Archivos diarios: 06/03/2014

Hubble testigo de desintegración

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El telescopio espacial Hubble ha fotografiado lo que nunca vimos sobre un asteroide, la fragmentación en al menos diez trozos más pequeños. Consideramos como normal que los núcleos frágiles de los cometas que se han visto romperse en pedazos cuando se acercan al Sol; hasta aquí nunca habíamos visto la desintegración de un asteroide. P/2013 R3 es el primer caso de un asteroide del Cinturón Principal.

“Se trata de una roca. El verlo desmoronarse ante nuestros ojos es bastante asombroso”, dijo David Jewitt de la UCLA, que dirigió la investigación.

Primero se lo notó como un objeto inusual raro y difuso que fue observado el 15 de Septiembre de 2013 por los programas de búsqueda de Catalina y del Pan-STARRS. Las observaciones del 1 de Octubre con el Telescopio Keck en Mauna Kea (Hawai), revelaron tres cuerpos móviles integrados en un envoltorio de polvo de casi el diámetro de la Tierra.

“Keck nos demostró que esto era digno de ser mirado con el telescopio Hubble” dijo Jewitt. Con su resolución superior, las observaciones del Hubble pronto demostraron que eran en realidad diez objetos distintos, cada uno con sus colas de polvo como si fuesen cometas. Los cuatro fragmentos rocosos principales, que son los mayores, tienen cerca de 200 metros de radio.

Los datos aportados por el Hubble muestran que los fragmentos se alejan unos de otros, a unos 1,5 kilómetros por hora, más lento que una persona caminando. El asteroide comenzó a deshacerse a principios del año pasado, pero las últimas imágenes muestran que siguen surgiendo más trozos.

“Esta es algo realmente extraño de observar —nunca hemos visto algo como esto-” dice Jessica Agarwal del Instituto de Max Planck para la Investigación de Sistema Solar, Alemania. “La desintegración podría tener muchas causas diferentes, pero las observaciones del Hubble son bastante detalladas que nos permiten señalar el proceso responsable de esto”.

El continuo descubrimiento de más fragmentos hace que sea poco probable que el asteroide se haya desintegrado debido a una colisión con otro asteroide; esto sería instantáneo y violento en comparación con lo que se ha observado hasta aquí. Los escombros de un impacto se moverían a alta velocidad, es decir, mucho más rápido de lo que se ha observado.
Igualmente, es poco probable que el asteroide se separe en trozos debido a la presión interior de los hielos, al calentamiento y sublimación posterior. El objeto es demasiado frío como para sublimar y se presume mantiene una cercanía de unos 480 millones de km de distancia desde el Sol durante una gran parte de la edad del Sistema Solar -ya que es de órbita periódica-.

Esto deja un escenario en que el asteroide se desintegra debido a un efecto sutil de la luz solar que hace que la velocidad de rotación aumente lentamente con el tiempo.
Finalmente, sus componentes se separan debido a la fuerza centrífuga. La posibilidad de rompimiento por este fenómeno, es conocido como el efecto YORP [1] -efecto que se ha discutido por los científicos durante varios años, pero hasta ahora nunca pudo ser observado en forma fiable (eso1405).

Para que ocurra la ruptura de P/2013 R3, es que debe tener una débil fractura interior, probablemente el resultado de numerosas colisiones antiguas y no destructivas por encuentros con otros asteroides.
La mayoría de los pequeños asteroides se cree que han sido severamente dañados de esta manera, dándoles una estructura interna de un “montón de escombros aglutinados”. El P/2013 R3 es probablemente el producto de una colisión con un cuerpo mayor en cierto tiempo de los últimos millones de años.

“Este es el último de una serie de extraños descubrimientos asteroidales, incluyendo el asteroide activo P/2013 P5, del que hemos encontrado emitiendo seis colas” dice Agarwal. “Esto indica que el Sol desempeña un papel muy importante en la desintegración de estos pequeños cuerpos del Sistema Solar, poniendo presión sobre ellos mediante la luz solar.”

El material remanente del P/2013 R3, con un peso de 200.000 toneladas, proporcionará una rica fuente de meteoritos en el futuro. La mayoría de las cuales eventualmente se sumergirán con el tiempo en el Sol, pero una pequeña fracción de estos residuos pueden un día ingresar en nuestro cielo como meteoros.

[1] Este efecto se lo conoce como efecto Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack. Se produce cuando la luz Solar es absorbida por un cuerpo y a continuación es reemitida en forma de calor. Cuando la forma del cuerpo emisor no es perfectamente regular, más calor es emitido a través de algunas regiones particulares que en otras.
Esto crea un pequeño desequilibrio que causa una pequeña torsión pero constante en el cuerpo, que cambia su velocidad de giro.

  • The results will be published in a paper entitled “Disintegrating Asteroid P/2013 R3”, to appear in the Astrophysical Journal Letters on 6 March 2014.
  • The international team of astronomers in this study consists of D. Jewitt (UCLA, USA), J. Agarwal (MPS, Germany), J. Li (UCLA, USA), H. Weaver (Johns Hopkins University, USA), M. Mutchler (STScI, USA), and S. Larson (University of Arizona, USA).

Nota: En su momento fue catalogado como cometa por su aspecto difuso característico.
MPC 86643:  P/2013 R3 (Catalina-PANSTARRS)

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Choque de cometas en Beta Pictoris

Choque de cometas explica sorprendente presencia de aglomeraciones de gas alrededor de una estrella joven

ALMA revela la existencia de una enigmática masa de gas en un disco de restos que rodea a Beta Pictoris.

6 de marzo de 2014

Utilizando el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) situado en el norte de Chile, un equipo de astrónomos ha anunciado hoy el descubrimiento de una inesperada aglomeración de monóxido de carbono en el polvoriento disco que rodea a la estrella Beta Pictoris. Esto es una sorpresa, ya que se supone que este tipo de gas es rápidamente destruido por la luz de la estrella. Algo — probablemente numerosas colisiones entre pequeños objetos helados como cometas — puede estar haciendo que el gas siga reponiéndose continuamente. Los nuevos resultados se publican hoy en la revista Science.

Beta Pictoris, una estrella cercana fácilmente visible a ojo en el cielo austral es aclamada como el arquetipo de sistema planetario joven. Se sabe que alberga un planeta que orbita a unos 1.200 millones de kilómetros de su estrella, y fue una de las primeras estrellas descubiertas rodeada por un gran disco de restos polvorientos [1].

Nuevas observaciones llevadas a cabo con ALMA muestran que el disco está impregnado de monóxido de carbono. Paradójicamente, la presencia de monóxido de carbono, tan nocivo para los seres humanos en la Tierra, podría indicar que el sistema planetario de Beta Pictoris podría convertirse en un buen hábitat para albergar vida. El bombardeo de cometas que están sufriendo sus planetas puede estar proporcionándoles agua, lo que podría permitir el desarrollo de vida [2].

Pero el monóxido de carbono se descompone rápidamente y con facilidad por la luz de las estrellas: solo puede durar unos 100 años en las zonas del disco de Beta Pictoris donde ha sido observado. Encontrarlo en el disco de Beta Pictoris, de 20 millones de años, es una sorpresa total. ¿De dónde proviene y por qué está aún ahí?

A menos que estemos viendo a Beta Pictoris pasando por un momento muy inusual, el monóxido de carbono debe estar siendo repuesto de manera continua”, afirma Bill Dent, astrónomo de ESO en la Oficina Conjunta de ALMA (Joint ALMA Office, Santiago, Chile) y autor principal del artículo publicado hoy en la revista Science. “La fuente más abundante de monóxido de carbono en un sistema solar joven son las colisiones entre cuerpos helados, desde cometas hasta objetos mayores, de tamaño planetario”.

Pero el ritmo de destrucción debe ser muy alto: “Para obtener la cantidad de monóxido de carbono que estamos observando, el ritmo de colisiones debería ser verdaderamente sorprendente: una colisión de un cometa de gran tamaño cada cinco minutos”, señala Aki Roberge, astrónomo del Centro de Investigación Goddard de la NASA (Greenbelt, EE.UU.) y coautor del artículo. “Para alcanzar este número de colisiones, debería tratarse de un enjambre de cometas muy juntos y muy masivo”.

Pero ha habido más sorpresas en las observaciones de ALMA, que no solo descubrió el monóxido de carbono, sino que además hizo un mapa de su ubicación en el disco gracias a la capacidad única de ALMA de medir de manera simultánea tanto la posición como la velocidad: el gas se encuentra concentrado en un grumo compacto. Esta concentración se encuentra a 13.000 millones de kilómetros de su estrella, lo que supone tres veces la distancia de Neptuno al Sol. El motivo por el cual el gas se encuentra en ese pequeño espacio tan lejos de la estrella es un misterio.

Esta aglomeración es una clave importante para lo que está ocurriendo en las zonas exteriores de este joven sistema planetario”, afirma Mark Wyatt, astrónomo de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), y coautor del artículo. Wyatt explica que hay dos formas en las que puede formarse una aglomeración de este tipo: “O bien la fuerza gravitatoria de un planeta aún no visto, similar en masa a Saturno, está concentrando las colisiones de cometas en un área pequeña, o bien lo que vemos son los remanentes de una única y catastrófica colisión entre dos planetas helados de la masa de Marte”.

Ambas posibilidades dan a los astrónomos razones para ser optimistas y creer que hay varios planetas más esperando ser descubiertos alrededor de Beta Pictoris. “El monóxido de Carbono es sólo el principio: puede haber otras moléculas pre-orgánicas más complejas liberadas por esos cuerpos helados”, añade Roberge.

Se han planeado nuevas observaciones utilizando ALMA, que aún no ha alcanzado el cien por ciento de sus capacidades, con el fin de arrojar más luz sobre este misterioso sistema planetario, ayudando así a comprender qué condiciones se dieron durante la formación de nuestro Sistema Solar.

Notas

[1] Muchas estrellas están rodeadas por turbulentas nubes de polvo, conocidas como “debris” o discos de escombros. Son restos de una colisión en cascada de las rocas que orbitan a la estrella, algo parecido a la colisión de los fragmentos de la estación espacial representada en la película Gravity (pero a una escala mucho mayor). Pueden revisar observaciones anteriores de Beta Pictoris en eso1024 y eso0842.

[2] Los cometas contienen hielo de monóxido de carbono, dióxido de carbono, amoníaco y metano, pero el componente mayoritario es una mezcla de polvo y hielo de agua.

Información adicional

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una colaboración entre Europa, América del Norte y Asia Oriental  en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado en Europa por el Observatorio Europeo Austral (ESO), en América del Norte por la Fundación Nacional de Ciencia de los Estados Unidos (NSF) en cooperación con Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencias (NSC) de Taiwán; y en Asia Oriental  por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán. La construcción y operaciones de ALMA en Europa están lideradas por ESO; en América del Norte por el National Radio Astronomy Observatory (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI); y en Asia Oriental por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ). El Observatorio Conjunto ALMA (Joint ALMA Observatory, JAO) proporciona al proyecto la unificación tanto del liderazgo como de la gestión de la construcción, puesta a punto y operación de ALMA.

Esta investigación se ha presentado en un artículo titulado “Molecular Gas Clumps from the Destruction of Icy Bodies in the β Pictoris Debris Disk” que aparece en la revista  Science del 6 de marzo de 2014.

El equipo está compuesto por W.R.F. Dent (Oficina Conjunta de ALMA, Santiago, Chile [JAO]), M.C. Wyatt (Instituto de Astronomía, Cambridge, Reino Unido [IoA]), A. Roberge (Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, Greenbank, USA), J.-C. Augereau (Instituto de Planetología y Astrofísica de Grenoble, Francia [IPAG]), S. Casassus (Universidad de Chile, Santiago, Chile), S. Corder (JAO), J.S. Greaves (Universidad de Andrews, Reino Unido), I. de Gregorio-Monsalvo (JAO), A. Hales (JAO), A.P.Jackson (IoA), A. Meredith Hughes (Universidad de Wesleyan, Middletown, EE.UU.), A.-M. Lagrange (IPAG), B. Matthews (Consejo Nacional de Investigación de Canadá, Victoria, Canadá) y D. Wilner (Observatorio de Astrofísica Smithsonian, Cambridge, EE.UU.).

ESO es la principal organización astronómica intergubernamental de Europa y el observatorio astronómico más productivo del mundo. Quince países apoyan esta institución: Alemania, Austria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Holanda, Italia, Portugal, el Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza. ESO desarrolla un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de poderosas instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos hacer importantes descubrimientos científicos. ESO también desarrolla un importante papel al promover y organizar la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de categoría mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope, el observatorio óptico más avanzado del mundo, y dos telescopios de rastreo. VISTA trabaja en el infrarrojo y es el telescopio de rastreo más grande del mundo, y el VST (sigla en inglés del Telescopio de Rastreo del VLT) es el telescopio más grande diseñado exclusivamente para rastrear el cielo en luz visible. ESO es el socio europeo de un revolucionario telescopio, ALMA, el proyecto astronómico más grande en desarrollo. Actualmente ESO está planificando el European Extremely Large Telescope, E-ELT, el telescopio óptico y de infrarrojo cercano de 39 metros, que llegará a ser “el ojo más grande del mundo para mirar el cielo”.

Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.

El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.

NEOWISE y C/2014 C3

La nave espacial NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) ha descubierto un cometa algo peculiar y es su primer descubrimiento de este tipo, desde que sale de la hibernación de la nave a fines del año pasado.

Amy Mainzer del JPL dijo: “Estamos muy contentos de haber descubierto este gélido visitante proveniente de los límites exteriores de nuestro sistema solar”. “Este cometa es como un ejemplar raro ya que se encuentra en una órbita retrógrada, lo que significa que su trayectoria alrededor del Sol es en el sentido opuesto de la traslación de la Tierra y de los otros planetas.

Oficialmente denominado “C/2014 C3 (NEOWISE) “, es el primer cometa descubrimiento de esta misión que ha sido renovada. Fue el 14 de Febrero cuando el cometa estaba a 230 millones de kilómetros de la Tierra. A pesar de que la órbita del cometa es todavía un poco incierto, parece haber llegado a su punto más lejano de la región de los planetas exteriores. El sofisticado software de la misión detectó este objeto al moverse sobre el contexto de las estrellas fijas. El descubrimiento fue confirmado por el Minor Planet Center cuando se recibieron otras observaciones de confirmación y de seguimiento.

Si bien esta es la primera cometa NEOWISE que ha descubierto desde su regreso a la actividad, esta nave espacial tiene acreditada el descubrimiento de otros 21 cometas durante su misión principal.

Originalmente llamada Explorador Infrarrojo de Campo Amplio (WISE), la nave fue apagada en 2011 después de cumplir con su misión principal. Desde Septiembre de 2013 en que se ha reactivado, pasó ahora a denominarse NEOWISE y le asignó una nueva misión para ayudar a la NASA a determinar la población de objetos cercanos a la Tierra potencialmente peligrosos. NEOWISE se caracteriza también por determinar mejor los tamaños y composiciones de los asteroides y cometas.