La dulce vista de Juno de Jupiter desde su órbita

No hay forma de que desde la Tierra se pueda ver Júpiter como Juno puede verlo. Esto es lo que hace esta foto de Júpiter y varias de sus lunas tan intrigante. El gran punto rojo es muy hermoso. Desde que Juno puede moverse completamente alrededor del planeta, lo hemos visto desde una variedad de perspectivas, inlcuso sobre los polos. La Tierra no puede hacer esto.

Júpiter está tan alejado de nosotros que incluso cuando la Tierra está al lado de su órbita, el planeta sigue pareciendo casi 100% iluminado con un disco brillante como la Luna. Solo cuidadosas observaciones con un telescopio mostrarán un ligero oscurecimiento a lo largo de una u otra de sus extremidades.

Para tomar la foto, la nave utiliza JunoCam, una cámara a color de luz visible que sirve como los ojos de Juno. No solamente provee asombrosas imágenes de los paisajes atmosféricos y auroras del planeta, su amplio campo de visión va ayudar a proveer el contexto para los otros instrumentos de la nave. JunoCam fue incluida en la nave específicamente para tí y para mí, para el público. No obstante, estas imágenes serán útiles para el equipo científico. No es considerada uno de los instrumentos científicos de la misión.

Primeras observaciones exitosas del instrumento GRAVITY al centro galáctico

Un equipo europeo de astrónomos ha utilizado el nuevo instrumento GRAVITY, instalado en el Very Large Telescope de ESO, para obtener interesantes observaciones del centro de la Vía Láctea, al combinar la luz de las cuatro Unidades de Telescopio de 8,2 metros por primera vez. Estos resultados proporcionan una idea de la innovadora ciencia que GRAVITY será capaz de producir al momento de sondear los campos gravitacionales de gran intensidad cercanos al agujero negro central supermasivo y poner a prueba la validez de la teoría general de la relatividad de Einstein.

El instrumento GRAVITY se encuentra operando ahora con las cuatro Unidades de Telescopio de 8,2 metros del Very Large Telescope (VLT) de ESO, e incluso durante los primeros resultados obtenidos en la etapa de pruebas, ya es claro que pronto comenzará a producir ciencia de primera clase.

GRAVITY forma parte del Interferómetro del VLT. Al combinar la luz de los cuatro telescopios, este puede alcanzar la misma resolución espacial y la misma precisión en la medición de las posiciones que un telescopio de hasta 130 metros de diámetro. Las ganancias correspondientes en lo que respecta al poder de resolución y a la precisión posicional (un factor de 15 por sobre las Unidades de Telescopio de 8,2 metros del VLT funcionando de forma individual) permitirá a GRAVITY realizar mediciones extremadamente exactas de objetos astronómicos.

Uno de los objetivos principales de GRAVITY es realizar observaciones detalladas del entorno que rodea al agujero negro de 4 millones de masas solares ubicado en el centro de la Vía Láctea. A pesar de que tanto la posición como la masa del agujero negro se conocen desde el año 2002, al realizar mediciones exactas de los movimientos de las estrellas que lo orbitan, GRAVITY  permitirá a los astrónomos estudiar el campo gravitacional que rodea al agujero negro con un detalle sin precedentes, proporcionando una posibilidad única de poner a prueba la teoría de la Relatividad General de Einstein.

En este ámbito, las primeras observaciones con GRAVITY ya han sido extremadamente fascinantes. El equipo de GRAVITY ha utilizado el instrumento para observar una estrella conocida como S2 en su órbita de sólo 16 años alrededor del agujero negro en el centro de nuestra galaxia. Estas pruebas han demostrado de forma impresionante la sensibilidad que posee GRAVITY, al ser capaz de detectar esta débil estrella en tan sólo unos minutos de observación.

El equipo pronto podrá obtener posiciones ultra-precisas de la estrella en órbita, lo que equivale a medir la posición de un objeto en la Luna con una exactitud de centímetros. Esto les permitirá determinar si el movimiento alrededor del agujero negro se ajusta o no a las predicciones de la teoría de la relatividad general de Einstein. Las nuevas observaciones muestran que el Centro Galáctico es un laboratorio tan ideal como se pudiese esperar.

"Fue un momento fantástico para todo el equipo cuando captamos la superposición de la luz emitida por la estrella por primera vez, después de ocho años de arduo trabajo", comenta el científico a cargo del instrumento GRAVITY Frank Eisenhauer del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Garching, Alemania. "En primer lugar estabilizamos de forma activa la interferencia en una estrella brillante cercana, y luego sólo unos pocos minutos más tarde pudimos ver la interferencia proveniente de la débil estrella (seguido de numerosos choques de manos)". A primera vista, ni la estrella de referencia, ni la estrella en órbita tienen compañeros masivos que pudiesen complicar las observaciones y el análisis. "Son sondas ideales", explica Eisenhauer.

Esta temprana indicación de éxito llega justo a tiempo. En el año 2018, la estrella S2 estará en su punto más cercano al agujero negro, a sólo 17 horas-luz de distancia y viajando a casi 30 millones de kilómetros por hora, o a 2,5% de la velocidad de la luz. A esta distancia los efectos generados por la relatividad general serán más evidentes y las observaciones de GRAVITY entregarán sus resultados más importantes. Esta oportunidad no se volverá a repetir en otros 16 años.

MIsión Juno de la NASA a 25 días de Júpiter

La misión Juno de la NASA está a 25 días y 11.1 millones de millas (17.8 millones de kilómetros) del habitante planetario más grande de nuestro Sistema Solar -- Júpiter. En la noche del 4 de julio, Juno disparará su motor principal durante 35 minutos, colocándolo en una órbita polar alrededor del gigante gaseoso. Será un encuentro planetario atrevido: Júpiter se encuentra en el entorno de radiación más duro conocido, y Juno ha sido especialmente diseñado para navegar con seguridad el nuevo territorio.

"Actualmente estamos cerrando la distancia entre nosotros y Júpiter a unas cuatro millas por segundo," dijo Scott Bolton, investigador principal para Juno del Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio."Pero la gravedad de Júpiter está tirando de nosotros cada día, y para cuando lleguemos vamos a acelerarnos a 10 veces la velocidad - más de 40 millas por segundo (cerca de 70 kilómetros por segundo) - en el momento en que nuestro motor de cohete pone el freno para llevarnos a la órbita".

El equipo de la misión Juno está utilizando estas últimas semanas para evaluar y volver a evaluar todas las partes del proceso de inserción en la órbita de Júpiter (JOI), buscando de eventos de muy baja probabilidad y llevándolos a tierra -determinando cual, si los hay, deben ser abordados. Dos escenarios se han identificado para el trabajo posterior. El primero es una variación en la forma que Juno saldría de un modo seguro de protección si la nave se encontrara con una anomalía o condición inesperada. Un segundo elemento consiste en una actualización de software de menor importancia.

"Estamos en la última prueba y revisión de la secuencia JOI como parte de los preparativos finales para la inserción en la órbita de Júpiter", dijo Rick Nybakken, director del proyecto  Juno para el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "A lo largo del proyecto, incluyendo las operaciones, nuestro proceso de revisión ha buscado la probable, la poco probable y luego el muy poco probable. Ahora estamos ante eventos muy poco probables como que la inserción en órbita nos podría lanzar."

Cometa de sonda Rosetta contiene ingredientes para la vida.

Ingredientes requeridos como esenciales para el origen de la vida en la Tierra han sido descubiertos en el cometa que la sonda Rosetta ha estado investigando por casi dos años.

Estos incluyen el aminoácido glicina, que es comunmente encontrado en proteínas, y fósforo, un componente clave del ADN y de membranas celulares.

Los científicos han debatido extensamente la importante posibilidad de que el agua y moléculas orgánicas hayan sido traídas por asteroides y cometas a la joven Tierra luego de su enfriamiento seguido de su formación, suministrando algunos de los pilares para la vida.

Mientras que algunos cometas y asteroides son conocidos por tener agua con una composición como la de los océnaos terrestres, Rosetta encontró una diferencia significativa en su cometa - impulsando el debate en su rol en el origen del agua terrestre.

Pero nuevos resultados revelan que los cometas tienen el potencial de llevar ingredientes críticos para establecer la vida como la conocemos.

Los aminoácidos son biológicamente importantes, conteniendo carbono, oxígemo, hidrógeno y nitrógeno, y forman la base de las proteínas.

Pistas del aminoácido más simple, glicina, fueron encontrados en muestras que volvieron a la Tierra en 2006 del cometa Wild-2 por la misión Stardust de la NASA. No obstante, posible contaminación terrestre de las muestras de polvo hicieron el análsis extremadamente difícil.

Ahora, Rosetta ha hecho mediciones directas y repetidas de glicina en la disfusa atmósfera, o "coma" del su cometa.

"Este es la primera detección sin ambigüedades de glicina en un cometa," dice Kathrin Altwegg, la principal investigadora del instrumento ROSINA, que hizo las mediciones, y autora principal del paper publicado en "Science Advances."

"Al mismo tiempo, detectamos también otras moléculas orgánicas que pueden ser precursores de la glicina, haciendo alusión a la forma en que se pueden haber formado."

Las mediciones fueron hechas antes que el cometa alcanzase su punto más cercano al Sol - perihelio- en Agosto de 2015, en su órbita de 6.5 años.

La primera detección fue hecha en Octubre de 2014 mientras Rosetta estaba a solo 10 km del cometa. La ocasión siguiente fue durante un sobrevuelo en Marzo de 2015, cuando estaba a 30-15 km del núcleo.

La glicina ha sido vista también en otras ocasiones asociadas con explosiones en el mes anterior a su perihelio, cuando Rosetta estaba a más de 200 km del núcleo, pero rodeado de mucho polvo.

"Vemos una fuerte conexión entre la glicina y el polvo, sugiriendo que es probablemente liberado tal vez con otros volátiles desde las mantas de hielo del polvo una vez que se han calentado en la coma," dice Kathrin.

La glicina se convierte en gas solo cuando alcanza temperaturas bajo los 150°C, lo que implica que usualmente un poco es liberado desde la superficie del cometa o se su subsuperficie debido a las bajas temperaturas. Esto cuenta para el hecho de que Rosetta no siempre lo detecta.

Un hermoso ejemplo de ornamentación estelar

En esta imagen del VLT (Very Large Telescope) de ESO, la luz de ardientes astros azules excita el gas sobrante tras la reciente formación de las estrellas. El resultado es una nebulosa de emisión sorprendentemente colorida, llamada LHA 120-N55, en la que las estrellas están adornadas con un manto de gas incandescente. Los astrónomos estudian estos hermosos alardes de belleza para conocer las condiciones que se dan en los lugares donde se desarrollan nuevas estrellas.

LHA 120-N55 o N55, como generalmente se conoce, es una brillante nube de gas que se encuentra en la Gran Nube de Magallanes (LMC, por las siglas en inglés de Large Magellanic Cloud), una galaxia satélite de la Vía Láctea situada a unos 163.000 años luz de distancia. N55 está dentro de una cáscara supergigante o superburbuja, llamada LMC 4. Las superburbujas, que a menudo alcanzan cientos de años luz de tamaño, se forman cuando los fuertes vientos de las estrellas recién nacidas y las ondas de choque de explosiones de supernova trabajan en tándem para expulsar la mayor parte del gas y del polvo que originalmente las rodearon, creando enormes cavidades en forma de burbuja.

Sin embargo, el material que se convirtió en N55 logró sobrevivir como un pequeño remanente de gas y polvo. Ahora es una nebulosa independiente dentro de la superburbuja, acompañada por un grupo de brillantes estrellas azules y blancas — conocidas como LH 72 — que también se las arregló para formarse cientos de millones de años después de los acontecimientos que originalmente dieron vida a la superburbuja. Las estrellas de LH 72 tienen unos pocos millones de años de edad, por lo que no han jugado ningún papel en la “limpieza” del espacio que rodea a N55. Más bien, se trata de una segunda generación de estrellas de la región.

El reciente surgimiento de una nueva población de estrellas también explica los sugerentes colores que rodean a las estrellas en esta imagen. La intensa luz de las potentes estrellas blanco-azuladas, hace que los átomos de hidrógeno de N55 se separen de sus electrones, provocando que, en luz visible, el gas brille con un característico color rosáceo. En las galaxias, los astrónomos reconocen esta firma dejada por el brillante gas de hidrógeno como una señal del nacimiento de estrellas.

Hasta ahora, todo parece tranquillo en la región de formación estelar de N55, pero en el futuro le aguardan grandes cambios. Dentro de varios millones de años, algunas de las estrellas masivas y brillantes de la asociación LH 72 estallarán como supernovas, dispersando el contenido de N55. De hecho, se creará una burbuja dentro de una superburbuja y, en esta región vecina a la galaxia que nos alberga, continuará el ciclo de nacimientos y muertes estelares.

Para obtener esta nueva imagen se utilizó el instrumento FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph, espectrógrafo de baja dispersión y reductor focal), instalado en el VLT de ESO. Fue tomada como parte del programa Joyas Cósmicas de ESO, una iniciativa de divulgación que pretende producir imágenes de objetos interesantes, enigmáticos o visualmente atractivos utilizando telescopios de ESO, con un fin educativo y divulgativo. El programa hace uso de tiempo de telescopio que no puede utilizarse para observaciones científicas. Todos los datos obtenidos también están disponibles para posibles aplicaciones científicas y se ponen a disposición de los astrónomos a través de los archivos científicos de ESO.

La imagen más detallada de un disco protoplanetario obtenida por ALMA

Esta nueva imagen de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) muestra, con el mayor detalle logrado hasta ahora, el disco con formación de planetas que hay alrededor de la estrella de tipo solar TW Hydrae. Revela una prometedora brecha a la misma distancia de la estrella a la que se encuentra la Tierra del Sol, lo cual puede significar que está empezando a nacer una versión infantil de nuestro planeta o, posiblemente, una Supertierra, más masiva.

La estrella TW Hydrae es un conocido objeto de estudio para los astrónomos debido a su proximidad a la Tierra (unos 175 años luz de distancia) y su condición de estrella infante (cerca de 10 millones años). Además, desde la Tierra, la vemos de cara, lo cual ofrece a los astrónomos una vista poco habitual y sin distorsiones de los discos protoplanetarios que hay alrededor de la estrella.

"Estudios anteriores, realizados con telescopios ópticos y con radiotelescopios, confirman que TW Hydrae alberga un prominente disco cuyas características sugieren que hay planetas comenzando a formarse", afirma Sean Andrews, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian en Cambridge, Massachusetts (EE.UU.) y principal autor de un artículo publicado hoy en la revista Astrophysical Journal Letters. "Las nuevas imágenes de ALMA muestran el disco con un detalle sin precedentes, revelando una serie de anillos concéntricos de brillante polvo y zonas oscuras, con interesantes características que pueden indicar que se está formando un planeta con una órbita parecida a la de la Tierra".

En las nuevas imágenes hay otras zonas con pronunciadas brechas que se encuentran a tres mil millones y seis mil millones de kilómetros de la estrella central, distancias similares a las medias que separan al Sol de Urano y Plutón dentro de nuestro Sistema Solar. También parecen ser el resultado de la unión de partículas que acabarán dando lugar a planetas, que más tarde barrerán sus órbitas de polvo y gas y concentrarán el material restante en bandas bien definidas.

Para lograr estas nuevas observaciones de TW Hydrae, los astrónomos obtuvieron imágenes de la débil emisión de radio emitida por los granos de polvo milimétricos del disco, revelando detalles en distancias como la que separa a la Tierra del Sol (unos 150 millones de kilómetros). Estas detalladas observaciones fueron posibles gracias a la configuración de larga base y alta resolución de ALMA. Cuando las antenas de ALMA están en su máxima separación (hasta 15 kilómetros de distancia) el telescopio es capaz de resolver detalles muy finos. "Esta es la imagen de ALMA con mayor resolución espacial obtenida de un disco protoplanetario. ¡Será muy difícil superarla en el futuro!", dijo Andrews.

“TW Hydrae es bastante especial. Es el disco protoplanetario conocido más cercano a la Tierra y puede ser muy parecido al Sistema Solar cuando tenía sólo 10 millones de años de edad”, añade el coautor David Wilner, también del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian.

Observaciones anteriores de ALMA de otro sistema, HL Tauri, muestran que discos protoplanetarios aún más jóvenes — de tan solo 1 millón de años — pueden mostrar señales similares de formación planetaria. Estudiando el disco de TW Hydrae, más viejo, los astrónomos esperan comprender mejor la evolución de nuestro propio planeta y las perspectivas para sistemas similares de la Vía Láctea.

Ahora los astrónomos quieren saber cuán frecuentes son este tipo de características en discos alrededor de otras estrellas jóvenes y cómo pueden cambiar con el tiempo o el entorno.

Un platillo volador glacial

En un inesperado hallazgo, ALMA encuentra fríos granos de polvo alrededor de discos con planetas en formación.

Un equipo de astrónomos ha utilizado los telescopios ALMA e IRAM para realizar la primera medición directa de la temperatura de los grandes granos de polvo que se encuentran en las partes exteriores de un disco de formación de planetas alrededor de una estrella joven. Aplicando una novedosa técnica a las observaciones de un objeto conocido como “Platillo Volador”, se ha descubierto que los granos tienen temperaturas mucho más bajas de lo esperado: -266 grados centígrados. Este sorprendente resultado sugiere que será necesario revisar los modelos de estos discos.

El equipo internacional, liderado por Stéphane Guilloteau, del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos (Francia), midió la temperatura de los grandes granos de polvo que hay alrededor de la joven estrella 2MASS J16281370-2431391, en la espectacular región de formación estelar de Rho Ophiuchi, que se encuentra a unos 400 años luz de la Tierra.

Esta estrella está rodeada por un disco de gas y polvo. Estos discos se denominan discos protoplanetarios, ya que se trata de las primeras etapas en la creación de sistemas planetarios. Este disco en particular se ve casi de canto, y su aspecto en las imágenes de luz visible ha hecho que sea apodado como el Platillo Volador.

Los astrónomos utilizaron ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para observar el resplandor proveniente de moléculas de monóxido de carbono en el disco de 2MASS J16281370-2431391. Fueron capaces de crear imágenes muy nítidas y encontraron algo raro: ¡en algunos casos vieron una señal negativa! Normalmente una señal negativa es físicamente imposible, pero en este caso hay una explicación que nos lleva a una conclusión sorprendente.

El autor principal, Stéphane Guilloteau, desvela la historia: "Este disco no se observa contra un cielo negro y vacío. En cambio, vemos su silueta frente al brillo de la nebulosa Rho Ophiuchi. Este resplandor difuso se extiende demasiado como para ser detectado por ALMA, pero el disco la absorbe. La señal negativa resultante significa que partes del disco están más frías que el fondo. ¡La Tierra está casi literalmente a la sombra del Platillo Volador!"

El equipo combinó las mediciones del disco llevadas a cabo por ALMA con las observaciones de la luz de fondo del telescopio de 30 metros IRAM, instalado en España. Derivaron una temperatura para los granos de polvo del disco de sólo -266 grados (sólo 7 grados sobre el cero absoluto o 7 Kelvin) a una distancia de unos 15.000 millones de kilómetros de la estrella central. Se trata de la primera medición directa de la temperatura de granos grandes (con dimensiones de aproximadamente un milímetro) en este tipo de objetos.

Esta temperatura es mucho menor de lo que predicen los últimos modelos, que estiman temperaturas de entre -258 y -253 ºC (entre 15 y 20 Kelvin). Para resolver esta discrepancia, y dado que alcanzan temperaturas tan bajas, las características de estos grandes granos de polvo deben ser diferentes a lo que se creía hasta ahora.

"Para establecer cuál es el impacto de este descubrimiento en la estructura del disco, tenemos que encontrar qué propiedades del polvo pueden resultar plausibles a temperaturas tan bajas. Tenemos algunas ideas: por ejemplo, la temperatura puede depender del tamaño del grano, siendo los granos más grandes más fríos que los más pequeños. Pero es demasiado pronto para estar seguros", agrega el coautor Emmanuel di Folco (Laboratorio de Astrofísica de Burdeos).

Si se determina que estas bajas temperaturas del polvo son una característica normal de los discos protoplanetarios, esto podría tener muchas consecuencias para la comprensión de cómo se forman y evolucionan.

Por ejemplo, las propiedades del polvo determinan qué sucede cuando estas partículas chocan y, por lo tanto, se convierten en posibles semillas para la formación de planetas. Aún no es posible evaluar si estas diferencias en las propiedades del polvo son significativas o no en este sentido.

También se sabe que existen discos de polvo más pequeños, y que las bajas temperaturas del polvo también pueden tener un importante impacto en ellos. Si estos discos se componen principalmente de granos más grandes y fríos de lo que se pensaba hasta ahora, esto implicaría que estos discos compactos pueden ser arbitrariamente masivos, por lo que incluso podrían formar planetas gigantes relativamente cerca de la estrella central.

Será necesario llevar a cabo más observaciones, pero parece que el polvo frío encontrado por ALMA puede tener consecuencias significativas para la comprensión de los discos protoplanetarios.