Fu lanzado el 25 de agosto de 2003

Telescopio Spitzer. NASA

El Telescopio Spitzer, como el Hubble, forma parte del Gran Programa de Observatorios de la NASA y en su trayectoria ha descubierto galaxias distantes e incluso sistemas planetarios prometedores para albergar vida.

Lanzamiento del telescopio Spitzer el 25 de agosto de 2003

 

El 25 de Agosto de 2003 se lanzaba una de las misiones más importantes de la exploración espacial de la historia de la humanidad. El telescopio espacial Spitzer de la  NASA fue el último de los cuatro grandes observatorios de la agencia espacial en llegar al espacio.

Inicialmente, el telescopio estaba programado para tener una vida de 2 años y medio, pero su utilidad ha durado muchos años más, multiplicándose por 6. Ahora, se espera que el Spitzer pueda continuar operando hasta más o menos el año 2020.

En realidad, el telescopio espacial Spitzer forma parte de una familia de cuatro observatorios espaciales, cada uno escrutando el Universo en un tipo diferente de luz, que daban forma al Gran Programa de Observatorios de la NASA. Las otras misiones en el programa incluyen el famoso telescopio espacial  Hubble con luz visible (HST), el Observatorio de Rayos Gamma Compton (CGRO) y el Observatorio de Rayos X Chandra (CXO).

 

 

El Spitzer fue diseñado para detectar la radiación infrarroja, que es principalmente radiación de calor. Lo forman dos componentes principales. En primer lugar, el conjunto del telescopio criogénico, que contiene un telescopio de 85 centímetros y los tres instrumentos científicos de Spitzer.

Por último, y no menos importante, está la nave espacial, que controla el telescopio, proporciona energía a los instrumentos, maneja los datos científicos y se comunica con la Tierra.

Curiosamente, el telescopio espacial Spitzer debe ser simultáneamente cálido y frío para funcionar correctamente. Este concepto, aparentemente tan contradictorio, quiere decir que todo en el conjunto del telescopio criogénico debe enfriarse a solo unos pocos grados por encima del cero absoluto (-459 grados Fahrenheit, o -273 grados Celsius). Esto se logra mediante criogenización con un tanque a bordo de helio líquido. Mientras tanto, los equipos electrónicos necesitan operar cerca de la temperatura ambiente.

 

 

Pero ¿cuál es la utilidad de este sofisticado telescopio? Los instrumentos altamente sensibles del Spitzer permiten a los científicos observar regiones cósmicas que están ocultas de los telescopios ópticos, incluidos las regiones estelares polvorientas, los centros de las galaxias y los sistemas planetarios recién formados. Los ojos  infrarrojos de Spitzer también permiten a los astrónomos “ver” objetos más fríos en el espacio, enanas marrones (se dicen que son estrellas ‘fallidas’), planetas extrasolares, nubes moleculares gigantes y moléculas orgánicas que tal vez podrían estar guardando el secreto de la vida en otros planetas.

Ahora que conocemos al Spitzer, repasemos ahora cuáles han sido sus descubrimientos más importantes.

 

El anillo de Saturno más grande conocido

 

 

El impresionante sistema de anillos de Saturno ha sido fotografiado extensamente, pero esos retratos no han revelado el anillo más grande del planeta. La delgada estructura es una colección difusa de partículas que orbita a Saturno mucho más lejos del planeta que cualquiera de los otros anillos conocidos.

El anillo comienza a unos seis millones de kilómetros del planeta. Es aproximadamente 170 veces más ancho que el diámetro de Saturno, y unas 20 veces más grueso que el diámetro del planeta. Si pudiéramos ver el anillo con nuestros ojos, sería el doble del tamaño de la  Luna llena en el cielo.

Una de las  lunas más lejanas de Saturno, Phoebe, circula dentro del anillo y es probable que sea la fuente de su material. El número relativamente pequeño de partículas en el anillo no refleja mucha luz visible, especialmente en la órbita de Saturno, donde la luz del sol es débil, razón por la cual permaneció oculto por tanto tiempo.

Sin embargo, el Spitzer fue capaz de detectar el brillo del polvo frío en el anillo, que tiene una temperatura de aproximadamente -193 grados Celsius.

 

El nacimiento de un Sistema Solar

 

 

Spitzer ha encontrado evidencia de varias colisiones rocosas en sistemas solares distantes. Este tipo de colisiones eran comunes en los primeros días de nuestro propio Sistema Solar y jugaron un papel importante en la formación de planetas.

En una serie particular de observaciones, Spitzer identificó una gran nube de polvo alrededor de una estrella joven que podría ser el resultado de un choque entre dos asteroides grandes. Los científicos ya habían estado observando el sistema cuando ocurrió la colisión, con lo que esta fue la primera vez que los científicos recopilaron datos de una de estas erupciones polvorientas.

 

Detección de grandes galaxias recién nacidas o 'big babies'

 

 

Spitzer ha hecho importantes contribuciones al estudio de algunas de las galaxias de formación más temprana jamás estudiadas. La luz de estas galaxias tarda miles de millones de años en llegar a la Tierra y, por lo tanto, los científicos las ven tal y como lo fueron hace miles de millones de años. Las galaxias más distantes observadas por Spitzer irradiaron su luz hace unos 13.400 millones de años, o menos de 400 millones de años después del nacimiento del universo.

Uno de los descubrimientos más sorprendentes en esta área de investigación fue la detección de galaxias comúnmente llamadas "big babies", o aquellas que eran mucho más grandes y más maduras de lo que los científicos creían que podían ser las galaxias de formación temprana. Hasta entonces, los científicos creían que las galaxias grandes y modernas se formaron a través de la fusión gradual de galaxias más pequeñas. Pero las galaxias 'big baby' demostraron que las colecciones masivas de estrellas se juntaron muy temprano en la historia del universo.

 

Distantes agujeros negros supermasivos

 

 

Los agujeros negros supermasivos acechan en los núcleos de la mayoría de las galaxias. Los científicos que utilizaron Spitzer identificaron dos de los agujeros negros supermasivos más distantes jamás descubiertos, lo que proporciona una visión de la historia de la formación de galaxias en el universo.

Los agujeros negros galácticos generalmente están rodeados por estructuras de polvo y gas que los alimentan y sostienen. Estos agujeros negros y los discos que los rodean se llaman quásars. La luz de los dos cuásares detectados por Spitzer viajó durante 13 mil millones de años para llegar a la Tierra, lo que significa que se formaron menos de mil millones de años después del nacimiento del universo. Un descubrimiento apasionante.

 

El primer indicio de una atmósfera extrasolar

 

 

En 2007, el Spitzer se convirtió en el primer telescopio en identificar moléculas atmosféricas en un exoplaneta. Los científicos utilizaron una técnica llamada espectroscopia para identificar moléculas químicas en dos exoplanetas de gas diferentes. Llamados HD 209458b y HD 189733b, estos llamados "Júpiter calientes" están hechos de gas (en lugar de roca), pero orbitan mucho más cerca de sus soles que los planetas gaseosos de nuestro propio sistema solar.

El estudio directo de la composición de atmósferas de exoplanetas fue un avance importante hacia la posibilidad de que un día se detecten signos de vida en exoplanetas rocosos.

 

El primer mapa del clima de un planeta extrasolar

 

 

El Spitzer detecta la luz infrarroja, que a menudo es emitida por objetos calientes en forma de calor. Si bien los diseñadores de la misión Spitzer nunca planearon utilizar el observatorio para estudiar planetas más allá de nuestro Sistema Solar, su visión infrarroja ha demostrado ser una herramienta de valor incalculable en este campo.

En mayo de 2009, utilizando datos de Spitzer, los científicos produjeron el primer "mapa meteorológico" de un exoplaneta. Este mapa trazó variaciones de temperatura sobre la superficie de un planeta gigante gaseoso, HD 189733b. Además, el estudio reveló que fuertes vientos probablemente azotan la atmósfera de este planeta.

 

El mayor conjunto de planetas del tamaño de la Tierra jamás descubierto

 

 

Se trata tal vez del descubrimiento más importante realizado gracias al telescopio Spitzer: siete planetas del tamaño de la Tierra orbitan alrededor de la estrella conocida como TRAPPIST-1, el mayor conjunto de planetas del tamaño de la Tierra jamás descubierto.

Tres de los planetas se sitúan en la "zona habitable" alrededor de la estrella, donde las temperaturas podrían ser adecuadas para soportar agua líquida en la superficie de un planeta. El descubrimiento representa un paso importante en la búsqueda de vida más allá de nuestro Sistema Solar.

El Spitzer observó a TRAPPIST-1 durante más de 500 horas para determinar cuántos planetas están en órbita alrededor de la estrella. La visión infrarroja del telescopio fue ideal para estudiar la estrella TRAPPIST-1, que es mucho más fría que nuestro Sol.

Los científicos observaron las débiles depresiones en la luz de la estrella cuando los siete planetas pasaron frente a ella. Las observaciones del Spitzer también han permitido que los científicos obtengan datos sobre el tamaño y la masa de estos planetas, y también para deducir si pueden albergar vida.

 

La primera luz de un exoplaneta

 

 

Otro de los mayores hitos del Spitzer: fue el primer telescopio que observó directamente la luz de un planeta fuera de nuestro sistema solar. Antes de eso, los exoplanetas se habían observado solo de forma indirecta. Este logro inició una nueva era en la ciencia de exoplanetas y marcó un hito importante en el camino hacia la detección de posibles signos de vida en  exoplanetas rocosos.

Dos estudios publicados en 2005 informaron de observaciones directas de los brillos infrarrojos de dos planetas de tipo "Júpiter caliente" previamente detectados, designados HD 209458b y TrES-r1.

 

La receta de la 'sopa de cometas'

 

 

Cuando la nave espacial Deep Impact de la NASA se estrelló intencionalmente contra el cometa Tempel 1 el 4 de julio de 2005, expulsó una nube de material que contenía los ingredientes de la "sopa" primordial de nuestro sistema solar. Combinando datos de Deep Impact con observaciones de Spitzer, los astrónomos analizaron esa sopa y comenzaron a identificar los ingredientes que finalmente produjeron planetas, cometas y otros cuerpos en nuestro sistema solar.

Muchos de los componentes identificados en el polvo del cometa eran ingredientes conocidos, como silicatos o arena. Pero también había ingredientes sorpresa, como la arcilla, los carbonatos (que se encuentran en las conchas marinas), los compuestos que contienen hierro y los hidrocarburos aromáticos que se encuentran en los automóviles en la Tierra. El estudio de estos ingredientes proporciona pistas valiosas sobre la formación de nuestro sistema solar.

 

El descubrimiento de pequeños asteroides

 

 

La visión infrarroja de Spitzer le permite estudiar algunos de los objetos más distantes jamás descubiertos. Pero este observatorio espacial también se puede usar para estudiar objetos pequeños más cerca de la Tierra. En particular, Spitzer ha ayudado a los científicos a identificar y estudiar los Asteroides Cercanos a la Tierra (NEA). La NASA supervisa estos objetos para asegurarse de que ninguno de ellos esté en curso de colisión con nuestro planeta.

Spitzer es particularmente útil para caracterizar los tamaños reales de los NEA, ya que detecta la luz infrarroja irradiada directamente desde los asteroides. Los asteroides no irradian luz visible, sino que simplemente la reflejan desde el Sol.

 

Un mapa sin precedentes de la Vía Láctea

 

 

En 2013, los científicos recopilaron más de 2 millones de imágenes tomadas por el Spitzer durante 10 años para crear uno de los mapas más extensos de nuestra galaxia, la Vía Láctea, jamás realizada.

Ver bien la Vía Láctea es un desafío porque el polvo bloquea la luz visible, de modo que regiones enteras de la galaxia se ocultan a la vista. Pero la luz infrarroja a menudo puede penetrar en regiones polvorientas mejor que la luz visible, y revelar secciones ocultas de la galaxia.

Los estudios de nuestra galaxia utilizando datos del Spitzer han proporcionado a los científicos mejores mapas de la estructura en espiral de la galaxia y su "barra" central de estrellas. El Spitzer ha ayudado a descubrir nuevos sitios remotos de formación de estrellas y ha revelado una mayor abundancia de  carbono en la galaxia de lo esperado.

 

Una 'gran ciudad' de galaxias

 

 

En 2011, el Spitzer detectó una colección muy distante de galaxias llamada COSMOS-AzTEC3. La luz de este grupo de galaxias viajó durante más de 12 mil millones de años para llegar a la Tierra.

Los astrónomos piensan que objetos como esta ciudad de galaxias, llamadas protoclúster, crecieron en modernos cúmulos de galaxias, o grupos de galaxias unidas por la gravedad. COSMOS-AzTEC3 fue el protoclúster más distante que se haya detectado en su momento. Proporciona a los investigadores una mejor idea de cómo se formaron y evolucionaron las  galaxias a lo largo de la historia del universo.

 

Vestigios de estrellas recién nacidas

 

 

La luz infrarroja puede, en la mayoría de los casos, pasar a través de gas y nubes de polvo mejor que la luz visible. Como resultado, Spitzer ha proporcionado puntos de vista sin precedentes en regiones donde nacen estrellas. Esta imagen de Spitzer muestra estrellas recién nacidas asomándose desde debajo de su nebulosa natal en la nube oscura de Rho Ophiuchi.

Llamada "Rho Oph" por los astrónomos, esta nube es una de las regiones de formación de estrellas más cercanas a nuestro propio Sistema Solar. Ubicada cerca de las  constelaciones de Escorpio y Ofiuco, la nebulosa se encuentra a unos 410 años luz de la Tierra.

 

Moléculas de carbono de patrón hexágono-pentágono

 

 

Se las conoce en inglés como 'buckyballs' (se nombran por su parecido con las cúpulas geodésicas diseñadas por el arquitecto Buckminster Fuller) y son moléculas esféricas de carbono que tienen el patrón hexagonal-pentagonal.

Estas moléculas esféricas tienen aplicaciones en medicina, ingeniería y almacenamiento de energía. El Spitzer fue el primer telescopio en identificar las 'buckyballs' en el espacio.

El telescopio descubrió las esferas en el material alrededor de una estrella moribunda, o nebulosa planetaria, llamada Tc 1. La estrella en el centro de Tc 1 fue una vez similar a nuestro Sol, pero a medida que envejecía, se desprendía de sus capas externas, dejando una estrella enana blanca densa.

Los astrónomos creen que 'buckyballs' se crearon en capas de carbono que se desprendieron de la estrella. Los estudios de seguimiento con datos de Spitzer han ayudado a los científicos a aprender más sobre la prevalencia de estas estructuras únicas de carbono en la naturaleza.

 

El planeta más distante jamás observado

 

 

En 2010, el Spitzer ayudó a los científicos a detectar uno de los planetas más remotos jamás descubiertos, ubicado a unos 13.000 años luz de distancia de la Tierra. La mayoría de los exoplanetas conocidos anteriormente se encuentran a unos 1.000 años luz de la Tierra.

El Spitzer logró esta tarea con la ayuda de un telescopio terrestre y una técnica de búsqueda de planetas con microlente. Este enfoque se basa en un fenómeno llamado lente gravitacional, en el que la luz se dobla y se magnifica por la gravedad. Cuando una estrella pasa frente a una estrella más distante, como se ve desde la Tierra, la gravedad de la estrella del primer plano puede doblarse y magnificar la luz de la estrella que está al fondo. Si un planeta orbita alrededor de la estrella en primer plano, la gravedad del planeta puede contribuir a este aumento y dejar una huella distintiva en la luz magnificada.

El descubrimiento proporciona una pista más para los científicos, que quieren saber si la población de planetas es similar en diferentes regiones de la galaxia, o si difiere de lo que se ha observado en nuestro vecindario local.

Fuente: Muy Interesante (revista)

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