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Astrofísica


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Planetesimales binarios

29 Enero.- Representación artística del asteroide binario "90 Antíope", situado en la parte exterior del cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter. Una nueva investigación indica que el disco planetario joven de los planetesimales binarios podría influir mucho en su desarrollo. Crédito: Observatorio Europeo.

Representación de planetesimales
En menos de diez millones de años, el material del disco alrededor de una estrella joven será incrementado por su estrella, dispersándose en el medio interestelar, o se convertirá en planetas o cuerpos sólidos más pequeños. Como el material en el disco gira alrededor de la estrella, cada partícula tiene una velocidad que depende de su distancia a la estrella.

Los modelos actuales para la evolución de los discos pre-planetarios tienen tres procesos básicos. En los dos primeros, los cuerpos interactúan entre sí para intercambio de energía y alterar sus velocidades y distancias de la estrella. En el tercer grupo, pequeños granos de polvo en órbita coagulados se pegaran entre sí y se convierten en cuerpos más grandes, llamados planetesimales.

Los cuerpos sólidos a menudo esculpen las lagunas, o cavidades, en el disco, por acreción de más material, y algunos se convierten en planetas. Con el tiempo los vientos de la estrella se llevarán los restantes materiales del disco. Cada uno de estos procesos está influenciado por muchos factores que los astrónomos están trabajando duro para entender.

En un nuevo documento, del CfA astrónomo Perets Hagai estudia el papel de los planetesimales binarios - grupos que orbitan entre sí y conjuntamente maduran a través de los tres procesos básicos. ¿Crear tales planetesimales binarios es posible? Y como pueden influir en el desarrollo del sistema planetario? Por ejemplo, cuando dos cuerpos interactúan el resultado es una predicción relativamente sencilla, pero un tercer cuerpo en la mezcla puede hacer que la interacción sea muy compleja, incluso caótica, por ejemplo, puede dar lugar a uno de los tres cuerpos expulsados del sistema.

Perets introduce una serie de argumentos teóricos relativamente simples para ilustrar la forma binaria de los planetesimales que pueden tener una diferencia muy grande con el sistema planetario final. Se sabe de la existencia  en nuestro sistema solar de muchos planetesimales binarios, y argumenta que algunos de ellos podrían ser los restos de épocas anteriores. El autor muestra que el trabajo que desempeñan los binarios, que desempeñan un papel importante en la evolución del sistema planetario y no debe ser ignorado en las simulaciones del futuro y de modelado.
La potencia del giro de los agujeros negros

29 Enero.- Una imagen óptica de la galaxia elíptica M87, que alberga un agujero negro masivo en su núcleo. Un chorro de material puede ser visto cuando es expulsado (a una posición). M87 se encuentra en un cúmulo de galaxias, algunas de las cuales también se pueden ver aquí. Los nuevos resultados muestran que el giro del agujero negro supermasivo podría impulsar el chorro.
Imagen de la galaxia M87
Los agujeros negros supermasivos son objetos con masas de millones o miles de millones de soles - se encuentran en los núcleos de las galaxias como los quásares en los que son responsables de algunos de los fenómenos más espectaculares del cosmos.

Sus ambientes pueden, por ejemplo, generan chorros estrechos de partículas que pueden viajar a través de miles de años luz del espacio a casi la velocidad de la luz . Descubiertos en longitudes de onda de radio, se cree que son alimentados por la materia en un disco de acreción caliente alrededor del agujero negro. Los procesos físicos que conducen a estos chorros y hace que emitan luz se encuentran entre los problemas importantes de la moderna astrofísica.

Uno de los principales mecanismos pensado para impulsar los flujos de salida del agujero negro es la materia en acreción en las proximidades del agujero negro, que provocan procesos mecánicos de energía y por consiguiente los chorros de radiación. Pero el agujero negro puede girar, y un único agujero negro supermasivo puede almacenar tanta energía como nuestra Vía Láctea ha irradiado durante su vida útil, o incluso más. CfA astrónomos Brian McNamara, Nulsen Pablo, y un colega comparan y examinan esta fuente de energía enorme para ver si también podría ser capaz de tales chorros de energía.

Los científicos examinaron los cúmulos de galaxias brillantes con activos agujero negro en ellos. A su juicio la cantidad de gas molecular disponible en estos grupos de acumulación en los agujeros negro nuclear se comparó con los resultados de su modelo de chorros impulsados por los giros. Llegan a la conclusión de un escenario de giro basado en consonancia con las observaciones, aunque no necesariamente mejor que el modelo de acreción. A pesar de todo se tendrá que esperar hasta que los datos adicionales puedan obtenerse de las instalaciones de nuevas de radio, los nuevos resultados muestran que el "giro" es de hecho una opción que los astrónomos deben tener en cuenta.

Intensivos preparativos para el lanzamiento del carguero ATV a la Estación Espacial

29 Enero.- ATV Johannes Kepler montado en el interior del contenedor CCU para su transporte al edificio de ensamblaje final (BAF - Batiment d'Montaje Final) en Kourou, el 20 de enero de 2011.

Astronáutica
El carguero ATV Johannes Kepler en la sala de montaje
El combustible y la mayor parte de la carga están ya a punto y el ATV ha sido izado en la parte superior del Ariane 5 y los equipos en cuatro continentes se preparan para el lanzamiento de Johannes Kepler el 15 de febrero desde el Puerto Espacial Europeo en Kourou, Guayana Francesa.

Con el lanzamiento previsto en sólo 17 días, expertos de la ESA, los organismos asociados y los equipos de la industria están en la etapa final haciendo que Johannes Kepler esté listo para ir el espacio.

El despegue está previsto para 15 de febrero a las 22:07 GMT (23:07 CET) desde Kourou. Después de ocho días de maniobras orbitales que permitirá al Vehículo de Transferencia Automatizado (ATV) para sincronizar su órbita con la de la Estación Espacial Internacional (EEI). El buque de carga se acoplará el 23 de febrero.

En la última semana en Kourou, los expertos de la ESA y Arianespace cuidadosamente han equipado al ATV en un recipiente grande de protección para la transferencia en la construcción de la integración vertical del cohete.

La transferencia tuvo lugar el 20 de enero con un remolque masivo a una velocidad máxima de sólo 15 km / hora.

ATV fue removido del recipiente y, el 25 de enero, se levantó de la parte superior del lanzador Ariane 5 que lo llevará al espacio.

El buque está siendo integrado en el lanzador con el adaptador que sirve como interfaz con el Ariane. Además, tiene una blanca capa de aislamiento térmico de aluminio que protege el ATV de los enormes cambios de temperatura en órbita.

"Hay una increíble cantidad de trabajo que se realiza en estas últimas semanas por los equipos de la ESA, el CNES, Arianespace y sus socios. Es gratificante ver tanta dedicación para que Johannes Kepler esté listo para el vuelo", dijo Nico Dettmann, ATV de la ESA Director del Programa .

Trabajo en equipo y la formación en ATV-CC

En el Centro de Control del ATV (ATV-CC) en Toulouse, Francia, controladores de la misión de la ESA y el CNES, la agencia espacial francesa, han estado haciendo los controles finales de la infraestructura de control de la misión.

El 28 de enero, el equipo de control de la misión llevó a cabo una simulación de la puesta en marcha y la fase crítica al principio de la órbita. El 29 de enero, se hizo una prueba del sistema de control de tierra entre el ATV y el centro de control para ver si los controladores recibían señales en vivo a través del cable del ATV montado en la parte superior del Ariane.
La desviación de asteroides peligrosos

29 Enero.- ¿Así que usted piensa que el calentamiento global es un gran problema? ¿Qué podría suceder si un trozo de 25 millones de toneladas de roca se estrellara contra la Tierra? Algo similar ocurrió hace 65 millones de años, debido a esto los dinosaurios y otras formas de vida fueron aniquiladas.


Un asteroide muy cercano a la Tierra
"Una colisión con un objeto de este tamaño que viaja a unos 30.000 a 40.000 millas por hora sería catastrófico", según el investigador de la NASA y Colegio de Nueva York de Tecnología, Profesor Asociado de Física Gregory L. Matloff. ¿Qué sería recomendable? "Cualquiera que sea destruir el objeto o alterar su trayectoria". Dr. Matloff, cuya investigación incluye el mejor medio para evitar tal desastre, cree que el desvío de tales objetos es lo más eficiente.

En el 2029 y 2036, el asteroide Apophis (nombre del dios egipcio de la oscuridad y el vacío), por lo menos de 1,100 pies de diámetro, 90 pisos de altura y un peso estimado de 25 millones de toneladas, estará muy cerca de la Tierra a una distancia de cerca de 22.600 millas. "No siempre se sabe con tanta antelación que van a venir," el Dr. Matloff dice, "pero un impacto de Apophis es muy poco probable."

Si el asteroide golpeara la Tierra, las estimaciones de la NASA, sería como golpear con 68.000 veces la fuerza de la bomba atómica que destruyó Hiroshima. Una posibilidad que existe también cuando Aphopis pase en el año 2029, es que se caliente cuando se acerca al Sol, lo que podría emitir un fragmento o la cola, que actuaría como un cohete, para cambiar impredeciblemente su curso. Si Apophis o sus restos entran en colisión en el espacio, el impacto que podría suceder cuando vuelva en 2036.

Los grandes pedazos de basura espacial que viajan por el planeta, llamados Objetos Cercanos a la Tierra (NEOs), son la verdadera preocupación. La NASA define OCT como cometas y asteroides que entran en las proximidades de la Tierra debido a la atracción gravitatoria de planetas cercanos que afecta a sus órbitas. Dr. Matloff dice que en es mejor desviarlos que hacerlos explotar, porque esto último podría crear otro problema - los desechos pueden llegar a convertirse en un baño en la Tierra de lluvia radiactiva.

La investigación del Dr. Matloff indican que un asteroide podría ser desviado por el calentamiento de su superficie para crear una corriente de chorro, que pudieran alterar su trayectoria, haciendo que vire el rumbo. En el 2007, con un equipo de la NASA del Centro Espacial Marshall  en Huntsville, Alabama, investigó los métodos de desviar NEOs. El equipo en teoría piensa de que un colector solar (SC), que es una vela solar de dos velas configurado para funcionar como un concentrador de luz solar, podría hacer eso. Construido de láminas de metal reflectante a menos de una décima parte del grosor de un cabello humano, un SC viajaría junto a un NEO de un año y se concentrarçia los rayos del Sol sobre el asteroide, quemando parte de la superficie, y crear la corriente del chorro.

Para ello, es necesario saber hasta qué punto la luz tendría que penetrar en la superficie del NEO. "Un rayo que penetra muy profundamente simplemente calentaría un asteroide", explica el Dr. Matloff ", pero un rayo que penetra en la cantidad justa - quizás alrededor de una décima de milímetro - crearía un chorro orientable y capaz de lograr el propósito de desviar el asteroide ".

Durante el último año, el Dr. Matloff y un equipo de científicos de la Ciudad de tecnología han estado experimentando con el láser rojo y verde para ver cuán profundamente penetran en la roca asteroidal, con las muestras sólidas y en polvo (regolito) del meteorito Allende que cayó en Chihuahua, México en el año 1969. El Dr. Denton Ebel, conservador de meteoritos en el Museo Americano de Historia Natural de Nueva York, mantuvo las muestras.

El profesor de Física Lufeng Leng, un investigador de la fotónica y la óptica de fibra, junto con el estudiante Thinh Lê, una matemática aplicada senior, que utiliza el láser para obtener medidas ópticas de transmisión (la fracción de luz que pasa a través del material asteroidal). Su investigación fue apoyada por un profesional del personal del Congreso de la Ciudad Universidad de Nueva York, beca de investigación.

"Que yo sepa," dice el Dr. Matloff, "esta es la primera medida experimental de la transmisión óptica de las muestras de asteroides. Dr. Ebel dice que es alentador que otros investigadores repitan y amplíen este trabajo."

En un estudio relacionado, el Dr. Leng y su alumno (cuya investigación fue financiada parcialmente por el Programa Emergente de "Los Eruditos de la Tecnología de Ciudad") redujo el rayo láser de color rojo y escaneó la superficie de una muestra de Allende de secciones delgadas, descubriendo que las diferencias en la profundidad de la luz transmitida existen, dependiendo de la composición del material a través del cual pasa el haz. De sus resultados, concluyeron que los láseres objetivo de una sonda colocada cerca de un NEO podría ayudar a determinar la composición de la superficie.

Usando esta información, la tecnología de vela solar podría enfocar con mayor precisión los rayos del Sol para penetrar la superficie del asteroide a la profundidad adecuada, calentarlo en la temperatura correcta para generar una corriente en chorro que volvería a dirigir el asteroide.

"Para ciertos tipos de objetos cercanos, por la Tercera Ley de Newton, la corriente en chorro creado alteraría la órbita solar del objeto, es de esperar que pasara muy cerca de la Tierra pero sin impactar", afirma el Dr. Matloff. Sin embargo, advierte, "Antes de la conclusión que el SC funcionará como se ha previsto en un NEO real, las muestras de otras fuentes extraterrestres deben ser analizadas".

Dr. Matloff presentó un documento sobre los resultados de los experimentos del equipo de "Tecnología de Ciudad" de transmisión óptica, "la transmisión óptica de un corte delgado de meteorito Allende y en regolito simulado", en la 73 ª Reunión Anual de la Sociedad internacional Meteoritical, que se celebró en el Museo Americano de Ciencias Naturales Historia y el Hotel Parque Central en la ciudad de Nueva York.

"En la actualidad", añade, "el debate está en marcha entre los estadounidenses y las agencias espaciales de Rusia con respecto a Apophis. Los rusos creen que se debe programar una misión para este objeto, probablemente antes de la circunvalación en primer lugar porque la Tierra puede producir efectos gravitacionales durante ese paso inicial y podría posiblemente alterar la trayectoria y propiedades del objeto. Por otra parte, los norteamericanos en general creen que, si bien un impacto de Apophis es muy poco probable de todas formas deberían de hacerse   experimentos en un asteroide que no fuera peligroso por si algún día la Tierra se ve amenazada.



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