Telescopio Espacial Hubble

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Publicado por daryl 22/03/2009 @ 12:15

Tags : telescopio espacial hubble, telescopios, astronomía, ciencia

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Telescopio espacial Hubble

Telescopio espacial Hubble

El Telescopio espacial Hubble (HST por las siglas en inglés) es un telescopio robótico localizado en los bordes exteriores de la atmósfera, en órbita circular alrededor de la Tierra a 593 km sobre el nivel del mar, con un periodo orbital entre 96 y 97 min. Denominado de esa forma en honor de Edwin Hubble, fue puesto en órbita el 24 de abril de 1990 como un proyecto conjunto de la NASA y de la ESA inaugurando el programa de Grandes Observatorios. El telescopio puede obtener imágenes con una resolución óptica mayor de 0,1 segundos de arco. La ventaja de disponer de un telescopio más allá de la atmósfera radica, principalmente, en que de esta manera se pueden eliminar los efectos de la turbulencia atmosférica, siendo posible alcanzar el límite de difracción como resolución óptica del instrumento. Además, la atmósfera absorbe fuertemente la radiación electromagnética en ciertas longitudes de onda, especialmente en el infrarrojo, disminuyendo la calidad de las imágenes e imposibilitando la adquisición de espectros en ciertas bandas caracterizadas por la absorción de la atmósfera terrestre. Los telescopios terrestres se ven también afectados por factores meteorológicos (presencia de nubes) y la contaminación lumínica ocasionada por los grandes asentamientos urbanos, lo que reduce las posibilidades de ubicación de telescopios terrestres.

El Telescopio Espacial Hubble ha sido uno de los proyectos que, sin duda, más han contribuido al descubrimiento espacial y desarrollo tecnológico de toda la Historia de la Humanidad. Gran parte del conocimiento científico del que los estudiosos disponen del espacio interestelar se debe al Telescopio Hubble.

La unidad tiene una masa en torno a 11 toneladas, de forma cilíndrica con una longitud de 13,2 m y un diámetro máximo de 4,2 m. El coste del telescopio ascendió (en 1990) a 2000 millones de dólares US. Inicialmente un fallo en el pulido del espejo primario del telescopio fabricado por Perkin Elmer produjo imágenes ligeramente desenfocadas debido a aberraciones esféricas. Aunque este fallo fue considerado en su día como una importante negligencia por parte del proyecto, la primera misión de servicio al telescopio espacial pudo instalar un sistema de corrección óptica capaz de corregir el defecto del espejo primario (COSTAR: Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) alcanzándose las especificaciones de resolución inicialmente previstas.

El telescopio es un reflector de dos espejos, teniendo el principal 2,4 m de diámetro. Para la exploración del cielo incorpora varios espectrómetros y tres cámaras, una de campo estrecho para fotografiar zonas pequeñas del espacio (de brillo débil por su lejanía), otra de campo ancho, para obtener imágenes de planetas, y una tercera, infrarroja.

Para la generación de electricidad se emplean dos paneles solares que alimentan las cámaras, los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el telescopio y los equipos de refrigeración de la cámara infrarroja y del espectrómetro que trabajan a 93 K (~ -180° C).

Desde su lanzamiento, el telescopio ha recibido varias visitas de los astronautas para corregir diversos errores de funcionamiento e instalar equipo adicional. Debido al rozamiento con la atmósfera (muy tenue a esa altura), el telescopio va perdiendo velocidad muy lentamente y, a la vez, ganando atracción gravitacional, peso, de modo que cada vez que es visitado, el transbordador espacial ha de empujarlo a una órbita ligeramente más alta. De esta manera, se consigue mantener la órbita, que había sido alterada por los efectos físicos antes mencionados, rozamiento y atracción terrestre.

La quinta misión de mantenimiento, prevista para 2006, se canceló inicialmente pero posteriormente se reinstauró. La fecha prevista en la actualidad es mayo de 2009. Con ella, está previsto que el Hubble alcanzará el final de su vida útil hacia 2010-2015. La fecha exacta del fin del Hubble es incierta, ya que depende de la vida de los giróscopos, baterías y el frenado atmosférico (corregible). La NASA prevé lanzar hacia el 2012 un telescopio de nueva generación (el James Webb) para observar en el infrarrojo cercano y medio. El Telescopio Espacial James Webb no es un sustituto del Hubble sino un complemento, ya que observa en un rango distinto del espectro electromagnético.

El 14 de junio de 2006 la cámara avanzada para sondeos (siglas en inglés, ACS), uno de los instrumentos considerados fundamentales en el telescopio, dejó de funcionar. La causa fue un excesivo voltaje en el circuito de alimentación principal que fue subsanada con la activación del sistema de respaldo. El 30 de junio la ACS volvió a funcionar correctamente. El 31 de octubre de 2006, el Administrador de NASA anunció la aprobación para una misión de mantenimiento. Esta misión de 11 días de duración tendrá lugar tentativamente en el otoño de 2008 y entraña la instalación de nuevas baterías, de la tercera cámara de gran angular (WFC3) y de un nuevo espectrógrafo (COS), así como la reparación de los giróscopos y posiblemente de STIS.

El 27 de enero de 2007, la ACS dejó de funcionar de nuevo debido a un cortocircuito en la misma. En principio, se pensó que el daño era irreversible para todos sus detectores. No obstante, más tarde se consiguió revivir uno de ellos (la SBC) y en la actualidad se está analizando si es posible reparar o no los otros dos (el WFC y el HRC) en la próxima misión de reparación. En la decisión final influirán los nuevos instrumentos que se instalarán en dicha misión (la WFC3 y el COS) y si es preferible reparar la ACS o STIS (existe un tiempo máximo que los astronautas pueden pasar fuera de la nave y la reparación de un instrumento lleva varias horas como mínimo). Mientras tanto, el Hubble utilizará los demás instrumentos que están disponibles para investigaciones.

En noviembre de 1993, la revista Science News publicó el titular que estaban esperando los científicos y astrónomos: “La gran reparación: la NASA planea arreglar el telescopio espacial Hubble”. Según New Scientist, constituía “la reparación más ambiciosa de la historia de la aeronáutica”. Un equipo de siete astronautas tendría que recuperar el Hubble y arreglarlo sobre la bodega de carga del transbordador, en pleno espacio. Se hicieron afirmaciones como las siguientes: “La NASA se la juega a una carta en esta misión” y “Una cita con el destino”.

Los oftalmólogos espaciales dieron un golpe maestro en el ámbito de la ciencia: en cinco paseos espaciales arreglaron los aparatos ópticos del Hubble e instalaron una cámara nueva del tamaño de un piano. Hicieron falta tres años de preparación para cambiar las piezas defectuosas e instalar los elementos correctores. La visita al oculista fue cara. Según fuentes confiables, el arreglo de las lentes costó 263 millones de dólares.

El punto álgido se alcanzó en enero de 1994, cuando se publicaron los siguientes titulares: “El telescopio Hubble ya no es miope” y “El Hubble por fin ve la gloria celestial”. La revista Astronomy anunció: “El Hubble ha quedado mejor que salido de fábrica”. Además, plasmó las reacciones de los astrónomos del Instituto Científico del Telescopio Espacial cuando recibieron las primeras imágenes: “Absolutamente increíbles”. “Al ver las primeras imágenes, nos entraron escalofríos.” “El Hubble ha quedado reparado a un grado que nunca hubiéramos soñado”, comentó satisfecho el doctor Edward J. Weiler, jefe científico del proyecto.

El Hubble está logrando que los teóricos se replanteen algunas de sus ideas tocante a la edad del universo. De hecho, el entendimiento actual los ha situado ante una paradoja. Los datos más recientes que ha proporcionado el Hubble, según Wilford, escritor de asuntos científicos del periódico The New York Times, “indican de manera convincente que el universo puede ser mucho más joven de lo que calculaban los científicos. Tal vez no tenga más de ocho mil millones de años”, en vez de los cálculos anteriores, que le asignaban veinte mil millones. El problema radica en que “se da por seguro que algunas estrellas tienen unos dieciséis mil millones de años”. No es de extrañar que, como sigue diciendo, “el universo parezca querer engañar a los cosmólogos lanzándoles con efecto la pelota de los hechos y demostrando así las lamentables limitaciones de sus conocimientos”. Además agrega: “Los que se dedican al estudio del universo han de aceptar la probabilidad de que, por muy brillantes e ingeniosos que sean, no conseguirán responder muchas preguntas fundamentales”.

No tardó en demostrarse que había valido la pena corregir el sistema óptico. En junio de 1994, la revista Time publicó que el Hubble había descubierto claros indicios en apoyo de la existencia de los agujeros negros. La NASA anunció que este había descubierto una “nube de gases en forma de disco que gira a la vertiginosa velocidad de 1,9 millones de kilómetros por hora”. Se halla a unos 50 millones de años luz, en el centro de la galaxia M87. Se dice que tiene una masa estimada de entre 2.000 y 3.000 millones de estrellas del tamaño del Sol, pero comprimidas en un espacio del tamaño del sistema solar. Los científicos calculan que el disco de gases tiene una temperatura de 10.000 grados Celsius. La única explicación que puede darse en la actualidad para este fenómeno es la existencia de una enorme fuerza gravitatoria ejercida por un mastodóntico agujero negro, en torno al cual da vueltas el disco.

El Hubble también envió imágenes extraordinarias del cometa Shoemaker-Levy 9 cuando este se dirigía en una trayectoria autodestructiva a Júpiter, donde se desintegró en julio de 1994. Las imágenes de las galaxias que envía el Hubble son de tal nitidez que un científico calificó así el trabajo: “Un ligero cambio en el espejo, un paso gigante en astronomía”. Según la revista Investigación y Ciencia, en la actualidad “la resolución del Hubble decuplica la del mejor instrumento instalado en tierra, y gracias a ello puede observar con claridad un volumen de espacio mil veces mayor ”.

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NGC 3808

NGC 3808

NGC 3808 es una galaxia espiral interaccionando con la vecina NGC 3808A, también galaxia espiral. Están situadas en la constelación de Leo, siendo el brillo superficial de NGC 3808 13,6. Fueron descubiertas por William Herschel en 1785 y catalogadas en el Atlas Arp de Galaxias Peculiares como Arp 87 por el astrónomo Halton Arp en los años 60. Se encuentran a 300 millones de años luz de la Tierra.

Imágenes obtenidas con el Telescopio Espacial Hubble en 2007 han permitido observar con detalle ambas galaxias. La forma de las galaxias ha sido distorsionada por la interacción gravitacional entre ellas. En la galaxia principal, NGC 3808, vista prácticamente de frente, se observa un brillante anillo de formación estelar y varios prominentes brazos de polvo. Estrellas, gas y polvo fluyen desde esta galaxia hacia su compañera, NGC 3808A. Esta última aparece prácticamente de perfil y está rodeada de un anillo de estrellas y gas interestelar que es perpendicular al disco galáctico, denominado anillo polar.

Las galaxias que interactúan con otras suelen exhibir altas tasas de formación de estrellas. Muchos indicios -color de la luz de las estrellas, intensidad de emisión del gas, emisión en el infrarrojo lejano del gas calentado- apoyan este hecho. Algunas galaxias en proceso de fusión tienen los niveles más altos de formación estelar que se pueden encontrar en el universo cercano.

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TW Hydrae

TW Hydrae (TW Hya / HIP 53911) es una estrella en la constelación de Hidra de magnitud aparente +11,1. Junto a unas 20 estrellas de baja masa, TW Hydrae forma parte de las Asociación estelar de TW Hydrae, a la que da nombre.

TW Hydrae es una enana naranja de tipo espectral K8Ve. A 184 años luz de distancia de la Tierra, es la estrella T Tauri más cercana al Sol, y como tal, es una estrella muy joven, con una edad de 8 a 10 millones de años. La estrella parece estar formando un disco protoplanetario de polvo y gas, que en imágenes del Telescopio Espacial Hubble aparece visto de frente.

En 2005 se descubrió un disco circumestelar de más de 10 UA de diámetro en torno a TW Hydrae. Éste contiene pequeños fragmentos de roca, que pueden constituir el material para la formación de futuros planetas. El tamaño de las partículas del disco es del orden de centímetros. De acuerdo a la teoría comúnmente aceptada, la formación planetaria comienza cuando los granos del polvo del disco chocan y acrecen formando fragmentos mayores, que con el transcurso del tiempo acaban formando planetas.

En 2007 se anunció el descubrimiento de un planeta masivo alrededor de TW Hydrae, denominado TW Hydrae b. Tiene una masa aproximada de 9,8 veces la masa de Júpiter, un período orbital de 3,56 días, y se mueve a una distancia de 0,04 UA de la estrella, dentro del borde interno del disco protoplanetario. Puesto que la estrella es tan joven, éste puede ser el planeta extrasolar más joven descubierto hasta el momento, y esencialmente puede estar aún en formación. El diámetro probable del planeta puede ser 1,5 veces el de Júpiter, y brilla intensamente debido a su juventud, antes de enfriarse y contraerse en el transcurso de los próximos miles de millones años hasta el tamaño de Júpiter.

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NGC 7331

NGC 7331

NGC 7331 es una galaxia espiral en la constelación de Pegaso, localizada 9º al noroeste de Scheat (β Pegasi). De magnitud aparente 10,4 puede ser observada con pequeños telescopios. Descubierta por William Herschel en 1784, es una de las galaxias más brillantes que no están incluidas en el catálogo Messier.

Desde nuestra perspectiva, NGC 7331 aparece con una inclinación similar a la Galaxia de Andrómeda (M31). Situada a 49 millones de años luz, se la ha considerado similar a la Vía Láctea, hasta el punto de describirla una gemela de nuestra galaxia, en cuanto a masa, número de estrellas y ritmo de formación estelar. Sin embargo, por un lado la presencia de una barra en el centro de nuestra galaxia ha mostrado que las similitudes no son tales, y por otro lado el estudio de las cefeidas de ésta galaxia mediante el Telescopio Espacial Hubble han mostrado que ésta galaxia es mucho más brillante y masiva que la nuestra, con una masa estimada en 460000 millones de veces la de nuestro Sol. Imágenes obtenidas en el infrarrojo lejano y en ondas de radio muestran un anillo de polvo de casi 20.000 años luz rodeando la galaxia. En gran medida está formado por hidrocarburos policíclicos aromáticos, que resplandecen cuando reciben la luz de estrellas jóvenes. Por el contrario, en el centro de la galaxia predominan estrellas más viejas.

Sólo una supernova (SN 1959D, de tipo IIL) ha sido identificada en NGC 7331.

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NGC 1705

NGC 1705 es una galaxia enana irregular en la constelación de Pictor a 17 millones de años luz de distancia de la Tierra.

Imágenes obtenidas con el Telescopio Espacial Hubble permiten ver como estrellas jóvenes, azules y calientes se concentran hacia el centro galáctico, mientras que las más viejas, rojizas y frías se encuentran más diseminadas. Aunque en NGC 1705 se han estado formando estrellas en otras épocas, hace entre 26 y 31 millones de años tuvo lugar un episodio de gran actividad en la formación estelar. Muchas de las jóvenes estrellas del núcleo galáctico nacieron en este período de "estallido estelar".

NGC 1705 está clasificada como una enana irregular por su pequeño tamaño y por carecer de una estructura regular. Actualmente, se cree que galaxias como ésta fueron los primeros sistemas en colapsar y comenzar a formar estrellas en el universo primitivo. Representan los primeros bloques a partir de los cuales se formaron más tarde objetos mucho más masivos como las galaxias espirales y elípticas a través de fusiones e interacciones. El estudio de las estrellas de NGC 1705 y otras galaxias irregulares cercanas ha demostrado que estas galaxias tienen varios miles de millones de años de antigüedad. La propia NGC 1705 podría tener hasta unos 13.500 millones de años.

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Nebulosa Algodón de Azúcar

Nebulosa Algodón de Azúcar

La Nebulosa Algodón de Azúcar (en inglés Cotton Candy Nebula) es una protonebulosa planetaria situada en la constelación de Scorpius, el escorpión. Este tipo de nebulosas constituye un breve episodio de la evolución estelar entre la fase final de la rama asintótica gigante y la transformación en una verdadera nebulosa planetaria. La Nebulosa Algodón de Azúcar es conocida formalmente como IRAS 17150-3224, ya que fue descubierta por el observatorio espacial de infrarrojos IRAS.

La imagen obtenida con el Telescopio Espacial Hubble permite ver una serie de anillos concéntricos que representan los distintos episodios de material expulsado por la estrella central en los últimos miles de años. Después de una serie de estos episodios, la estrella ha quedado encerrada en un "capullo"; en la imagen se observan los primeros indicios que muestran a la nebulosa emergiendo del capullo.

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Galaxia lenticular M84

Messier 84

Messier 84 (también conocido como M84 o NGC 4374) es una galaxia lenticular en la constelación de Virgo. Fue descubierta por Charles Messier en 1781. M84 está situada en núcleo interno del altamente poblado cúmulo de galaxias de Virgo.

Dos características son distintivas de la galaxia M84. En primer lugar, contiene un mecanismo central que arroja dos chorros pequeños, pero bien visibles, que pueden ser observados en imágenes de radio. En segundo lugar, investigaciones llevadas a cabo con el Telescopio Espacial Hubble han puesto de manifiesto que el núcleo de la galaxia M84 posee un objeto central masivo de 180 millones de masas solares, concentradas en menos de 26 años luz desde el centro de la misma. La presencia de un agujero negro supermasivo viene a confirmarse con la medida de la altísima velocidad de rotación (del orden de 400 km/s) de un disco de gas en el centro de la galaxia.

Se han observado tres supernovas en M84: SN 1957B, que llegó a alcanzar magnitud 13, SN 1980I y SN 1991bg.

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Source : Wikipedia