Telescopio Espacial Infrarrojo Spitzer (SIRTF)
Las Instalaciones del Telescopio Espacial Infrarrojo (Space InfraRed
Telescope Facility, SIRTF), luego llamado Spitzer, consisten en un observatorio
espacial infrarrojo enfriado criogénicamente, capaz de estudiar objetos que van
desde nuestro Sistema Solar hasta las regiones más distantes del Universo. SIRTF
es el elemento final del Programa de NASA de Grandes Observatorios, y una pieza
clave desde el punto de vista científico y técnico del nuevo Programa para la
Búsqueda Astronómica de los Orígenes. El observatorio SIRTF consiste en un
telescopio de 0.85 metros con tres instrumentos científicos enfriados
criogénicamente, capaces de tomar imágenes y espectos de 3 a 180 micras. Con su
gran sensibilidad, su conjunto de detectores de gran formato, su alta
efectividad observacional y su larga vida criogénica, SIRTF ofrece una capacidad
observacional sin precedentes.
Puesta en órbita
La primera versión de este artículo fue publicada en Ciencias
Místicas en 2001, antes del lanzamiento del telescopio y cuando todavía
no había sido bautizado con el nombre "Spitzer".
El lanzamiento del SIRTF fue finalmente el día 25 de Agosto de 2003
(un año después de lo proyectado),
desde el Centro Espacial Kennedy, a bordo de un vehículo Delta 7920H ELV.
Principios básicos
El potencial científico de SIRTF está anclado en
cuatro principios físicos básicos que definen la importancia del infrarrojo en
la investigación de fenómenos astrofísicos. La región infrarroja es parte del
espectro electromagnético, y se extiende de 1 micra (cercano infrarrojo) a 200
micras (lejano infrarrojo). Los ojos humanos sólo son sensibles a luz entre 0.4
y 0.7 micras.
Las observaciones Infrarrojas revelan los
estados fríos de la materia.
Los objetos sólidos en el espacio -- desde el tamaño de un
grano de polvo interestelar (de menos de una micra) hasta los planetas gigantes
-- tienen temperaturas que van de 3 a 1500 grados Kelvin (K). La mayoría de la
energía irradiada por objetos en este rango de temperaturas se encuentra en el
infrarrojo. Las observaciones infrarrojas son por lo tanto de particular
importancia en el estudio de medios a baja temperatura, como son las nubes
interestelares con mucho polvo, donde las estrellas se están formando, así como
las superficies heladas de los satélites planetarios y los asteroides. 
Las observaciones Infrarrojas exploran el
Universo Oculto. Los granos de polvo cósmico oscurecen partes
del Universo, bloqueando la luz que llega de regiones críticas. Este polvo
se vuelve transparente en el cercano infrarrojo, donde los observadores
pueden estudiar regiones ópticamente invisibles como el centro de nuestra
Galaxia (y de otras galaxias) y densas nubes donde las estrellas y los
planetas están naciendo. Para muchos objetos, incluyendo las estrellas en
regiones con mucho polvo, los núcleos galácticos activos e incluso galaxias
enteras, la radiación visible abosorbida por el polvo y re-emitida en el
infrarrojo constituye la mayor parte de su luminosidad.
Las observaciones Infrarrojas proporcionan
acceso a muchas lineas espectroscópicas.
Las bandas de emisión y absorción de
virtualmente todas las moléculas y los sólidos se encuentran en el
infrarrojo, donde pueden usarse para estudiar las condiciones físicas y
químicas de ambientes relativamente fríos. Muchos átomos y iones tienen
lineas espectrales en el infrarrojo, que pueden usarse para estudiar las
atmósferas estelares y el gas interestelar, explorando regiones que son
demasiado frías o con demasiado polvo para ser estudiadas en luz visible.
Las observaciones Infrarrojas estudian el
Universo Jóven.
El corrimiento al rojo cósmico, que resulta de la
expansión general de Universo, desplaza la energía inexorablemente hacia
longitudes de onda largas, siendo el corrimiento proporcional a la distancia del
objeto. Debido a la velocidad finita de la luz, los objetos con un gran
corrimiento al rojo se observan según eran cuando el Universo era mucho más
joven. Como resultado de la expansión del Universo, la mayoría de la radiación
óptica y ultravioleta emitida por las estrellas, las galaxias y los quásares
desde el principio de los tiempos, ahora se encuentran en el infrarrojo. Cómo y
cuándo los primeros objetos del Universo se formarón será esclarecido en gran
parte gracias a las observaciones infrarrojas.
Aparte de unas estrechas ventanas en el
infrarrojo cercano, toda la radiación infrarroja emitida por objetos celestes es
absorbida por la atmósfera de la Tierra. Es por ello que es necesario el empleo
de observatorios infrarrojos con gran sensibilidad, como SIRTF.
Historia
 La
Astronomía Infrarroja nació en los años 60 con el vuelo de telescopios a
bordo de globos aerostáticos, lo que permitió evitar la absorción producida
por la parte baja de la atmósfera. A principios de los años 70, las
observaciones hechas por pequeños telescopios a bordo de cohetes y de
aviones a chorro volando a gran altura permitieron identificar unos pocos
miles de fuentes celestes infrarrojas (IR).
Mientras tanto,
los astrónomos explotaban las estrechas ventanas de transmisión atmosférica
para observar, desde la superficie de la Tierra, a determinadas longitudes
de onda en el cercano y mediano infrarrojo. Se instalaron nuevos
instrumentos en telescopios en Mauna Kea (Hawaii), Monte Wilson en el Sur de
California y Monte Lemmon en Arizona. En 1974 NASA convirtió un avion de
cargo en el
Observatorio Aereo Kuiper (inglés), que durante las dos décadas
siguientes efectuó vuelos de investigación.
Pero ninguno de
estos observatorios pudo aprovechar las condiciones de observación excepcionales
del espacio exterior. A principios de los años 70, los astrónomos comenzaron a
considerar la posibilidad de colocar un telescopio infrarrojo por encima de la
atmósfera terrestre. La mayoría de las ideas, como el Shuttle InfraRed
Observatory (SIRO), consideraban la realización de repetidos vuelos a bordo del
Transbordador Espacial de NASA. Este enfoque tuvo lugar en una época en que el
presupuesto del programa del Transbordador se presuponía capaz de realizar
vuelos semanales de hasta 30 días de duración. Más aún, se asumía que el
ambiente contaminado del Transbordador (debido a los vapores y pequeñas
partículas) podría ser minimizado.
En 1979, El Consejo Nacional de Investigación (National
Research Council) de la Academia Nacional de Ciencias (National Academy of
Sciences) publicó las recomendaciones de un comité de científicos (Comité de
Campo) seleccionados para identificar las prioridades de los nuevos
telescopios astronómicos, observatorios e iniciativas para la siguiente
década. Este informe, "Una Estrategia para la Astronomía y Astrofísica
Espacial de los años 80", identificó el Shuttle Infrared Telescope
Facility (SIRTF) como "una de las dos grandes instalaciones astrofísicas
(que deben ser desarrolladas) para Spacelab", una plataforma espacial de
investigación. Anticipando los excitantes resultados del satélite Explorer y
de la misión del Transbordador, el informe favorecía el "estudio y
desarrollo de vuelos espaciales de larga duración de telescopios infrarrojos
enfriados a temperaturas criogénicas".
En Mayo de 1983,
NASA solicitó propuestas para construuir instrumentos y realizar observaciones
con un telescopio infrarrojo grande a bordo el Transbordador.
NASA/IPAC
 Mientras NASA estaba preparando la publicación de este anuncio para
solicitar propuestas, un cohete estaba lanzando al espacio el primer
telescopio infrarrojo: el
Satélite
Astronómico Infrarrojo (inglés) (InfraRed Astronomical Satellite, IRAS).
IRAS, un satélite tipo Explorer diseñado para realizar el primer censo del
cielo infrarrojo, fue el fruto de la colaboración de Estados Unidos, los
Paises Bajos y Gran Bretaña. El equipo de Estados Unidos construyó el
telescopio, los detectores infrarrojos y el sistema refrigerante. El equipo
holandés proporcionó la nave espacial, que incluye los ordenadores de abordo
y los sistemas de apuntar. Y el equipo británico construyó a estación
terrestre y el centro de control. La misión de 10 meses de IRAS se convirtió
en un éxito espectacular y alentó los deseos de científicos de todo el mundo
de realizar una misión de seguimiento que se aprovechara de las rápidas
innovaciones realizadas en el campo de la tecnología de detectores
infrarrojos.
En 1984, NASA seleccionó a un equipo de
astrónomos para construir los instrumentos y ayudar en la definición de un
programa científico para el observatorio SIRTF (no asociado al Transbordador).
Esta decisión resultó ser muy acertada, ya que cuando el
Telescopio
Infrarrojo (inglés) (InfraRed Telescope, IRT) voló a bordo de Spacelab 2 en
Julio de 1985, se descubrió que la emisión infrarroja contaminante producida por
el Tranbordador era considerable. A pesar de ello, este modesto telescopio de
15.2 cm de diámetro desarrollado por un equipo del Observatorio Astrofísico
Smithsonian demostró el éxito del diseño criogénico del telescopio y de la
posibilidad de trabajar con helio superfluido en gravedad cero.
La decisión de proceder con un observatorio
independiente del Transbodador dió lugar a la primera, pero no última,
transformación de SIRTF: Space Infrared Telescope Facility.
A finales de los
años 80, la impresionante herencia histórica de la misión de 10 meses de IRAS y
el prometedor futuro de la astronomía infrarroja espacial, era cada vez más
obvia para la comunidad científica. En 1989, el Consejo Nacional de
Investigación de la Academia Nacional de Ciencias encargó al Comité evaluador de
astronomía y astrofísica (Astronomy and Astrophysics Survey Committee, AASC)
hacer unas recomendaciones de las iniciativas más importantes en materia de
observatorios terrestres y espaciales para la próxima década. Este comité de
astrónomos y astrofísicos representaba a toda la comunidad de investigadores y
estableció quicen grupos donde estaban representadas las disciplinas a todas las
longitudes de onda, así como la astrofísica solar, planetaria, teórica y de
laboratorio. Estos grupos fueron responsables de recoger la opinión de una
comunidad muy amplia. En el estudio, que se tardó dos años en completarse,
participaron más del 15% de todos los astrónomos de los Estados Unidos.
Haciendo mención
de la importancia fundamental del espectro electromágnetico que va de 1 a 1000
micras para el estudio de los problemas de más relevancia en astrofísica, el
Informe Bahcall se refiere a la década de los 90 como la "Década del
Infrarrojo". Esta proclama se basó también en los avances revolucionarios hechos
en el campo de la tecnología de detectores infrarrojos.
SIRTF se veia como el cuarto y final elemento del
Programa de NASA de
Grandes
Observatorios (inglés). La intención era lanzar SIRTF lo suficientemente
temprano como para permitir que fuera contemporaneo del
Telescopio Espacial Hubble (inglés) y del
Observatorio de Rayos-X Chandra
(inglés) (antes conocido como Advanced X-ray Astrophysics Facility). El informe
Bahcall mencionaba las contribuciones científicas que se esperaba hiciera SIRTF
en cuatro áreas de investigación de especial relevancia.
-
Formación de Planetas y Estrellas
-
Origen de Galaxias y Quásares Energéticos
-
Distribución de Materia y Galaxias
-
Formación y Evolución de Galaxias
-
Protogalaxias
-
Evolución de Galaxias
El presupuesto de NASA fue reducido de tal forma
que se tuvieron que cancelar algunas misiones y otras, como SIRTF, se tuvieron
que re-diseñar. De hecho, en cinco años el diseño de SIRTF experimentó dos
significativas reducciones en tamaño, pasando de ser un observatorio grande con
un presupuesto de 2,200 millones de dólares, a tener un tamaño más modesto con
un presupuesto de 550 millones de dólares. Las diferentes versiones de SIRTF
fueron nombradas en función del cohete de NASA en el que se lanzarían (ver
abajo).
Modificaciones en el diseño de SIRTF
Después del último re-diseño de SIRTF a mediados
de los 90, y motivados por los cambios fiscales, el Comité de Astronomía y
Astrofísica, perteneciente al "National Research Council's Space Studies Board"
y al "Board on Physics and Astronomy", creó un Grupo de Trabajo sobre SIRTF y
SOFIA (TGSS) para llevar a cabo un estudio independiente de la capacidad
cientifica de los recién re-diseñados SIRTF y SOFIA.
Naturamente, algunas de la capacidades
científicas de SIRTF han desaparecido, pero a pesar de la dramática reducción de
su presupuesto (en un 80%), la vitalidad e integridad de SIRTF se ha mantenido.
Cómo? En su mayor parte gracias a la toma de decisiones ingenieriles
innovadoras.
SIRTF se construye sobre sólidas fundaciones
científicas y tecnológicas establecidas por dos satélites infrarrojos espaciales
anteriores. Ambas misiones demostraron los fundamentos de la tecnología
criogénica y el beneficio considerable de los telescopios e instrumentos
espaciales enfriados con helio líquido.
El
Saltélite Astonómico
Infrarrojo (InfraRed Astronomical Satellite, IRAS), una misión Explorer de
NASA, realizó, en 1983, el primer censo del cielo a longitudes de onda del
infrarrojo térmico. Resultado de una colaboracion entre Estados Unidos, los
Paises Bajos y Gran Bretaña, IRAS abrió un nuevo capítulo en la exploración
astronómica. Utilizando un telescopio de 57 centímetros de diámetro enfriado
criogénicamente a una temperatura de 4 K, IRAS voló durante 10 meses alrededor
de la Tierra a una altura de 900 km en órbita polar. La misión finalizó cuando
se acabó el helio líquido refrigerante.
Se hiceron mapas del noventa y seis por ciento
del cielo en cuatro bandas anchas de longitudes de onda, centradas a 12, 25, 60
y 100 micras. Los cientos de miles de fuentes infrarrojas detectadas por IRAS
doblaron el número de fuentes catalogadas por los astrónomos. En las dos décadas
siguientes a esta innovadora y exitosa misión, los científicos han publicado
miles de artículos basados en datos de IRAS, estableciendo el marco para todos
los siguientes observatorios infrarrojos.
El cielo entero, observado por IRAS en longitudes
de onda infrarroja y proyectado con una resolución de 0.5 grados. La banda
horizontal brillante es el plano de la Vía Láctea, con el centro de la Galaxia
localizado en el centro de la imagen. Los colores representan la emisión
infrarroja detectada en tres de de las cuatro bandas de longitud de onda (el
azul corresponde a 12 micras, el verde a 60 y el rojo a 100). El material más
caliente emite a longitudes de onda más cortas. La estructura difusa horizontal
en forma de S que cruza la imagen pertenece a la emisión débil que prodecde del
polvo en el plano del Sistema Solar. Entre los objetos discretos que se ven en
la imagen se encuentran regiones de formación estelar en la constelación de
Ophiuchus (encima del Centro Galáctico) y Orión (los dos puntos más brillantes
debajo del plano de la Galaxia a la derecha). La Nube Grande de Magallanes, una
galaxia satélite de la Vía Láctea, es el punto relativamente aislado debajo del
plano, a la derecha del centro. Las bandas negras correspoden a regiones no
observadas por IRAS.
IRAS descubrió discos de polvo alrededor de
estrellas cercanas, que se piensa corresponden a un paso evolutivo en la
formación de sistemas planetarios. El satélite tambien descubrió la existencia
de "cirros infrarrojos" o granos de polvo en toda la Vía Láctea. IRAS identificó
una clase de galaxias "starburst", cuya luminosidad se debe al nacimiento de un
número muy grande de estrellas masivas.
La constelación de Orión, tan familiar en el
cielo invernal, muestra un contraste espectacular entre la imagen obtenida en
luz visible (izquierda) y la vista por IRAS en el infrarrojo (derecha). El
mosaico en color falso de IRAS cubre una región de 30x24 grados de extensión y
se ha realizado a partir de los datos a 12, 60 y 100 micras. Nuevas técnicas de
procesamiento de datos se han empleado para resaltar los detalles mas débiles y
para eliminar los artefactos instrumentales. Las regiones más calientes -- las
estrellas -- son más brillantes a 12 micras y se muestran en azul. El polvo
interestelar más frío es más brillante a 60 micras (verde) y 100 micras (rojo).
(izquierda) Akira Fujii, (derecha) NASA/IPAC
El
Observatorio Espacial Infrarrojo (inglés) (Infrared Space Observatory, ISO),
una piedra angular de la Agencia Espacial Europea, fue lanzado a finales de
1995. ISO empleó cuatro instrumentos científicos para estudiar el cosmos a
longitudes de onda desde 2.5 a 240 micras. Haciendo uso de un telescopio
criogénico de 60 cm de diámetro y de los primeros conjuntos de detectores
infrarrojos en el espacio, ISO constituyó una mejora muy importante de la
capacidad de observación. Operando en una órbita altamente elíptica, ISO daba
una vuelta a la Tierra una vez al día, durante su misión de 30 meses. A
diferencia de IRAS, ISO fue utilizado para realizar observaciones de objetos
individuales, llevando a cabo unas 28,000 observaciones diferentes.
 Aunque el satélite
ha dejado de funcionar, la investigación llevada a cabo a partir de los
datos del archivo de ISO continúa hoy en día. Entre los resultados más
importantes de ISO está el descubrimiento de que el agua es muy abundante en
toda la Galaxia. Sus alta capacidad espectroscópica sin precedentes permitió
a ISO descubrir y caracterizar muchas moléculas interestelares nuevas. Más
aún, ISO confirmó y extendió muchos de los descubrimientos de IRAS,
incluyendo la existencia de discos de polvo circumestelares, futuro lugar de
formación de planetas.
Interpretación de un artista de ISO
orbitando alrededor de la Tierra
Otros experimentos aéreos (
Kuiper Airborne
Observatory ) y espaciales (
COBE/FIRAS ,
IRTS ,
MSX ) han hecho
importantes contribuciones al campo de la astronomía infrarroja. SIRTF supone un
salto generacional en astronomía infrarroja, proporcionando mejoras de un orden
de magnitud en capacidad de observación, superando cualquiera de los
observatorios infrarrojos del presente y del pasado.
SIRTF irá más allá de cualquier misión infrarroja
espacial criogénica haciendo uso extensivo -- en imagen y espectroscopía -- de
los conjuntos de detectores infrarrojos más grandes que están empezando a ser
usados en el campo de la astronomía.
Funcionamiento
SIRTF es el componente infrarrojo de la familia
de NASA de
Grandes
Observatorios, y su misión es estudiar una gran variedad de fenómenos
astronómicos que van desde nuestro Sistema Solar hasta los confines más
distantes del Universo joven. Proporcionando una cobertura de longitudes de onda
de 3 a 180 micras, SIRTF constituye un importante complemento científico al
Telescopio Espacial Hubble (inglés) y al
Observatorio de Rayos-X Chandra . Las
longitudes de onda más pequeñas del infrarrojo (el cercano infrarrojo) permiten
ver a través de regiones muy oscurecidas por el polvo, de forma que los
astrónomos puedan estudiar estrellas recién nacidas. Las longitudes de onda
largas (lejano infrarrojo) son muy útiles para estudiar las distribución del
polvo en la Vía Láctea, un ingrediente importante para la formación de planetas
y estrellas.
  
Cerca de un 80% del tiempo de observación de
SIRTF estará disponible a la comunidad científica en general, a través de un
concurso de propuestas de observación organizado por el Centro de Ciencia SIRTF.
Hasta la fecha, una quinta parte de la misión de SIRTF (asumiendo que durará 5
años) ha sido definida a través de los
Programas de Legado Científico (inglés), el
Censo a Primera Vista
(First-Look Survey) (inglés) y el
Tiempo de
Observación Garantizado (inglés). Las solicitudes de información sobre el
balance de los programas científicos tendrá lugar anualmente, empezando poco
después del lanzamiento. Las solicitudes de tiempo de observación con SIRTF
serán examinadas por colegas en un proceso competitivo.
Una de las consecuencias del re-diseño de SIRTF a
principios de los años 90 fue la decisión de que hiciera grandes contribuciones
en estos cuatro campos de investigación:
La Búqueda de Enanas Marrones y
Super-Planetas
Estos objetos tienen muy poca masa para que
se puedan producir las reacciones nucleares que son la fuente de energía en
las estrellas, pero son más grandes y calientes que los planetas de nuestro
Sistema Solar. Los astrónomos están ahora empezando a detectar estos objetos
tan buscados y es interesante saber hasta que punto pueden contribuir a la
materia oscura que domina en el Universo. SIRTF proporcionará información
muy valiosa sobre su número y sus características físicas. 
El Descubrimiento y Estudio de Discos de Polvo de Segunda Generación (o Discos
de "Debris") Alrededor de Estrellas Cercanas.
SIRTF determinará la estructura y composición
de los discos de polvo y gas que rodean a las estrellas cercanas. Los discos
proto-planetarios de polvo y gas y los discos de polvo de "segunda
generación", un estado de evolución posterior en el que la mayor parte del
gas ha desaparecido, se cree que forman parte de proceso de formación de
sistemas planetarios. Mediante la observación de estos discos en varios
estados de evolución , SIRTF podrá estudiar la transformación de una nube de
polvo y gas sin estructura en un sistema planetario.
El Estudio de Galaxias Infrarrojas Ultraluminosas y
Núcleos Galácticos Activos
Muchas galaxias emiten más radiación a
longitudes de onda infrarrojas que en el resto de las regiones del espectro
electromagnético combinadas. Estas galaxias infrarrojas ultraluminosas
pueden estar energetizadas por intensos eventos de formación estelar
estimulados por una colisión de galaxias o por núcleos galácticos activos
ocultos por el polvo (incluyendo quásares) energetizados a su vez por la
presencia de un enorme agujero negro. SIRTF estudiará el origen y evolución
de estos objetos hasta distancias cosmológicas.
El Estudio de El Universo Joven
El corrimiento al rojo cosmológico es debido
a la expansión del Universo, y hace que la luz de los fenómenos astronómicos
se vean a longitudes de onda más grandes. Los objetos que presentan un
corrimiento al rojo más grande se ven según eran hace mucho tiempo, cuando
el Universo era mucho más joven. La mayoría de la radiación óptica y
ultravioleta emitida por las estrellas y las galaxias desde el principio del
Universo está ahora corrida hacia el infrarrojo. SIRTF proporcionará
importante información sobre cuándo y cómo se formaron las primeras
estrellas y galaxias.
Estos interesantes temas científicos están
directamente relacionados con el Programa
de Orígenes de NASA,cuyo objetivo es entender los orígenes del Universo, las
galaxias, las estrellas y los planetas.
El re-diseño de SIRTF (obligado tras un drástico
recorte de su presupuesto) se llevó a cabo con estos temas científicos en mente,
pero debemos enfatizar que las grandes capacidades de SIRTF serán aplicadas a un
rango más amplio de campos astronómicos. SIRTF ofrece unas capacidades sin
precedentes en un observatorio espacial y la historia ha demostrado
repetidamente que esto da lugar a descubrimientos fortuitos de fenómenos no
conocidos. Con SIRTF los astrónomos esperan lo inesperado!
SIRTF estudiará algunos de los planetas conocidos
y sus lunas, así como los cometas, asteroides y el polvo esparcido a través del
Sistema Solar. El Observatorio empleará una parte considerable de su tiempo en
estudiar los discos circumestelares (que rodean a las estrellas) de polvo y gas
que se encuentran en las estrellas cercanas y que se piensa formarán
eventualmente sistemas planetarios 'extrasolares' (fuera de nuestro Sistema
Solar).
Los Planetas Exteriores
Los objetos como el Sol y la Luna son demasiado
brillantes y saturarían los sensibles detectores de estado sólido de SIRTF. Los
principales objetivos planetarios en el Sistema Solar serán los planetas
exteriores, a los cuales no existen por el momento planes para una exploración
robótica. SIRTF apenas podrá resolver espacialmente los detalles en Urano y
Neptuno, pero las imágenes y la espectroscopía serán capaces de detectar las
diferencias de temperatura y composición química en sus atmósferas. El diámetro
de Plutón es más pequeño que un pixel de SIRTF, y por lo tanto el planeta no
estará espacialmente resuelto. Las observaciones se limitarán a la
caractericación global de las propiedades térmicas de la superficie helada del
planeta.
Lunas
SIRTF será capaz de estudiar y caracterizar las
lunas más grandes de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. En particular se hará
énfasis en Titán, el satélite natural más grande de Saturno. Esta luna
intrigante tiene una atmósfera que será visitada por la nave espacial
Cassini en el año 2004,
coincidiendo con la misión principal de SIRTF. Las observaciones de SIRTF serán
capaces de establecer el contexto global para los resultados de la misión
Cassini y Huygens, ayudando a los científicos a entender la composición y los
cambios a gran escala en la atmósfera de Titán. SIRTF llevará también a cabo
observaciones de Tritón, la luna más grande de Neptuno.
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Titán
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Tritón
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Cometas
Cometa Encke
Los cometas son un objeto muy interesante
para su estudio con SIRTF debido a que en ellos se encuentra el material
primitivo que ha sobrevivido desde la época de la formación del Sistema
Solar. El observatorio examinará los cometas a grandes distancias del Sol y
los estudios inclurán la estructura y composición del polvo cometario y del
hielo y su comparación con granos de polvo y partículas de hielo similares
que se encuentran en otros ambientes astronómicos. En el 2003, el cometa
Encke pasará a 0.2 AU de SIRTF, ofreciendo una inusual
oportunidad de que el Observatorio lleve a cabo un estudio infrarrojo que
puede complementar el estudio hecho desde la Tierra y desde la nave espacial CONTOUR.
Asteroides
Hay unos 11,000 asteroides con órbitas
conocidas, y un número cuatro veces mayor con resultados preliminares sobre
sus órbitas. A pesar de ello sólo 2,000 tienen albedos y diámetros
conocidos, la mayoría de más de 10 km de diámetro. Se estima que hasta un
millón de asteroides de 1 km de tamaño se encuentran en el Cinturón
Principal entre Marte y Júpiter. La grandes variaciones encontradas en la
luz reflejada (visible) por los asteroides complica cualquier intento de
caracterizar su distribución de tamaño. Por lo tanto, SIRTF utilizará
medidas de la emisión térmica infrarroja para obtener una mejor idea de los
asteroides con tamaños de menos de 10 km.
Asteroide Ida
Objetos en el Cinturón Kuiper
Objeto en el Cinturón Kuiper 1993 SC
El Cinturón Kuiper se encuentra más allá de
la órbita de Neptuno y contiene unos 100,000 objetos débiles helados. Esta
reserva distante es la fuente de cometas con periodos cortos y grandes
eccentricidades. Hasta la fecha, los astrónomos han descubierto solo unos
pocos cientos de estos objetos. Debido a su débil luz, los KBO son dificiles
de detectar a través de su luz reflejada. SIRTF detectará su débil emisión
térmica y determinará sus albedos y sus propiedades físicas.
Polvo
El polvo interplanetario se encuentra por
todo el Sistema Solar y es el resultado de la colisión de cometas y
asteroides. Este polvo zodiacal se encuentra en el mismo plano eclíptico en
el cual los planetas orbitan alrededor del Sol. Los estudios de este polvo
no solo son intrínsicamente interesantes sino que son necesarios para
filtrar la emision que se detecta cuando se estudian objetos débiles fuera
del Sistema Solar. Una propiedad de la órbita de SIRTF es que el
Observatorio atravesará la nube de polvo que sigue a la Tierra en su órbita
alrededor del Sol, proporcionando una oportunidad única para caracterizar la
estructura y la evolución del polvo. Más aún, el estudio de la influencia de
los cuerpos grandes (como los planetas) en la morfología del polvo es muy
importante en la interpretación de los resultados de las observaciones de
los discos circumestelares alrededor de las estrellas cercanas.
Zodiacal Dust and comet
Discos Circumestelares y Planetas Extrasolares
El
Satélite Astronómico
Infrarrojo (inglés) (IRAS) descubrió la presencia de discos de polvo
alrededor de unas cuantas estrellas cercanas. Estos discos circumestelares se
piensa que son una característica común de la evolución de sistemas planetarios
en formación. Ningún
Telescopio sólo, ni en operación ni planeado
para el futuro inmediato, tiene la resolución espacial adecuada para detectar
directamente los planetas alrededor de otras estrellas.
|
Disco alrededor de Beta Pictoris |
Disk alrededor de HD 141569 |
SIRTF es capaz de detectar y caracterizar
discos circumestelares alrededor de estrellas cercanas, proporcionando
información clave sobre la formación de sistemas planetarios 'extrasolares'. Es
extremadamente dificil detectar el disco de polvo a longitudes de onda visibles
debido a que su luz es mucho más débil que la de la estrella. Pero en el
infrarrojo la diferencia entre la emisión de la estrella y del disco se reduce
drásticamente. SIRTF estudiará cientos de estrellas cercanas para determinar la
frecuencia en la que apararecen estos discos. También utilizará imágenes y
espectroscopía para caracterizar la estructura espacial y la composición de los
discos. Estos datos proporcionarán información muy valiosa sobre la frecuencia y
naturaleza de otros sistemas planetarios.
Fuente: NASA |
