sábado, 31 de enero de 2009

Se descubrió un nuevo tipo de pulsar

Usando el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma,
un grupo de científicos ha descubierto un tipo de pulsar
que solamente emite este tipo de radiación.

Oct. 17, 2008: Aproximadamente tres veces por segundo, un cadáver estelar de 10.000 años de antigüedad lanza un haz de rayos gamma en dirección a la Tierra. El objeto, llamado pulsar, fue recientemente descubierto por el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma, de la NASA, y es el primero que "parpadea" en rayos gamma puros.

ver leyenda"Este es el primer ejemplo de una nueva clase de pulsares", dice Peter Michelson, de la Universidad de Stanford, quien es el investigador principal del proyecto que utiliza el Telescopio de Gran Área (Large Area Telescope, en idioma inglés) del Fermi. "[Pensamos que] este descubrimiento nos permitirá comprender cómo funcionan estas estrellas colapsadas".

Derecha: Concepto artístico del recién descubierto pulsar. Nubes de partículas cargadas se mueven a lo largo de las líneas del campo magnético del pulsar (marcadas en color azul) y crean un haz de rayos gamma (marcado en color púrpura) similar a un faro. [Imagen ampliada]

Los pulsares fueron descubiertos en 1967 por la estudiante de radioastronomía Jocelyn Bell y su asesor de tesis Tony Hewish. Los pulsos de radio que grabaron eran increíblemente uniformes —tanto que algunos astrónomos llegaron a preguntarse si estarían detectando señales de civilizaciones extraterrestres. La explicación correcta, sin embargo, era aún más extraña: los pulsares son estrellas de neutrones en rotación que contienen una masa igual a la del Sol dentro de una esfera de aproximadamente 20 km de diámetro. Girando miles de veces por hora, envían pulsos de radio hacia el cosmos como si fueran faros giratorios de alta velocidad.

Desde entonces, se han descubierto cerca de 1.800 pulsares principalmente por medio de su emisión de ondas de radio. Una fracción de los pulsares va más allá del radio; también emiten pulsos de luz visible, rayos X e incluso rayos gamma de alta energía. Pero este descubrimiento hecho por el Telescopio Espacial Fermi es diferente porque se trata de un pulsar que solamente emite radiación gamma. La estrella es silenciosa en otras regiones del espectro electromagnético donde se pueden ver normalmente los pulsares y esto es una pista de la existencia de toda una población de pulsares previamente insospechados, que esperan ser detectados en el cielo.

El pulsar que emite únicamente rayos gamma yace dentro de un remanente de supernova conocido como CTA 1, el cual se localiza a alrededor de 4.600 años luz de distancia en la constelación de Cefeo. Su haz, similar al que emite un faro, se mueve en dirección a la Tierra cada 316,86 milisegundos. El pulsar, que se formó en una explosión de supernova hace aproximadamente 10.000 años, emite 1.000 veces la energía del Sol.

"Mediante el Telescopio de Gran Área tenemos la oportunidad única de investigar la población de pulsares de la galaxia, ya que este instrumento revela objetos que de otro modo no se sabría siquiera que existen", dice el científico del proyecto del Telescopio Espacial Fermi, Steve Ritz, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales.

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Arriba: El pulsar no se ubica en el centro del remanente de la supernova que lo rodea, CTA 1. Haga clic en la imagen para ver un mapa de mayor tamaño.

El pulsar en CTA 1 no se localiza en el centro de la capa gaseosa exterior en expansión de la supernova. Las explosiones de supernova pueden ser asimétricas y a menudo pueden lanzar una "patada" que hace que la estrella de neutrones navegue por el espacio. Tomando como base la edad del remanente y la distancia al pulsar desde el centro, los astrónomos creen que la estrella de neutrones se está moviendo a aproximadamente 1,7 millones de kilómetros por hora (1 millón de millas por hora) —que es la velocidad típica para las estrellas de neutrones.

El Telescopio de Gran Área del Fermi realiza una exploración de todo el firmamento cada tres horas y detecta fotones con energías que varían entre 20 millones y más de 300 mil millones de veces la energía de la luz visible.

"Esta observación muestra la potencia que tiene el Telescopio de Gran Área", añade Michelson. "Es tan sensible que ahora podemos descubrir nuevos tipos de objetos simplemente observando sus emisiones de rayos gamma".

Un artículo sobre el nuevo pulsar apareció publicado en la edición del 16 de octubre de la revista científica "Science Express".

sábado, 24 de enero de 2009

Los raros anfitriones de las explosiones de rayos gamma

Las explosiones cósmicas, conocidas como explosiones (destellos)

de rayos gamma, son curiosamente "quisquillosas" respecto del

lugar donde explotan. Evitando galaxias espirales como la Vía Lactea,

las explosiones de rayos gamma prefieren 'estallar' en raros

sistemas estelares que los astrónomos están apenas

comenzando a entender.

No te internes dócilmente en esa buena noche,...
Enfurécete, enfurécete ante la muerte de la luz.

Octubre 21, 2008: Existe una tendencia universal a prestar atención a las palabras de Dylan Thomas y extinguirse así con un estallido en lugar de hacerlo con un suspiro. En ningún lugar esto es más evidente que en lo profundo del cosmos.

Cuando su tiempo se agota, las estrellas hacen su salida en una variedad de extravagantes maneras. Así, las estrellas más masivas se van con la más grande de todas las fanfarrias —con explosiones de rayos gamma (gamma–ray bursts o GRBs, por su sigla en idioma inglés), que son tremendas explosiones que sacuden el universo como ninguna otra cosa. Estas explosiones espectaculares, segundas en potencia después del Big Bang (Gran Explosión), ocurren cuando estrellas que son de 50 a 100 veces más masivas que el Sol consumen todo su combustible y colapsan. La mayoría de los astrofísicos cree que las explosiones de rayos gamma anuncian la formación de un agujero negro.

Todos los tipos de galaxias —espirales, elípticas, enanas e irregulares— contienen estrellas supermasivas. Sin embargo, curiosamente, no todos los tipos de galaxias producen explosiones de rayos gamma. Este es uno de los misterios que está siendo discutido en el Simposio sobre Explosiones de Rayos Gamma 2008, que se lleva a cabo en Huntsville, Alabama.

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Arriba: El universo está poblado por una variedad de tipos de galaxias; una muestra se puede apreciar en esta imagen del Cúmulo Abell S0740, tomada por el Telescopio Espacial Hubble. Las explosiones de rayos gamma prefieren unas galaxias y evitan otras. [Imagen ampliada]

Andrew Fruchter, del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (Space Telescope Science Institute, en idioma inglés), asiste al simposio con el fin de compartir lo que sabe.

Para empezar, aclara, hay dos tipos de explosiones de rayos gamma: largas (o de larga duración), producidas por explosiones de estrellas supermasivas como se describe arriba, y breves (o de corta duración), producidas por algún otro proceso aún desconocido. "Las GRB breves no son 'quisquillosas' a la hora de escoger a sus anfitriones", dice Fruchter. "Se encuentran en todos los tipos de galaxias. Pero las galaxias anfitrionas de las GRB de larga duración tienden a ser raras, pequeñas e irregulares, en lugar de ser galaxias espirales 'normales' como nuestra Vía Lactea".

Fruchter cree que entiende la discrepancia. Las explosiones extremas de supernovas del tipo que producen las GRB requieren estrellas que tengan gran masa y baja metalicidad. (En astronomía, los "metales" son cualquier elemento más pesado que el hidrógeno o que el helio.) "Las galaxias más grandes tienden a ser más ricas en metales que las pequeñas", dice. "Así que las GRB evitan esas galaxias que son más grandes".

El mecanismo subyacente trabaja de la siguiente manera:

"Los metales en una estrella producen fuertes vientos estelares —los átomos de los metales reflejan la luz de la estrella y actúan como una vela solar, obteniendo un empuje adicional que el hidrógeno y el helio por sí solos no podrían obtener", dice Fruchter. "Esta actividad hace que parte de la masa de la estrella sea expulsada hacia el espacio".

De modo que las estrellas con alta metalicidad tienden a perder mucho de su masa antes de explotar. "[Los metales] pueden causar una pérdida de masa tan grande que, en lugar de convertirse en agujeros negros en el colapso, algunas estrellas pueden terminar siendo solamente estrellas de neutrones. Es muy posible que la presencia de un agujero negro sea necesaria para crear una explosión de rayos gamma".

see captionEn galaxias abarrotadas de estrellas con alta metalicidad, las explosiones de rayos gamma, en consecuencia, se suprimen. ¡Las galaxias raras de más baja metalicidad son las que tienen mejores explosiones!

Derecha: En 1999, el Telescopio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope, en idioma inglés) observó cómo una GRB se iba apagando, dejando al descubierto su galaxia anfitriona de rara forma en el fondo. [Más información]

Gran masa. Baja metalicidad. "Deberíamos añadir también a esa lista rápidos giros", dice Chip Meegan, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales (Marshall Space Flight Center, en idioma inglés), de la NASA, quien participa en el simposio.

Cada vez queda más claro que una estrella debe girar rápidamente para producir una explosión de la potencia de una GRB. "El consenso general es que las GRB emiten la mayor parte de su energía en forma de chorro. Los chorros, en astrofísica, se forman generalmente a partir de objetos que giran", dice Fruchter.

"Si una estrella que gira lentamente colapsa para formar un agujero negro, la mayor parte de la energía simplemente desaparece en el agujero negro", explica Meegan. Las estrellas que giran rápidamente tienen un truco para permitir que algo de esa energía escape: "La fuerza centrífuga de la rotación provoca que el material que cae forme un toroide y hace que se cree una región menos densa a lo largo del eje de rotación. Esto provee un canal para que algo de la materia y de la energía salga expulsada en dirección a los polos, en lugar de ser absorbida por el agujero negro".

¿Misterio resuelto? Quizás. Meegan piensa que hay más sorpresas en el futuro:

"Las explosiones de rayos gamma nos han sorprendido muchas veces anteriormente y yo sospecho que las sorpresas aún no se han terminado. La imprevisibilidad es lo que hace a este campo tan interesante".

El Sexto Simposio sobre Explosiones de Rayos Gamma de Huntsville 2008 está patrocinado por los proyectos Fermi y Swift de la NASA y es presentado por el Equipo Fermi GBM, cuya base se encuentra en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, ubicado en Huntsville.


sábado, 17 de enero de 2009

Mercurio como nunca antes se lo vio

El 6 de octubre, la nave espacial MESSENGER sobrevoló Mercurio

y captó imágenes sorprendentes, en alta resolución, del terreno

nunca antes visto de este planeta.

Octubre 7, 2008: Ayer, la nave espacial MESSENGER (MENSAJERO, en idioma español), de la NASA, sobrevoló el planeta Mercurio y fotografió una amplia franja de terreno que nunca antes había sido vista. Las primeras tomas de un grupo de más de 1.200 imágenes de alta resolución ya han comenzado a llegar a la Tierra.

"El equipo de MESSENGER se encuentra extremadamente satisfecho con el magnífico trabajo realizado por la nave espacial y por la carga útil", dice el investigador principal del proyecto MESSENGER, Sean Solomon, del Instituto Carnegie en Washington. "Ahora sí estamos en la trayectoria correcta para una posible inserción en la órbita de Mercurio y todos nuestros instrumentos enviaron información tal como se había planificado".

Esta espectacular imagen (una de las primeras que recibimos) fue tomada por la Cámara de Ángulo Amplio (Wide Angle Camera o WAC, por su sigla en idioma inglés) de la nave espacial MESSENGER, aproximadamente 90 minutos después de que pasara por el punto más cercano a Mercurio, cuando se encontraba a una distancia de alrededor de 27.000 kilómetros de dicho planeta (aproximadamente a 17.000 millas):

Arriba: Nuevas fotografías del lado nunca antes visto del planeta Mercurio revelan un espectacular sistema de rayos que abarca el globo planetario. [Más datos]

La característica más impresionante de este área nunca antes fotografiada es el gran patrón de rayos que desciende desde las regiones del norte del planeta. Este sistema de rayos parece emanar de un cráter relativamente joven que había sido visto anteriormente con la ayuda de imágenes de un radar ubicado en la Tierra, pero cuya fotografía tomó la nave espacial MESSENGER ayer por primera vez. La vista del planeta que proporcionan dichas imágenes es absolutamente distinta de lo que MESSENGER vio durante el primer sobrevuelo del planeta, en enero de 2008.

A mediados de la década de 1970, cuando Mariner 10 sobrevoló Mercurio tres veces, la sonda espacial sólo obtuvo imágenes de menos de la mitad del planeta. El primer sobrevuelo de MESSENGER, en enero de este año, cubrió otro veinte por ciento de la superficie de Mercurio. Ayer, 6 de octubre, MESSENGER finalizó exitosamente su segundo sobrevuelo de Mercurio y reveló así otro treinta por ciento de la superficie del planeta que nunca antes había sido observada por una nave espacial.

"Una vez que estos datos se hayan compendiado y comparado, vamos a tener, por primera vez, una perspectiva global de Mercurio", señala Solomon.

Los datos obtenidos del sobrevuelo continúan llegando a la Tierra. Entre dichos datos se incluyen imágenes en primer plano, y en alta resolución, de este terreno que nunca antes había sido visto.

Visite la galería de fotografías de la nave espacial MESSENGER para obtener actualizaciones sobre el tema.


sábado, 10 de enero de 2009

La Luna más grande del año: Toma 2

La Luna llena más grande de 2009 llegará este fin de semana.
Es una Luna de perigeo hasta un 30% más brillante que las
que se verán en el transcurso del año.
¡Prepárese para ver el brillo de la Luna!

Enero 8, 2009: Cuando Luna llena del mes pasado ascendió sobre Florida, Raquel Stanton, que la observaba desde la playa Cocoa, se dio cuenta de que algo estaba sucediendo.

"La Luna estaba increíblemente bella; ¡y se veía más grande de lo usual!", comenta. "Toda mi familia se dio cuenta y observó con asombro."

Al igual que millones de personas alrededor del mundo, ella había sido testigo de la Luna llena más grande de 2008 (una "Luna de perigeo", 14% más grande y 30% más brillante que otras lunas más pequeñas que ella había observado con anterioridad). "Nunca la olvidaré."

Alerta: ¡Está a punto de suceder nuevamente!

Este sábado 10 de enero por la noche, otra Luna de perigeo se avecina. Será la Luna llena más grande de 2009, casi idéntica a la que impresionó a quienes la observaron en diciembre de 2008.

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Arriba: La Luna de perigeo de diciembre de 2008. "¡La Luna estaba muy brillante y GRANDE!" Sólo verla con mi telescopio era suficientemente emocionante, pero tuve que tomar esta fotografía para registrarlo", comenta el fotógrafo Ron Hodges, de Midland, Texas.

Johannes Kepler explicó el fenómeno hace 400 años. La órbita de la Luna alrededor de la Tierra no es un círculo, es una elipse y tiene un lado ubicado 50.000 km más cerca de la Tierra que el otro. Los astrónomos llaman "perigeo" al punto de máximo acercamiento y es en ese punto donde la Luna estará este fin de semana.

Las Lunas llenas de perigeo tienen lugar una o dos veces por año. El año 2008 finalizó con una de ellas y ahora 2009 comienza con otra. Es la mejor clase de déjà vu para aquellos que aman la magia de la tierra bajo el fulgor de la Luna.

Enero es un mes de nieve en el hemisferio norte y la combinación de nieve + luz de Luna de perigeo resulta simplemente impresionante. Cuando la Luna se encuentre por encima de nuestras cabezas, a la media noche, los terrenos blanquecinos revivirán con el brillante reflejo que hará desaparecer a la noche, aunque no se hará de día. Se podrá leer el periódico, andar en bicicleta, escribir una carta y al mismo tiempo contar las estrellas ubicadas por encima de la cabeza. Es una experiencia descomunal que realmente merece ser vivida.

Arriba: La Luna llena de perigeo de diciembre de 2008. "Un viento frío soplaba mientras la Luna se ponía sobre la granja de uno de mis vecinos", comenta el fotógrafo Eric Ingmundson, de Sparta, Wisconsin. "La próxima vez (el 10 de enero) planeo usar un trípode."

Otro momento mágico tiene lugar cuando la Luna de perigeo se encuentra cerca del horizonte. Ese es el momento en el cual la ilusión se mezcla con la realidad para producir una vista realmente espectacular. Por razones que los astrónomos o psicólogos no terminan de comprender, las lunas cercanas al horizonte se ven anormalmente grandes cuando se asoman entre los árboles, edificios y otros objetos sobre la superficie. Este fin de semana, ¿por qué no dejar que la "Ilusión Lunar" amplifique una Luna llena extraordinariamente grande? El orbe "hinchado", que nace al atardecer por el Este, puede parecer tan cercano que usted casi podrá alcanzarlo y tocarlo.

Pero usted no será el único. Incluso en el perigeo, la Luna se encuentra a 360.000 km de distancia; y sin embargo, la distante belleza atrae a poetas, buscadores de estrellas y a la NASA por igual: "Regresa", parece decir, "Realmente no estoy tan lejos".

Telescopios de espejo líquido en la Luna

En un futuro no muy lejano, podríamos tener telescopios
gigantescos en la Luna. Esto sería así gracias a un equipo de
astrónomos y ópticos que ha encontrado la manera de
construirlos utilizando espejos líquidos.

Octubre 9, 2008: Un equipo de astrónomos y ópticos conocidos en todo el mundo podría haber encontrado la manera de construir telescopios "increíblemente grandes" en la Luna.

"Es muy simple", dice Ermanno F. Borra, profesor de física en el Laboratorio de Óptica (Optics Laboratory, en idioma inglés), de la Universidad Laval, en Quebec, Canadá. "Isaac Newton sabía que cualquier líquido, si se lo hace girar en un receptáculo poco profundo, adopta naturalmente una forma parabólica —la misma forma que necesita el espejo de un telescopio para atraer la luz de las estrellas hacia un foco. Esta podría ser la clave para fabricar un observatorio lunar gigante".

see     captionBorra, quien ha estado estudiando telescopios de espejo líquido desde 1992, y Simon P. "Pete" Worden, ahora director del Centro de Investigaciones Ames (Ames Research Center, en idioma inglés), de la NASA, son miembros de un equipo que está tratando de desarrollar esta idea.

Derecha: Concepto artístico de un telescopio de espejo líquido giratorio en la Luna. Crédito de la imagen: Universidad de la Columbia Británica (University of British Columbia, en idioma inglés).

En la Tierra, se puede construir un espejo líquido bastante liso y perfecto si se mantiene su receptáculo en posición exactamente horizontal y si se lo apoya sobre un soporte de aire de baja fricción y de baja vibración, el cual gira mediante un motor síncrono, a una velocidad única y estable. "No es necesario que gire muy rápidamente", dice Borra. "El borde de un espejo de 4 metros de diámetro—el más grande que he hecho en mi laboratorio— viaja a sólo 4,8 km/h (3 millas por hora); o sea, a aproximadamente la velocidad de una caminata rápida. En la gravedad baja de la Luna, giraría aún más lentamente".

Para fabricar la mayoría de los telescopios de espejo líquido en la Tierra se ha utilizado mercurio. El mercurio permanece derretido a temperatura ambiente y refleja cerca del 75 por ciento de la luz que recibe; es prácticamente tan bueno como la plata. El telescopio de espejo líquido más grande en la Tierra, el Gran Telescopio Cenital (Large Zenith Telescope, en idioma inglés), operado por la Universidad de la Columbia Británica (University of British Columbia, en idioma inglés), en Canadá, mide 6 metros de un lado a otro —un diámetro 20 por ciento mayor que el famoso espejo de 5 metros (200 pulgadas) del telescopio Hale, en el Observatorio Palomar, ubicado en California. Sin embargo, cuando se lo terminó de construir en 2005, el telescopio de espejo líquido canadiense, similar al del Palomar, costó menos de un millón de dólares, lo cual constituye un bajo porcentaje del costo de un telescopio de espejo sólido del mismo diámetro y sólo una sexta parte del costo original del telescopio del Palomar, en 1948.

Esos aspectos económicos están haciendo que los astrónomos comiencen a pensar en los planes para un observatorio lunar.

"Nuestro estudio [con Borra] comenzó cuando yo aún era profesor de astronomía en la Universidad de Arizona, antes de que viniera a la NASA, en 2006", recuerda Worden. "El verdadero atractivo de esta propuesta es que podemos tener un telescopio increíblemente grande en la Luna".

No se puede trabajar el mercurio en la Luna: es muy denso y por lo tanto pesado para lanzar; además, es muy costoso y se evaporaría rápidamente cuando quedara expuesto al vacío lunar. Sin embargo, en los últimos años, Borra y sus colegas han estado experimentando con una clase de compuestos orgánicos conocidos como líquidos iónicos. "Los líquidos iónicos son básicamente sales derretidas", explica Borra. "Su tasa de evaporación es casi cero, así que no se evaporarían en el vacío lunar. También pueden permanecer en estado líquido a muy bajas temperaturas". Borra y sus colegas ahora están intentando sintetizar los líquidos iónicos que permanecen derretidos incluso a las temperaturas del nitrógeno líquido.

Abajo: El Gran Telescopio Cenital, de 6 metros, de la Universidad de la Columbia Británica, usa un espejo líquido para explorar el cielo. [Más información]

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Mucho menos densos que el mercurio, los líquidos iónicos son apenas levemente más densos que el agua. Si bien no son altamente reflectantes por sí mismos, un espejo giratorio de un líquido iónico puede ser recubierto con una capa ultradelgada de plata como si fuera un espejo sólido. Lo más extraño de todo es que la capa de plata es tan delgada —sólo de 50 a 100 nanómetros— que en realidad se solidifica. En el vacío del espacio, un espejo líquido cubierto con una delgada capa sólida de plata no se evaporaría ni se empañaría.

No se puede inclinar un espejo líquido (es decir, moverlo de su posición horizontal) porque el líquido se derramaría, destruyendo de este modo el espejo. Pero eso no significa que un telescopio de espejo líquido no pueda ser enfocado. Diseñadores dedicados a la óptica están ahora experimentando con diferentes maneras de deformar electromecánicamente los espejos secundarios suspendidos sobre un espejo líquido —o incluso están probando diferentes maneras de deformar levemente el espejo líquido mismo— para apuntar hacia ángulos no verticales. Se utilizan técnicas similares para apuntar el gran radiotelescopio de Arecibo, en Puerto Rico.

"Además", dice Borra, "si el telescopio está ubicado en cualquier lugar que no sean los polos exactamente, con cada rotación de la Tierra o de la Luna exploraría una banda circular de cielo. Y la rotación del eje de la Luna se mueve en un período de 18,6 años; de modo que en dicho período, el telescopio de hecho 'miraría' una región del cielo de buen tamaño".

see captionDerecha: El radiotelescopio de 305 metros (1.000 pies) en Arecibo, Puerto Rico, no se mueve, pero aun así puede explorar una vasta porción del cielo usando espejos secundarios móviles. Un telescopio de espejo líquido podría emplear técnicas similares. [Más información]

Colocar un gran telescopio de espejo líquido cerca de los polos de la Luna resulta atractivo. El telescopio mismo podría estar ubicado cerca del fondo de un cráter que se encuentre permanentemente a oscuras, donde estaría a temperaturas criogénicas, lo cual resulta deseable para la mejor astronomía infrarroja. Sin embargo, se podrían colocar paneles solares en los picos de las montañas cercanas que están continuamente iluminadas con el fin de generar energía para mantener la rotación del espejo.

El hecho de que un telescopio de espejo líquido siempre "mira" directamente hacia arriba simplifica mucho su construcción y reduce la masa eliminando de este modo soportes pesados, engranajes y sistemas de control de enfoque, los cuales son necesarios para los telescopios orientables. "Todo lo que se necesita es el receptáculo para el espejo líquido mismo, el cual podría ser un dispositivo parecido a una sombrilla que se autodespliegue, con un soporte superconductor que prácticamente no tenga fricción, y un motor", dice Borra. Worden estima que todos los materiales para un telescopio lunar completo de 20 metros de diámetro pesarían "solamente unas pocas toneladas, de manera que podrían ser impulsados hacia la Luna en una misión sencilla del Ares 5, en la década de 2020". Los telescopios futuros podrían tener espejos de hasta 100 metros de diámetro —más grandes que un campo de fútbol.

"Un telescopio tan grande podría 'mirar' hacia atrás en el tiempo y remontarse al momento en el cual el universo era muy joven, es decir, cuando tenía apenas quinientos millones de años y se estaba formando la primera generación de galaxias y estrellas", exclamó Borra. "Posiblemente lo fortuito sea más excitante: las cosas nuevas que podríamos descubrir y que simplemente no esperamos".

Worden dice: "Colocar un telescopio gigante en la Luna ha sido siempre una idea de ciencia ficción, pero pronto podría convertirse en realidad".

martes, 6 de enero de 2009

Una grieta gigante en el campo magnético de la Tierra

Las cinco sondas espaciales THEMIS, de la NASA, han descubierto

una grieta en el campo magnético de la Tierra que es diez veces

más grande de lo que anteriormente se pensaba posible.

Los investigadores están asombrados por la extraña e inesperada

manera en que se ha formado.

Dic. 16, 2008: Las cinco sondas espaciales THEMIS, de la NASA, han descubierto una grieta en el campo magnético de la Tierra que es diez veces más grande de lo que anteriormente se pensaba posible. El viento solar puede fluir a través de esta abertura y "cargar" la magnetósfera para que desencadene poderosas tormentas geomagnéticas. Sin embargo, la grieta en sí misma no es la sorpresa más grande. Los investigadores están aún más asombrados por la extraña e inesperada manera en que se ha formado, lo cual da por tierra ideas sobre la física espacial que se han conservado durante mucho tiempo.

"En un principio, no lo creía", dijo el científico del proyecto THEMIS, David Sibeck, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales. "Este hallazgo altera radicalmente nuestro entendimiento de las interacciones que tienen lugar entre el viento solar y la magnetósfera".

La magnetósfera es una "burbuja" magnética que rodea a la Tierra y que nos protege del viento solar. La exploración de esta burbuja es uno de los objetivos clave de la misión THEMIS, la cual fue lanzada en el mes de febrero de 2007. El gran descubrimiento se produjo el 3 de junio de 2007, cuando de manera accidental las cinco sondas pasaron a través de la grieta, justo cuando ésta se estaba abriendo. Sensores ubicados en las sondas registraron un torrente de partículas de viento solar que se dirigía hacia el interior de la magnetósfera, lo cual indica que se trata de un evento de magnitud e importancia inesperados.

Derecha: Concepto artístico de una de las sondas THEMIS explorando el espacio que rodea a la Tierra. [Más información]

"La abertura era enorme —cuatro veces más amplia que la Tierra misma", dijo el físico espacial Wenhui Li, de la Universidad de New Hampshire, quien ha estado analizando los datos. Jimmy Raeder, colega de Li, y también de New Hampshire, dijo, "1027 partículas por segundo fluían hacia el interior de la magnetósfera —eso es un 1 seguido de 27 ceros. Este tipo de influjo es de un orden de magnitud mayor de lo que creíamos posible".

El evento comenzó con escasa advertencia cuando una gran ráfaga de viento solar arrojó un manojo de campos magnéticos desde el Sol hasta la Tierra. Como un pulpo que enreda sus tentáculos alrededor de una almeja, los campos magnéticos solares se distribuyeron alrededor de la magnetósfera hasta provocar la grieta. La falla se produjo por medio de un proceso conocido como "reconexión magnética". Muy por encima de los polos de la Tierra, campos magnéticos solares y terrestres se acoplan (se reconectan) y forman conductos de flujo para el viento solar. Los conductos sobre el Ártico y la Antártida rápidamente se expandieron; en pocos minutos cubrieron el Ecuador de la Tierra, creando de esta manera la grieta magnética más grande jamás registrada por una sonda espacial en órbita alrededor de la Tierra.

Arriba: Un modelo, realizado por computadora, del flujo del viento solar alrededor del campo magnético de la Tierra, el 3 de junio de 2007. Los colores del fondo representan la densidad del viento solar; el rojo indica alta densidad, el azul indica baja densidad. Las líneas negras trazan los límites externos del campo magnético de la Tierra. Obsérvese la capa de material relativamente denso que indican las puntas de las flechas blancas; ése es el viento solar que penetra en el campo magnético de la Tierra a través de la grieta. Crédito: Jimmy Raeder/UNH. [Imagen ampliada]

El tamaño de la grieta sorprendió a los investigadores. "Hemos visto cosas como esta anteriormente", dijo Raeder, "pero nunca en una escala tan grande. Toda la parte de día de la magnetósfera estaba abierta para el viento solar".

Las circunstancias fueron aún más sorprendentes. Los físicos espaciales han creído durante mucho tiempo que los agujeros en la magnetósfera de la Tierra se crean únicamente como respuesta a campos magnéticos solares que apuntan hacia el Sur. Sin embargo, la gran grieta de junio de 2007 se creó como respuesta a un campo magnético solar que apuntaba hacia el Norte.

"Para alguien inexperto, esto puede sonar como algo sin importancia pero, para un físico del espacio, es de alcances sísmicos", dijo Sibeck. "Cuando comento esto a mis colegas, la mayoría reacciona con escepticismo, como si estuviese tratando de convencerlos de que el Sol sale por el Oeste".

Es por ello que no lo creen: el viento solar presiona la magnetósfera de la Tierra casi directamente por encima del Ecuador, en donde el campo magnético de nuestro planeta apunta hacia el Norte. Suponga entonces que un paquete de magnetismo solar se precipita, y que apunta también hacia el Norte. Los dos campos deberían de reforzarse mutuamente, fortaleciendo las defensas del campo magnético terrestre y cerrando la puerta de entrada al viento solar. En el lenguaje de la física del espacio, un campo magnético solar que apunta hacia el Norte se conoce como un "IMF del Norte" —Northern Interplanetary Magnetic Field o Campo Magnético Interplanetario del Norte, en idioma español— y es sinónimo de ¡escudos arriba!

"Así, imagine nuestra sorpresa cuando al llegar un IMF del Norte, los escudos bajaron en lugar de subir", dijo Sibeck. "Esto le da un giro completo a nuestro entendimiento de las cosas".

De hecho, los eventos "IMF del Norte" en verdad no desencadenan tormentas geomagnéticas, comenta Raeder; sin embargo, sí establecen el escenario propicio para las tormentas a través de la saturación de la magnetósfera con plasma. Una magnetósfera cargada promueve auroras, interrupciones eléctricas y otras perturbaciones que pueden aparecer cuando, por ejemplo, una CME (Coronal Mass Ejection o Eyección de Masa Coronal, en idioma español) llega a la Tierra.

Los próximos años pueden ser especialmente agitados. Raeder explica: "Estamos entrando al Ciclo Solar 24. Por razones que no se comprenden del todo, las CME que tienen lugar en ciclos con numeración par (como 24) tienden a impactar contra la Tierra con una vertiente magnética dominante hacia el Norte. Dicha CME debería de producir una grieta y cargar a la magnetósfera con plasma justo antes de que la tormenta se desarrolle. Es la secuencia perfecta para un evento realmente grande".

Sibeck asiente. "Esto podría dar como resultado tormentas geomagnéticas más fuertes que las que hemos visto durante muchos años.

Aquí se puede hallar una versión de video de esta historia (en idioma inglés). Para obtener más información sobre la misión THEMIS, visite http://nasa.gov/themis.


sábado, 3 de enero de 2009

Prominencias en la corona polar

La nave espacial Hinode, de Japón, está enviando a la
Tierra imágenes imperdibles de un fenómeno solar
espectacular conocido como "prominencias en la
corona polar".

Septiembre 17, 2008: Advertencia: El material que contiene esta historia puede hacerle desear convertirse en un físico solar.

La nave espacial japonesa Hinode, que fue lanzada en una misión para estudiar el Sol, en 2006, está enviando a la Tierra imágenes que dejan impresionados hasta a los investigadores más experimentados. Haga clic aquí para iniciar una película:


Haga clic aquí para iniciar una película de 7 MB en formato Quicktime.

"Esa fue una prominencia en la corona polar grabada por Hinode el 30 de noviembre de 2006", dice el Dr. Thomas Berger, del Centro de Tecnología Avanzada Lockheed Martin, en Palo Alto, California. "Es una pared curvada de plasma a 10.000o, de aproximadamente 90.000 km de largo y 30.000 km de alto". Una pila de planetas con una altura de tres veces la Tierra apenas llegaría a la parte superior.

Los astrónomos solares han visto prominencias como esta antes, miles de ellas, pero nunca de una manera tan clara. Las nuevas imágenes desafían ideas que han perdurado durante mucho tiempo: En el pasado, los investigadores pensaban que las prominencias eran estructuras básicamente estáticas, sostenidas, sin movimiento, por encima de la superficie del Sol por campos de fuerza magnética. "Ahora sabemos que esas ideas son demasiado simples. ¡Sólo vea la película!"

Berger hace una lista de las sorpresas:

1. "Hay penachos oscuros con forma de renacuajo que suben desde la base de la prominencia. Estos nunca se habían visto antes y no estamos seguros de qué pueden ser".

2. "Chorros delgados de plasma en la parte superior de la prominencia caen constantemente, como si fuera una cascada". Misteriosamente, los chorros caen a una velocidad mayor de lo que las fuerzas magnéticas ambientales parecen permitir1.

3. "Finalmente, en la propia pared, hay remolinos y vórtices" que tienen un misterioso parecido a la surrealista Noche Estrellada de van Gogh.

Conclusión inevitable: "No hay una prominencia estática". Además, dice, "no entendemos cómo el campo magnético del Sol está provocando todas estas cosas".

Berger es co-investigador del Telescopio Solar Óptico de la nave espacial Hinode (SOT, por su sigla en idioma inglés), el cual obtiene tales películas de manera periódica. "El SOT puede ver detalles en el Sol que miden apenas algunos cientos de kilómetros de ancho. La atmósfera de la Tierra nunca torna borrosa su visión, así que puede hacer películas de más de 12 horas de duración con perfecta claridad". El archivo de películas, que cada vez es más cuantioso, es un tesoro escondido para los investigadores.

Las prominencias en la corona polar aparecen casi a diario. Ocupan un anillo (o "corona") alrededor de los polos del Sol delimitado aproximadamente por las latitudes solares 60o y 70o. Geométricamte, las coronas se parecen a los óvalos aurorales de la Tierra. Sin embargo, en lugar de contener auroras boreales, los óvalos del Sol están repletos de cortinas de plasma que se mecen.

Arriba: La "corona polar" del sur del Sol, marcada por un largo filamento/prominencia, fotografiada en junio de 1999: más información.

El estudio de las prominencias de las coronas polares puede ser clave para predecir el clima espacial, afirma Berger. Las cortinas centrales se forman entre regiones de campos magnéticos de polaridad opuesta. Eso es significativo porque los campos magnéticos opuestos que se juntan tienden a explotar —un proceso que los físicos denominan "reconexión". Las prominencias de las coronas polares están, pues, a punto de erupcionar y lo hacen a menudo formando núcleos de eyecciones de masa coronal de miles de millones de toneladas. "Hinode nos permite ver este proceso en acción".

Los astrónomos no son los únicos que están observando; los físicos nucleares también están prestando atención. Durante décadas, físicos e ingenieros han luchado para contener plasma caliente en reactores de fusión usando campos magnéticos. Observar cómo el Sol manipula el plasma por medio del magnetismo podría enseñarles algunos trucos valiosos y, finalmente, ayudar a traer la energía de las estrellas a la Tierra.

"Estos datos están llevando a los físicos solares a examinar nuevamente las teorías de la dinámica de las prominencias y, con seguridad, traerán nuevos y emocionantes avances", cree Berger.