, científico del instrumento MIMI.

Cassini estaba más lejos del Sol de lo que estaban sondas anteriores que estaban explorando la heliosfera y e incluso se movió muy lejos de Saturno en algunas órbitas, explicó Mitchell. Los datos probablemente estarían probablemente limpios de gran parte de las interferencias que han obstaculizado otros esfuerzos.

Mitchell, Krimigis y su equipo pudieron recoger datos desde finales de 2003 hasta el verano de 2009. Crearon un mapa con un código de colores representando cada uno la intensidad de los átomos neutros energéticos y descubrieron que existía una cinta de partículas calientes de alta presión donde el viento interestelar fluía en la burbuja de nuestra heliopausa.

Los datos se ajustaban bastante bien con las imágenes de las partículas de baja energía del IBEX y esos datos se conectaban bien con los del Voyager sobre partículas de alta energía.

"Inicialmente era escéptico puesto que instrumento no se diseñó para el estudio de la magnetosfera de Saturno", explicó Mitchell, "pero nuestra cámara ha mantenido largas exposiciones de meses a años, por lo que pudimos acumular y trazar mapas para las partículas a través de la pequeña apertura que existe en el de límite de la heliosfera. Tuvimos suerte, pero también trabajamos muy duro."

Fuente original NASA
Publicado en Odisea cósmica

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