La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Archivos de la categoría ‘Astronomía’

Luna Oscura, Brillantes Géiseres

Publicado por Carlos en enero 2, 2011

Poco antes de Navidad la Cassini nos obsequió con esta gran imagen a contraluz de Encélado. En ella se aprecian claramente el spray resultante de los géiseres que jalonan las conocidas “rayas de tigre” del satélite. La imagen se tomó a una distancia de 158 000 km de Encélado, cuyo diámetro es de 504 km (apenas un 15% del de la Luna).

Dark Moon, Bright Spray

NASA/JPL/SSI

Encélado sigue siendo uno de los más interesantes candidatos a albergar vida en el Sistema Solar. El origen de los géiseres podría estar en océanos de agua líquida subterránea resultado del calor generado por las fuerzas de marea a las que Saturno somete a su luna. Dicha agua circularía en un lento proceso hasta la superficie a través de grietas en el hielo, parte en forma de granos de hielo y parte en forma de vapor, dando lugar a los mencionados géiseres. La presencia de agua líquida sería uno de los factores que contribuirían a conformar un ambiente favorable para la vida en Encélado. En el siguiente vídeo, Carolyn Porco da unas pinceladas sobre estas circunstancias.

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Las oscuras rayas de las dunas polares de Marte

Publicado por Carlos en mayo 10, 2010

La tenue atmósfera marciana está compuesta mayormente por dióxido de carbono que por mor de la baja presión (menos de 0.01 atm) y las gélidas temperaturas (inferiores a -140ºC en los polos) puede llegar a cristalizarse, formando una capa de escarcha que recubre los casquetes polares. Con la llegada de la primavera, los débiles rayos de sol que consiguen atravesar esta escarcha recalientan la oscura arena que yace bajo la escarcha, y como consecuencia de este aumento de temperatura parte del dióxido de carbono en contacto con la arena se sublima formando bolsas de gas bajo el fino hielo. Eventualmente la presión de estas bolsas de gas hace que se fracture el hielo, dando lugar a una suerte de fugaz géiser que arrastra consigo parte de la arena que acaba depositada sobre el hielo.

Mars polar CO2 plumes
Credit: Arizona State University/Ron Miller

Gracias a la cámara HiRISE, la Mars Reconnaissance Orbiter ha captado la imagen mostrada más abajo en la que se aprecian los depósitos de arena negra sobre las dunas de escarcha, formados por la acumulación del material expulsado en los chorros de CO2.

Icy Northern Dunes (ESP_017043_2640)

Credit: NASA/JPL/University of Arizona

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El Cráter Mojave de Marte en 3D

Publicado por Carlos en marzo 27, 2010

La Mars Reconnaissance Orbiter continúa proporcionando material de enorme interés. La imagen inferior muestra una reconstrucción en 3D de una sección del Cráter Mojave, obtenida mediante un par estéreo de imágenes adquiridas por la cámara HiRISE. Pulsando sobre la imagen se podrá obtener una ampliación de la misma.

Mojave Crater in the Xanthe Terra region of Mars

NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Hay que decir que la impresionante imagen anterior ha sido retocada para ampliar tres veces la escala vertical frente a la horizontal, aunque ello no es óbice para apreciar la belleza del paisaje. Más aún, la imagen es interesante por los detalles que revela sobre la estructura del cráter. El Cráter Mojave está situado en al región Xanthe Terra, justo por encima del Ecuador marciano, y tiene unos 60 km de diámetro y 2.6 de profundidad. Esta gran profundidad (indicadora de que el cráter no ha experimentado grandes procesos de erosión), así como la ausencia de cráteres más pequeños en su sugieren que se trata de un cráter muy joven: apenas 10 millones de años, lo que es muy poco en escala geológica para un cráter de estas dimensiones.

Detalle del Cráter Mojave

NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Uno de los aspectos más interesantes de la imagen es la presencia de canales y abanicos aluviales, tal como se muestra en el detalle de la figura superior. Esto apunta a que el impacto del objeto que dio lugar al cráter liberó agua almacenada en el subsuelo, la cual fluyó luego por la superficie. A su vez, esta observación sugiere que en pasado más remoto de Marte -durante el último bombardeo intenso- los impactos ejercieron una influencia central en el clima marciano.

Las dos imágenes inferiores permiten contextualizar la sección del cráter representada en el modelo 3D.

Cráter Mojave

NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Walls in Crater Mojave 3D

NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

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Las aproximaciones cercanas a la Tierra alteran la superficie de los asteroides

Publicado por Carlos en febrero 10, 2010

A menudo imaginamos a los asteroides como grandes rocas monolíticas, sólidas montañas quizás desgajadas de otros cuerpos rocosos de mayor tamaño por obra y gracia de alguna colisión a la que no solo deben su existencia, sino incluso sus características físicas (tamaño, forma, inclinación orbital, etc.). Esta imagen resulta sin embargo tremendamente engañosa, ya que gracias al estudio de asteroides cercanos a la Tierra (NEA, por sus siglas en inglés) a través de astronomía radar sabemos que los NEAs por encima de los 150m de diámetro son en realidad enjambres de pequeños guijarros que se mantienen unidos debido a su atracción gravitatoria mutua. Evidentemente, un cuerpo de estas características exhibe un comportamiento muy diferente del que cabría esperar de una gran pieza rocosa. De hecho, la débil ligazón interna de estos NEAs los hace sensibles a efectos que de otra manera podrían ser despreciables.

Cinturón de Asteroides

NASA/JPL-Caltech

Consideremos por ejemplo el efecto YORP. Este efecto -relacionado con el efecto Yarkovsky- altera el periodo de rotación de los NEAs, haciendo en ocasiones que giren sobre sí mismos a tal velocidad que se venza la atracción gravitatoria de sus componentes y el NEA comience a despedazarse. En este escenario, comenzarían a producirse avalanchas de pequeños fragmentos superficiales desde los polos al ecuador del asteroide, donde la fuerza centrípeta es mayor y serían lanzados al espacio. En estos casos puede llegar incluso a formarse un “satélite” del NEA original, que más tarde podría volver a unirse con este último (tomando lo que se conoce como forma binaria de contacto) o abandonar la compañía de éste y seguir una órbita diferente (es de hecho mediante la reconstrucción de estas órbitas hacia atrás en el tiempo como se ha descubierto el origen de muchos asteroides emparentados).

Asteroide doble Antiope

Asteroide doble Antiope - Credit: ESO

Este tipo de fenómenos se postulan como las causas del denominado “problema de las contritas ordinarias”. A grandes rasgos, este problema refleja la inconsistencia entre las propiedades espectrales de NEAs en relación con las de los meteoritos estudiados en la Tierra. Se sabe que los cuerpos viajando por el espacio sin la protección de una atmósfera están sujetos a una suerte de erosión o envejecimiento espacial, debido al impacto con partículas del viento solar, micrometeoritos, etc. Ese proceso tiene lugar de forma muy rápida, en una escala temporal de pocos cientos de miles de años. Esperaríamos entonces que los NEAs exhibieran el espectro envejecido en contraste con los meteoritos que llegan a la superficie terrestre (y que debido al desgaste sufrido al cruzar la atmósfera ven su superficie “pulida”, exponiendo el material fresco de su interior). Sin embargo, nos encontramos de todo: NEAs envejecidos, otros que parecen meteoritos, y otros con espectros intermedios.

El efecto YORP mencionado anteriormente podría tener que ver, pero no es el único factor en juego. Richad P. Binzel y 10 colaboradores (del MIT y otras 7 instituciones), han estudiado datos correspondientes a 95 asteroides cercanos a las órbitas de la Tierra o de Marte y presentan datos bastante sólidos relativos a la influencia de las fuerzas de marea como factor determinante. El trabajo en el exponen sus conclusiones se titula

publicado el 21 de enero en Nature. Binzel et al. han clasificado los asteroides en tres tipos: Q, Sq y S; el primero representa los asteroides cuyas características espectrales son más parecidas a las de las contritas ordinarias, y los otros dos representan asteroides cuyas superficies han sido progresivamente envejecidas por su periplo espacial. A continuación realizan una reconstrucción inversa de las órbitas para ver cuál ha sido la mínima distancia de intersección con la órbita (MOID) de cualquiera de los 8 planetas del Sistema Solar en una escala de tiempo inferior a la del envejecimiento espacial. El resultado es que 75 de 95 cuerpos han tenido una MOID inferior a la distancia Tierra-Luna, y entre estos están los 20 asteroides de tipo Q. Ello quiere decir que con 99.1% de confianza estadística la relación entre tipo Q y encuentro cercano con un planeta no es casual. La explicación propuesta es que las fuerzas de marea provocadas por la aproximación a un planeta provoca vibraciones sísmicas y avalanchas que redistribuyen el material superficial, exponiendo el material fresco del interior.

Asteroide Itokawa

Asteroide Itokawa - Credit: ISAS, JAXA

La prueba del nueve nos la dará Apophis durante su aproximación a la Tierra en 2029. Ahora mismo está en el tipo Sq, y si de resultas de su acercamiento cambia sus características espectrales y altera su rotación, tendremos evidencia de la redistribución de material. Lo apuntaremos en la agenda.

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Eventos mutuos captados por la Cassini

Publicado por Carlos en enero 16, 2010

Las dos imágenes inferiores -tomadas con apenas un minuto de diferencia- muestran el paso de Encélado por detrás de Tetis visto desde la Cassini a unos 2,3-2,6 millones de km de distancia de ambos cuerpos.

Enceladus Behind Tethys

NASA/JPL/Space Science Institute

Este paso de unas lunas frente a otras se denominan eventos mutuos y son científicamente interesantes para afinar los modelos orbitales. Por supuesto, también son visualmente espectaculares. Pulsando sobre la imagen inferior se accederá a una página con varios vídeos de estos eventos mutuos.

Awesome Cassini mutual event movies

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Rea frente al majestuoso Saturno en color natural

Publicado por Carlos en diciembre 30, 2009

La imagen inferior muestra a Saturno en todo su esplendor a color natural. La luna que aparece en la parte derecha es Rea, y en la parte izquierda -justo bajo el ecuador- puede apreciarse la sombra que proyecta Tetis. La imagen ha sido captada por la Cassini a 1,3 millones de kilómetros del planeta.

PIA12513 - Stately Saturn

NASA/JPL/Space Science Institute

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Detectada una atmósfera de carbono en una joven estrella de neutrones

Publicado por Carlos en noviembre 7, 2009

Cassiopeia A supernova remnant

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

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.

Estructura de Casiopea A

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.

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Noctis Labyrinthus en alta resolución

Publicado por Carlos en octubre 16, 2009

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.

noctis-labyrinthus

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).

Dunas-Noctis-Labyrinthus

NASA/JPL/University of Arizona

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La sombra de Encélado

Publicado por Carlos en septiembre 26, 2009

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.

Shadow south of another

NASA/JPL/Space Science Institute

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La danza de Jano y Epimeteo

Publicado por Carlos en septiembre 11, 2009

Crater View

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).

Janus-Epimetheus Swing

NASA/JPL/Space Science Institute

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

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