domingo, septiembre 20, 2009

En busca de asteroides oscuros (y otros objetos furtivos)

En busca de asteroides oscuros (y otros objetos furtivos)

Septiembre 15, 2009: Los ninjas sabían cómo ser furtivos: vistiéndose de color oscuro. Emitiendo muy poca luz. Moviéndose entre las sombras en sitios iluminados.

En las guerras modernas, sin embargo, los ninjas serían una presa fácil. Su vestimenta de color negro puede llegar a ser difícil de ver por las noches a simple vista, pero el calor de sus cuerpos podría ser observado por un soldado que use anteojos infrarrojos.

Para la caza de los "ninjas" del cosmos (objetos oscuros que merodean en los vastos y negros espacios que existen entre planetas y estrellas), los científicos están construyendo el par de anteojos infrarrojos de ángulo amplio más sensible, por mucho, que jamás se haya creado: un telescopio espacial llamado Explorador Infrarrojo de Campo Amplio (Widefield Infrared Survey Explorer, o WISE, en idioma inglés).

see captionDerecha: Concepto artístico del Explorador Infrarrojo de Campo Amplio (WISE, por su sigla en idioma inglés). [Más información]

El telescopio WISE explorará todo el cielo a longitudes de onda infrarroja, creando de este modo el catálogo más completo que exista de objetos oscuros del cosmos: grandes nubes de polvo, estrellas enanas de color marrón, asteroides (incluso grandes asteroides cercanos que podrían constituir una amenaza para la Tierra).

Las exploraciones de asteroides cercanos, basadas en telescopios que detectan la luz visible, podrían tender a describir asteroides con superficies más reflectoras. "Si hay cerca una importante población de asteroides muy oscuros, las exploraciones previas no la han detectado", dice Edward Wright, quien es el investigador principal del WISE y trabaja como físico en la Universidad de California, en Los Ángeles.

El mapa infrarrojo de todo el cielo, producido por el telescopio WISE, revelará incluso estos asteroides más oscuros, detallará la ubicación y el tamaño de aproximadamente 200.000 asteroides, y proporcionará a los científicos una idea más clara de cuántos asteroides grandes y potencialmente peligrosos hay cerca de la Tierra. El WISE también ayudará a responder algunas preguntas sobre la formación de estrellas y sobre la evolución y estructura de las galaxias, incluyendo a nuestra Vía Láctea.

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Y es probable que los descubrimientos no se detengan allí.

"Cuando miras el cielo con una nueva sensibilidad y una nueva banda de longitud de onda, como lo hará el telescopio WISE, hallas cosas nuevas que no sabías que estaban allí", relata Wright.

Las estrellas emiten luz visible en parte porque son muy calientes. Pero los objetos más fríos, como los asteroides, también emiten luz en longitudes de onda infrarroja más largas, las cuales son invisibles al ojo humano. De hecho, cualquier objeto más caliente que el cero absoluto emitirá, al menos, alguna luz infrarroja.

Lamentablemente, esto hace que sea algo difícil construir un telescopio infrarrojo. Sin un refrigerante, el telescopio mismo emitiría incandescencia en luz infrarroja, precisamente de la misma manera en que lo hacen todos los demás objetos calientes. Sería como construir un telescopio común, para luz visible, utilizando las luces de las carteleras de Times Square: el telescopio se cegaría por su propio resplandor.

see captionPara resolver este problema, el telescopio WISE enfriará sus componentes hasta que alcancen aproximadamente los 15°C sobre el cero absoluto (o -258°C) utilizando un bloque de hidrógeno sólido. Los científicos de la misión eligieron hidrógeno sólido en vez de helio líquido (el cual se usa con frecuencia en el área de las investigaciones con el fin de enfriar materiales hasta que alcanzan temperaturas cercanas al cero absoluto) porque un volumen menor de hidrógeno sólido puede cumplir esa función. "El poder de enfriamiento es mucho mayor en el hidrógeno que en el helio", explica Wright. Cuando se lanza un telescopio al espacio, todo lo que sea más pequeño y más liviano permite ahorrar dinero.

Derecha: El dispositivo de hidrógeno sólido de dos etapas (criostato) del telescopio WISE se asemeja a R2D2 de la Guerra de las Galaxias (Star Wars, en idioma inglés). [Más información]

Anteriormente, otros telescopios espaciales, tales como el Satélite de Astronomía Infrarroja (Infrared Astronomical Satellite, o IRAS, en idioma inglés) han creado mapas del cielo en longitudes de onda infrarroja, pero el telescopio WISE será cientos de veces más sensible. Mientras que otras misiones solamente pudieron observar fuentes difusas de luz infrarroja, tales como grandes nubes de polvo, el WISE podrá ver asteroides y otras fuentes puntuales.

Luego de su lanzamiento a órbita, el próximo mes de diciembre, el WISE pasará 6 meses trazando mapas del cielo. Durante ese tiempo, enviará datos a estaciones ubicadas en la Tierra 4 veces al día. El análisis de estos datos debería permitir a los científicos comprender un poco más el cosmos.

Por ejemplo, una teoría propone que la mayoría de las estrellas del universo se formó debido al choque de galaxias. Cuando las galaxias chocan, nubes interestelares de gas y polvo colisionan; entonces, las nubes se comprimen y dan inicio a un ciclo de colapso gravitacional que se auto-perpetúa. El resultado es un aluvión de estrellas en nacimiento. Las estrellas recién nacidas generalmente son ocultadas por las nubes de polvo de las cuales nacen. La luz común no puede escapar, pero sí puede hacerlo la luz infrarroja.

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Arriba: Galaxias espirales NGC 2207 e IC 2163 que colisionan. Crédito de la imagen: Telescopio Espacial Hubble [Más información]

El telescopio WISE podrá detectar emisiones infrarrojas que provienen de las regiones más activas donde se forman estrellas. Esto ayudará a los científicos a saber con qué velocidad se forman las estrellas durante las colisiones galácticas, lo cual podría indicar cuántas de las estrellas del universo se formaron de esta manera.

Asimismo, el telescopio WISE tendrá como objetivo oscuras "estrellas fallidas", llamadas enanas marrones, las cuales son muchas más que las estrellas comunes. El trazado de mapas de las enanas marrones de la Vía Láctea puede revelar mucho acerca de la estructura y de la evolución de nuestra propia galaxia.

Y esto podría ser apenas el inicio de los descubrimientos que los científicos harán una vez que el telescopio WISE centre su atención en furtivos habitantes de la oscuridad.


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