El helicóptero marciano

Si hay una agencia espacial que sabe cómo impactar sobre la opinión pública esa es la agencia espacial norteamericana (NASA).  La noticia de que la futura misión Mars2020 incluirá un pequeño helicóptero que volará de forma autónoma sobre la superficie de Marte ha saltado a todos los medios tras ser confirmada hace pocos días y ya todo el mundo habla del ingenio de 1.8 Kg y tan pequeño como una pequeña pelota infantil.

El helicóptero formará parte del rover norteamericano que llegará a Marte en 2020.

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Marte se encuentra a varios minutos-luz, por lo que el artilugio tendrá que disponer de capacidades autónomas de vuelo y navegación. Una vez el Rover haya aterrizado, el helicóptero será depositado en el suelo. Entonces el Rover será programado para alejarse hasta una posición segura. Tras una serie de comprobaciones con el helicóptero sobre la superficie marciana, se ordenará a este realizar su vuelo inaugural. Será el primer vuelo de una nave de este tipo sobre un planeta que no es la Tierra.

Se han programado una serie de vuelos muy sencillos, primero solo vertical y luego de navegación desplazando el helicóptero en horizontal a zonas cada vez más alejadas del Rover.

 

Mars Helicopter Scout

El helicóptero tiene los elementos básicos para cumplir su misión: los rotores, una radio, paneles solares para cargar sus baterías, una cámara, etc. Crédito: NASA/JPL

NASA/JPL reconoce este proyecto como de alto riesgo, es decir, puede que el aparato no vuele tal y como se desea, pero si no lo hace, la misión principal Mars2020 no se verá afectada y si, finalmente, el helicóptero vuela correctamente, se abrirá una puerta a una nueva forma de exploración planetaria.

Así debe ser entendida este experimento que es lo que se denomina un demostrador tecnológico. Se trata de una parte de la misión no esencial para los objetivos científicos de Mars2020 pero que si tiene éxitraeo puede inspirar otros desarrollos en un misiones futuras.

Más allá de los beneficios científicos y tecnológicos que pueda ofrecer, NASA y JPL saben que este experimento es fundamental a nivel mediático para animar a las nuevas generaciones y para que el gran público se sienta atraído por la exploración espacial. Eso, en si mismo, ya es un objetivo encomiable.

 

Otras historias de Mars2020: Entrevista con el investigador principal de la estación meteorológica española MEDA que llegará a Marte en 2021

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El Rover Curiosity ha descubierto moléculas orgánicas en Marte

El equipo del Rover Curiosity acaba de anunciar que ha encontrado moléculas orgánicas sobre rocas de la superficie de Marte. Estas moléculas son habitualmente asociadas con la vida, sin embargo, NASA/JPL se ha apresurado a aclarar que hay procesos no-biológicos que también pueden dar lugar a dichas moléculas. Por tanto, este descubrimiento no es una prueba directa de que haya existido vida en el planeta rojo, pero si que es una esperanzadora pista que apunta en la buena dirección sobre esa posibilidad.

 

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Se tomaron muestras de roca taladrando el suelo unos pocos centímetros. Crédito: NASA/JPL

 

Curiosity ha realizado el estudio sobre dos zonas rocosas distintas utilizando el instrumento SAM que es un laboratorio químico rodante capaz de analizar muestras de rocas marcianas en búsqueda de compuestos de carbono. El instrumento calienta la muestra de roca hasta que lo vaporiza, entonces, analiza estos gases con un espectrómetro láser identificando los compuestos. Con él, los investigadores han podido concluir que estos compuestos orgánicos se encuentran en rocas con una antigüedad de unos 3000 millones de años.

The Sample Analysis at Mars (SAM) instrument, at NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md., will analyze samples of material collected by the rover's arm.

Instrumento SAM. El encargado de identificar los compuestos de las rocas marcianas. Crédito: NASA/JPL/GSFC

 

 

El Rover Curiosity aterrizó en Agosto de 2012 sobre la superficie de Marte. Desde entonces ha estado recorriendo varios kilómetros del cráter Gale. Esta imagen muestra su recorrido desde el punto de aterrizaje en la estrella de color azul en la parte superior de la imagen hasta el verano de 2017 en la parte inferior.

Mid-2017 Map of NASA's Curiosity Mars Rover Mission

Ruta seguida por el Rover desde su aterrizaje en 2012

NASA/JPL también ha anunciado a la vez otro segundo descubrimiento y es la evolución estacional del metano en la atmósfera de Marte. La presencia de este gas, también asociado habitualmente a actividad biológica, es conocido en Marte desde hace ya bastante tiempo, sin embargo, no se conocía esta evolución temporal dependiendo de la estación. Se han encontrado que cantidades de metano que parecen ser mayores en verano y decaer en invierno. Esa estacionalidad da información a los investigadores para intentar comprender el origen de ese metano.

Curiosity Detects "Tough" Organics on Mars

La cantidad de metano en el cráter Gale tiene un comportamiento repetitivo y asociado a las estaciones. Crédito: NASA/JPL

De nuevo, prudentemente, los investigadores advierten que este metano se puede formar sin necesidad de presencia de vida.

Sea como sea, sin ser pruebas de vida inequívocas, estos dos descubrimientos de Curiosity son importantes de cara a comprender si el planeta Marte albergó vida en el pasado.

 

 

Stephen Hawking fallece a los 76 años

Ha fallecido uno de los grandes físicos de nuestro tiempo. Ejemplar afrontando su enfermedad y también en su lucha contra el desconocimiento, intentando conocer algo más sobre el Universo. Descanse en paz.

“El único plan de supervivencia a largo plazo es diseminarse por el espacio”. Stephen Hawking

Su reflexión nos tiene que inspirar a todos por seguir buscando caminos para conquistar ese Espacio que él, precisamente, nos ayudó a conocer mejor.

 

¿Se puede ver un agujero negro?

Si introducimos el texto ‘agujero negro’ en el buscador Google y pulsamos sobre el botón de imágenes, nos aparecen los siguientes resultados

agujero_negro

Crédito: Google

Todas esas imágenes son recreaciones artísticas o simulaciones, realizadas con mayor o menor fortuna, pero ninguna de ellas es una fotografía real de un agujero negro tomada por un telescopio.

Aunque el concepto de agujero negro data de 1783, cuando el británico John Michell especulaba sobre ello en un artículo que remitió a la Royal Society, fue Einstein el que teorizó sobre la gravedad afectando a la luz hacia principios del  s.XX.

En el eclipse total de Sol de 1919, Eddington obtuvo fotografías de las estrellas que había justo al lado del Sol durante el eclipse y observó como su posición se había modificado frente a cuando se fotografiaban durante una noche normal. Se demostró así que la masa del Sol había modificado la trayectoria de la luz de esas estrellas de fondo. Fue el espaldarazo definitivo a la teoría de Einstein.

While one could argue that Newtonian gravity either predicted no deflection or deflection of a specific amount due to the force law and E=mc^2, Einstein's predictions were definitive and different from them both.

Explicación sobre cómo afecta el Sol a las estrellas que se ven a su alrededor durante un eclipse de Sol (Crédito:  Jim Lochner and Barbara Mattson/GSFC/NASA)

Ya se sabía pues que la gravedad no solo atraía a la materia, sino que también era capaz de afectar a la luz y ‘curvar’ su dirección de propagación que siempre se había supuesto rectilínea.

A partir de ahí, se desarrollo todo un modelo teórico que hablaba de cuerpos muy masivos como, por ejemplo, una estrella en una fase muy tardía de su vida que podría colapsar sobre sí misma y formar un agujero negro. Y de ese extraño cuerpo, nada podría escapar, ni la materia ni la luz.

Y si un cuerpo no deja escapar la luz, entonces no se puede ver. Por definición, si se apunta a un agujero negro un telescopio óptico normal lo que se vería es… nada.

Los agujeros negros, con su capacidad de atracción, tragan cualquier materia que se encuentre a su alrededor. En algunos casos hay una estrella cercana a la que le roba materia de forma continua y muy violenta. Eso hace que aunque no veamos el propio agujero negro si que vemos cómo se acelera la materia en su viaje al glotón agujero.

La materia cae tan violentamente que se acelera de forma brutal, alcanzando millones de grados y emitiendo rayos X. Esa es la forma que delata a muchos agujeros negros, la emisión de rayos X que hay asociada.

330px-Cygnus_x1_xray.jpgEmisión de rayos X de un posible candidato a agujero negro.

Crédito: HERO project. NASA

Por tanto, con un telescopio óptico no veremos a nuestro esquivo amigo, pero si que lo podremos ver utilizando un telescopio de rayos X.  Lástima que la atmósfera de la Tierra no deja pasar los rayos X y tenemos que poner telescopios en satélites para poder observar en esa banda.

Otra forma de observar un agujero negro es en la banda de radio. La materia acelerada también emite como ondas de radio, que es una banda del espectro electromagnético que afortunadamente puede ser detectada desde la superficie de la Tierra. Para trabajar en esa banda hay que utilizar un radiotelescopio en lugar de un telescopio.

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Radiotelescopio IRAM (Granada-España)

 

Sin embargo, los radiotelescopios, a pesar de sus enormes paraboloides, obtienen observaciones de poca resolución cuando se utiliza una única antena. Por eso, se emplea una técnica conocida como interferometría que utiliza dos antenas separadas (a veces por muchos km) para mejorar el detalle de la observación. Se demuestra que la combinación de datos obtenidos simultáneamente de dos radiotelescopios separados cierta distancia equivale a utilizar una única antena del diámetro igual a la distancia que separa dichas antenas.

Esto ha llevado a la instalación de redes de radiotelescopios como VLA (USA), con antenas distribuidas en forma de ‘Y’ y con brazos de 21 km de largo, ALMA(en Atacama, Chile) que también puede separar sus antenas hasta 15 km.

 Array de radiotelescopios. Crédito: VLA Observatory

En esta línea pero mucho más ambicioso, el proyecto Event Horizon Telescope (EHT) consiste en una serie de radiotelescopios repartidos por todo el planeta trabajando conjuntamente. De esa forma, se obtienen datos de una resolución sin precedentes dado que estamos observando con un radiotelescopio equivalente a los miles de km que separan las antenas. En cada uno de los radiotelescopios se dispone de un reloj atómico que permite datar una observación con una precisión muy elevada, lo que posibilita, más tarde, durante la tarea de procesamiento, cruzar observaciones de todos los centros sabiendo que se han realizado al mismo tiempo.

 EHT arrayRadiotelescopios en la red EHT. Cortesía: EHT web

En Abril de 2017, EHT ha realizado una observación de Sagitario-A, una fuente de radio que se encuentra en el centro de nuestra galaxia. Se cree que dicha fuente es un agujero negro.

Los observatorios participantes en la observación de Sagitario-A han enviado sus datos hace meses al centro de procesamiento (en el MIT) y se están añadiendo los procedentes del radiotelescopio del Polo Sur que eran los únicos que faltaban y que llegaron a mediados de Diciembre.

Ahora mismo se están procesando todas las observaciones de Abril y se espera obtener la imagen fruto de todo este trabajo en breve.

En cuestión de pocos días, es posible que el equipo del EHT nos ofrezca la primera imagen, esta vez sí, real de un agujero negro. Nos podremos olvidar de las recreaciones artísticas y las simulaciones. Estaríamos viendo, cara a cara, un agujero negro y podríamos responder a la pregunta de este artículo: sí, sí se puede ver.

¿se puede ver una galaxia sin telescopio?

El cinturón de Andrómeda es un asterismo poco conocido que va desde la amarilla estrella Mirach, pasa por las estrellas Mu y v hasta llegar a la galaxia de Andrómeda M31.

Este verano decidí obtener una imagen de dicho asterismo y aquí está el resultado. La estrella brillante de la parte inferior derecha es Mirach, la beta (segunda estrella más importante de Andrómeda), después, subiendo hacia la izquierda desde dicha estrella, hacia el centro de la imagen, podemos encontrar las estrellas azuladas Mu y v. Finalmente, casi al lado de v, encontraremos la galaxia Andrómeda.

 

Asterismo del cinturón de Andrómeda. Crédito: Antonio Peña

Este asterismo es muy útil para localizar esta galaxia, la única que podemos ver a ojo, sin ayuda de telescopio, en el hemisferio Norte. Las tres estrellas de la constelación de Andrómeda (Mirach, Mu y v) son fáciles de ver ver, pero si además contamos con un cielo oscuro (sin polución lumínica) y no hay Luna, podemos intentar ver la galaxia. Lo que veremos será mucho más débil que la imagen de la galaxia de arriba, tan solo podremos ver el núcleo de la galaxia, como una débil mancha difusa. Es poca cosa, pero los fotones que están recogiendo nuestros ojos habrán salido de la galaxia hace 2.2 millones de años. Eso, por si sólo, ya tiene su magia. La luz que nos ofrece la estrella Mirach, sin embargo, salió del astro hace tan solo doscientos años.

 

En el hemisferio Sur tienen más suerte y pueden ver dos galaxias a simple vista, se trata de las Nubes de Magallanes, dos galaxias del grupo local que pueden ser vistas en noches sin Luna.

Aunque existe alguna referencia anterior, parece ser que fue Fernando de Magallanes quien observó dichas galaxias australes hacia 1520 dejando registro de dicha observación. De ahí que, actualmente, se las conozca como las Nubes de Magallanes, aunque realmente son galaxias.

 

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Las dos galaxias (Las nubes de Magallanes) en el hemisferio Sur, en el centro de la imagen. Crédito: Petr Horálek

 

 

De forma que, la respuesta a si es posible ver galaxias a simple vista, la respuesta es que sí. Desde el hemisferio Norte se puede ver una. Desde el hemisferio Sur, se pueden ver dos.

 

Record en planetas habitables alrededor de una estrella

Un grupo de investigadores liderado por el belga Michaël Gillon ha anunciado el descubrimiento de un sistema planetario completo en una estrella situada a 40 años luz. Nada menos que siete planetas se encuentran orbitando alrededor de esta estrella que preside todo el sistema llamado TRAPPIST-1

Esto de descubrir exoplanetas (planetas alrededor de estrellas fuera de nuestro Sistema Solar) no es nuevo. Hace ya más de veinte años que se han detectado este tipo de sistemas, en concreto, en 1995 se descubrió Pegasi 51b, un planeta bastante grande girando en torno a una estrella a unos 50 años luz de nosotros. Desde aquel entonces se han detectado muchos cientos de planetas fuera del Sistema Solar pero siempre en las estrellas más cercanas a nosotros

La novedad que ha llevado la noticia a primeras páginas de todos los medios es que son planetas parecidos al tamaño de nuestra Tierra y que hay tres de ellos que están en la zona habitable del sistema. La zona de habitabilidad es aquella que rodea a la estrella en la que el rango de temperaturas permite que exista agua en estado líquido. Hasta ahora se habían descubierto una mayoría de planetas gigantes y el porcentaje dentro de la zona de habitabilidad era realmente bajo. Encontrar siete planetas en un mismo sistema y que tres de ellos estén claramente ubicados en la zona de habitabilidad es algo especial.

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Representación artística del sistema descubierto Trappist-1 (cortesía NASA)

La tecnología actual permite detectar estos pequeños planetas. Existen varios sistemas de detección que siempre llevan la tecnología al límite para poder intuir estos pequeños cuerpos que están girando alrededor de una estrella. En algunos casos, lo que se detecta es el vaivén de la estrella por el pequeño tirón gravitacional que supone el planeta girando alrededor de la misma. Está claro que la estrella, con su gran masa,  atrae al planeta debido a la fuerza de gravedad, pero sí, también el planeta, a pesar de tener una masa que es cientos de miles de veces menor, consigue atraer a la estrella y hacer que oscile ligeramente. Y es ese pequeñísimo movimiento el que puede ser detectado desde la Tierra porque percibimos que la estrella se está alejando y acercando a nosotros, de forma periódica, a medida que el planeta recorre su órbita.

 

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Gráfico en el que se puede apreciar como la estrella lejana (en amarillo) se aleja y aproxima levemente a nosotros a medida

que el pequeño exoplaneta (en color azul) recorre su órbita. (crédito: AstronomiaConCuchara)

Esa oscilación periódica de la estrella se puede medir analizando la variación del espectro de la misma y es una medida en la que se alcanzan precisiones increíbles. Con la tecnología actual podemos conocer si una estrella ha variado su velocidad respeto a nosotros en 1 metro/segundo. Además, el movimiento será reconocible por ser periódico, veremos que la estrella se acerca a nosotros cuando el planeta está entre la estrella y nosotros y la veremos alejarse cuando el planeta está en el otro lado tirando de ella alejándola de nosotros. Esta técnica se denomina de la velocidad radial y ha permitido encontrar una buena parte de los exoplanetas conocidos.

 

Otra forma de encontrar exoplanetas es detectando la pequeñísima pérdida de brillo de la estrella cuando el planeta transita por delante de la misma. Es la técnica denominada de tránsito. Incluso con los telescopios más grandes del mundo, las estrellas aparecen como simples puntos de luz, sin embargo, si medimos el brillo de una de esas estrellas que albergan planetas y tenemos la suerte que cruza por delante de la línea entre esa estrella y la Tierra, entonces, podremos medir una disminución de brillo de la misma, puesto que el exoplaneta se habrá interpuesto entre la estrella y nosotros.

La disminución de brillo de la estrella será del orden de unas pocas milésimas de magnitud. Imaginemos la cabeza de un alfiler pasando por delante de una bombilla que tuviese un metro de diámetro. Ese decremento de brillo es detectable con la tecnología actual.

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La técnica del tránsito permite detectar un exoplaneta por la pequeña pérdida de brillo de la estrella cuando aquel se interpone entre nosotros y la estrella que lo alberga. En el gráfico, la curva en color rojo muestra la evolución del brillo a medida que el planeta se interpone. (crédito: AstronomíaConCuchara)

La técnica del tránsito ha permitido incluso a los aficionados el medir estos misteriosos cuerpos. En la gráfica abajo se muestra una típica observación de un famoso exoplaneta del doble del tamaño de Júpiter y a unos 1300 años luz de distancia. Es el TrES-3b. La observación es de unos de los mejores observadores amateur españoles, Ramón Naves.

El eje vertical muestra el brillo de la estrella medida y el eje horizontal es el tiempo. Se ve claramente como el brillo de la estrella se hunde durante algo más de una hora. El brillo cae unas diez milésimas de magnitud durante ese periodo.

 

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 Observación del exoplaneta TrES-3B (Crédito: Ramón Naves)

Estas dos técnicas descritas son las más populares para detectar exoplanetas. Hay otras más especiales y menos asequibles que también han permitido engrosar la lista de exoplanetas conocidos.

Por otra parte, cualquier observatorio profesional en Tierra tiene su correspondiente plan de observación de exoplanetas y las agencias espaciales orientan su actividad en este frente con misiones como CHEOPS (ESA) o Kepler y TESS (NASA) para buscar y caracterizarlos. La búsqueda de exoplanetas es uno de los campos más activos de la astronomía observacional y algo de moda también hay en esto de la astrofísica. Alguien me comentaba que, hoy en día, si quieres que te concedan financiación para observaciones astrofísicas, tienes que decirle que vas a realizar un plan de observación de exoplanetas…

Bromas aparte, ahora mismo, el reto es identificar exoplanetas en los alrededores de nuestro Sistema Solar, que estén en la zona de habitabilidad y que presenten un tamaño parecido al de nuestra Tierra. Precisamente, como los que se han convertido en noticia esta semana de Febrero.

El siguiente objetivo en lo que se refiere a observación de exoplanetas es claro; observar su atmósfera. Una vez que hayamos hecho un censo de exoplanetas en zona de habitabilidad, tenemos que conseguir medir sus atmósferas para ver si tienen gases que sugieran la existencia de vida.

 

Con la exploración sobre la superficie de planetas como Marte y la observación de exoplanetas, vivimos un momento realmente emocionante en lo que a búsqueda de vida fuera de la Tierra se refiere.