Detectada una atmósfera de carbono en una joven estrella de neutrones

NASA/CXC/MIT/UMass Amherst/M.D.Stage et al.

Casiopea A es un objeto fascinante. Se trata de una estrella de neutrones remanente de una supernova que tuvo su origen a unos 3,3-3,7 kpc de distancia de la Tierra, hace unos 300 años (se piensa el evento podría corresponderse con registros históricos de 1680). La imagen superior muestra restos de material en expansión a una velocidad de unos 4 000 km/s y a temperaturas de unos 30 millones de kelvins. La onda de choque de la nube de material distorsiona las líneas de campo magnético, creando una especie de acelerador de partículas natural que convierte a Casiopea A en la radiofuente más intensa del firmamente (fuera del Sistema Solar).

Con todo, lo más interesante está en el interior de la nube. Se trata de una jovencísima estrella de neutrones que ofrece una ventana de observación única a la infancia de este tipo de objetos astronómicos. Utilizando dos conjuntos de datos recopilados por el Observatorio de Rayos X Chandra relativos al espectro de emisión de Casiopea A, Wynn C. G. Ho (de la Universidad de Southampton) y Craig O. Heinke (de la Universidad de Alberta) han realizado un estudio de la posible composición atmosférica de esta estrella de neutrones. Quien haya tenido ocasión de leer la fantástica “Huevo de Dragón” de Robert L. Forward recordará como los cheela habitaban la superficie de una estrella de neutrones rodeada de una milimétrica atmósfera compuesta fundamentalmente de hierro. Este tipo de atmósfera es el que se puede esperar en estrellas de neutrones maduras, pero no se corresponde con las características de Casiopea A. Ho y Heinke han considerado diferentes composiciones atmosféricas tales como carbono, helio, nitrógeno, oxígeno, e hidrógeno, así como un modelo de cuerpo negro. Los resultados los exponen en un trabajo titulado

• A neutron star with a carbon atmosphere in the Cassiopeia A supernova remnant

publicado en Nature. Como indica el título del trabajo, la conclusión es que Casiopea A está rodeada de una finísima atmósfera de carbono (de unos 10 cm, pero con la densidad del diamante). Una atmósfera de estas características es consistente con el espectro observado, y a diferencia de otras composiciones atmosféricas sugiere que la superficie no tendría pequeñas regiones calientes, sino que la región de emisión superficial sería comparable al tamaño de la estrella (~12-15 km, lo que encaja muy bien con el tamaño predicho de unos 10-14 km). En otras palabras, no habría variación en la emisión a medida que la estrella rota, y por eso no se observarían pulsaciones, nuevamente de manera consistente con los datos.

Credit: X-ray: NASA/CXC/Southampton/ W. Ho et al.; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss

Dependiendo de la distancia exacta a la que Casiopea A se encuentre, pueden obtenerse estimaciones de su temperatura y masa (que en el primer caso corresponden a temperaturas medias superficiales, a diferencia de los púlsares, en los que la temperatura medida es la de la región caliente, y por lo tanto una cota superior de la temperatura superficial). Dicha temperatura ronda los 1,8 millones de kelvins, y la masa de la estrella está acotada en 1,5-2,4 masas solares. La temperatura en las capas por debajo de la superficie puede superar los 100 millones de kelvins, lo que significaría que los materiales que por acrecimiento caigan en la estrella estarían sujetos a combustión nuclear (lo que acabaría con el hidrógeno en menos de un año, y con el helio en menos de un siglo). Entre diez mil y un millón de años en el futuro, la temperatura habrá bajado lo suficiente para que empiece a formarse una atmósfera de materiales ligeros.

Otra interesante propiedad de Casiopea A es la ausencia de un campo magnético fuerte. Queda por ver si el campo magnéticode la estrella progenitora está de alguna forma atrapado en el interior de la estrella de neutrones y emergerá en el futuro, o si de alguna forma esta baja actividad magnética es una propiedad permanente de esta estrella de neutrones. En ese caso podría haber un gran número de estrellas de neutrones análogas ocultas en el firmamento. Fascinante.

Noctis Labyrinthus en alta resolución

Noctis Labyrinthus es una región ecuatorial de Marte situada entre el Valle Marineris y la altiplanicie de Tharsis. Su nombre -”El laberinto de la noche”- hace justicia a su caótica orografía, repleta de fracturas, valles, fosas, y corrimientos de tierra. La Mars Reconnaissance Orbiter ha obtenido unas detalladas imágenes en alta resolución de la formación.

NASA/JPL/University of Arizona

Una inspección más detallada de parte de esta región mediante el espectrómetro CRISM ha revelado la presencia de sulfatos de hierro y minerales arcillosos en estratos expuestos al aire. Estos se aprecian en la imagen inferior en las zonas no cubiertas por las dunas, aunque realmente son estas últimas lo más impresionante de la imagen (pulsando sobre la fotografía puede obtenerse una perspectiva en alta resolución).

NASA/JPL/University of Arizona

La sombra de Encélado

La configuración actual de los anillos de Saturno -aproximándose al equinoccio- está permitiendo a la Cassini tomar imágenes espectaculares (como es habitual) a la par que inusuales (el equinoccio sólo tiene lugar cada 15 años). En este puede verse una perspectiva del hemisferio iluminado de Saturno. Debido al pequeño ángulo de incidencia de la luz solar sobre los anillos éstos tienen un aspecto oscuro y sólo proyectan una finísima sombra sobre Saturno. Los objetos que se hallen fuera del plano de la eclíptica recibirán por su parte la iluminación solar sin la interferencia de los anillos, por lo que aparecerán más brillantes, y proyectarán sombras marcadas sobre el planeta. Esto puede verse en la imagen inferior, en la que la sombra de Encélado (cuya inclinación orbital es de 0.019º) se aprecia claramente bajo la sombra de los anillos.

NASA/JPL/Space Science Institute

La danza de Jano y Epimeteo

NASA/JPL/Space Science Institute

La Cassini captó el pasado 26 de julio la anterior imagen de Jano, uno de los más peculiares satélites de Saturno. Su diámetro medio de unos 180 km y su densidad es apenas un 64% la del agua, lo que unido a su gran albedo sugiere que es una gran masa porosa de hielo. Esto no es sin embargo lo que hace a Jano especial, ya que Hiperión o Epimeteo -por poner un par de ejemplos- también tienen una composición aparentemente similar. Lo verdaderamente destacable es el hecho de que Jano comparte órbita con este último, Epimeteo. Concretamente, los radios de las órbitas de Jano y Epimeteo tienen menos de 50 km de diferencia, menos que el tamaño de cualquiera de los dos satélites, lo que en principio sugeriría que hay una colisión en ciernes (ya que sus periodos orbitales son diferentes al hallarse a diferente altura). Sin embargo, dicha colisión no se produce debido a su interacción gravitatoria: cada cuatro años Jano y Epimeteo intercambian sus órbitas (más o menos, ya que en realidad la masa de Epimeteo es la cuarta parte de la de Jano y su órbita varía más cuando se produce el encuentro). Se trata de un hecho único en el Sistema Solar, y no es de extrañar pues que haya sido objeto de especulación en el ámbito de la ciencia-ficción. Pulsando sobre la imagen inferior puede verse un vídeo de estas dos lunas creado a partir de imágenes captadas por la Cassini (con la ayuda de un poco de interpolación).

NASA/JPL/Space Science Institute

Actualización: Francis también escribió un artículo sobre estos satélites hace unos días. Muy recomendable, como siempre.

El Cráter Victoria de Marte en alta resolución

NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Situado en Meridiani Planum, una llanura ecuatorial de Marte, el cráter Victoria es -a pesar de su relativamente pequeño tamaño, unos 750m de diámetro y unos 70m de profundidad- uno de los lugares de referencia más conocidos de Marte, fundamentalmente por su conexión con la misión Mars Exploration Rover, ya que el Opportunity exploró su contorno y llegó a descender a su interior. Gracias a la HiRISE, la cámara de alta resolución con la que está equipada la Mars Reconnaissance Orbiter disponemos ahora de esta impresionante perspectiva del cráter, similar a la que tendríamos si sobrevoláramos la zona en un avión.

La imagen está rotada de forma que el Este está en la parte superior, y el color está resaltado para que se aprecien mejor los matices del terreno. Si uno se fija con atención en la parte izquierda (el Norte geográfico) de la imagen, pueden apreciarse las marcas de rodadura del Opportunity.

1994 CC: un sistema triple de asteroides potencialmente peligroso

1994 CC es el nombre que se le asignó a un NEA descubierto el 3 de febrero de 194 por Spacewatch, un grupo del Lunar and Planetary Laboratory de la Universidad de Arizona dedicado al estudio de asteroides y cometas, en particular de aquellos que se aproximan a la Tierra. Fue considerado como un objeto potencialmente peligroso por el IAU Minor Planet Center, el organismo que bajo los auspicios de la International Astronomical Union (IAU) se encarga de recopilar toda la información en relación a las órbitas de los cuerpos pequeños del Sistema Solar. Su periodo orbital es de 2.0983 años (766.41792 días), y su aproximación más cercana tuvo lugar el pasado 10 de junio cuando pasó a unas 0.01684 ua de la Tierra (esto es, unas 6.5 veces la distancia a la Luna).

Durante esta aproximación el complejo Goldstone (uno de los tres componentes de la Deep Space Network, la red internacional de antenas para el apoyo a las misiones espaciales y para la exploración radar del Sistema solar; los otros dos componentes están en Australia y en España) captó imágenes de radar del objeto y permitió descubrir la sorprendente naturaleza del mismo: un sistema triple de asteroides.

Animación de la rotación del asteroide triple 1994 CC. Credit: NASA / JPL / GSSR / Emily Lakdawalla

En la animación superior se aprecia claramente el objeto central, aproximadamente esférico y con unos 650 metros de diámetro, rotando sobre su eje una vez cada 2.4 horas. Si nos fijamos atentamente en la parte superior e inferior de la imagen podremos ver también dos pequeños cuerpos en movimiento. Se trata de los dos satélites del cuerpo principal, de apenas 100m y 50m de tamaño. Estos dos cuerpos tienen un periodo orbital de aproximadamente 20h y 5h respectivamente. La animación mostrada es una versión procesada por Emily Lakdawalla para eliminar parte del ruido que tenía la versión original (que puede verse aquí). Éste es el segundo sistema triple descubierto en la población de asteroides cercana a la Tierra.

Un exoplaneta que “rejuvenecerá” a su estrella primaria

VB10 es una estrella situada en la constelación del Águila, a unos 19 años-luz de distancia de la Tierra, que es especial por varios motivos. En primer lugar es la estrella más pequeña conocida: con un tamaño de apenas una décima parte de nuestro Sol y una masa equivalente a 79 veces Júpiter está virtualmente en el límite inferior de lo necesario para que la fusión del hidrógeno pueda sostenerse. Se trata de una enana roja de tipo M cuyo consumo energético es extremadamente lento. De hecho, se estima que su permanencia en la secuencia principal abarcará unos diez billones (10¹³) años, tiempo más que suficiente para sobrevivir al encuentro de la Vía Láctea con Andrómeda dentro de unos ínfimos 5 000 millones de años, y ver cómo el resto de las estrellas más masivas de la galaxia van envejeciendo y degenerando. Por si esto fuera poco, VB10 tiene guardado un as en la manga: un depósito extra de combustible.

Movimiento de VB10 durante 9 años. Pulsar para ver un vídeo. Credit: NASA/JPL-Caltech/Palomar

En mayo de este año la NASA detectó un exoplaneta orbitando en torno a VB10 (o más apropiadamente, orbitando junto a VB10). Esta detección es en sí misma un hito científico, ya que ha sido el primer éxito de la técnica denominada astrometría. Básicamente, esta técnica consiste en la medición óptica de la perturbación que un exoplaneta induce en el desplazamiento de la estrella a través de cielo. Dicha perturbación es ínfima –un 0.0027% del ya de por si pequeño desplazamiento anual en paralaje de la estrella (1/6 de segundo de arco) – por lo que ha sido necesario emplear una instrumentación muy precisa para medir el desplazamiento de VB10 durante 9 años. VB10 se convierte así en la estrella más pequeña conocida con un sistema planetario. Esto significa que la formación de planetas es un hecho mucho más común de lo que se pensaba. No acaban ahí las sorpresas sin embargo. El planeta detectado –VB10b– tiene una masa de 6.4 veces la de Júpiter, esto es, prácticamente un 10% de su primaria, lo que lo sitúa a su vez en el límite superior de lo que puede considerarse planeta, cerca del dominio de las enanas marrones.

Credit: NASA/JPL-Caltech

VB10b es lo que puede considerarse un “Júpiter frío” (i.e., un Júpiter como el nuestro) a pesar de estar situado a una distancia de VB10 similar a la de Mercurio del Sol. De hecho, se especula con que VB10 puede ser una versión en miniatura del Sistema Solar, con planetas rocosos en órbitas internas a VB10. Con el paso del tiempo la órbita de VB10b se irá acortando debido a fuerzas de marea y a radiación gravitatoria, y llegará el momento en el que se una a su primaria, probablemente ya una venerable estrella inmersa en la fusión del helio. Esto resultará ser un tratamiento anti-envejecimiento brutal: VB10 recibirá una colosal inyección de hidrógeno fresco que le proporcionará 100 000 millones de años más de vida. Cuando todas las grandes estrellas –incluso aquellas que nazcan mucho tiempo después de la colisión con Andrómeda– se hayan apagado, VB10 y otras estrellas similares serán la única fuente de luz en el firmamento.

La sombra de Pandora

Pandora es uno de los 52 satélites de Saturno con nombre propio, pero no es una más. Se trata de una masa de hielo oblonga de más de 100 km de longitud en su semieje mayor que pastorea junto con su compañero Prometeo el anillo F del viejo Cronos. Su órbita es caótica -precisamente de resultas de la interacción con Prometeo- y presenta una inclinación de unos 3 minutos de arco con respecto al ecuador del planeta. Por este motivo, su sombra incide oblicuamente sobre los anillos, oscureciendo fugazmente los principales pero obviando el anillo F, tal como se ve en la imagen inferior (Pandora es la pequeña esfera en la parte inferior de la fotografía).

NASA/JPL/Space Science Institute

Escenas como éstas son especiales, ya que sólo se producen durante unos meses antes y después del equinoccio saturnino, una vez cada 15 años terrestres.

Tormenta azul en Saturno

La atmósfera de los gigantes gaseosos son el campo de juego en el que se desenvuelven colosales vórtices y corrientes aéreas hiperveloces. La Gran Mancha Roja de Júpiter -un descomunal remolino en el que cabrían un par de Tierras- es uno de los más conocidos ejemplos. A menor escala Saturno también ofrece este tipo de formaciones. La Cassini acaba ha captado recientemente algunas instantáneas de una gran tormenta azul que recorre el Hemisferio Sur de Saturno.

NASA/JPL/Space Science Institute

De acuerdo con la escala de la imagen (60 km por pixel) el tamaño de la mancha azul es de unos 3000 km de diámetro. En la imagen inferior se muestra una perspectiva más amplia del hemisferio sur, y la posición de la mancha azul.

NASA/JPL/Space Science Institute

Una perspectiva 3D de Chasma Boreale en Marte

La ESA tiene a la astrofotografía en 3D como una de sus especialidades. Hace algún tiempo nos regalaron una perspectiva tridimensional del cráter Maunder, y ahora nos ofrecen una impresionante recreación de Rupes Tenuis, una región situada en Chasma Boreale, un cañón que atraviesa en el Polo Norte marciano (pulsar para ver una imagen con mayor resolución).

ESA/ DLR/ FU Berlin (G. Neukum)

Para tener una idea de las dimensiones de este cañón, su altura es 400m superior a la del Cañón del Colorado (2 km frente a 1.6 km) y su anchura es cuatro veces mayor (100 km frente a 24 km). La imagen (cuya perspectiva ha sido generada digitalmente a partir de imágenes estereoscópicas de alta resolución) muestra zonas cubiertas de nieve y arena oscura arrastrada por el viento (también contribuyen posiblemente los géiseres producidos por la sublimación de CO₂). Un elemento curioso son los montículos cónicos que se aprecian (por ejemplo en la zona central de la imagen). En un principio se especuló con que tuvieran un antiguo origen volcánico, pero más bien parecen ser producidos por depósitos acumulados y luego erosionados.