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SOFIA busca los secretos del nacimiento de los planetas

Imagine cortar puertas rectangulares en el costado de un avión 747, instalar un telescopio de 17 toneladas y volar a la estratosfera para resolver uno de los misterios más grandes de la astronomía. Eso es lo que la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán planean hacer con el observatorio aéreo de vanguardia llamado SOFIA.

No siempre se necesita un cohete para hacer ciencia de cohetes. Algunas veces, un simple avión alcanza —un simple avión Boeing 747 que transporte un telescopio de 17 toneladas y 2,7 metros (9 pies) de ancho, llamado SOFIA.

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SOFIA, que es el nombre abreviado en idioma inglés de Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja, en idioma español), observará el universo mientras se desliza a través de la estratosfera a 13.700 metros (45.000 pies) de altura. Cuando comience sus operaciones el año próximo, será el observatorio aéreo más grande y avanzado del mundo.

Derecha: El observatorio infrarrojo SOFIA 747SP, de la NASA, sobrevuela su hogar: las Instalaciones de Operaciones de Aeronaves Dryden (Dryden Aircraft Operations Facility, en idioma inglés), en Palmdale, California. Crédito de la imagen: NASA/Jim Ross.

“SOFIA está preparado para lograr resultados científicos espectaculares”, dice la científica del proyecto Pamela Marcum. “Por ejemplo, este telescopio nos ayudará a averiguar cómo se forman los planetas y cómo llegó a existir nuestro propio sistema solar”.

Y, como es un observatorio móvil, puede volar a cualquier lugar, a cualquier hora. SOFIA se puede ubicar en una determinada posición para capturar eventos astronómicos especialmente interesantes, tales como ocultaciones estelares (cuando objetos celestes cruzan frente a estrellas localizadas en el fondo), mientras que los telescopios en tierra, ubicados en posiciones geográficas “incorrectas” en la superficie de la Tierra, se pierden el espectáculo. SOFIA volará por arriba del velo de vapor de agua1 que rodea a la Tierra con el fin de lograr una mirada amplia del cosmos.

El telescopio infrarrojo de 2,5 metros, de SOFIA, mira hacia afuera de su cavidad, en la parte trasera del fuselaje. (Derecha) Una toma de cerca del ensamblaje del telescopio construido en Alemania. Crédito de la imagen: NASA/Tom Tschida. Imágenes ampliadas: #1, #2.

Si bien nuestra galaxia está repleta de sistemas planetarios, los astrónomos no saben exactamente cómo se forman. Esto se debe a que los telescopios comunes no pueden ver a través de las gigantes y densas nubes de gas y polvo que dan origen a los planetas. Usando longitudes de onda infrarroja, SOFIA puede penetrar la bruma y observar el proceso de nacimiento —mostrando a los científicos cómo se juntan las moléculas para construir mundos.

“SOFIA será capaz de localizar la ‘línea de hielo planetaria’ donde el vapor de agua se convierte en hielo en el disco de polvo y gas que hay alrededor de las estrellas jóvenes”, dice Marcum. “Eso es importante porque pensamos que allí es donde se forman los gigantes gaseosos. Los núcleos planetarios más masivos son más comunes [en las cercanías de la línea de hielo] porque las condiciones son las mejores para formar rocas y también hielo”. (Partículas de hielo pegajosas ayudan a formar planetas de igual manera que ayudan a formar una bola de nieve para lanzar a un amigo desprevenido.)

“Una vez que se forma un núcleo lo suficientemente grande, su gravedad se vuelve lo suficientemente fuerte como para atrapar gas, de modo que más moléculas de hidrógeno y de helio puedan ‘pegarse’. Entonces, estos grandes núcleos pueden crecer hasta convertirse en gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno. De lo contrario, continúan siendo planetas más pequeños, con hielo y rocas”.

“SOFIA también será capaz de indicar dónde se localizan dentro del disco protoplanetario los componentes básicos, tales como el oxígeno, el metano y el dióxido de carbono²“.

Conocer dónde se ubican varias sustancias dentro del disco nos ayudará a saber cómo se juntan desde “abajo” para formar planetas.

Una de las fortalezas clave del telescopio es que será el complemento de otros observatorios infrarrojos. Con una vida útil de 20 años, puede llevar a cabo estudios de seguimiento de objetos que telescopios infrarrojos de corta vida útil no tienen tiempo de realizar. Si, por ejemplo, un observatorio en órbita, como el WISE (Widefield Infrared Survey Explorer, en idioma inglés, o Explorador Infrarrojo de Campo Amplio, en idioma español), detecta algo que merezca más atención, SOFIA puede realizar una larga y detenida observación, mientras el WISE continúa mirando el resto del cielo.

(Nota: Para obtener más información acerca del WISE, consulte la reciente historia de Ciencia@NASA “En busca de asteroides oscuros (y otros objetos furtivos)“.)

“WISE está diseñado para escanear el cielo entero en longitudes de onda infrarroja y reunir información de una multitud de objetos, más que para estudiar objetos particulares con gran profundidad”, explica Marcum. “Pero SOFIA tiene tiempo de sobra para realizar estudios más profundos”.

SOFIA también puede hacer ciencia mediante estudios de seguimiento llevados a cabo con el fin de cosechar todos los beneficios de los descubrimientos que surgieron de las investigaciones espaciales realizadas por Herschel y, después, de los estudios en el cercano y mediano infrarrojo que hizo el Telescopio Espacial James Webb.

“Una vez que a Herschel se le terminen sus tres años de enfriador, SOFIA será el único observatorio que pueda proporcionar, de manera rutinaria, una cobertura dentro del rango que abarca desde las longitudes de onda del lejano infrarrojo hasta las ondas submilimétricas. Esta parte del espectro es un territorio casi absolutamente inexplorado”.

“Y, aunque SOFIA cubre la misma parte del espectro que el Telescopio Espacial James Webb (JWST o James Webb Space Telescope, en idioma inglés), está optimizado para alcanzar longitudes de onda ubicadas exactamente más allá de las que puede detectar el JWST, para complementar sus observaciones. SOFIA realizará un fantástico trabajo ya que observará en el espacio que queda entre las longitudes de onda que capta el JWST y las que capta el Herschel”.

A diferencia de estos telescopios espaciales, SOFIA puede “regresar al granero” periódicamente para reparar, ajustar sus instrumentos o incluso cambiarlos por otros instrumentos científicos nuevos y mejorados —siguiendo el ritmo de la ciencia de vanguardia desde un “simple” aeroplano.

http://ciencia.nasa.gov

Para obtener más información sobre la misión científica de SOFIA, consultar: http://www.sofia.usra.edu

Notas de pie de página:

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1El velo de vapor de agua que envuelve a la Tierra actúa como una invisible “pared de ladrillos” para la energía infrarroja que proviene de objetos cósmicos, absorbiendo la mayor parte de ella. La energía viaja millones de años luz y luego la atmósfera de nuestro planeta la detiene a tan sólo 8 kilómetros (5 millas) de nosotros. SOFIA resuelve este problema al mirar el firmamento desde “arriba del velo” –algo que los telescopios en tierra no pueden hacer. Al igual que SOFIA, los telescopios espaciales recolectan la energía infrarroja antes de que llegue a la Tierra.

2SOFIA tiene una habilidad excepcional para separar finamente y distinguir diferentes longitudes de onda del infrarrojo, lo cual le permite capturar este espectro.

Más información:

* SOFIA es un programa conjunto entre la NASA y la Agencia Espacial Alemana, Deutsches Zentrum fur Luft- und Raumfahrt, Bonn, Alemania. El programa SOFIA está administrado por el Centro para Investigaciones de Vuelo Dryden (Dryden Flight Research Center, en idioma inglés), de la NASA, ubicado en Edwards, California; la aeronave tiene su base en las Instalaciones de Operaciones de Aeronaves Dryden, en Palmdale, California. El Centro de Investigaciones Ames (Ames Research Center, en idioma inglés), de la NASA, en Moffett Field, California, dirige los temas relacionados con la ciencia de SOFIA y las operaciones de la misión en cooperación con la Asociación de Universidades para la Investigación Espacial (Universities Space Research Association, en idioma inglés), en Columbia, Md., y el Instituto Alemán SOFIA, en Stuttgart, Alemania.

* Se están preparando planes para que escritores y maestros sean invitados a unirse a científicos del SOFIA, allí arriba donde el aire es tenue.

* ¿De qué manera se mantiene un telescopio lo suficientemente quieto como para apuntar con precisión y que se quede “apuntado hacia el objetivo” en un aeroplano en movimiento? “Primero, el avión de SOFIA volará en la relativamente estable estratosfera”, dice Marcum. “También tenemos un ingenioso sistema para aislar las vibraciones. El espejo está mecánicamente aislado del avión. Amortiguadores, que funcionan de la misma manera que los que se encuentran en un automóvil, rodean el gigantesco dispositivo que carga el peso del telescopio, aislando así al espejo de vibraciones en todas las direcciones”.

WISE L-20 News Conference

NASA’s Wide-field Infrared Survey Explorer, or Wise, is chilled out, sporting a sunshade and getting ready to roll. NASA’s newest spacecraft is scheduled to roll to the pad on Friday, Nov. 20, its last stop before launching into space to survey the entire sky in infrared light.

Wise is scheduled to launch no earlier than 9:09 a.m. EST on Dec. 9 from Vandenberg Air Force Base in California. It will circle Earth over the poles, scanning the entire sky one-and-a-half times in nine months. The mission will uncover hidden cosmic objects, including the coolest stars, dark asteroids and the most luminous galaxies.

“The eyes of Wise are a vast improvement over those of past infrared surveys,” said Edward “Ned” Wright, the principal investigator for the mission at UCLA. “We will find millions of objects that have never been seen before.”

The mission will map the entire sky at four infrared wavelengths with sensitivity hundreds to hundreds of thousands of times greater than its predecessors, cataloging hundreds of millions of objects. The data will serve as navigation charts for other missions, pointing them to the most interesting targets. NASA’s Hubble and Spitzer Space Telescopes, the European Space Agency’s Herschel Space Observatory, and NASA’s upcoming Sofia and James Webb Space Telescope will follow up on Wise finds.

Saturday, December 5th, 2009, by admin and is filed under "Asteroides, Astrofisica, Astronomia, Ciencia, Cosmologia, Exploración, Fisica, Investigacion, Nasa, Science, Technology, Tecnologia, Universo | , Astrofisica, Astronomia, Ciencia, Cosmologia, Fisica, Investigacion, Nasa, Science, Sistema Solar, SOFIA Telescope, Sol, Technology, Tecnologia, Tierra, Universo, WISSE ". You can leave a response here, or send a Trackback from your own site.