Hasta siempre, Discovery

El transbordador espacial Discovery ha realizado su último viaje, para ser exhibido en el Museo Smithsonian. No se podrá acceder a su interior para no degradarlo, pero habrá reconstrucciones interactivas. 

La Discovery sobrevolando Washington (©NASA)

Has hecho un gran trabajo, vieja dama. Descansa ahora, y ojalá despiertes en los niños que te visiten la vocación por explorar la última frontera.

Panel de los pilotos (©NASA)

Satélites del Sistema Solar 8: Encélado.

El satélite se llama Encélado por el mitológico gigante de la mitología griega. También se lo denomina Saturno II. El nombre "Encélado" y los nombres de los siete satélites de Saturno conocidos en ese entonces fueron propuestos por John Herschel en 1847.

Encélado es uno de los principales satélites interiores de Saturno. Es el decimocuarto más alejado del planeta, y orbita dentro de la parte más densa del anillo E, la parte más exterior de los anillos de Saturno.
Encélado orbita Saturno a una distancia de 180.000 km de la cima de sus nubes, entre las órbitas de Mimas y Tetis, y tarda 32,9 horas en completar la órbita (suficiente para que pueda ser observado con una única noche de observación). Como los satélites más grandes de Saturno, Encélado rota sincrónicamente junto con su periodo orbital, dejando una cara siempre apuntando hacia Saturno.
El anillo E de Saturno es el anillo más amplio y exterior de Saturno. Es un disco muy amplio y difuso compuesto por material microscópico de hielo o polvo, empieza en la órbita de Mimas y acaba en algún lugar alrededor de la órbita de Rhea, aunque algunas observaciones sugieren que se extiende más allá de la órbita de Titán, con 1.000.000 km de ancho. Sin embargo, numerosos modelos matemáticos demuestran que tal anillo es inestable, con una longevidad de entre 10.000 y 1.000.000 de años. Por lo tanto, las partículas que lo componen tienen que reponerse constantemente. Encélado orbita dentro de este anillo, en la zona donde es más estrecho y denso. Varias teorías sospechan que Encélado es la principal fuente de partículas del anillo E. Esta hipótesis fue sustentada por el sobrevuelo de Cassini.

Actualmente hay dos mecanismos alimentando al anillo con partículas. La primera, y posiblemente la más importante, fuente de partículas es una columna volcánica situada en la región polar sur de Encélado. Mientras que la mayoría de las partículas caen y vuelven a la superficie, algunas escapan de la gravedad de Encélado y entran en la órbita de Saturno, ya que la velocidad de escape (la velocidad a la que un objeto puede abandonar el planeta) es de sólo 866 km/h. La segunda fuente es el bombardeo de meteoritos de Encélado, que eleva partículas de polvo de la superficie. Este mecanismo no es único de Encélado, es válido para todas las lunas de Saturno que orbitan dentro del anillo E.

Encélado dentro del anillo E

No se sabe todavía si el interior de Encélado es diferenciado. Exámenes de los efectos gravitatorios en la trayectoria de Cassini en pasadas futuras pudieran ayudar a entender mejor su interior. Sin embargo, existen fisuras, llanuras y mesetas arrugadas que indican que el interior puede estar líquido, y por ende, diferenciado. Además, las imágenes recientes del orbitador Cassini muestran características muy similares a las de Luna, lo cual pudiera indicar que existe un océano bajo su superficie, sobre todo en la región polar sur, donde se concentra la mayor parte de la actividad geológica.
Recientemente los datos obtenidos a través de varios de los instrumentos a bordo de la sonda Cassini han confirmado esta hipótesis. También ha encontrado también posibles reservas de agua líquida a poca profundidad que erupcionan como géiseres en la superficie de Encélado.
De hecho, la prueba a favor de la existencia de un océano subterráneo en que esta luna es cada vez mayor, aunque una alternativa sugerida a tal océano pueden ser grandes cavernas de hielo llenas de agua; modelos recientes muestran que su actividad geológica es incompatible con estar controlada únicamente por las fuerzas de marea provocadas por la gravedad de Saturno y las otras lunas, y que está mejor explicada asumiendo la existencia de tal característica geológica, lo que convierte a esta pequeña luna en un objetivo ideal para la búsqueda de vida extraterrestre.
Previamente se sabía que existía vulcanismo en tres lugares en el Sistema Solar: Io, la Tierra, Tritón y posiblemente Venus. Ahora debemos agregar Encélado, considerado ahora como uno de los lugares más interesantes del sistema solar por la presencia de agua líquida tan cerca de la superficie.

Los géiseres de Encélado proyectando hielo hacia el espacio.

Antes del principio de los años ochenta, Encélado no se había visto nunca más que como un minúsculo punto blanco que estaba en órbita alrededor de Saturno. Los únicos datos conocidos eran las características de su órbita, y un cálculo de su masa, su densidad y su albedo. Las primeras imágenes de Encélado de la era espacial fueron obtenidas por las dos sondas Voyager. Voyager 1 pasó muy lejos, pero Voyager 2 pasó cerca y obtuvo imágenes de alta resolución en agosto de 1981, revelando la joven superficie de este satélite.
 
El estudio detenido comenzó con la llegada de la misión Cassini/Huygens el 30 de junio de 2004, cuando se puso en órbita alrededor de Saturno. Dados los resultados obtenidos por Voyager 2 sobre esta enigmática luna, se considera un objetivo de alta prioridad para el estudio científico y se tienen planeados varios encuentros cercanos.

Fuente: Wikipedia
Crédito de las fotos: ESA

Erupción en el Sol

Las energías que se desatan en las estrellas, debido a las reacciones termonucleares, son inimaginables. Por suerte tenemos cerca a nuestro Sol, que nos permite observarlo. Aquí vemos una eyección de material de la corona solar en el canal Youtube del Gato Cuántico, captado por el observatorio SDO de la NASA.

©SDO/NASA

Muerte de las estrellas 2 (final)

El final de las estrellas: Muertes más o menos violentas.

Nebulosa planetaria + enana blanca ( Masa menor a 5 MSol )

Las estrellas de masa inferior a 5 masas solares expulsan sus capas exteriores durante la fase de gigante roja. El remanente estelar (los restos finales, el "cadáver" de la estrella) resultante es el núcleo degenerado desnudo de la estrella, con una composición rica en carbono y oxígeno en la mayoría de los casos (aunque para las estrellas de menor masa el elemento dominante es el helio y para las de mayor masa también puede haber neón). Dicho remanente es una enana blanca y su superficie está inicialmente a temperaturas muy elevadas, del orden de 100.000 grados. La radiación emitida por la estrella ioniza las capas de gas recientemente expulsadas, dando lugar a una nebulosa de emisión del tipo nebulosa planetaria (ver ilustración). Así pues, las estrellas aisladas de masa baja e intermedia acaban sus vidas de una forma relativamente poco violenta.

Nebulosa planetaria

La nebulosa planetaria es observable mientras la enana blanca es lo suficientemente caliente como para ionizar el hidrógeno que es su componente principal; este periodo dura unos 10.000 años. Las enanas blancas se enfrían rápidamente al principio, pero la tasa se ralentiza después. Una enana blanca no tiene fuentes de energía propias (excepto durante el periodo de cristalización), por lo que su luminosidad procede de su energía térmica almacenada. Así, poco a poco se irá apagando hasta enfriarse a temperaturas de alrededor de los 2000º, al bajar la temperatura la presión no es suficiente para detener el colapso gravitatorio y se producen las llamadas novas de clase II, explosiones con una energía brutal que se creen vitales para la formación de organismos vivos.

Supernova/brote de rayos gamma + estrella de neutrones/agujero negro/nada ( Masa mayor 9-10 MSol )

Las estrellas de más de 9-10 masas solares (el valor exacto del límite no se conoce con precisión) evolucionan a través de todas las fases de combustión hasta agotar toda la energía potencial nuclear de que disponen. Las últimas fases de quemado transcurre cada una más rápidamente que la anterior hasta llegar a la fusión del silicio en hierro, que tiene lugar en una escala de días. El núcleo, incapaz de generar más energía, no puede aguantar su propio peso ni el de la masa que tiene por encima, por lo que colapsa. Durante la contracción gravitatoria final se producen una serie de reacciones que fabrican multitud de átomos más pesados que el hierro. Dependiendo de la masa de ese núcleo inerte el remanente que quedará será una estrella de neutrones o un agujero negro. Cuando el remanente inicial sea una estrella de neutrones, una onda de choque se propagará por las capas exteriores, las cuales saldrán rebotadas hacia fuera. Dichas capas reciben además un excedente de energía de las reacciones nucleares producidas en el último estertor de la estrella, buena parte de él en forma de neutrinos. La conjunción de esos dos efectos da lugar a una supernova de colapso gravitatorio, una explosión colosal que disemina los restos de la estrella por el universo. Es un proceso importante, debido a que en esa fase final se sintetizan multitud de elementos pesados (como el calcio en tus huesos o el hierro en tu sangre), que luego enriquecen las estrellas y planetas que se formen en la región.

Explosión de supernova

En función de la masa tenemos cuatro posibles destinos para las estrellas masivas y muy masivas:

Para la mayoría de estas estrellas el remanente inicial será una estrella de neutrones y se producirá una supernova.

Si la masa inicial de la estrella es superior a unas 30 masas solares, parte de las capas exteriores no podrán escapar a la atracción gravitatoria de la estrella de neutrones y caerán sobre ésta provocando un segundo colapso para formar un agujero negro como remanente final. Este segundo colapso produce un brote de rayos gamma.

En estrellas de masa superior a 40 MSol el remanente inicial es un agujero negro, por lo que las capas exteriores no podrían en principio rebotar contra él para producir una supernova. No obstante, los modelos actuales no descartan que se pueda producir una supernova débil, sobre todo si la velocidad de rotación de la estrella es elevada. Este grupo de objetos también produce un brote de rayos gamma.

Para el infrecuente caso de estrellas de muy baja metalicidad y masa entre 140 MSol y 260 MSol existe una última posibilidad: una explosión de supernova producida por la creación de antimateria. En dicho caso la estrella se desintegra por completo sin dejar un remanente.

En próximas entradas iremos viendo cada uno de estos conceptos un poco esotéricos (enana blanca, estrella de neutrones, agujero negro...). Con calma, que el universo ha durado 14.000 millones de años y no se acabará mañana.

Fuente: Wikipedia

Crédito de las fotos: Hubble/ESA

Grandes científicos 5: Edwin Hubble

Edwin Powell Hubble fue uno de los más importantes astrónomos estadounidenses del siglo XX, famoso principalmente porque en 1929 demostró la expansión del universo midiendo el corrimiento al rojo de galaxias distantes. En efecto, debido a  la influencia del movimiento, los objetos que se acercan a la Tierra parecen virar su color al azul, en tanto que los que se alejan parecen desplazar su color a través del espectro de la luz hacia el rojo. Hubble es considerado el padre de la cosmología observacional aunque su influencia en astronomía y astrofísica toca muchos otros campos.

Retornó al campo de la astronomía al incorporarse al Observatorio Yerkes de la Universidad de Chicago, donde obtuvo el doctorado en física en 1917. Luego trabajó en el nuevo observatorio del Monte Wilson, donde tenía acceso a un telescopio de 254 centímetros, por ese entonces el más potente del mundo. 

Al principio de su carrera en el observatorio, su atención fue atraída por las nebulosas. Por entonces, la forma y el tamaño de las galaxias se conocían razonablemente bien, pero no se sabía qué existía más allá de sus límites, si es que existía algo. Al principio del Siglo XX, la palabra galaxia se consideraba intercambiable con Universo.

Estaba claro que algunas nebulosas se encontraban en la galaxia y que, básicamente, eran gas iluminado por estrellas en su interior. En 1924 Hubble tuvo éxito al distinguir estrellas en la Nebulosa de Andrómeda, pudiendo llegar a estimar su distancia, que calculó en 800.000 años-luz, ocho veces más lejos que las estrellas más remotas conocidas (más tarde resultaría infravalorada). En los años siguientes, repitió su éxito con nebulosa tras nebulosa dejando claro que nuestra galaxia era una más entre toda una hueste de "micro universos aislados".

Tras muchos años de observaciones, en 1929, Hubble publicó un análisis de las nebulosas cuya distancia había calculado estableciendo que, aunque algunas nebulosas extragalácticas tenían espectros que indicaban que se movían hacia la Tierra, la gran mayoría, mostraba corrimientos hacia el rojo que solo podían explicarse bajo la suposición de que se alejaban. Incluso, descubrió que existía una relación directa entre la distancia de una nebulosa y su velocidad de retroceso.

El observatorio de Monte Wilson

Hubble concluyó que la única explicación consistente con los corrimientos hacia el rojo registrados, era que, dejando aparte a un "grupo local" de galaxias cercanas, todas las nebulosas extragalácticas se estaban alejando y que, cuanto más lejos se encontraban, más rápidamente se alejaban. Esto sólo tenía sentido si el propio universo, incluido el espacio entre galaxias, se estaba expandiendo. Esto llevó al astrónomo a elaborar junto a Milton Humason el postulado de la Ley de Hubble acerca de la expansión del universo.

En la edición del día 9 de noviembre de 2011 de la revista Nature, el investigador Mario Livio, astrónomo del Space Telescope Science Institute de Baltimore (Maryland), Estados Unidos, explicó que localizó en los archivos de la Royal Society of London una carta de 1931, la cual deja claro que Hubble no fue el primero en descubrir, en 1929, la expansión del Universo sino, el astrónomo y sacerdote belga Georges Lemaître en 1927, a quien debería por tanto desde ahora acreditarse el descubrimiento. Por otro lado, Mario Livio declaró que creía que Hubble no fue responsable de una falta de ética, pues la traducción del artículo del astrónomo Lemaître al inglés, aparecida a su vez en 1931, tenía los párrafos y cálculos fundamentales de 1927 omitidos, pero no por culpa del editor, o para favorecer a Hubble, como se ha creído, sino por una decisión del propio Lemaître, quizá debido a su modestia, a que sabía que su propio artículo no era conocido, por haberlo publicado en francés, o bien a que sus datos de 1927 estaban ya desfasados en 1931.

George Hale, el fundador y director del Observatorio Monte Wilson en las cercanías de Pasadena (California), dependiente del Instituto Carnegie, le ofreció un puesto de trabajo en el que permaneció hasta su muerte, acaecida en 1953 al sufrir un accidente cerebrovascular. Antes de su muerte, Hubble fue el primero en utilizar el telescopio Hale del Observatorio Palomar.

Una gran mente y un gran científico. Hoy el "corrimiento al rojo" es un hecho indiscutido y la Ley de Hubble se ha demostrado extraordinariamente sólida. Es su gran legado.

Fuente: Wikipedia