Celebra 15 años en el espacio: 15 grandes descubrimientos del telescopio Spitzer

El Telescopio Espacial Spitzer de la NASA ha pasado 15 años en el espacio. En honor a este aniversario, la agencia N+1 ha recopilado 15 de los mayores descubrimientos de Spitzer en una galería de imágenes.

Lanzado a la órbita solar el 25 de agosto de 2003, Spitzer está detrás de la Tierra y se ha ido alejando gradualmente de nuestro planeta. Spitzer fue el último de los cuatro grandes observatorios de la NASA en llegar al espacio. Inicialmente programado para una misión de 2,5 años, el Telescopio Espacial Spitzer ha durado mucho más allá de su vida útil esperada.

15. El primer mapa meteorológico de exoplanetas

Spitzer detecta la luz infrarroja, que a menudo es emitida por objetos calientes como radiación 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 invaluable en este campo.

En mayo de 2009, los científicos que utilizaron datos de Spitzer produjeron el primer mapa meteorológico de un exoplaneta, un planeta que orbita una estrella que no sea el Sol. Este mapa del tiempo exoplaneta trazó variaciones de temperatura sobre la superficie de un planeta gigante de gas, HD 189733b. Además, el estudio reveló que los vientos probablemente azoten la atmósfera del planeta. La imagen de arriba muestra la representación artística del planeta.

14. Cunas ocultas de estrellas recién nacidas

La luz infrarroja es capaz, en la mayoría de los casos, de penetrar el gas y las nubes de polvo mejor que la luz visible. Como resultado, Spitzer ha proporcionado puntos de vista sin precedentes en las regiones donde nacen las estrellas. Esta imagen, muestra estrellas recién nacidas asomándose desde debajo de su manta de polvo natal en la nube oscura de Rho Ophiuchi, una de las regiones de formación de estrellas más cercanas al Sistema Solar. Ubicada cerca de las constelaciones Scorpius y Ophiuchus en el cielo, la nebulosa se encuentra a unos 410 años luz de la Tierra.

13. Una metrópolis galáctica en crecimiento

En 2011, los astrónomos que utilizaron Spitzer detectaron 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 este, llamado proto-cluster, crecieron en modernos cúmulos de galaxias, o grupos de galaxias unidas por la gravedad. COSMOS-AzTEC3 es el prototipo más distante detectado hasta ese momento. Proporciona a los investigadores una mejor idea de cómo se formaron las galaxias y cómo han evolucionado a lo largo de la historia del universo.

12. La receta para una 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 del cometa, 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 las parrillas y los escapes de los automóviles en la Tierra. El estudio de estos ingredientes proporciona pistas valiosas sobre la formación de nuestro sistema solar.

11. El anillo más grande conocido alrededor de Saturno

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

10. Moléculas de carbono especiales

Las buckyballs son moléculas esféricas de carbono que tienen el patrón hexagonal-pentágono de las pelotas de fútbol. Sin embargo, estas se nombran por su parecido con las cúpulas geodésicas diseñadas por el arquitecto Buckminster Fuller. Estas moléculas esféricas pertenecen a una clase de moléculas conocidas como buckminsterfullerenes, o fullerenos, que tienen aplicaciones en medicina, ingeniería y almacenamiento de energía.

Spitzer fue el primer telescopio para identificar Buckyballs en el espacio. 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 era una vez similar a nuestro Sol, pero a medida que envejecía, se desprendía de sus capas externas, dejando solo una estrella enana blanca densa Los astrónomos creen que estas bolas 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.

 

9. Smashups del Sistema Solar

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

En una serie particular de observaciones, Spitzer identificó una erupción de polvo alrededor de una estrella joven que podría ser el resultado de un choque entre dos asteroides grandes. Los científicos ya habían observado el sistema cuando ocurrió la erupción, marcando la primera vez que los científicos habían recopilado datos sobre un sistema, tanto antes como después de una de estas erupciones polvorientas.

8. ¿Qué hay en las atmósferas de los exoplanetas?

En 2007, Spitzer se convirtió en el primer telescopio en identificar directamente las moléculas en las atmósferas de los exoplanetas. 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 paso significativo hacia la posibilidad de que un día se detecten signos de vida en exoplanetas rocosos. La representación artística muestra cómo se vería uno de estos Júpiter calientes.

 

7. Agujeros negros lejanos

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 quasars. 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.

6. Un planeta muy distante

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

Spitzer logró esta tarea con la ayuda de un telescopio terrestre y una técnica de búsqueda de planetas llamada 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 doblar y magnificar la luz de la estrella de fondo. Si un planeta orbita alrededor de la estrella en primer plano, la gravedad del planeta puede contribuir al 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.

5. Primera luz de un exoplaneta

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 marcó un hito importante en el camino hacia la detección de posibles signos de vida en exoplanetas rocosos.

De hecho, dos estudios publicados en 2005 informaron observaciones directas de los brillos infrarrojos cálidos de dos planetas "Júpiter calientes" previamente detectados, designados HD 209458b y TrES-r1. Los Júpiter calientes son gigantes gaseosos similares a Júpiter o Saturno, pero se ubican muy cerca de sus estrellas madre. Desde sus órbitas tostadas, absorben una amplia luz estelar y brillan intensamente en longitudes de onda infrarrojas.

4. 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 cercanos a 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. En comparación, los asteroides no irradian luz visible, sino que simplemente la reflejan desde el Sol; como resultado, la luz visible puede revelar qué tan reflexivo es el asteroide, pero no necesariamente qué tan grande es. Spitzer se ha utilizado para estudiar muchos NEA que tienen menos de 100 metros de ancho.

3. Un mapa sin precedentes de la Vía Láctea

En 2013, los científicos compilaron más de 2 millones de imágenes de Spitzer recopiladas durante 10 años para crear uno de los mapas más extensos de la galaxia de la Vía Láctea jamás realizada. Los datos del mapa provienen principalmente del proyecto Galatron Legacy Mid-Plane Survey Extraordinaire 360 (GLIMPSE360).

Ver 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 regiones polvorientas mejor que la luz visible, y revelar secciones ocultas de la galaxia.

Los estudios de la galaxia de la Vía Láctea utilizando datos de Spitzer han proporcionado a los científicos mejores mapas de la estructura en espiral de la galaxia y su camino central de estrellas. 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. El mapa GLIMPSE360 continúa guiando a los astrónomos en su exploración de nuestra galaxia.

2. Galaxias Big baby

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 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 "bebé grande", o aquellas que eran mucho más grandes y más maduras de lo que los científicos creían que podían ser las galaxias de formación temprana. Los científicos creían que las galaxias grandes y modernas se formaron a través de la fusión gradual de galaxias más pequeñas. Pero las galaxias del "bebé grande" demostraron que las colecciones masivas de estrellas se juntaron muy temprano en la historia del universo.

1. Siete planetas del tamaño de la Tierra alrededor de una sola estrella

Siete planetas del tamaño de la Tierra orbitan alrededor de la estrella conocida como TRAPPIST-1. El mayor lote de planetas del tamaño de la Tierra jamás descubierto en un solo sistema, este increíble sistema planetario ha inspirado tanto a científicos como a no científicos. Tres de los planetas se sientan 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.

Los científicos observaron el sistema TRAPPIST-1 durante más de 500 horas con Spitzer 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. Observaron las débiles depresiones en la luz de la estrella cuando los siete planetas pasaron al frente. Las observaciones de Spitzer también han permitido que los científicos aprendan sobre el tamaño y la masa de estos planetas, que pueden usarse para reducir el contenido de los planetas.

(Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma)