Telescopios gigantes

Los telescopios ópticos terrestres más grandes hoy en día, usan los espejos de 10 m de diámetro, pero las perspectivas para futuros Telescopios Sumamente Grandes (ELTs) se acercan. Según estudios recientes, realizados por equipos internacionales de astrónomos y administración de organizaciones astronómicas, la siguiente generación de telescopios ópticos podría ser de 50-100 metros de diámetro. Lo bastante grandes como para llenar un estadio deportivo.

Este inmenso cambio de tamaño tiene implicaciones importantes, puesto que los astrónomos desean capturar cada fotón de luz que llega, y un espejo de 100 m. tiene un área hasta 100 veces mayor que los instrumentos actuales. Además, un telescopio de 100 m tendría una visión extremadamente aguda, con la capacidad de ver objetos de hasta 40 veces la resolución del telescopio espacial Hubble. El viernes 8 de abril, el Dr. Isobel Hook de la universidad de Oxford informó a RAS (la reunión nacional de astronomía) en Birmingham de una serie de reuniones llevadas a cabo durante los cuatro últimos años. Los resultados de este proceso de evaluación, que implicaron a más de 100 astrónomos, se han publicado recientemente, coincidiendo con el comienzo del estudio del proyecto del telescopio europeo extremadamente grande (ELT).

Un equipo sobre de 100 astrónomos europeos ha producido recientemente un folleto que resumía la ciencia que podría ser hecha, dijo el Dr. Hook. Este trabajo es el resultado de una serie de reuniones celebradas en Europa durante los 4 años pasados, patrocinados por la red OPTICON de la Comunidad Europea.
El nuevo informe explica cómo un telescopio extremadamente grande, revolucionaría todos los aspectos de la astronomía, de los estudios de nuestro propio Sistema Solar - produciendo imágenes del detalle comparable a las obtenidas desde el espacio - hasta el borde del universo observable.
Como el informe indica: La mejora en sensibilidad y la precisión permitida por el avance en capacidades tecnológicas, a partir de los telescopios actuales de 6-10 m., que se traspasa a la nueva generación de los telescopios de 50-100 m con óptica adaptativa, serán las más grandes de toda la historia de la astronomía telescópica. Es probable que el impacto científico principal de estos telescopios nuevos sean descubrimientos que no podemos predecir, de modo que su herencia científica también exceda tremendamente las mas atrevidas previsiones que podamos hacer hoy.

Los astrónomos creen que con un ELT será no solamente posible encontrar los planetas tipo Tierra en órbita alrededor de otras estrellas, sino también identificar y estudiar su habitabilidad, identificando la presencia de agua, oxígeno y metano líquidos. Muchos de los misterios sobre el universo de gran energía también serán contestados.
Un ELT podría proporcionar las claves sobre la naturaleza de los agujeros negros, la formación de la galaxia, la materia oscura misteriosa que impregna el universo y la energía oscura aún más misteriosa.
Un ELT también será bastante sensible como para detectar las primeras galaxias que se crearon, cuando el Universo tenía sólo algunos cientos de millones de años después de la Gran Eplosión, así como las explosiones muy tempranas de supernovas, cuya luz ha viajado por más de 10 mil millones años para alcanzarnos.

El gran telescopio Magallanes, tendrá 25,4m2 de diámetro en el 2016. Se situará en el norte de Chile, tendrá una resolución 10 veces mejor que el Hubble.

Algunos de los descubrimientos más emocionantes no se pueden ahora predecir, dijo el Dr. Hook. Los instrumentos astronómicos nuevos nos han sorprendido siempre con lo inesperado. Un ELT haría tales avances posibles por dos razones principales: el área grande, le permite detectar las fuentes más débiles, y el enorme diámetro les permite conseguir imágenes extremadamente enfocadas (los efectos de la turbulencia atmosférica son corregidos por la óptica adaptativa).
La pregunta es: ¿Sería posible construir tal telescopio?
Los estudios iniciales son muy positivos, sugiriendo que un telescopio de 50-100 m. dividido en segmentos, se podría construir en el plazo de 10-15 años para un coste de alrededor mil millones Euros, dijo el Dr. Hook.
Un importante proyecto está comenzando ahora en Europa, dirigido a desarrollar la tecnología necesaria para construir los telescopios extremadamente grandes. Al estudio se le han concedido 6 millones de euros de los países participantes (el observatorio meridional europeo, junto con universidades, institutos e industria alrededor de Europa, incluyendo el Reino Unido) mas 8 millones de los fondos adicionales
Fuente Original: ROYAL ASTRONOMICAL SOCIETY PRESS

Las explosiones de rayos gamma y las extinciones en masa

Los científicos de la NASA y la universidad de Kansas dicen que una extinción total de la vida en la Tierra hace millones hace de años se habría podido originar por una explosión de rayos gamma. Los científicos no tienen evidencia directa que tal explosión. Solamente se basan en que, debido a la potencia de estas explosiones, si sucediese una en una posición estelar relativamente próxima, serían suficientes diez segundos, para eliminar hasta la mitad de la capa de ozono protectora de la atmósfera. La recuperación podría tomar por lo menos cinco años. Con la capa de ozono dañada, la radiación ultravioleta del sol podría matar a mucha de la vida en la tierra y esterilizar la superficie de los océanos y de los lagos, interrumpiendo la cadena de alimento.

Las explosiones de rayo gama en nuestra galaxia son de hecho raras, pero los científicos calculan por lo menos un golpe probable, próximo a la tierra, en los últimos mil millones de años. La vida en la tierra se piensa que apareció al menos hace 3.500 millones años. Esta investigación, apoyada por una sección de la NASA (Astrobiology) representa un análisis cuidadoso de la hipótesis de la "extinción total" anunciada por primera vez por los miembros de este equipo, en septiembre de 2003. "Un estallido de rayos gamma dentro de un diámetro de 6.000 años luz de la tierra, tendría un efecto devastador sobre la vida," dijo el Dr. Adrian Melott del departamento de física y astronomía en la universidad de Kansas. "No sabemos exactamente cuándo ocurrió, pero estamos casi seguros de que así fue. Lo mas sorprendente, es que apenas una explosión de 10 segundos puede causar años de daño devastador en el ozono".
Una artículo científico que describe esto, aparece en Astrophysical Journal Letters. El autor del texto es Brian Thomas, candidato a Doctor en Física en la universidad de Kansas.

Las explosiones de rayo gamma son las más grandes y de mayor alcance conocidas. La mayoría se originan en galaxias distantes, y un porcentaje grande se presenta probablemente en estrellas 15 veces más masivas que nuestro Sol. Una explosión crea dos rayos opuestos. Thomas dice que una explosión de rayos gamma pudo haber causado la extinción del Ordovicico hace 450 millones de años, matando al 60 por ciento de todos los invertebrados marinos. La vida fue confinada en gran parte al mar, aunque hay evidencia de plantas terrestres primitivas durante este período. En el nuevo trabajo, el equipo utilizó un detallado modelo computerizado, para calcular los efectos de una explosión de rayos gamma cercana, en la atmósfera y las consecuencias para la vida.

Thomas, con el Dr. Charles Jackman del centro del vuelo espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Md., calculaba el efecto de un rayo gamma próximo. Los rayos gamma, una forma de luz de gran energía, pueden romper el nitrógeno molecular (N2) en átomos de nitrógeno, que reaccionan con el oxígeno molecular (O2) dando óxido nítrico de la forma (NO). El (NO) destruye el ozono (O3) y produce dióxido de nitrógeno (NO2). El NO2 entonces reacciona con oxígeno atómico formando NO, y a más NO más destrucción de ozono. Los modelos de la computadora demuestran que hasta mitad la capa de ozono se destruye en cuestión de semanas. Cinco años después de la explosión, todavía se destruye por lo menos un 10 por cien.

Representación artistica de una explosión de Rayos Gamma

El estudiante Daniel Hogan, compañero de Thomas, calculaba el efecto de la radiación ultravioleta sobre la vida. Sopbrevivirian las criaturas de alta mar, que viven al menos medio metro bajo el agua. Pero el placton y las formas de vida cercanas a la superficie, no serían capaces de subsistir. Y el plancton es el origen de la cadena alimentaria marina. El Dr. Bruce Lieberman, un paleontólogo en la universidad de Kansas, cree que una explosión de rayos gamma habría podido causar la gran extinción del Ordovicico, 200 millones de años antes de los dinosaurios. También se cree que una edad de hielo podría haber sido la causa. Pero una explosión de rayos gamma habría podido causar una muerta mas rápida y también habría podido poner en marcha el cambio climático en la temperatura superficial de la tierra primitiva.

"Una variable desconocida es el índice de las explosiones locales de rayo gamma", dijo Thomas. "Hoy detectamos explosiones originadas hace mas de diez mil millones de años, y por lo tanto, de antes que se formara la tierra. Entre los mil millones de estrellas en nuestra galaxia, hay una gran probabilidad, de que una explosión de rayos gamma, que se haya producido relativamente cerca, nos hubiera alcanzado." El satélite Swift, lanzado en noviembre de 2004, ayudará a determinar el índice de estas explosiones.
Otros miembros del equipo son el Dr. Claude Laird de la universidad de Kansas, y los Drs. Richard Stolarski, Juan Cannizzo, y Neil Gehrels de NASA Goddard.
Fuente: Noticias de la NASA

Los rover de Marte continúan

La NASA ha prorrogado 18 meses mas las operaciones para los Spirit y Opportunity; los dos vehículos gemelos, que han sorprendido ya a ingenieros y a científicos, continuando la exploración activa por más de 14 meses. "Los rovers han probado su valor con descubrimientos importantes sobre la antigua presencia de agua en Marte que pudo haber albergado la vida," dijo el Dr. Ghassem Asrar, ayudante del administrador asociado para la dirección de la misión de la ciencia de la NASA. "Estamos ampliando su misión hasta septiembre de 2006, para aprovecharnos de la existencia de estos recursos en perfecto estado, y en posición excelente para continuar sus aventuras." Los vehículos han terminado ya 11 meses de extensión por encima de sus misiones iniciales, previstas para tres meses. "Ahora tenemos que hacer planes a largo plazo para los vehículos porque pueden estar bien durante un tiempo" dijo Jim Erickson, encargado de proyecto del rover en el Jet Propulsión Laboratory de la NASA, (Pasadena, California). Erickson ha advertido sin embargo, "cualquier misión podría terminar mañana con un poco de mala suerte. Con los vehículos trabajando mucho mas allá de sus posibilidades originales, un desgaste y consecuente fallo de cualquier pieza es una posibilidad real que puede producirse en cualquier momento. Pero por ahora, ambos vehículos están en forma asombrosamente buena. Vamos a hacerles trabajar duro, para obtener todo lo que podamos, mientras sean capaces de ser útiles para la ciencia." "El Spirit y la Opportunity, se están acercando a objetivos que hace un año parecían totalmente fuera de alcance," dijo Doug McCuistion, director del programa de exploración de Marte de la NASA. "Sus éxitos consolidan la intención de la NASA de volver a Marte, enviando exploradores humanos."

La Opportunity está dentro de una zona, con una longitud de algunos campos de futbol, en una región llamada "terreno grabado al agua fuerte," donde los científicos esperan encontrar rocas expuestas a la erosión del viento, durante mas tiempo en la historia de Marte que cualesquiera otras examinadas hasta ahora". "Esto es un viaje a lo desconocido; algo totalmente nuevo," dijo Dr. Steve Squyres de la universidad de Cornell, (Ithaca, N.Y)., investigador principal de instrumentos científicos del Opprtunity. Para alcanzar el "terreno grabado al agua fuerte", los planificadores del rover han estado haciéndolo avanzar rápidamente. La Opportunity ha alcanzado al Spirit en la distancia total recorrida. Ha rodado más de cinco kilómetros, (ocho veces la previsión original). El 20 de marzo, la Opportunity consiguió un nuevo record marciano de desplazamiento, al avanzar mas de 250 m. (Las estimaciones diarias pueden variar en un pequeño tanto por ciento).
Los desplazamientos largos, se aprovechan para cruzar un terreno llano y liso, "como una playa de la costa este," dijo Jeff Favretto, encargado de misión.
También, los paneles solares de la Opportunity, aunque ahora más polvorientos que los del Spirit, todavía generan la suficiente energía como para permitir conducir durante más de tres horas algunos días.
El Spirit está en un terreno mucho más áspero que la Opportunity, subiendo una cuesta rocosa hacia la cima de la "colina del marido." Sin embargo, con un incremento en la energía del viento que limpiaba sus paneles solares, el 9 de marzo con su rueda derecho-delantera antes inerte, y ahora trabajando normalmente, el Spirit hizo algunos desplazamientos de un día, mas largos que los semanales de hace unos meses. "Hemos doblado nuestra energía," dijo Emily Eelkema, encargado de misión del JPL. "Nos ha dado horas adicionales de operaciones cada día, así que podemos conducir más lejos y utilizar más tiempo para las observaciones."
El incremento en la energía, ha originado una cierta urgencia en la marcha hacia el sur del Spirit. Con Marte ahora comenzando la primavera en este hemisferio, el sol está un poco más lejano en el cielo cada día. Si no fuera por la limpieza del panel, el Spirit podría haber tenido un parón por falta de energía, pero ahora, "todavía podemos conseguir llegar a la cumbre de la colina y entonces hacerlo caer por el otro lado" dijo Squyres. "Ahora tenemos más flexibilidad en cómo realizamos el plan. Antes, era subir o morir" Cruzar la cima de la colina no es tan crucial ahora como antes, (para la energía solar) pero todavía ofrece el encanto de poder ver capas de rocas todavía no examinadas, más una vista del terreno circundante. En imágenes orbitales, el sur más lejano del terreno interior, parece tener rocas aterrazadas.

Ambos vehículos dan muestras del desgaste. La herramienta de corte de rocas del Spirit, muestra indicaciones de que algunos de los dientes que molían la piedra, pudieron salir despedidos de sus cuencos, después de haber sido utilizados cinco veces mas que su inicial diseño, para tres rocas. Los investigadores no sabrán probablemente el grado de desgaste hasta la siguiente tentativa de moler una roca, lo cual puede llevar varias semanas.
También, la localización de averías continúa para determinar si el espectrómetro térmico miniaturizado de emisión de la Opportunity, sigue siendo utilizable a pesar de las pruebas que indicaban un problema el mes pasado. El resto de los instrumentos en ambos vehículos todavía están funcionando normalmente.
Fuente Original: NASA/JPL News.

El Cinturón de Kuiper y las Pioneer

En ecología un pionero es una "especie que se establece en un ambiente previamente estéril". Entre los seres humanos, los pioneros "son lo que se trasladan a un territorio desconocido". Entre los amantes de la Astronomía, los pioneros (Pioneer), son nuestro primer esfuerzo de enviar unas sondas espaciales a los confines del Sistema Solar.
Pero aparece que las dos naves hermanas, han hecho menos progreso hacia las estrellas que el esperado, y la pregunta es : "porqué?".
Cuando la NASA diseña las funciones de una misión se hacen sobre el conocimiento de cada momento. ¡Inicialmente, la NASA tenía algunas preocupaciones profundas por enviar las dos naves Pioneer a través del cinturón de asteroides
Mientras tanto la NASA debe planear una trayectoria de vuelo de acuerdo al destino previsto, la ruta, la carga útil de la misión, y otros requisitos, como proporcionar el suficiente empuje para alcanzar la elevación necesaria.
El factor mas grande a tener en cuenta es la gravedad - cuanto más peso se tiene, mas empuje se necesita.
Una de los instrumentos que llevan las Pioneer 10 y 11, es un equipo de comunicaciones con dos vías, sensible a los cambios Doppler. De acuerdo con la NASA, de los cambios de frecuencia detectados, podía determinar la velocidad de las dos estaciones en relación a la Tierra. Usando estos datos, la NASA podría ajustar los motores, para conseguir mantener una trayectoria ajustada a la prevista. (así, uno de los Pioneer pasó por cerca de Júpiter, mientras el otro lo hizo cerca de Saturno)

Situación actual de las Pioneer y Voyager, casi apunto de alcanzar la Heliopausa.

Las dos naves, podrían ajustar su velocidad y trayectoria, mientras tuvieran combustible. Pero una vez terminado, ambas naves sólo podían hacer uso una vez del empujón gravitatorio proporcionado por los dos gigantes gaseosos, y continuar su vuelo inercial. Durante este etapa, es cuando empezaron a mostrarse las anomalías en el movimiento de las dos naves, ya que el efecto Doppler demostró una desaceleración (o frenado) inesperado, a unas 20 Unidades Astronómicas (fuera de la órbita de Urano), que seguía produciéndose después de 10 Unidades Astronómicas mas (mas allá de la órbita de Neptuno). A día de hoy, la diferencia entre la posición prevista, y la real en ambas naves, es mayor que la distancia Tierra-Luna
La especulación en cuanto a la causa del desplazamiento al azul abunda. Ambas naves han sido eliminadas como fuentes del fenómeno. La mayoría de los estudiosos, se decantan hacia un aumento inesperado de la gravitación hacia el Sol. Cuando las señales se transmiten desde las naves hacia la Tierra, "caen" hacia el pozo gravitatorio del Sol, de forma distinta al envío en sentido contrario. Como consecuencia, ambas naves aparecen estar en situación mas cercana que la real.

Una respuesta achaca la anomalía a la "materia oscura". Otras a la "energía oscura". Una tercera posibilidad está en el dominio de la "teoría de cuerdas", otra en el tirón gravitacional de la zona del Sistema Solar que se encuentra al lado opuesto de cada nave, o que exista material inesperado en el cinturón de Kuiper.
El patrón de frenado, sugiere que la fuente de la anomalía es extensa y constante. El 15 de Marzo, Jose A. Diego, y otros investigadores de la Universidad Autónoma de México, escribe: "No hay necesidad de invocar todas las fuerzas oscuras del universo; intento primero explicar este fenómeno con la física local, diaria y si ésto no es bastante entonces se utiliza la maquinaria pesada." ¿Y cual es la física diaria? ¡el cinturón de Kuiper por supuesto! Pero no exactamente el mismo viejo cinturón de Kuiper. Para Jose , el cinturón de Kuiper comienza a unas 10 Unidades Astronómicas, justo fuera de la órbita de Urano y tiene un grueso de 1 UA. Este nuevo "Cinturón de Kuiper" ha ganado la masa de casi dos veces la Tierra (casi diez veces mas que la prevista inicialmente). El aumento en masa se deduce del hecho de que las estimaciones originales en masa total del cinturón de Kuiper se basaron en tamaños de partículas pequeñas. Incluyendo hielo de un tamaño más grande - junto con los gases en su composición, el grupo cree que con la suficiente masa, se puede explicar el porqué las dos naves Pioneer van tan retrasadas y las señales se desplazaron al azul. El equipo también dice: "... es importante precisar que el cinturón de Kuiper, también afectaría a la órbita de Neptuno... ". Cualquier aumento en masa dentro del cinturón de Kuiper, haría que Neptuno siguiera una órbita espiral, cayendo levemente hacia el Sol. El equipo estima que el centro de masa del planeta cambiaría de puesto 1,62 kilómetros con cada revolución completa de 164,8 años terrestres. "la distribución radial de la densidad de la masa necesitada para explicar la aceleración constante hacia el sol medido por los Pioneer del espacio se puede explicar por los modelos de la formación de la Sistema Solar." escribe el equipo. Para explicar la mayor concentración de la masa alrededor de la órbita de Urano piensan que "existe un transporte del material interno" hacia la órbita de Urano en un cierto plazo. Otra fuente potencial de retardo inesperado es fricción en los Pioneer causado por una corriente constante de partículas dentro del propio cinturón.. En este sentido, el cinturón de Kuiper también tendría más materia de la que se pensó originalmente pero ese material estaría distribuido uniformemente (ello explica la pérdida constante de aceleración vista en el trayecto de cada sonda. Escrito por Jeff Barbour. Traducido por Marcelino Alvarez.