¿Qué intriga a los astrónomos?

En el último encuentro de la Sociedad Española de Astronomía (SEA) más de 300 expertos debatieron sobre estrellas, galaxias y planetas. ¿Pero qué inquieta realmente a los astrofísicos? ¿Qué misterio del Universo ronda en sus cabezas? SINC lo ha preguntado y éstas han sido las sugerentes respuestas.

Abell 315. Crédito: ESO/J. Dietrich

Las atmósferas de posibles planetas habitables

Mercedes López Morales
Institución Carnegie de Washington (EE UU)

Mercedes López Morales y recreación del planeta gigante GJ 436b.

Imagen: Autora/Nasa

El campo de investigación que despierta el interés de Mercedes López Morales es el estudio de atmósferas en planetas extrasolares. A través de técnicas de análisis de datos e instrumentos de última generación en telescopios terrestres, intenta detectar las atmósferas de planetas descubiertos alrededor de otras estrellas y determinar su composición química y sus condiciones climáticas (temperatura, presencia o no de nubes y vientos…).

La mayoría de los planetas con atmósferas descubiertos hasta hoy (unos 10) son gigantes gaseosos tipo Júpiter, unas 300 veces más masivos que la Tierra. También se ha detectado la atmósfera de un planeta similar a Neptuno, llamado GJ 436b, unas 23 veces más masivo que la Tierra, con el telescopio Spitzer. Para la astrónoma, la detección de esta atmósfera es sólo la punta del iceberg de lo que está por venir en los próximos diez años.

“Además la misión estadounidense Kepler ya tiene unos 140 candidatos a planetas tipo terrestre. En los próximos tres años se confirmará cuántos de esos candidatos son planetas tipo Tierra”, adelanta López Morales.

De forma paralela, la última generación de telescopios en tierra, como el Gran Telescopio de Canarias (GTC), se está preparando para detectar las atmósferas de esos planetas. Desde el espacio, se planea, además, proponer una misión en colaboración entre la ESA y la NASA, llamada THESIS, que estará completamente dedicada a medir las atmósferas de esas nuevas tierras y determinar si muestran señales de estar habitadas.

“Me atrevo a decir que, al paso que vamos, en la próxima década el público podrá apuntar a una estrella en el cielo y decir que los astrofísicos acaban de descubrir que alrededor de esa estrella hay un planeta que parece ser habitable”, confiesa.

La transformación de las galaxias

Alfonso Aragón-Salamanca
Universidad de Nottingham (Reino Unido)

Alfonso Aragón-Salamanca y evolución de galaxias.

Imagen: autor/Nottinghm's Astronomy Gr.

Uno de los temas que más atrae a Alfonso Aragón-Salamanca es conocer cómo se producen las transformaciones de las galaxias según pasa el tiempo. ¿Por qué la masa, el tamaño, la estructura, la dinámica y la formación estelar de las galaxias cambian con su “edad” y su situación en el cosmos?

Para responder a esta pregunta las observaciones con telescopios son esenciales. Su grupo trabaja con los datos del Telescopio Espacial Hubble, el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile, y los telescopios GEMINI, situados también en Chile y en Hawaii.

“Hemos comprobado que en los cúmulos de hasta hace cuatro o cinco mil millones de años eran muy abundantes las galaxias espirales y muy raras las galaxias lenticulares. Sin embargo, en los cúmulos de hoy en día ocurre justo al revés, lo que sugiere que las galaxias espirales se transforman con el tiempo en lenticulares. Además las primeras están formando estrellas nuevas constantemente y las segundas casi lo han dejado de hacer”, describe.

Existen varios modelos para tratar de explicar esto, pero el reto es entender la física que está detrás de la formación estelar y comprender mejor cómo la formación estelar actual afecta a la futura. Además también hay temas específicos. Por ejemplo: Todas las galaxias contienen un agujero negro supermasivo en su centro, pero ¿cómo influye este agujero negro en el resto de las galaxias y en su evolución?

Encontrar vida en otro planeta

Benjamín Montesinos
Centro de Astrobiología (INTA-CSIC)

Benjamín Montesinos y recreación planeta 'tipo Tierra'.

Imagen:autor /Nasa

Por el área de trabajo que investiga, la pregunta que más inspira a Benjamín Montesinos es la siguiente: ¿Cuándo podremos descubrir indicios de vida alrededor de un planeta extrasolar? En 1995 se descubrió el primer planeta alrededor de una estrella distinta del Sol y hoy la lista asciende a casi 500 planetas.

La gran mayoría de esos ‘exoplanetas’ o ‘planetas extrasolares’ detectados hasta ahora son gaseosos, con masas del orden de la de Júpiter, y muchos de ellos son muy calientes, ya que están cerca de la estrella en torno a la que orbitan.

Según el astrónomo, poco a poco nos estamos acercando a descubrir planetas rocosos, de los llamados ‘tipo Tierra’. “Esto quizás suceda en un plazo de unos pocos años. Y seguro que más pronto o más tarde descubriremos planetas en la llamada ‘zona de habitabilidad’, es decir, en una órbita donde si el planeta tiene agua, ésta puede estar en estado líquido”.

El siguiente paso, más complejo, es analizar las atmósferas de esos planetas y determinar si los compuestos que hay en ellas pueden tener un origen biológico o si por el contrario, los procesos que los originan son de pura química inorgánica.

“Está claro que una noticia que anuncie la existencia de vida en otro planeta tendría un impacto no solo en la física sino en toda la sociedad”, subraya Montesinos.

Un eslabón entre galaxias diferentes

Isabel Márquez
Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC)

Isabel Márquez y galaxia sombrero M104.

Imagen: autora/ HST/Nasa/Esa

Isabel Márquez trabaja en el campo de las llamadas ‘galaxias activas’. Son aquéllas cuyos núcleos presentan un brillo excepcionalmente alto y variable, además de otras propiedades indicativas de la presencia de procesos físicos muy energéticos que no son debidos a las componentes "normales" de una galaxia (estrellas, polvo y gas interestelar).

Según el modelo más aceptado, esto se debe a la caída de materia hacia el agujero negro supermasivo (con masas entre cientos y miles de millones de veces la del Sol) que reside en el centro de la galaxia. Los procesos físicos que tienen lugar se manifiestan en todas las frecuencias, desde los rayos gamma a las ondas radio, con mayor o menor intensidad.

El campo de las galaxias activas es bastante amplio, y dentro de él la astrónoma se centra en un tipo especial de galaxias cuyo núcleo presenta uno de los niveles de actividad más bajos, los núcleos tipo LINER (Low Ionization Nuclear Emission-line Region).

“Podría representar el eslabón entre las galaxias activas y las que no lo son”, destaca la astrofísica, quien reconoce que el tema que más le intriga en astrofísica es conocer qué son exactamente y qué representan las galaxias con núcleos LINER.

“Con nuestras investigaciones pretendemos averiguar si efectivamente el bajo nivel de actividad puede explicarse por mecanismos diferentes de los que tienen lugar en otras galaxias activas más potentes, o si puede tratarse de núcleos especialmente oscurecidos”, plantea la investigadora.

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Más información:

Sociedad Española de Astronomía (SEA).

Seguimiento de la IX Reunión Científica.

Vía: SINC

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Venus Express se enfrenta a la resistencia de la atmósfera venusiana

La atmósfera sobre las regiones polares de Venus es más fina de lo que se pensaba. ¿Qué cómo podemos saberlo? Porque la misión Venus Express de la ESA ha estado allí para comprobarlo. Esta vez no se limitó a tomar datos desde su órbita, sino que se zambulló en las capas superiores de la venenosa atmósfera de nuestro planeta vecino para realizar medidas de primera mano.

Vórtice en la región polar de Venus.

Crédito: ESA/VIRTIS/INAF-IASF/Obs. de Paris-LESIA/Univ. of Oxford

Venus Express atravesó las últimas capas de la atmósfera de Venus durante tres series de pases a baja altura realizados entre Julio y Agosto de 2008, en Octubre de 2009 y entre Febrero y Abril de 2010. El objetivo era medir la densidad de las capas superiores de la atmósfera de Venus sobre las regiones polares, un experimento sin precedentes en este planeta.

La campaña ya ha generado diez resultados completos, que demuestran que la atmósfera sobre las regiones polares de Venus es un 60% más fina de lo esperado. Este sorprendente resultado podría indicar la presencia de ciertos fenómenos naturales actuando en la atmósfera de Venus. Un equipo de científicos dirigido por Ingo Mueller-Wodarg del Imperial College de Londres está investigando las posibles causas.

La densidad es un parámetro crítico para los controladores de esta misión, que están analizando la posibilidad de reducir todavía más la altura a la que Venus Express sobrevuela el planeta, lo que permitiría modificar la órbita y aumentar la vida de la misión.

“Sería peligroso que el satélite descienda más en la atmósfera sin comprender antes cómo se comporta la atmósfera de Venus”, comenta Pascal Rosenblatt, del Royal Observatory de Bélgica, miembro del equipo de control de la misión.  

Tan sólo el hecho de que Venus Express pueda realizar este tipo de mediciones es de por sí digno de admiración. El satélite no fue diseñado para realizar estas maniobras y no tiene instrumentos capaces de medir directamente la densidad de la atmósfera. Para lograrlo, las estaciones de seguimiento en la Tierra han monitorizado con precisión cómo se reducía la velocidad de la sonda al cruzar las capas más altas de la atmósfera venusiana, como resultado de la resistencia aerodinámica.

Además, el equipo en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales de la ESA en Darmstadt, Alemania, decidió girar los paneles solares de Venus Express de forma que uno permanezca paralelo y el otro perpendicular a la velocidad de vuelo. Como resultado, la resistencia aerodinámica induce un giro en el satélite.

La atmósfera de Venus se extiende desde la superficie del planeta hasta unos 250 km. Durante la campaña de Abril, Venus Express sobrevoló la superficie de Venus a tan sólo 175 km de altura.

Además de éste sorprendente resultado, la rotación del satélite permitió registrar un cambio abrupto en la densidad atmosférica al pasar del día a la noche de Venus. La próxima semana, Venus Express se zambullirá de nuevo en la atmósfera venusiana, esta vez descendiendo hasta los 165 km.

En base a estos resultados, el equipo de operaciones podrá modificar la trayectoria de Venus Express, reduciendo a la mitad el tiempo necesario para completar una órbita, lo que permitirá realizar nuevos experimentos científicos.

En la órbita elíptica en la que se encuentra actualmente, Venus Express necesita 24 horas para completar una vuelta entorno al planeta, acercándose a 250 km de su superficie en el periastro y alejándose hasta los 66 000 km en el apoastro. Cuando Venus Express se encuentra lejos del planeta, la gravedad del Sol la aparta ligeramente de su trayectoria nominal. Para compensar esta perturbación, cada 40-50 días se deben encender los motores de la sonda, consumiendo un combustible que a este ritmo se habrá agotado en 2015. Con el objetivo de aumentar la vida de la misión, el equipo de operaciones planea reducir la altura de la órbita (en su apoastro) utilizando la atmósfera del planeta para frenar la sonda. Se trata de una maniobra muy delicada y potencialmente peligrosa, que requiere un minucioso calculo previo.

“Todavía necesitamos terminar una serie de estudios preliminares para poder calcular en detalle esta delicada maniobra”, comenta Håkan Svedhem, Científico del Proyecto Venus Express para la ESA. “Si nuestros experimentos demuestran que se puede realizar la maniobra con total seguridad, seremos capaces de reducir la altura del apoastro de Venus Express a principios de 2012.”

Mientras tanto, los equipos de científicos involucrados en la misión se muestran muy satisfechos con los datos obtenidos hasta la fecha. “No podíamos estudiar esta región con nuestros instrumentos porque la atmósfera es demasiado fina, pero ahora estamos tomando medidas de primera mano”, concluye el Dr. Mueller-Wodarg.

Fuente: ESA

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¿Alguien podría llamar hogar a Gliese 581g?

Bueno, finalmente lo han hecho. Aunque los astrónomos han detectado cerca de 500 planetas extrasolares en los últimos 15 años, todos han sido regalos de Navidad que, una vez abiertos, no fueron tan emocionantes. Consistían en mundos que eran demasiado grandes y demasiado calientes o fríos para que allí pudiera existir vida tal como la conocemos. Ahora, finalmente, los investigadores han descubierto un planeta que podría ser un primo de la Tierra.

Esta es una buena noticia, ya que comienza a corregir un hecho desalentador: hemos encontrado muy pocos sistemas solares parecidos al nuestro. Hace años, los astrónomos suponían alegremente que otros sistemas seguirían el mismo modelo del Sol; planetas pequeños y rocosos (y potencialmente habitables) que orbitan cerca de su estrella anfitriona, y con gigantes malolientes que orbitan más lejos.
Sin embargo, muchos de los planetas encontrados en los últimos 15 años han marchado al ritmo de un tambor diferente, mundos gigantes que abrazan a su estrella con tanta fuerza que un año puede ser tan corto como 100 horas.

Claro, los llamados "Júpiter calientes" son interesantes desde el punto de vista astrofísico. Desafiaron a los investigadores a entender cómo se formaron y cómo se las arreglaron para llegar a órbitas tan cercanas a su estrella. Pero, dejando la astrofísica a un lado, estos mundos ardientes claramente no eran el tipo de lugares donde la vida podría establecerse. Eso sería biología en un explosivo horno.

En otras palabras, los cazadores de planetas volvían del campo con el tipo de trofeo equivocado. Los planetas similares a la Tierra no eran parte del premio.

Los astrónomos explicaron que esto se debía simplemente a lo que se llama "efectos de selección". Sus técnicas de búsqueda estaban adaptadas a la búsqueda de planetas grandes y cercanos a sus soles. Así que cuando se preguntó "¿dónde están nuestros dobles planetarios?", muchos astrónomos silbaron en la oscuridad: Claro, manifestaron, podría haber muchos mundos similares a la Tierra por ahí, pero necesitamos otras técnicas para encontrarlos.

Ahora hay cada vez mayores razones para pensar que este optimismo está justificado. Los investigadores que utilizan el telescopio Keck en Hawaii han descubierto un planeta que podría, al menos en principio, estar inundado por océanos y cubierto con una atmósfera. El planeta se encuentra en el sistema de la estrella Gliese 581, a sólo 20 años-luz de distancia.

Pero hay que tener en cuenta que éste no es un gemelo idéntico a la Tierra. Gliese 581 es una pequeña estrella enana, con sólo una fracción del tamaño y el brillo de nuestro sol. Por lo tanto, los planetas que se encuentran en la llamada "zona habitable", es decir, a la distancia adecuada para que posiblemente existan océanos líquidos en su superficie, estarán en órbitas más pequeñas en relación al Sol mucho más caliente. El nuevo planeta está en una pista tan estrecha alrededor de su estrella que ha sucumbido a lo que se llama "bloqueo de marea". Esto significa que uno de los lados del planeta enfrenta constantemente a Gliese 581, así como un lado de la Luna siempre enfrenta a la Tierra.

Así que un hemisferio de este nuevo mundo, que tiene un diámetro sólo un 50% más grande que la Tierra, será sustancial y permanentemente más caliente que el otro. Pero el bloqueo de marea no tiene por qué excluir la vida, la que podría establecerse en algún punto entre el lado asoleado y la oscuridad de este mundo.

La pregunta obvia es: ¿podría este nuevo planeta tener habitantes? No lo sabemos todavía, aunque ha habido al menos un intento de averiguarlo. El Instituto SETI, como parte de un estudio de diez años de cerca de mil sistemas estelares, apuntó dos veces sus antenas en la dirección de Gliese 581, con la esperanza de captar señales de radio que probaran que alguien estaba en casa. Ninguna transmisión fue descubierta.

Esto debería provocar decepción, pero no desaliento. Después de todo, alguien podría haber mirado a la Tierra con un radiotelescopio durante la mayor parte de su historia de 4,5 mil millones de años, y no encontrar señales. Incluso si este mundo recién encontrado estuviera cubierto de criaturas, podrían ser especies que aún no son capaces de construir un transmisor de radio.

Lo importante del reciente descubrimiento de Gliese 581g no es que debemos esperar encontrar algunos 'Gliesenes', sino que los primos planetarios de la Tierra pueden, en efecto, ser tan comunes como los copos de maíz. Y si eso es cierto, entonces nuestras expectativas de encontrar homólogos a la Tierra entre las estrellas recibirá un significativo impulso.

Fuente

Vía: Cosmo Noticias

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Descubierto el más rico sistema planetario

Utilizando el instrumento HARPS - líder en el mundo- los astrónomos han descubierto un sistema planetario que contiene al menos cinco planetas que orbitan a HD 10180, una estrella tipo Sol. Los investigadores también han obtenido tentadora evidencia de que podría haber otros dos planetas, uno de los cuales tendría la menor masa jamás hallada. Esto asemejaría al sistema con nuestro Sistema Solar en términos del número de planetas (siete, comparados con los ocho planetas del Sistema Solar). Más aún, el equipo también encontró evidencia de que las distancias de los planetas a su estrella siguen un patrón regular, lo que también se observa en nuestro Sistema Solar.

El sistema planetario alrededor del la  estrella HD 10180 similar al Sol  (impresión artística).

Crédito: ESO/L. Calçada

“Hemos hallado lo que probablemente sea el sistema con el mayor número de planetas descubierto hasta ahora”, dice Christophe Lovis, autor principal del artículo que informa de este resultado. “Este notable descubrimiento también resalta el hecho que ahora estamos entrando en una nueva era de la investigación de exoplanetas: el estudio de sistemas planetarios complejos y no sólo planetas individuales. Los estudios de movimientos planetarios en el nuevo sistema revelan complejas interacciones gravitacionales entre los planetas y nos permiten comprender la evolución del sistema a largo plazo”.

El equipo de astrónomos empleó el espectrógrafo HARPS, instalado en el telescopio de 3,6 metros de ESO en La Silla, Chile, para un estudio de seis años de duración de la estrella similar al Sol HD 10180, ubicada a 127 años-luz de distancia en la constelación austral de Hydrus (la Serpiente Marina). HARPS es un instrumento con una inigualable estabilidad de medición y gran precisión, y es el más exitoso buscador de exoplanetas del mundo.

Gracias a las 190 mediciones individuales de HARPS, los astrónomos detectaron los diminutos movimientos hacia adelante y atrás de la estrella provocados por las complejas atracciones gravitacionales provenientes de cinco o más planetas. Las cinco señales más fuertes corresponden a planetas con masas similares a la de Neptuno – entre 13 y 25 masas terrestres [1] – que orbitan a la estrella con períodos que van desde unos 6 a 600 días. Estos planetas están ubicados entre 0,06 y 1,4 veces la distancia existente entre la Tierra y el Sol de su estrella central.

“También tenemos buenas razones para creer que hay otros dos planetas presentes”, dice Lovis. Uno sería un planeta similar a Saturno (con una masa mínima de 65 masas terrestres) orbitando en 2.200 días. El otro sería el exoplaneta menos masivo jamás descubierto, con una masa de unas 1,4 veces la de la Tierra. Está muy cerca de su estrella anfitriona, a sólo 2 por ciento de la distancia Tierra-Sol. Un “año” de este planeta duraría sólo 1,18 días terrestres.

“Este objeto causa un temblor de su estrella de sólo unos 3 km/hora – más lento que la velocidad al caminar – y este movimiento es muy difícil de medir”, dice Damien Ségransan, miembro del equipo. Si se confirmara, este objeto sería otro ejemplo de planeta rocoso cálido, similar a Corot-7b (Ver comunicado de prensa de ESO)

El sistema de planetas recientemente descubierto en torno a HD 10180 es único en varios aspectos. Primero que nada, con al menos cinco planetas similares a Neptuno ubicados dentro de una distancia equivalente a la órbita de Marte, este sistema es más poblado que nuestro Sistema Solar en su región interior, y tiene muchos planetas más masivos ahí [2]. Por otra parte, el sistema probablemente no tiene un gigante de gas similar a Júpiter. Además, todos los planetas parecen tener órbitas casi circulares.

Hasta el momento, los astrónomos saben de quince sistemas con al menos tres planetas. El último en detentar el récord fue 55 Cancri, que contiene cinco planetas, siendo dos de ellos planetas gigantes. “Los sistemas de planetas de masas bajas como el que rodea a HD 10180 parecen ser muy comunes, pero la historia de su formación sigue siendo un rompecabezas”, dice Lovis.

Usando el nuevo descubrimiento así como la información de otros sistemas planetarios, los astrónomos encontraron un equivalente a la ley de Titius-Bode que existe en nuestro Sistema Solar: las distancias de los planetas desde su estrella parecen seguir un patrón regular [3]. “Esto podría constituir una firma del proceso de formación de estos sistemas planetarios”, dice Michel Mayor, miembro del equipo.

Otro resultado importante encontrado por los astrónomos mientras estudiaban estos sistemas es que hay una relación entre la masa del sistema planetario y la masa y contenido químico de su estrella anfitriona. Todos los sistemas planetarios muy masivos se encuentran alrededor de estrellas masivas y ricas en metales, mientras que los cuatro sistemas con masas más bajas se encuentran en torno a estrellas de masas bajas y pobres en metales [4]. Tales propiedades confirman los actuales modelos teóricos.

El descubrimiento se anuncia hoy en el coloquio internacional “Detección y dinámicas de exoplanetas en tránsito”, en el Observatorio de Haute-Provence, Francia.

Notas

[1] Usando el método de velocidad radial, los astrónomos sólo pueden estimar una masa mínima para un planeta, ya que la masa estimada también depende de la inclinación del plano orbital relativo a la línea de visión, que es desconocida. Desde un punto de vista estadístico, esta masa mínima sin embargo es a menudo cercana a la masa real del planeta.

[2] En promedio, los planetas en la región interna del sistema HD 10180 tienen 20 veces la masa de la Tierra, mientras que los planetas interiores de nuestro propio Sistema Solar (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) tienen una masa promedio de la mitad la de la Tierra.

[3] La ley Titius-Bode establece que las distancias de los planetas del Sol siguen un simple modelo. Para los planetas exteriores, se predice que cada planeta esté aproximadamente al doble de distancia del Sol que el objeto previo. La hipótesis predijo correctamente las órbitas de Ceres y Urano, pero falló como predictor de la órbita de Neptuno.

[4] Según la definición usada en astronomía, “metales” son todos los elementos excepto el hidrógeno y helio. Tales metales, excepto por algunos muy pocos elementos químicos livianos, han sido creados por las varias generaciones de estrellas. Los planetas rocosos están constituidos por “metales”.

Información adicional

Esta investigación fue presentada en un artículo enviado a Astronomy and Astrophysics (“The HARPS search for southern extra-solar planets. XXV. Up to seven planets orbiting HD 10180: probing the architecture of low-mass planetary systems”, por C. Lovis y otros).

El equipo está compuesto por C. Lovis, D. Ségransan, M. Mayor, S. Udry, F. Pepe, y D. Queloz (Observatorio de Ginebra, Universidad de Ginebra, Suiza), W. Benz (Universidad de Berna, Suiza), F. Bouchy (Institut d’Astrophysique de Paris, Francia), C. Mordasini (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Alemania), N. C. Santos (Universidad de Porto, Portugal), J. Laskar (Observatorio de Paris, Francia), A. Correia (Universidad de Aveiro, Portugal), y J.-L. Bertaux (Université Versailles Saint-Quentin, Francia) y G. Lo Curto (ESO).

ESO, el Observatorio Europeo Austral, es la principal organización astronómica intergubernamental en Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Es apoyado por 14 países: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa enfocado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también cumple un rol principal en promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en existencia. ESO está actualmente planificando un European Extremely Large Telescope, el E-ELT, telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 42 metros de diámetro, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo hacia el cielo”.

Enlaces
• Artículo de investigación
• Más información: Kit de Prensa sobre Exoplanetas

Vía: ESO

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Nuevas pistas sobre agua y volcanes marcianos

Los datos del destruido Phoenix sugieren que el agua líquida ha interactuado con la superficie de Marte a lo largo de la historia del planeta y en los tiempos modernos. La investigación también proporciona nueva evidencia de que la actividad volcánica se ha mantenido en el Planeta Rojo en los últimos tiempos geológicos, hace varios millones de años.

El instrumento Evolved Gas Analyzer puede verse a la derecha.

Aunque el módulo de aterrizaje Phoenix Mars Lander de la NASA, que llegó a Marte el 25 de mayo de 2008, ya no está operando, los científicos de la NASA continúan analizando los datos recogidos por esta misión. Estos recientes hallazgos se basan en datos sobre el dióxido de carbono del planeta, lo que representa aproximadamente el 95% de la atmósfera marciana.

"El dióxido de carbono atmosférico es como un espía químico", dijo Paul Niles, un científico espacial del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston. "Se infiltra en cada parte de la superficie de Marte y puede indicar la presencia de agua y su historia".

Phoenix midió con precisión los isótopos de carbono y oxígeno en el dióxido de carbono de la atmósfera marciana. Los isótopos son variantes de un mismo elemento con diferentes pesos atómicos. Niles es el autor principal de un artículo sobre los hallazgos publicados en la edición digital de la revista Science. El documento explica las proporciones de isótopos estables y sus implicaciones para la historia del agua marciana y los volcanes.

"Los isótopos pueden utilizarse como una firma química que nos puede decir de dónde viene algo, y qué tipo de eventos ha experimentado", dijo Niles.

Esta firma química sugiere que el agua líquida existió principalmente a temperaturas cercanas a cero y que los sistemas hidrotermales similares a las aguas termales de Yellowstone han sido escasos durante el pasado del planeta. Las mediciones de dióxido de carbono mostraron que Marte es un planeta mucho más activo de lo que se pensaba. Los resultados implican Marte ha repuesto su dióxido de carbono de la atmósfera hace relativamente poco tiempo, y el dióxido de carbono ha reaccionado con agua líquida presente en la superficie.

Las mediciones fueron realizadas por el instrumento de Phoenix llamado Evolved Gas Analyzer. El instrumento fue capaz de hacer un análisis más preciso del dióxido de carbono que los instrumentos similares de las sondas Viking de la NASA en la década de 1970. El programa Viking proporcionó los datos anteriores de los isótopos de Marte.

La baja gravedad y la falta de un campo magnético en Marte significa que el dióxido de carbono que se acumula en la atmósfera se perderá en el espacio. Este proceso favorece la pérdida de un isótopo de carbono ligero llamado carbono-12 comparado con el carbono-13. Si el dióxido de carbono de Marte hubiese experimentado sólo este proceso de pérdida atmosférica sin algún proceso adicional de reposición de carbono-12, la proporción de carbono-13 a carbono-12 sería muy superior a lo que Phoenix midió. Esto sugiere que la atmósfera de Marte recientemente se ha repuesto con el dióxido de carbono emitido por los volcanes, y que el vulcanismo ha sido un proceso activo en el pasado reciente de Marte.

Sin embargo, una firma volcánica no está presente en la proporción de otros dos isótopos, oxígeno-18 y oxígeno-16, encontrados en el dióxido de carbono en Marte. El hallazgo sugiere que el dióxido de carbono ha reaccionado con el agua líquida, lo que enriqueció el oxígeno en el dióxido de carbono con el oxígeno-18 más pesado.

Niles y su equipo teorizan que esta firma isotópica del oxígeno indica que el agua líquida ha estado presente en la superficie de Marte recientemente y en abundancia suficiente como para afectar la composición de la atmósfera actual. Los resultados no ponen de manifiesto determinados lugares o fechas en que el agua líquida y los respiraderos volcánicos estuvieron presentes, pero los sucesos recientes de estas condiciones incluyen las mejores explicaciones para las proporciones de isótopos.

Fuente

Vía: Cosmo Noticias

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El origen de los exoplanetas

Vivimos en un tiempo único para la investigación de los exoplanetas.Hace 18 años se descubrió el primer planeta fuera del Sistema Solar, y han pasado sólo 15 años desde que se confirmara la presencia de uno de estos objetos en un estrella de la secuencia principal. Incluso más recientemente, han empezado a brotar las imágenes directas de los exoplanetas, así como los primeros espectros de sus atmósferas. Cada vez se disponen de muchos más datos, lo que ha llevado a los astrónomos a hacerse una idea del origen de los exoplanetas.

En general hay dos métodos mediante los cuales se pueden formar planetas. El primero es a través de la acreción, en el que la estrella y el planeta se forman mediante el colapso gravitacional de forma independiente el uno del otro, pero lo suficientemente cerca  como para que queden unidos por fuerzas gravitatorias.

El segundo método es a través del cual se formó nuestro Sistema Solar: el método del disco. En este caso, el material existente en un disco alrededor de una estrella colapsa par formar protoplanetas que darán lugar a los planetas.

Cada uno de estos métodos puede dejar una serie de huellas que puede llevar a los astrónomos al identificar el tipo de origen que tienen los planetas de un sistema. Un nuevo documento de Helmut Abt,del Observatorio Nacional Kitt Peak, ha determinado, estudiando estas características, que dado el muestreo actual de exoplanetas,la formación de nuestro Sistema Solar puede ser una rareza.

El primer parámetro que distingue a los dos métodos de formación es la excentricidad. Para establecer una línea base para la comparación, Abt trazó primeramente la distribución de excentricidades de 188 estrellas binarias de la secuencia principal, comparando estos datos con los sistemas que se formaron a partir del disco. Esto puso de manifiesto que aunque la mayoría de las estrellas tienen órbitas de baja excentricidad, este porcentaje disminuye poco a poco a medida que aumenta la excentricidad. En nuestro Sistema Solar,sólo el planeta Mercurio tiene una excentricidad superior a 0,2. Cuando Abt construyó la distribución de los 379 planetas conocidos, vio que su excentricidad era casi idéntica a la de las estrellas binarias.

Abt también inspeccionó la configuración de los sistemas. Los sistemas que contienen tres estrellas en general, contienen un par de estrellas en una órbita binaria apretada,realizando la tercera estrella una órbita mucho más grande. Al comparar las proporciones de estas órbitas, Abt cuantificado el espacio orbital. Sin embargo,en este caso, los resultados fueron ambiguos;las dos modalidades de formación producen resultados similares.

Por último, Abt consideró la cantidad de elementos pesados en el cuerpo más masivo. Es ampliamente conocido que la mayoría de los planetas extra-solares se encuentran alrededor de estrellas ricas en metales. La metalicidad acelera el proceso del colapso, lo que permite la formación de planetas gigantes gaseosos en las nubes de gas que rodean las estrellas antes de que éstas se disipen, lo que favorece la hipótesis de la  acreción.

En conjunto, esto ofrece cuatro pruebas para los modelos de formación. En todos los casos, las observaciones actuales sugieren que la mayoría de los planetas descubiertos hasta el momento se forman por acreción y no a partir de un disco de material. Sin embargo, Abt señala que estos datos hay que tomárselos con cautela, debido al sesgo estadístico que imponen los límites impuestos por la sensibilidad que alcanzan los instrumentos actuales. De hecho, los astrónomos aún no pueden detectar la velocidad radial de los sistemas originarios de discos de polvo. Luego estos datos pueden sufrir grandes variaciones a medida que se mejore la potencia de los instrumentos de observación.

Más información en el enlace.

Vía: Astrofísica y Física

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Espectro de un joven planeta extrasolar lleva a resultados sorprendentes

Los astrónomos de la Universidad de Hawai han medido la temperatura de un planeta joven gigante gaseoso girando alrededor de otra estrella usando el Observatorio WM Keck y los resultados son sorprendentes. Ellos han encontrado que su atmósfera es diferente a la de cualquier planeta extrasolar estudiado previamente.

Crédito: Brendan Bowler and Michael Liu, IfA/ Hawaii

Los astrónomos determinaron la temperatura del planeta al obtener un espectro de su luz emitida. Como resultado, encontraron que los actuales modelos teóricos de los planetas gaseosos gigantes no podían explicar todos los datos. El equipo sospecha que la razón es la presencia de polvo en la atmósfera del planeta. Los modelos con cantidades normales de polvo no se parecen a este planeta, pero los modelos con nubes de polvo excepcionalmente gruesas trabajan mucho mejor. Por lo tanto, parece que los jóvenes planetas gigantes gaseosos están muy nublados.

“Estamos en un punto donde no sólo podemos hacer imágenes directas de planetas alrededor de otras estrellas, sino que también podemos empezar a estudiar las propiedades de sus atmósferas en detalle. La espectroscopía directa de exoplanetas es el futuro en este campo”, dijo Brendan Bowler, estudiante graduado en la Universidad de Hawai y autor principal del estudio.

El planeta, conocido como HR 8799 B, es uno de los tres planetas gaseosos gigantes en órbita alrededor de la estrella HR 8799, ubicada a 130 años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Pegaso. Como referencia, la distancia a la estrella nocturna más cercana a la Tierra es de unos cuatro años luz. HR 8799 b es el planeta de menor masa alrededor de la estrella, alrededor de siete veces la masa de Júpiter. Este sistema de múltiples planetas fue descubierto por imagen directa, en 2008, y ahora, sólo un año y medio después, los astrónomos han obtenido un espectro de uno de sus planetas. El espectro de un planeta contiene mucha más información que una sola imagen: puede revelar la temperatura, composición química y propiedades de las nubes del planeta.

La técnica que usó el equipo para determinar la temperatura del planeta se basa en la química de la atmósfera del planeta. En concreto, la presencia o ausencia de metano gaseoso se puede utilizar como un termómetro. El equipo encontró que HR 8799 b muestra poco o nada de metano en su atmósfera. Con base en su espectro y en las imágenes previamente obtenidas del planeta, y comparando las observaciones con los modelos teóricos de atmósferas de baja temperatura, estiman que la temperatura más baja posible para el planeta es de unos 1200 Kelvin.

Los modelos, sin embargo, trabajaron mal al reproducir todos los datos. Los actuales modelos teóricos predicen que HR 8799 b debe tener cerca de 400 Kelvin menos que lo que se mide, a partir de la edad del planeta y la cantidad de energía que emite en la actualidad. El equipo sospecha que la diferencia obedece a que el planeta tiene mucho más polvo y nubes que lo esperado por los modelos actuales.

“Los estudios directos de los planetas extrasolares están aún en su infancia. Pero incluso en esta etapa inicial, estamos aprendiendo que estos objetos son de una especie diferente a los objetos que hemos conocido previamente “, dijo Michael Liu, profesor de astronomía de la Universidad de Hawai y coautor del estudio.

Los planetas alrededor de HR 8799 son increíblemente débiles, unas 100.000 veces más débiles que la estrella que los alberga. Para obtener el espectro de la HR 8799 B, el equipo se basó en el sistema de óptica adaptativa del telescopio Keck II para hacer una imagen ultra-aguda de la estrella durante muchas horas. Luego utilizaron el instrumento denominado OSIRIS instalado en Keck, un tipo especial de espectrógrafo, para separar con precisión el espectro del planeta de la luz de su estrella anfitriona.

“Los sistemas de óptica adaptativa en Keck y otros grandes telescopios terrestres hacen imágenes más nítidas que incluso el telescopio espacial Hubble. Con la óptica adaptativa estamos aprendiendo muchísimo acerca de objetos que son más pequeños que las estrellas de menor masa y más grande que los planetas más masivos gaseosos gigantes del Sistema Solar “, dijo Trent Dupuy, estudiante graduado de la Universidad de Hawai y coautor del estudio. El Dr. Michael Cushing del Laboratorio de Propulsión a Reacción, JPL, era también miembro del equipo al anunciar estos resultados.

Aunque ya han sido descubiertos más de 500 planetas  alrededor de otras estrellas, sólo de seis planetas se han obtenido imágenes directas. Tres de éstos están alrededor de HR 8799 y fueron descubiertos, en 2008, por Christian Marois del Consejo Nacional de Investigación de Canadá y colaboradores. Cuando se anunció, el descubrimiento representaba una de las primeras imágenes directas de la luz emitida por planetas extrasolares.

Un artículo que describe el estudio será publicado en la revista Astrophysical Journal más adelante, este año.

Más información en: http://keckobservatory.org/

Vía: El mensajero de los astros

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Nuevo método para pesar planetas

Astrónomos de Alemania, Australia, Reino Unido, Canadá, y los Estados Unidos han encontrado una nueva forma de ponderar los planetas de nuestro Sistema Solar empleando las señales de radio de los púlsares.

"Esta es la primera vez que se pesa todo un sistema planetario, con sus planetas, lunas y anillos", dijo David Champion, del Instituto Max-Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania. "Y hemos proporcionado una verificación independiente de los resultados anteriores, lo que tiene gran importancia para la ciencia planetaria".

Las mediciones de las masas planetarias obtenidas por este método podrían incidir a la hora de elaborar los datos necesarios para futuras misiones espaciales. Hasta ahora,los astrónomos han pesado los planetas mediante la medición de las órbitas de las lunas o de las naves espaciales que vuelan en sus cercanías. Esto se debe a que la masa crea gravedad y la atracción gravitatoria de un planeta determina la órbita de todo lo que gira alrededor del él, es decir, determina tanto el tamaño de la órbita, como el tiempo que tarda en completarse. El nuevo método se basa en las correcciones que han realizado los astrónomos gracias a las señales de los púlsares.

La Tierra se desplaza alrededor del Sol, siendo este movimiento el que afecta al momento en el que recibimos la señal del púlsar. Para eliminar este efecto, los astrónomos han calculado la hora a la que los pulsos han llegado al baricentro o al centro de masas del Sistema Solar,alrededor del cual todos los planetas orbitan.

Debido a que la disposición de los planetas alrededor del Sol cambia todo el tiempo, el baricentro también varía de zona. Para calcular su posición, los astrónomos utilizan tanto una tabla de efemérides que indica el lugar donde se encuentran los planetas, como los valores de sus masas. Si la posición del baricentro arrastra errores de cálculo, estos errores se delatarán en los datos de sincronización que nos muestra el púlsar, por lo que éste nos puede ayudar a realizar correcciones.

"Por ejemplo, si la masa de Júpiter y sus lunas están mal, vemos un patrón de errores de sincronización que se repite cada 12 años, el tiempo de Júpiter tarda en orbitar el Sol", dijo Dick Manchester. Pero si la masa de Júpiter y sus lunas se corrigen, los errores de tiempo desaparecen. Este es el proceso de retroalimentación que los astrónomos han utilizado para determinar las masas de los planetas.

Los datos de un conjunto de cuatro púlsares se han utilizado para pesar Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno con sus lunas y anillos. La mayoría de estos datos fueron registrados con el telescopio de radio CSIRO Parkes, en el este de Australia, con algunas aportaciones del telescopio de Arecibo en Puerto Rico y el telescopio Effelsberg en Alemania. Las masas fueron consistentes con las medidas por la sonda. La masa del sistema joviano medida, es 0.0009547921 veces la masa del Sol, dato bastante más exacto que la masa determinada de la nave espacial Pioneer y Voyager, y consistente pero menos precisa que el valor de la nave espacial Galileo.

La nueva técnica de medida es sensible a una diferencia de masa de sólo 0,003 por ciento de la masa de la Tierra. "En un plazo corto, las naves espaciales seguirán haciendo las mediciónes más precisa de los planetas individuales, pero la técnica del púlsar puede ser utilizada para los planetas que no han sido visitados por sondas espaciales", dijo George Hobbs del CSIRO. La repetición de las mediciones de los valores mejoraría aún más. Si los astrónomos observaran un conjunto de 20 púlsares más de 7 años, tendríamos medidas de la masa de Júpiter más precisas que las proporcionadas por las naves espaciales. Para conseguir el mismo dato de Saturno necesitaríamos trece años.

“Los astrónomos necesitan esta temporización precisa porque están utilizando los púlsares para cazar las ondas gravitacionales que predijo Einstein en la teoría de la relatividad general”, dice el profesor Michael Kramer, director del grupo de investigación ‘Física Fundamental en Radioastronomía’ del Instituto Max Planck de Radioastronomía. “Encontrar estas ondas depende de la detección de cambios minúsculos en la sincronización de las señales de los púlsares, de modo que todas las otras fuentes de error se deben tener en cuenta, incluyendo los recorridos de los planetas del Sistema Solar”.

Más información en el enlace.

Vía: Astrofísica y Física

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Los planetas se alinean para la lluvia de meteoros Perseidas

Una alineación planetaria en el cielo del atardecer indicará el inicio de la lluvia de meteoros más impactante del año 2010: las Perseidas.

Cielo del Noroeste cerca de la medianoche del 12 y 13 de agosto. El punto rojo es el radiante de las Perseidas. Aunque los meteoros Perseidas podrán aparecer en cualquier parte del cielo, todos sus rastros apuntarán hacia el radiante.

Se sabe que una noche será memorable cuando una bella alineación de planetas es la segunda cosa más emocionante que ocurrirá. Hoy jueves 12 de agosto será una noche de ese tipo.

El espectáculo comenzará al atardecer, cuando Venus, Saturno, Marte y la Luna creciente aparezcan hacia el Oeste formando una estrecha conjunción. Los cuatro astros celestes se encontrarán dentro de un círculo de aproximadamente 10 grados de diámetro y brillarán en conjunto a través de los pálidos colores del atardecer. No será necesario emplear un telescopio para disfrutar de este evento: mapa del cielo.

Los planetas estarán en el cielo occidental hasta alrededor de las 10 p.m. Cuando desaparezcan, siguiendo al Sol bajo el horizonte, le convendrá quedarse ya que es entonces cuando comenzará la lluvia de meteoros Perseidas. Desde las 10 p.m. hasta el amanecer, se podrán observar meteoros surcando el cielo estrellado en un espectáculo que será aún más gratificante que una conjunción de planetas.

Los escombros del cometa Swift–Tuttle provocan la lluvia de meteoros Perseidas. Cada 133 años, el enorme cometa visita al sistema solar interior y deja detrás un sendero de polvo y guijarros. Cuando la Tierra atraviesa estos escombros, los diminutos fragmentos de material cometario se precipitan a través de la atmósfera a aproximadamente 225.000 kilómetros por hora (140.000 millas por hora) y producen destellos luminosos al desintegrarse. Estos meteoros se denominan Perseidas porque emanan de la constelación Perseo.

La zona donde se encuentran los escombros del cometa Swift–Tuttle es tan amplia que la Tierra permanece varias semanas en su interior. De hecho, estamos ahora en las partes externas de esta región, y algunos observadores del cielo ya están informando sobre algunos meteoros esporádicos hacia el final de la noche. Esto podría convertirse en un auténtico torrente de meteoros entre los días 11 y 13 de agosto, cuando la Tierra pase a través del corazón del sendero de escombros.

El año 2010 es bueno para las Perseidas porque la Luna no estará visible desde la medianoche hasta el amanecer, y precisamente este es el período de mayor actividad. El resplandor lunar puede arruinar una buena lluvia de meteoros, pero éste no será el caso en esta ocasión.

A medida que la constelación de Perseo suba en el cielo y la noche se haga más profunda, la cantidad de meteoros aumentará. El mejor momento para observar es durante las horas más oscuras, antes del amanecer del viernes 13 de agosto. Es entonces cuando la mayoría de los observadores podrán ver docenas de meteoros por hora.

Para que el espectáculo sea más impresionante es mejor alejarse de las luces de la ciudad. La oscuridad del cielo nocturno en el campo multiplica la cantidad de meteoros visibles de 3 a 10 veces. Un cielo muy oscuro incluso hará que la alineación planetaria sea más impresionante, permitiendo de este modo que los tenues Marte y Saturno también contribuyan al espectáculo. Muchas familias han planeado sus viajes de campamento para que coincidan con las Perseidas. La Vía Láctea asomándose detrás de una cadena de montañas brinda un paisaje de fondo ideal para una lluvia de meteoros.

¡Disfrute el espectáculo!

Fuente: Ciencia@NASA

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La ESA y la NASA eligen cinco instrumentos para su misión conjunta a Marte

La Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA han seleccionado los instrumentos científicos de su primera misión conjunta a Marte, el ExoMars Trace Gas Orbiter, prevista para 2016. La misión se centrará en el estudio de la composición química de la atmósfera marciana, especialmente del metano, que podría apuntar la existencia de vida en el Planeta Rojo.

Concentraciones de metano en Marte. Imagen: NASA.

La NASA y la ESA han puesto en marcha un programa conjunto de exploración marciana, una alianza sin precedentes para realizar investigaciones futuras en Marte. El ExoMars Trace Gas Orbiter es la primera de una serie planificada de misiones conjuntas para traer una muestra de la superficie marciana. Se invitó a los científicos de todo el mundo a proponer los instrumentos de la nave espacial, y ahora se comunican los proyectos elegidos.

"Para explorar completamente Marte queremos reunir todos los talentos de la Tierra que podamos", dice David Southwood, director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA. "Entre los objetivos de la misión está caracterizar la atmósfera del planeta, y en particular, buscar rastros de gases como el metano”. La presencia de este elemento, que se confirmó en 2003, permite investigar si Marte es o puede llegar a ser un planeta vivo.
La ESA y la NASA han seleccionado cinco instrumentos científicos entre las 19 propuestas presentadas, por su calidad científica y menor riesgo, y serán desarrollados conjuntamente por equipos internacionales de investigadores e ingenieros.

"Trabajando juntos reducimos la duplicación de esfuerzos, ampliamos nuestras capacidades y podemos ver resultados que jamás lograríamos solos", indica Ed Weiler, administrador de la Science Mission Directorate de la NASA en Washington.

Los cinco instrumentos elegidos

El 'Mars Athmospheric Trace Molecule Occultation Spectrometer' (MATMOS), es uno de los instrumentos elegidos. Se trata de un espectómetro de infrarojos para detectar bajas concentraciones de componentes moleculares en la atmósfera, y cuyo desarrollo se centralizará en el Instituto de Tecnología de California (EEUU).

El segundo instrumento será el 'High resolution solar ocultation and nadir spectrometer' (SOIR/NOMAD), otro espectómetro de infrarojos para detectar trazas de compuestos en la atmósfera y mapear su posición en la superficie marciana. En este proyecto participan científicos de España, Italia, Reino Unido, EEUU y Canadá, pero el investigador principal es del Belgian Institute for Space Aeronomy (Bélgica).

El 'ExoMars Climate Sounder'(EMCS) -un radiómetro de infrarojos que realiza mediciones diarias de polvo, vapor de agua y componentes químicos de la atmósfera- y la 'High resolution Stereo Color Imager (HiSCI) -una cámara que ofrece imágenes en cuatro colores a un resolución de dos metros por pixel- son otros dos instrumentos. Los investigadores principales están en el Jet Propulsion Laboratory y la Universidad de Arizona (EEUU) respectivamente.

El quinto instrumento es otra cámara, el 'Mars Atmospheric Global Imaging Experiment' (MAGIE), gran angular y multiespectral para facilitar datos de apoyo. Se encarga a un investigador del Malin Space Science System de San Diego (EEUU).

La misión de 2016, que se lanzará en un cohete de la NASA, también llevará un vehículo de demostración de entrada, descenso y aterrizaje. La siguiente misión ExoMars, prevista para 2018, incorporará un ‘rover’ con un taladro capaz de coger muestras seleccionadas para su posible viaje a la Tierra, así como un sistema de aterrizaje y lanzadera de la NASA.

Fuente: ESA

Vía: SINC

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Cómo la astronomía iluminó el Sistema Solar

La astronomía ha recorrido un largo camino en los 401 años desde que Galileo orientase su primer telescopio primitivo hacia el cielo, por lo que no es una sorpresa que veamos un Sistema Solar muy diferente del que vieron aquellos primeros pioneros.

Los telescopios actuales son millones de veces más potentes que la lente dual de Galileo de 1609, y las agencias espaciales han enviado rutinariamente naves a la Luna, el Sol y otros rincones del Sistema Solar para retornar información de primera mano.

Incluso en el tiempo de vida de los astrónomos actuales, los avances han sido asombrosos, como describe uno de los investigadores esta semana en la revista Nature.

Y todo es gracias a la tecnología.

“No había ninguna”, dice el científico planetario de la Universidad de Cornell, Joseph Burns, recordando los finales de la década de 1960 y principios de 1970, cuando él y muchos otros empezaban. Y siendo la astronomía un campo dirigido por la tecnología, la comprensión de los investigadores sobre el Sistema Solar era correspondientemente primitiva.

“No sabíamos nada sobre ningún lugar de los que hay fuera, básicamente”, dice Burns a SPACE.com.

“Teníamos observaciones telescópicas de la Luna”, comenta, “pero no íbamos mucho más allá de eso, incluso en cosas fundamentales como a qué velocidad giran los planetas – no teníamos idea del giro de tres de los planetas, y estábamos equivocados en un par de otros”.

Por acortar, “no sabíamos muchos hechos”.

Dinámica del Sistema Solar

Burns dijo que décadas de progreso científico y tecnológico han revelado un sistema solar dinámico, desde ondas y bordes definidos en los anillos de los planetas gigantes a las pilas de escombros que llamamos asteroides.

Diseñador naval de formación, Burns coqueteó con la física, especialmente con el movimiento de naves a través de fluidos, antes de finalmente establecerse en lo que se conocería como ciencias planetarias a finales de la década de 1960.

Aún tambaleándose por el lanzamiento del Sputnik en 1957, “la NASA estaba buscando sangre nueva”, comenta. “Se trajo a gente desde todo tipo de áreas”, de la ingeniería y matemáticas aplicadas a la física y la geología.

La NASA puso una gran cantidad de dinero en las naves, por lo que el sentimiento era, “¿Por qué no hacer algo de ciencia?”, comenta Burns. Y si la comprensión de los planetas era el objetivo, se necesitaba desesperadamente hacer ciencia.

La maduración con los planetas

Apenas en 1966, los científicos debatían sobre si Marte podría estar cubierto de vegetación. En la década anterior, algunos pensaron que Venus podría estar cubierto por un océano o pantano, y hasta 1950, los investigadores creían que los cráteres de la Luna eran volcanes.

Pero la ciencia y la tecnología avanzaron.

Tras el programa Apollo, en lo que de otro modo hubiese sido un periodo poco apasionante para la ciencia espacial, la nave Voyager visitó Júpiter en 1979, y después Saturno en 1980 y 1981, luego Urano y Neptuno en 1986 y 1989.

“Muchos de los líderes actuales en la exploración maduraron como científicos implicados en esas misiones”, escribe Burns en Nature. Se enviaron misiones de seguimiento a las misiones Voyager en 1989 (Galileo a Júpiter) y 1997 (Cassini-Huygen a Saturno).

Los descubrimientos realizados por estas naves acabaron con la histórica visión de que el espacio era un lugar “sereno y estático”, dice Burns. “Si tomas una perspectiva a largo plazo, el espacio es un lugar bastante violento”, comenta. “Parece que todo está activo allí fuera, a su propio modo”.

De roca muerta a dinámica

Las lunas del Sistema Solar, por ejemplo, se asumía que eran aburridas rocas.

Pero en lugar de eso, están entre los lugares más apasionantes del Sistema Solar, con la densa atmósfera de Titán y las piscinas de metano líquido, y el supuesto océano de agua bajo la helada superficie de Europa, comenta Burns.

Los asteroides están igualmente activos, hechos de pilas de escombros que giran bajo la radiación solar gracias a algo conocido como Efecto Yarkovsky. Y los primeros planos de los anillos de Saturno han revelado que en lugar de ser suaves y uniformes extensiones de granos de polvo, tienen bordes definidos que indican que hay procesos dinámicos en funcionamiento.

Burns dice que hay un espacio igualmente drástico para el crecimiento en nuestra comprensión de los planetas extrasolares.

“Hay tal diversidad de planetas ahí fuera, que podremos volver a poner nuestras teorías a prueba bajo circunstancias extremas”, señala.

En particular, conforme mejoren las observaciones, los investigadores tendrán oportunidad de estudiar patrones climáticos en planetas que giran a distintas velocidades, residen a distintas distancias de sus estrellas y tienen atmósferas formadas por distintos compuestos químicos.

“Desde una perspectiva filosófica, será un tema fascinante”, comenta Burns. “¿Encontraremos planetas como la Tierra? ¿Mostrarán signos de vida?”

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Autor: JR Minkel
Fecha Original: 28 de julio de 2010
Enlace Original

Vía: Ciencia Kanija

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Exoplanetas alrededor de estrellas moribundas

Dos parejas de gigantes gaseosos han sido descubiertos en danzas orbitales muy tensas alrededor de estrellas moribundas.

Los cuatro planetas gigantes gaseosos fueron descubiertos por el método del desplazamiento Doppler, es decir, se encontraron tras detectar el bamboleo de la luz emitida por sus estrellas debido a que los planetas giran a su alrededor. Estos sistemas han sido descubiertos en la encuesta de planetas subgigantes del Keck, que busca planetas alrededor de estrellas desde un 40% hasta un 100% más grandes que nuestro Sol.

Cuando las estrellas subgigantes como HD 200964 y 24 Sextanis eventualmente se convierten en gigantes rojas, es muy probable que se traguen a sus planetas e incluso los arrojen completamente fuera del sistema.

En el caso de HD 200964, situada 223 años luz de la Tierra, y 24 Sextanis, a 244 años luz de distancia, los planetas se encontraron encerrados en una órbita en un apretado abrazo de tal manera que entre  HD 200964 y sus planetas hay una distancia de tan sólo 0,35 UA - comparable a la distancia entre la Tierra y Marte -  mientras que 24 Sextanis está separada de sus planetas unos 0,75 UA. "Un sistema planetario tan poco espaciado evolucionaría de tal forma que los planetas gigantes se destruirían rápidamente si no estuvieran haciendo un baile sincronizado", dice Eric Ford, de la Universidad de Florida. "Esto hace que sea un verdadero enigma  saber cómo los planetas podrían haber encontrado su ritmo."

Las masas de estos planetas, todos mucho mayores que  Júpiter, ejercen una considerable influencia gravitatoria sobre sus hermanos. Por ejemplo, el tirón gravitatorio entre los dos planetas de  HD 200964 es 700 veces mayor que el existente entre la Tierra y la Luna. Por otra parte, los planetas están ubicados relativamente cerca de sus estrellas. Los planetas de HD 200964 tienen periodos orbitales de 630 y 830 días, mientras que los planetas de 24 Sextantis tienen periodos de 455 y 910 días.

Después de que los planetas se formen, a menudo migran alrededor de sus órbitas de una forma desordenada, y antes de asentarse definitivamente, transforman su movimiento en una resonancia cerrada. Una situación de este tipo sería la de un planeta que orbita a su estrella dos veces por cada órbita completa que realiza un hermano suyo. Este fenómeno se conoce como resonancia 2:1, y es una de las configuraciones más comunes y estables.

En nuestro propio Sistema Solar también se da este fenómeno, por ejemplo, las lunas de Júpiter Ganímedes, Europa, e Io están en una resonancia orbital 1:2:4.

"Los planetas suelen quedar atascados en el 2:1. Es como un bache muy grande ", dice John Johnson, del Caltech. "Pero si un planeta se está moviendo muy rápido puede superar este bache de 2:1. Si se mueve más cerca de su sol, el siguiente paso es una resonancia de 5:3, a continuación, una de 3:2, y luego una resonancia de 4:3."

El sistema de 24 Sextanis es del tipo 2:1, mientras que el par planetario en HD 200964 ha llegado a la configuración de 4:3. "La analogía más cercana en nuestro Sistema Solar es Titán e Hiperión, dos lunas de Saturno, que también siguen órbitas sincronizadas en un patrón 4:3," dice Ford. "Pero los planetas en órbita alrededor de HD 200964 interactuar con mucha más fuerza, ya que cada uno es alrededor de 20.000 veces más masivo que Titán e Hiperión combinados".

"Este es el sistema más apretado que se ha descubierto", añade Johnson, "y estamos tratando de  explicar por qué sucedió esto. Este es el último de una larga serie de extraños descubrimientos sobre planetas extrasolares, y muestra que continuamente, los exoplanetas tienen la capacidad de sorprendernos. Cada vez que pensamos que podemos explicar un descubrimiento, otra misterio ocupa su lugar."

Las llamadas "subgigantes" son estrellas que pertenecen a una clase de astros que han agotado el hidrógeno para la fusión nuclear, haciendo que su núcleo se desintegre y su envoltura exterior se hinche.

"En este momento, estamos realizando un seguimiento de 450 de estas estrellas masivas, y estamos encontrando enjambres de planetas", dice entusiasmado Johnson. "Alrededor de estas estrellas, estamos viendo más planetas a una distancia de unos 3 U.A que en las estrellas estudiadas de la secuencia principal".

Cuando HD 200964 y 24 Sextanis se conviertan en gigantes rojas, dentro de entre 10 y 100 millones de años, probablemente cambiará la dinámica gravitacional de todo el sistema, alterando las órbitas de los planetas, y tal vez, incluso se produzca su expulsión fuera del sistema.

Más información en el enlace.

Vía: Astrofísica y Física

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Hubble encuentra un exoplaneta con cola

Utilizando el Telescopio Espacial Hubble, un grupo de astrónomos han encontrado un planeta sometido a altas temperaturas al que se le podría apodar el "planeta cometa". Este planeta gigante gaseoso, llamado HD 209458b, orbita a su estrella a tan corta distancia de su superficie, que su atmósfera de calienta y escapa al espacio, creando en su trayectoria una cola similar a la que muestran los cometas cuando se acercan al Sol.

Crédito: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)

Observaciones realizadas con el espectrógrafo de Orígenes Cósmicos del Hubble (COS) sugieren que la existencia de poderosos vientos estelares sobre la atmósfera del exoplaneta hacen que su atmósfera abrasada se extienda por detrás del planeta.

"Desde 2003 los científicos han teorizado que la masa perdida está siendo empujada en una cola por los vientos estelares, e incluso han calculado su forma", dijo el astrónomo Jeffrey Linsky, de la Universidad de Colorado en Boulder, líder del estudio del COS. "Creemos que tenemos la mejor evidencia observacional para apoyar esa teoría. Hemos medido el gas emanando del planeta a una velocidad específica. La interpretación más probable es que hemos medido la velocidad a la que viaja el material en una cola de gas."

El planeta, localizado a 153 años luz de la Tierra, pesa un poco menos que Júpiter pero orbita 100 veces más cerca de su estrella que nuestro gigante gaseoso. Este planeta orbita alrededor de su estrella en tan sólo 3,5 días. Por el contrario, el planeta más rápido de nuestro Sistema Solar, Mercurio, orbita alrededor del Sol en 88 días. Este planeta extrasolar es uno de las más intensamente examinados, porque uno de los mundos alienígenas conocidos que se pueden ver pasar por delante de su estrella. Linsky y su equipo utilizaron COS para analizar la atmósfera del planeta durante los eventos de tránsito. Durante su tránsito, los astrónomos estudian la estructura y composición química de la atmósfera de un planeta por la luz de la estrella que pasa a través de él. La disminución de la luz estelar cuando el planeta transita por delante de la estrella, con exclusión de la atmósfera, es muy pequeña, sólo cerca del 1,5 por ciento. Cuando se añade la cantidad de luz que disminuye contando también la atmósfera del exoplaneta, salta al 8 por ciento, lo que indica un mundo hinchado.

El COS ha detectado carbono y el silicio, elementos pesados, en este  planeta súper-caliente que presenta 2.000 grados Farhenheit en la atmósfera. Esta detección reveló que la estrella calienta toda la atmósfera, lo que atrae a los elementos más pesados permitiéndoles escapar del planeta .

Los datos mostrados también por COS, señalan que “Encontramos escapes de gas a alta velocidad, con una gran cantidad de este gas fluyendo hacia nosotros a 35.000 kilómetros por hora”, dijo Linsky. “Este gran flujo de gas  probablemente ha sido arrastrado por el viento estelar para formar la "cola de cometa", por detrás del planeta.”

El nuevo espectrógrafo del Hubble tiene la capacidad para investigar la química de un planeta en longitudes de onda ultravioletas que no son accesibles para los telescopios terrestres. COS está demostrando ser un instrumento importante para sondear las atmósferas de los “Júpiters calientes” como HD 209458b.

Otro de los instrumentos del Hubble, el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (ITS), observó el planeta en 2003. Los datos mostraron un ambiente activo, evaporación, y una estructura de cola de cometa. Sin embargo, las ITS no pudo obtener los detalles necesarios para mostrar la espectroscópica de una cola, o un componente del movimiento del gas durante los tránsitos. La cola se detectó por primera vez debido a la combinación única de gran sensibilidad del ultravioleta, y una buena resolución espectral proporcionada por COS.

A pesar de que este planeta extremo se está tostando por su estrella, no va a ser destruido pronto. “El planeta tardará aproximadamente un billón de años en evaporarse del todo", dijo Linsky .

Los resultados aparecieron en la revista The Astrophysical Journal el 10 de julio.

Más información en el enlace.

Vía: Astrofísica y Física

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Impacto de un cometa en Neptuno

Las mediciones realizadas por el observatorio espacial Herschel señalan una colisión producida alrededor de dos siglos atrás.

Hace dos siglos, un cometa pudo haber golpeado Neptuno, ahora el planeta más exterior de nuestro sistema solar. Imagen: NASA

Un cometa pudo haber golpeado el planeta Neptuno hace unos dos siglos. Esto se establece mediante la distribución de monóxido de carbono observada en la atmósfera del gigante gaseoso, que los investigadores -entre ellos científicos del observavatorio francés LESIA en París, del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) en Katlenburg-Lindau (Alemania) y del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre en Garching (Alemania)-, han estudiado.

Los científicos analizaron datos tomados por el satélite Herschel de investigación, que ha estado en órbita alrededor del Sol a una distancia de aproximadamente 1.5 millones de kilómetros desde mayo de 2009. (Astronomy & Astrophysics, publicado en línea el 16 de julio de 2010)

Cuando el cometa Shoemaker-Levy 9 golpeó contra Júpiter hace dieciséis años, los científicos de todo el mundo estaban preparados: los instrumentos a bordo de las sondas espaciales Voyager 2, Galileo y Ulises documentaron todos los detalles de este inusual incidente. Hoy en día, estos datos ayudan a los científicos a detectar impactos cometarios que sucedieron hace muchos, muchos años. Las "bolas de nieve polvo" dejan huellas en la atmósfera de los gigantes gaseosos: el agua, el dióxido de carbono, el monóxido de carbono, el ácido cianhídrico, y el sulfuro de carbono. Estas moléculas se pueden detectar en la radiación del planeta emitida hacia el espacio.

En febrero de 2010 los científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar descubrieron una fuerte evidencia de un impacto cometario en Saturno hace unos 230 años (véase Astronomy and Astrophysics, volumen 510, febrero de 2010). Ahora las nuevas mediciones realizadas por el instrumento PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) a bordo del observatorio espacial Herschel indican que Neptuno experimentó un evento similar. Por primera vez, PACS permite a los investigadores analizar la radiación infrarroja de onda larga de Neptuno.

La atmósfera del planeta más exterior de nuestro sistema solar se compone principalmente de hidrógeno y helio, con trazas de agua, dióxido de carbono y monóxido de carbono. Ahora, los científicos detectaron una distribución inusual de monóxido de carbono: En la capa superior de la atmósfera, la así llamada estratósfera, encontraron una mayor concentración que en la capa situada debajo de la troposfera. "La mayor concentración de monóxido de carbono en la estratosfera sólo puede explicarse por un origen externo", dice Paul Hartogh, científico del MPS, investigador principal del programa de ciencias de Herschel "El agua y la química relacionados en el sistema solar". "Normalmente, las concentraciones de monóxido de carbono en la troposfera y la estratosfera deberían ser las mismas o disminuir al aumentar la altura", añade.

La única explicación para estos resultados es un impacto de un cometa. Tal colisión del cometa lo fuerza a desmoronarse, mientras que el monóxido de carbono atrapado en el hielo del mismo es liberado y con los años distribuido por toda la estratosfera. "A partir de la distribución de monóxido de carbono, por lo tanto, podemos derivar el momento aproximado cuando se produjo el impacto", explica Thibault Cavalié del MPS. La suposición previa de que un cometa se estrelló en Neptuno hace doscientos años pudo así ser confirmada. Una teoría diferente, según la cual un flujo constante de partículas diminutas de polvo desde el espacio introduce monóxido de carbono en la atmósfera de Neptuno, sin embargo, no está de acuerdo con las mediciones.

En la estratosfera de Neptuno los científicos también encontraron una mayor concentración de metano de la que se esperaba. En Neptuno, el metano juega el mismo papel que el vapor de agua en la Tierra: la temperatura de la así llamada tropopausa- una barrera de aire más frío que separa la troposfera y la estratosfera - determina la cantidad de vapor de agua que puede subir a la estratosfera. Si esta barrera es un poco más cálida, más gas puede pasar a través de ella. Pero mientras en la Tierra nunca la temperatura de la tropopausa cae por debajo de menos 80 grados centígrados, la temperatura media de Neptuno de la tropopausa es de menos 219 grados.

Por lo tanto, una brecha en la barrera de la tropopausa parece ser responsable de la elevada concentración de metano en Neptuno. Con menos 213 grados Celsius, en el polo sur de Neptuno esta capa de aire es seis grados más caliente que en cualquier otra parte, permitiendo al gas pasar más fácilmente de la troposfera a la estratosfera. El metano, que los científicos creen que se origina en el propio planeta, por lo tanto se puede propagar a través de la estratosfera.

El instrumento PACS fue desarrollado en el Instituto Max Planck para Física Extraterrestre. Analiza la radiación de onda larga infrarroja, también conocida como radiación de calor, que emiten los cuerpos fríos en el espacio, tales como Neptuno. Además, el satélite de investigación Herschel lleva el telescopio más grande que jamás haya operado en el espacio.

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Fuente:
Cometary Impact on Neptune (Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar, MPS)

Vía: Universo a la vista

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Un nuevo método para hallar exoplanetas

El equipo que utilizó la novedosa técnica, que utiliza exoplanetas conocidos en busca de variaciones de tiempo de tránsito, anunció el posible descubrimiento de WASP-3c.

Existen dos grandes métodos para buscar exoplanetas: la técnica que utiliza la velocidad radial y la que observa variaciones regulares del brillo de una estrella atribuibles a posibles tránsitos de un exoplaneta.

Estos métodos, aunque muy productivas, tienen limitaciones. La gran mayoría de planetas orbitando otra estrella diferente de la nuestra son gigantes gaseosos, similares a Júpiter, pero más cerca de la estrella, por lo que se los denomina Júpiters calientes.

Pero un grupo de astrónomos de Alemania, Bulgaria y Polonia utilizaron otra técnica que podría se suficientemente sensible para descubrir planetas más pequeños, como la Tierra, alrededor de otros astros.

El grupo, liderado por el Dr. Gracjan Maciejewski de la Universidad Jena de Alemania usó Variaciones de Tiempo de Tránsito (Transit Timing Variation, TTV) para detectar un planeta unas 15 veces más masivo que nuestro planeta, en el sistema WASP-3, a 700 años luz del Sol, en la constelación de Lyra.

Los tránsitos tienen lugar cuando un planeta se mueve frente a la estrella a la que orbita, bloqueando temporariamente la luz de la misma. Este método ha sido usado hasta ahora para detectar muchos exoplanetas y eso usado por las misiones Corot y Kepler.

Ahora bien, luego de haber descubierto un exoplaneta, podemos ir más allá y analizar el movimiento del mismo para descubrir un potencial planeta "oculto" de las observaciones. Recordemos que Neptuno se descubrió al notar que las órbitas de Urano, Saturno y Júpiter no eran las que debían ser por las leyes de Kepler y Newton, según advirtieron Le Verrier y John Adams. Luego Galle halló al planeta.

Algo similar ocurre aquí. Si un objeto se encuentra en el sistema, aunque no se lo haya observado, generará "rastros" que los astrónomos pueden detectar. Particularmente generará un efecto gravitacional en el planeta que sí se descubrió. La técnica TTV compara las desviaciones con las predicciones realizadas computacionalmente para inferir la posible existencia de un nuevo objeto.

Para esta búsqueda el equipo usó los telescopios de 90 cm del Observatorio Jena y el de 60 cm del Observatorio Rohzen en Bulgaria para estudiar a WASP-3b un exoplaneta que ya había sido descubierto -por el equipo SuperWASP- tan grande como 630 veces la masa terrestre.

Diagrama O-C que ilustra la diferencia entre el tiempo de tránsito observado y el tiempo calculado esperado en el eje Y en minutos, versus el tiempo dado en períodos orbitales del planeta conocido WASP-3b. Los puntos azules son los tiempos de tránsito previamente publicados y las nuevas mediciones se marcan como puntos rojos. Si hubiera un solo planeta alrededor de la estrella todos los puntos tendrían que estar en una línea recta. Si hubiera un segundo planeta con 15 masas Terrestres y 3.75 días de período orbital, este segundo planeta modificaría el período orbital del primer planeta de la forma mostrada por la línea negra, calculada. Esta sería la mejor configuración para semejante planeta.

"Detectamos variaciones periódicas en el tránsito de WASP-3b. Estas variaciones pueden ser explicadas por un planeta adicional en el sistema, con una masa de 15 masas terrestres (similar a Urano) y un período de 3.75 días", señaló Maciejewski.

En línea con el nombramiento de estos objetos, lo llaman WASP-3c y se encuentra entre los menos masivos que se hayan encontrado a la fecha y el primero en ser detectado usando esta técnica.

Si se confirmara el hallazgo, convertiría al sistema WASP-3 en más interesante de lo que ya lo es, entre otras cosas porque el nuevo planeta estaría "atrapado" en una órbita dos veces más larga que la del planeta más masivo.

La nueva técnica también tiene sus limitaciones, en particular porque requiere de la presencia ya conocida de un exoplaneta en un sistema para inferir la presencia de otro. Pero es atractiva la posibilidad de descubrir exoplanetas de menor tamaño y, quizás, dentro de la llamada zona de habitabilidad en la cual un exoplaneta pueda tener atmósfera y agua líquida.

Si un planeta como la Tierra se hallara orbitando un gigante gaseoso que, a su vez, orbite cerca de su estrella, como los encontrados hasta ahora, la desviación que generaría el planeta menor en el tránsito del mayor serían de hasta 1 minuto.

El efecto sería suficientemente grande para ser detectado incluso con telescopios pequeños, aunque luego se requiera de instrumentos mayores para completar el estudio y confirmar la presencia del objeto.

El equipo que anunció este nuevo exoplaneta está usando ahora el telescopio de 10 metros Hobby Eberly en Texas para seguir con más detalle al posible WASP-3c.

Fuentes y links relacionados

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• WASP-3c: Implications for Finding Earthlike Planets
• Physorg: A New Way to Find Earths
• Transit timing variation in exoplanet WASP-3b
  G.Maciejewski et al.
  arXiv:1006.1348v1
• Prospects for finding new Earths boosted by new planet-hunting technique

Sobre las imágenes

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• Gráfico de G.Maciejewski et al.
• Ilustración de PlanetQuest

Vía: Noticias del Cosmos

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