SOFIA observará Tritón, el centro de la Vía Láctea, y más allá

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En 2.017 el Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja, (SOFIA, las iniciales en inglés de Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), estudiará Tritón, la luna gigante de Neptuno. Seguirá las observaciones realizadas por el Telescopio Espacial Hubble de las columnas de agua en Europa, la luna de Júpiter. También mirará el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea.

Según los planes de observación de la campaña 2.017, alrededor de la mitad del tiempo de investigación de SOFIA estará destinado a estudiar planetas, a observar cometas y asteroides que orbitan otras estrellas y agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias diferentes a la nuestra.

La mitad restante estará enfocada en la formación de estrellas y el medio interestelar, las áreas de polvo y gas cósmicos en el Universo, incluyendo la vasta y turbulenta región que rodea al centro de la Vía Láctea, nuestro hogar galáctico.

Detalles del Ciclo 5

Un total de 535 horas de observación fueron adjudicadas al Ciclo Científico 5 de SOFIA, que se extenderá desde febrero de 2.017 a Enero de 2.018. Los programas seleccionados abarcan el campo completo de la astronomía, desde ciencias planetarias a investigaciones extragalácticas.

Tritón, que se halla a un tercio de año luz de la Tierra, será uno de los objetos más próximos estudiado por el observatorio aerotransportado SOFIA, un emprendimiento conjunto de la NASA y del Centro Aeroespacial Alemán (DLR). El objetivo más lejano será un agujero negro supermasivo que se halla a unos 12 mil millones de años de distancia.

La imagen nos muestra al observatorio SOFIA con la puerta lateral abierta, que permite la observación con el telescopio. Crédito de la imagen: NASA/USRA
La imagen nos muestra al observatorio SOFIA con la puerta lateral abierta, que permite la observación con el telescopio. Crédito de la imagen: NASA/USRA

El observatorio se halla a bordo de un avión de pasajeros Boeing 747SP. La nave fue modificada para transportar un telescopio de 100 pulgadas de diámetro. El telescopio tiene ocho instrumentos que permite a los científicos estudiar el Universo en longitudes de onda infrarrojas. Estas ondas no pueden ser captadas por observatorios en la superficie, porque lo impiden las capas atmosféricas que protegen la Tierra. El Ciclo 5 de SOFIA brindará 455 horas de investigación a programas científicos de Estados Unidos y 80 horas a programas de Alemania.

¿Qué es upGREAT?

Este es el crioenfriador del instrumento upGREAT, un espectrómetro de alta resolución en infrarrojo cercano. Crédito de la imagen: Patrick Pütz, Universidad de Colonia
Este es el crioenfriador del instrumento upGREAT, un espectrómetro de alta resolución en infrarrojo cercano. Crédito de la imagen: Patrick Pütz, Universidad de Colonia

“Fueron seleccionados cuatro programas de alto valor para investigar la región del centro galáctico, utilizando el espectrómetro infrarrojo lejano de alta resolución upGREAT. Tres de esos programas están orientados a entender la Zona Molecular Central, una región vasta y turbulenta que rodea al núcleo de la Vía Láctea. Allí se halla una fracción enorme de densas nubes moleculares y regiones de formación estelar. El cuarto programa está enfocado en el material que rodea, y que tal vez alimenta el agujero negro supermasivo en el mismo corazón de nuestra galaxia”, explicó Harold Yorke, Director de la Misión Científica de SOFIA. Yorke pertenece a la Asociación de Universidades de Investigación Espacial (USRA, por Universities Space Research Association).

¿Por qué upGREAT?

En un intento de explicar que además de las siglas del instrumento, tal vez sea un juego de palabras con la pronunciación de actualizado (upgrade) y grande (great), en inglés. (Sí, los científicos también tienen sentido del humor. ¿Qué les parece).

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Para estudiar objetos celestes que se ven mejor desde el Hemisferio Sur del planeta, SOFIA será desplegada ocho semanas en Christchurch, Nueva Zelanda, desde fines de junio a fines de agosto de 2.017. Serán empleados tres instrumentos: el espectrómetro actualizado German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies, o upGREAT, que podríamos traducir como Receptor de Astronomía Alemán en Frecuencias Terahercios. También, FORCAST, la Faint Object infraRed Camera del telescopio SOFIA Telescope; que podríamos traducir como Cámara Infrarroja de Objetos Difusos, un instrumento que combina un espectrómetro y una cámara para infrarrojo medio. Finalmente, el Espectrómetro de Imágenes de Infrarrojo Lejano (FIFI-LS, por Far Infrared Field-Imaging Line Spectrometer).

La atención puesta en Orión

El espectrómetro EXES, que capta longitudes de onda del infrarrojo medio. Puede detectar vapor de agua y agua helada en torno a planetas o en constelaciones. Crédito de la imagen: SOFIA/USRA
El espectrómetro EXES, que capta longitudes de onda del infrarrojo medio. Puede detectar vapor de agua y agua helada en torno a planetas o en constelaciones. Crédito de la imagen: SOFIA/USRA

Además, el espectrómetro de infrarrojo medio conocido como EXES, por Echelon-Cross-Echelle Spectrograph, aprovechará la gran sensibilidad y alta resolución espectral para realizar una ambiciosa detección de moléculas no detectadas previamente en la región de formación estelar de Orión, en búsqueda de especies moleculares raras, tales como el acetileno, etileno y etano. Los científicos prevén que estas observaciones brindarán información sobre la producción de agua y de compuestos orgánicos en una región en la actualmente están formándose estrellas y planetas.

Campos magnéticos galácticos y formación estelar

El instrumento HAWC+, frente al avión Boeing reformado para albergar el observatorio cercano SOFIA. Crédito de la imagen: SOFIA/USRA/NASA/DLR
El instrumento HAWC+, frente al avión Boeing reformado para albergar el observatorio cercano SOFIA. Crédito de la imagen: SOFIA/USRA/NASA/DLR

La Cámara Polarimétrica de Infrarrojo Lejano (HAWC+, por High-resolution Airborne Wideband Camera-plus), se prevé utilizar junto al radiotelescopio más poderoso en la superficie terrestre, ALMA, por Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, instalado en Chile. Se prevé que ambos ayudarán a entender cómo los campos magnéticos de la galaxia resisten el colapso de nubes de gas que forman estrellas, y, de esa manera, afectan el proceso de formación estelar.

Tritón es el objetivo

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Una desafiante investigación en ciencia planetaria utilizará SOFIA para observar a Tritón, cuando pase frente a una brillante estrella en octubre de 2.017. Esta actividad requerirá que el observatorio se traslade a la Costa Este de Estados Unidos. Allí se prevé que la sombra de Tritón se proyectará brevemente, lo que permitirá observar la delgada atmósfera de la luna.

“Este proyecto es similar al estudio de Plutón y su atmósfera, que SOFIA realizó durante una ocultación estelar observada en cercanías de Nueva Zelanda en 2.015. De hecho fue propuesta por el mismo equipo investigador. Este tipo de investigación demuestra las virtudes de un observatorio móvil. Puede ir a cualquier lugar de la Tierra para ver fenómenos celestes pasajeros”, indicó Yorke.

El valor de SOFIA

Imagen compuesta realizada con una observación en infrarrojo cercano del Telescopio Espacial Hubble y del instrumento NICMOS del observatorio SOFIA. Crédito de la imagen: NASA/HST/STScI/AURA
Imagen compuesta realizada con una observación en infrarrojo cercano del Telescopio Espacial Hubble y del instrumento NICMOS del observatorio SOFIA. Crédito de la imagen: NASA/HST/STScI/AURA

La capacidad de SOFIA de cambiar instrumentos y adaptar nuevas tecnologías permite el rápido desarrollo y despliegue de nuevos sensores. En ese sentido, la NASA anticipó que prevé solicitar propuestas en 2.017 para la próxima generación de instrumentos.

¿Qué podemos detallar sobre SOFIA? Antes jugábamos con los nombres de la misión, los instrumentos, y, tal vez, un costado de buen humor e ingenio aplicado a la investigación científica. Se me ocurrió que además de las siglas, los científicos podrían haber pensado en Sofía, el término utilizado por los antiguos griegos para referirse a la sabiduría, no sólo de los hombres, sino de la sabiduría de Dios.

¿Qué opinan ustedes? ¿Coinciden con esta interpretación?

Datos administrativos

El gerenciamiento del programa de SOFIA es ejercido por el Centro de Investigación Ames, de la NASA, con sede en Silicon Valley, California. También participa, junto a USRA, en las operaciones científicas y de las misiones del observatorio. La base de la misión está en el hangar 703, del Centro de Investigación de Vuelo Armstrong, de la NASA, en Palmdale, California.

¿Cuál es la importancia de SOFIA?

Al volar en la estratósfera de la Tierra, es un observatorio que supera algunas capas de la atmósfera terrestre que impiden la llegada de la radiación en diferentes longitudes de onda. Al no estar en la órbita terrestre, SOFIA puede ser actualizado, a costos más reducidos. Las tripulaciones se adecuan a la misión específica de observación. Además, a los equipos científicos se suman grupos de docentes que luego harán tareas de extensión educativa explicando el valor de un observatorio astronómico a bordo de un avión de pasajeros modificado.

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