Observadas por primera vez evidencias de un planeta en otra galaxia

Usando el telescopio espacial XMM-Newton y el Chandra de rayos X, los astrónomos han dado un paso importante en la búsqueda para encontrar planetas fuera de la Vía Láctea, lo que se llamaría exoplanetas extragalácticos.

Detectar un planeta en otra galaxia es muy difícil, hasta ahora no se ha confirmado ningún sistema planetario fuera de la Vía Láctea debido a que la luz de otra galaxia se concentra en un área muy pequeña en el cielo, es muy difícil para los telescopios distinguir una estrella de otra, y mucho menos un planeta que orbita alrededor de ellas. Y las técnicas habituales para encontrar exoplanetas en nuestra galaxia no funcionan tan bien para planetas fuera de ella.

Esto es diferente cuando se estudian los rayos X, en lugar de la luz visible, en una galaxia. Debido a que hay menos objetos que brillan intensamente en la luz de rayos X, un telescopio de rayos X como el XMM puede distinguir más fácilmente entre objetos al observar una galaxia. Por lo tanto, esos objetos son más fáciles de identificar y estudiar, y podría ser posible encontrar un planeta a su alrededor.

Algunos de los objetos más brillantes que se pueden estudiar en las galaxias externas son las llamadas binarias de rayos X. Estas consisten en un objeto muy compacto, una estrella de neutrones o un agujero negro, que está en pleno proceso de tragar material de una estrella compañera que orbita a su alrededor. El material que cae es acelerado enormemente por el intenso campo gravitacional de la estrella de neutrones o el agujero negro y se calienta a millones de grados, produciendo una gran cantidad de rayos X muy brillantes. Los astrónomos esperan que, en teoría, los planetas que pasan en tránsito frente a tal fuente bloquearían estos rayos X, lo que provocaría una caída en la curva de luz de rayos X observada, con lo que tendríamos una forma de encontrar planetas en otras galaxias.

Todo esto, como podéis ver en la siguiente imagen, se ha detectado en un sistema binario de rayos X en la galaxia M51 llamado M51-ULS, se encuentra este posible candidato a planeta de un tamaño parecido al planeta Saturno y a unos increíbles 28 millones de años luz de distancia.

M51 y su planeta
Podemos ver una imagen compuesta de M51 con rayos X de Chandra y luz óptica del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, esta contiene un cuadrado que marca la ubicación del posible planeta candidato.Créditos: Rayos X: NASA / CXC / SAO / R. DiStefano, et al ; Óptica: NASA / ESA / STScI / Grendler

Este sistema contiene una estrella de neutrones o un agujero negro en órbita con una estrella de aproximadamente 20 a 30 veces la masa del Sol (gran estrella azul). La estrella de neutrones o agujero negro extrae material de su estrella compañera, creando un disco de material que brilla en rayos X.

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¿Te has preguntado alguna vez cuántos tipos de telescopios existen?

El telescopio más grande de la Tierra es el Gran Telescopio Canarias, que mide 7 metros de diámetro, está situado en las Islas Canarias (España) y fue construido en 2009. El Telescopio Espacial Hubble orbita nuestro planeta mientras observa la oscuridad del universo. Estos son sólo dos ejemplos de lo mucho que varían nuestros telescopios hoy en día, pero hay muchos más.

Es hora de descubrir cuántos tipos de telescopios existen realmente. En términos de telescopios, la parte del telescopio que recoge la luz se llama conjunto de tubo óptico, el OTA. Este tendrá una lente en la parte delantera, un espejo en la parte trasera, o ambos. El dispositivo que sostiene el OTA y permite apuntarlo y controlarlo se llama montura. Puede tener forma de trípode o de otro tipo. El OTA más la montura se llamaría telescopio. Aquí te digo cuales son los mejores telescopios.

En esta discusión, me centraré en el conjunto del tubo óptico. Hay tres tipos que son los más comunes en el mercado de la astronomía. Estos son:

· Refractores – basados en una lente objetiva para recoger la luz

· Reflectores Newtonianos – basados en un espejo para recoger la luz

· Catadióptricos – basados en una combinación de lentes y espejos

Desarrollado a principios del siglo XVII, es el OTA que popularizó Galileo Galilei pocos años después de la invención del telescopio. Dispone de una lente curva en la parte delantera que recoge la luz y la desvía hacia el punto focal a lo largo de la distancia focal del tubo óptico. La luz suele chocar con un espejo o dispositivo prismático llamado diagonal que la dirige al ocular. Un enfocador desplaza alguna parte del recorrido óptico para enfocar correctamente el flujo luminoso, creando una imagen nítida. A continuación, el ocular amplía la imagen y la presenta al ojo del observador o al sensor de una cámara.

Telescopios refractores

Una característica clave de este diseño OTA es que no hay nada que obstruya el camino óptico, lo que significa que toda la apertura, la extensión de la lente frontal, está disponible para recoger la luz y presentarla al ocular. Esta será una diferencia clave con respecto a los otros diseños que discutiremos.

Un carácter negativo de este diseño es que la luz que pasa a través de la lente de apertura se divide en sus respectivos colores de forma similar a un prisma que proyecta arco iris en la pared. Lamentablemente, un efecto secundario de esto es que no todos los flujos de color llegan al ocular exactamente al mismo tiempo. Como resultado, el refractor presenta una aberración cromática o un falso color en la imagen. Un desarrollo posterior implicó la adición de una o más lentes adicionales para minimizar la aberración cromática.

El diseño más básico de los refractores modernos, el refractor acromático, utiliza dos lentes que reducen en gran medida esta aberración cromática, pero no la eliminan por completo. Este es el diseño que vemos en los refractores de gama baja a media. Esta aberración cromática es más evidente en las relaciones focales bajas y es más notable alrededor de los objetos brillantes

Reflector Newtoniano

Desarrollado por Sir Isaac Newton a mediados del siglo XVI, utiliza un espejo en lugar de una lente para enfocar la luz. Una gran ventaja es que no se introduce la aberración cromática. la luz entra por la izquierda, choca con un espejo en la parte posterior que la enfoca y la envía a un espejo plano secundario con un ángulo de 45 grados para dirigirla al ocular. En el diseño original se utilizaba metal pulido, pero hoy en día se utiliza vidrio como base al que se le ha depositado una capa aluminizada para crear una superficie altamente reflectante, el espejo.

El espejo primario puede tener forma esférica, pero los espejos más grandes, normalmente de más de 100 mm, suelen ser parabólicos. La imagen producida por un reflector newtoniano está invertida. Esto no importa mucho cuando se ve el cielo, pero significa que el newtoniano no es adecuado para el uso terrestre diurno. Ver los barcos en el lago al revés no sería deseable.

En comparación con el refractor, podemos ver que el newtoniano tiene una obstrucción central en forma de espejo secundario. Esto significa que parte de la luz que entra en el tubo óptico es bloqueada por el espejo secundario. Como resultado de esta obstrucción central, el refractor puede recoger más luz real en una apertura más pequeña que el newtoniano. La ventaja del newtoniano es que es más fácil fabricar espejos grandes que lentes grandes.

Telescopios catadióptricos

En términos sencillos, un conjunto de tubos ópticos catadióptricos es una combinación de lentes y espejos. Los dos diseños más comunes en el mercado de aficionados son el telescopio Schmidt-Cassegrain, SCT, y el telescopio Maksutov-Cassegrain, MCT. Ambos tienen una placa correctora delantera, que es una lente, un espejo primario trasero con un agujero en el centro, y un reflector secundario que suele estar unido a la placa correctora.

El SCT se basa en una placa correctora esférica en la parte delantera, un espejo primario esférico y un espejo secundario esférico. El secundario dirige la luz hacia atrás a través de un agujero en el espejo primario, hacia la diagonal y luego hacia el ocular.

Los SCT son muy populares en el mercado de los aficionados. Los tamaños suelen oscilar entre 4″/102 mm y 16″/400 mm. Es posible utilizar tamaños más grandes, pero son muy caros.

Créditos del texto e imágenes: Nuestro agradecimiento a la web Fan de los Telescopios

Para saber más:

Fan de los telescopios

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Una misión hacia los asteroides troyanos de Júpiter

La NASA termina de lanzar una espectacular misión de exploración para estudiar los asteroides cercanos al planeta Júpiter. Estos son los llamados asteroides Troyanos de Júpiter, la misión se llama Lucy.

Lucy será la primera misión espacial en explorar los asteroides troyanos. Se trata de una población de cuerpos pequeños que quedaron atrapados en los llamados puntos de Lagrange tras de la formación del sistema solar. Conducen o siguen a Júpiter en su órbita alrededor del Sol, y pueden contarnos mucho sobre los orígenes de los materiales orgánicos en la Tierra.

Lucy volará y llevará a cabo la teledetección en seis asteroides troyanos diferentes y estudiará la geología de la superficie, el color y la composición, el interior de los asteroides, y observará los satélites y los anillos de los troyanos. La misión nos ayudará a descubrir los secretos de la historia de nuestro sistema solar

Más sobre la misión Lucy: https://www.nasa.gov/lucy

¿Qué son los asteroides troyanos de Júpiter?

Un asteroide troyano es aquel que comparte su órbita con un planeta o luna más grande, orbitando entorno a los puntos de lagrange estables L4 y L5 como ya vimos en la entrada dedicada a los puntos de Lagrange.

Captura

El término ‘asteroide troyano’ fue acuñado cuando se decidió nombrar a todos los asteroides descubiertos en los puntos de Júpiter L4 y L5 como los guerreros de la guerra de Troya, (punto L4) griegos y (punto L5) troyanos, respectivamente.

En la actualidad se conocen cientos de estos asteroides, siendo los más grandes el asteroide troyano (588)Aquiles, de 137km de diámetro, y el asteroide griego  (624)Héctor de 300 km. El primer asteroide que se descubrió en un punto de Lagrange fue (588)Aquiles en 1906 por Max Wolf, con su observación se confirmó la existencia de los puntos de Lagrange. A partir de ahí fueron cientos los cuerpos encontrados en esas zonas estables, estos objetos siguen órbitas entorno a L4 y  L5 de periodos de unos 150 años.

Investigaciones de los astrofísicos David C. Jewit,Chadwick y A. Trujillo (InstituteforAstronomy, UniversityofHawaii) año 2000, han demostrado que estas órbitas se desestabilizan debido a colisiones entre asteroides y al caos dinámico de la población de asteroides. Pero el origen de los troyanos es objeto de muchas conjeturas, las hipótesis más aceptadas en la actualidad son la captura por parte de Júpiter de planetesimales en la etapa temprana de la nebulosas solar. Estos se estabilizaron en torno a los puntos L4 y L5 de Júpiter debido a la masa creciente del planeta en sus ultimas etapas de crecimiento. Se produjo una disminución de colisiones de planetesimasles, y seguidamente hubo una captura de fragmentos de asteroides, provenientes seguramente de lo que hoy es el cinturón principal de asteroides.

Muchos de estos se formaron cerca de Júpiter, con lo que las temperaturas en su formación eran extremadamente bajas llevando este hecho  a la hipótesis de que el núcleo de estos asteroides puede ser de hielo, equivalente a lo que sería un núcleo cometario. Los asteroides troyanos tienen un albedo muy bajo, aproximadamente del 4% (0.04), lo que sugiere una superficie de carbonizada, es decir muy oscura.

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La Analema solar

Si miramos al Sol a la misma hora todos los días, desde el mismo lugar geográfico, ¿lo observaríamos en la misma ubicación en el cielo?.

La solución es sencilla, si la Tierra no estuviera inclinada, y si su órbita alrededor del Sol fuera perfectamente circular, entonces, sí, lo haría, estaría en el mismo punto. Sin embargo, una combinación de la inclinación de 23.5 grados de la Tierra y su órbita ligeramente elíptica se combinan para generar un patrón en forma de una figura de un “8” si miramos al Sol a la misma hora todos los días, desde el mismo lugar y lo fotografiamos. 

El patrón se llama analema:

La inclinación del eje de la Tierra de 23.4 grados afecta la posición aparente del Sol en el cielo, a medida que avanza el año y la Tierra continúa girando en un eje inclinado y orbitando alrededor del Sol, el Sol parece moverse hacia arriba y hacia abajo (Norte-Sur ) en el cielo. Esto tiene el efecto de generar los dos bucles de la figura 8.

El ciclo superior de la figura de la Analema se genera durante el verano: a medida que avanzan los meses de verano, el Sol se mueve más hacia arriba en el cielo, alcanzando el punto más alto alrededor del solsticio de verano .

Después del solsticio de verano, la posición aparente del Sol comienza a moverse hacia abajo en el cielo, generando el primer bucle de la figura. Este efecto se repite de manera similar durante los meses de invierno para generar el segundo bucle de la curva de la figura del 8.

analema

Si la trayectoria orbital de la Tierra fuera elíptica, pero su eje no estuviera inclinado, la curva de la Analemma solar sería de forma ovalada. En el Ecuador, esta línea sería una línea recta que abarca de izquierda a derecha u oeste a este.

Si la trayectoria orbital de la Tierra fuera circular, su inclinación axial tendrá el efecto de generar una curva de Analema perfecta en la figura 8, de modo que el bucle superior e inferior tengan el mismo tamaño. Sin embargo, este no es el caso. No solo el camino orbital de la Tierra es elíptico, el Sol no está en el centro de este camino. Esto significa que una parte de la trayectoria orbital (Perihelio) está más cerca del Sol que la otra (Afelio).

Debido a su forma orbital, la Tierra se mueve más rápido alrededor del Sol cuando está en su Perihelio, alrededor del Solsticio de Invierno, que cuando está en su Afelio. Esto tiene el efecto de aplanar la mitad inferior de la curva.

En el hemisferio norte, la curva Analema tiene el bucle más amplio en la parte inferior. Esto es opuesto en el hemisferio sur, donde el bucle más amplio se encuentra en la parte superior de la curva.

Los observadores en el Polo Norte verán solo el lazo superior del Analemma, mientras que los del Polo Sur observarán solo la parte inferior de su Analemma.

Además, la dirección del Analema también varía según la ubicación del observador en la Tierra.

las estaciones y la analema

El Analema para el Sol tiene diferentes formas en cada uno de los 8 planetas. Esto se debe a que la posición del Sol en el cielo depende no solo de la forma de la órbita del planeta a su alrededor, sino también del ángulo del eje de rotación del planeta.

¿Cómo hacer una analema solar en el suelo?

Con estos pasos podemos trazar un analema solar con una varilla:

  • Encuentra un lugar donde el sol brille a la misma hora del día durante todo el año.
  • Coloca una varilla puntiaguda en el suelo.
  • Todos los días, al mismo tiempo, coloca otra varilla para marcar el lugar donde se encuentra el final de la sombra de la primera varilla. Para simplificar las cosas, puedes hacer esto en la misma fecha y hora cada mes en lugar de la misma hora todos los días.
  • Al final del año, tendrás una figura en forma de 8 hecha por las varillas. Esta es tu curva Analema solar.
  • En lugar de utilizar barras, puedes marcar el punto de sombra en una hoja grande de papel cuadriculado.

Si bien la hora del día para registrar la posición del sol se puede decidir arbitrariamente, hay dos cosas a tener en cuenta. Primero, es importante marcar las sombras a la misma hora todos los días. Segundo, cuenta para el horario de verano (DST). Si su ubicación observa el horario de verano, ajusta tu tiempo de marcado en consecuencia.

  • Os recomiendo nuestro primer libro de astronomía en el que hablamos de las curiosidades del universo y muy recomendable para comenzar a aprender astronomía o conocer el espacio y las constelaciones. Es una pequeña guía para introducirse en la Astronomía.(pulsar en la imagen y tendréis más detalles, o en este enlace: Curiosidades Astronómicas

Para saber más:

Calculo de la posición del Sol

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Planetas y planetas enanos

15 años de un cambio histórico: la definición de Planeta

Historia de la Astronomía

A 15 años de un cambio histórico

En el mes de agosto pasado (2021) se cumplieron 15 años de un acontecimiento histórico, la modificación de la clasificación de los objetos constitutivos del Sistema Solar. Aunque se trató de una cuestión “técnica”, tuvo gran repercusión no solo en la comunidad astronómica sino también en el público general. Sin dudas se trató de un evento singular, teniendo en cuenta que se definió lo que es un planeta y ocurrió durante una reunión de astrónomos que decidió la modificación ¡por votación!. Sin embargo, cambios en la denominación y la categorización de los objetos celestes han sucedido más de una vez a lo largo de la historia de la astronomía.

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