El Fantasma en el Espacio.

Con motivo de la pasada conmemoración de nuestros antepasados fallecidos, “Día de Muertos”, una tradición surgida en la humanidad desde hace ya cientos de miles de años, Europa Press, entre una larga serie de distintos medios informativos, el pasado lunes 28 de octubre de 2019, nos dieron a conocer una noticia surgida en Madrid, entre otros fue replicado en el diario “La Jornada”.

Nos informaron que: “El Telescopio espacial Hubble ha publicado en su web una nueva imagen, en ella se muestran dos galaxias del mismo tamaño, en plena colisión”.

Sabemos que una de las causas del éxito de la especie se tuvo al desarrollar la capacidad mental de buscar y encontrar “patrones” en todos lados donde se posaba la vista.

En ocasiones somos tan imaginativos que aún cuando no exista patrón alguno, los humanos lo encontramos.

Así, la imagen captada por el “Telescopio Hubble”, se asemeja a una cara fantasmal, comentó la NASAen el comunicado con que se daba la información de la citada colisión de galaxias.

Fotografía El Telescopio Hubble difundió imágenes de dos galaxias que asemejan una cara fantasmal. Foto twitter arroba NASA Hubble.

Esta observación fue tomada el 19 de junio de 2019, en luz visible por la Cámara avanzada para encuestas del telescopio.

Las colisiones de galaxias son comunes, y lo eran mayormente en el “Universo temprano”, normalmente no son impactos frontales, como sí lo es la colisión que creó este sistema incluido en el catatálogo “Arp-Madore”, que se ubica a tan sólo 704 millones de años luz de la Tierra.

En el sistema de galaxias está integrado en el “Catálogo de Asociaciones y Galaxias Peculiares del Sur de Arp-Madore” como “Arp-Madore 2026-424” (AM 2026-424). 

El catálogo es obra del astrónomo Halton Arp (1927 – 2013) quién publicó su compendio de 338 galaxias interactivas de aspecto inusual en 1966. Unos años después se asoció con el también astrónomo Barry Madore (1955), con el objetivo de extender la búsqueda de encuentros galácticos únicos en el cielo del sur. 

Varios miles de galaxias se enumeran en esta encuesta que data de 1987.

El “Telescopio Hubble” (Hubble Space Telescope HST) fue puesto en órbita a 593 kilómetros del nivel del mar de la Tierra, el 24 de abril de 1990, con una muy especial característica, podría ser visitado por misiones de servicio tripuladas por astronautas, ello con la intención de brindar mantenimiento al telescopio, teóricamente se planea dejar fuera de servicio en el año 2021.

Fotografía del Telescopio Hubble tomada desde el Transbordador Espacial Atlantis, De Ruffnax (Crew of STS-125) - http://catalog.archives.gov/OpaAPI/media/23486741/content/stillpix/255-sts/STS125/STS125_ESC_JPG/255-STS-s125e011848.jpg, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6826183.

Este encuentro violento le da al sistema una estructura de anillo de detención, pero durará por un corto período de tiempo. El choque ha arrastrado y estirado los discos de gas, polvo y estrellas de las galaxias hacia afuera, formando el anillo de intensa formación estelar que le otorga las extrañas características que le hacen aparecer con una "cara" y su respectiva "nariz" correspondiente al sistema.

Las galaxias en anillo no son comunes, sólo unos pocos cientos de ellas residen en nuestro vecindario cósmico.

Las galaxias tienen que colisionar en la orientación correcta para que interactúen para crear el anillo, y el efecto anular durará por muy poco tiempo, la consecuente inevitable fusión, ocultará para siempre y por completo su desordenado pasado.

Se añade a todo, la yuxtaposición lado a lado de las dos protuberancias centrales de estrellas de las galaxias en la imagen, lo que también es inusual.

En consecuencia de que las protuberancias que forman los "ojos", parecen ser del mismo tamaño, podemos estar seguros de que las dos galaxias involucradas en el choque eran de tamaño similar.

Esto la hace diferente de las colisiones más comunes, pues en ellas las galaxias más pequeñas son engullidas por sus vecinas más grandes.

El Hubble observó este sistema único como parte de un programa de "instantánea" que aprovecha las brechas ocasionales en el cronograma de observación del telescopio para obtener imágenes adicionales

Los astrónomos planean usar este innovador programa del Hubble para observar de cerca muchas otras galaxias que interactúan inusualmente.

El objetivo es compilar una muestra robusta de galaxias que interactúan por estar muy cercanas unas de otras, lo que podría ofrecer información sobre cómo las galaxias fueron crecieron, con el tiempo, a través de fusiones galácticas.

Al analizar estas observaciones detalladas del Hubble, los astrónomos podrán decidir qué sistemas son objetivos principales para las observaciones de seguimiento del próximo telescopio espacial James Webb, cuyo lanzamiento está previsto para el 30 de marzo de 2021.

Este ingenio es un observatorio espacial desarrollado en colaboración internacional, coordinado por las agencias espaciales de Estados Unidos (NASA), Europea (ESA b), Canadiense (CSA/ASC) y francesa (CNES). Son alrededor de 17 países los que brindan su colaboración a este muy especial proyecto, que habrá de partir desde el “Puerto Espacial Kourou ubicado en la Guayana Francesa).

Fotografía que muestra al observatorio espacial James Webb, aún en la Tierra, tomado de Cuaderno de Cultura Científica.

Y ahora la participación, con información invaluable, de la revista ¿Cómo Ves?, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), número 237, realizado por Daniel Martín Reina:

“Es el proyecto astronómico más caro y complejo de la historia. Del tamaño de un campo de tenis, este telescopio espacial dará vueltas alrededor del Sol más allá de la Luna. Desde esa posición privilegiada, el aparato rastreará el espacio en busca de luz infrarroja.

La radiación que emiten las galaxias más lejanas que somos capaces de detectar nos llega como luz infrarroja. Esta luz tiene la virtud de atravesar las nubes de polvo que hay dentro de esas galaxias, permitiéndonos escudriñar sus profundidades. En nuestra propia galaxia la radiación infrarroja sirve para estudiar la atmósfera de los planetas que giran alrededor de otras estrellas.

Con el “Telescopio Espacial James Webb” (TEJW) la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial de Canadá aspiran a seguir la evolución de las primeras galaxias, observar el nacimiento de las primeras estrellas y localizar planetas que puedan albergar vida.

Sólo un nubarrón se cierne en el horizonte: la NASA anunció hace unos meses el enésimo retraso del proyecto, el Webb debería haberse lanzado en 2015. Habrá que esperar hasta marzo de 2021 para que se abra esta nueva ventana a un Universo que apenas somos capaces de intuir.

El Universo en radiación infrarroja.

La radiación electromagnética es un tipo de energía que se transmite en forma de onda y que viaja a la velocidad de la luz. La hay de muchos tipos —rayos gamma, rayos X, luz ultravioleta, luz visible, luz infrarroja, ondas de radio y microondas—, que se distinguen por la longitud de onda, es decir, la distancia entre dos picos consecutivos de la onda. El conjunto de todos estos tipos de radiación se llama espectro electromagnético.

¿Qué tiene de especial la luz infrarroja? Este tipo de radiación, cuya longitud de onda va de punto cero ocho, a, un mil micrómetros (un micrómetro es una millonésima parte de un metro) guarda la llave del Universo lejano y primitivo.

La luz de los objetos celestes más lejanos no nos llega con la misma longitud de onda con que fue emitida. Esto se debe a la expansión del Universo, que separa las galaxias unas de otras de modo que desde la Tierra las vemos alejarse de nosotros (salvo nuestras vecinas más cercanas).

Cuando una fuente de luz se aleja, las ondas luminosas que emite se alargan en el camino y su longitud de onda es mayor al llegar a la Tierra. Este fenómeno se conoce como efecto Doppler en honor del físico austriaco Christian Doppler (1803 - 1853), quien lo estudió a mediados del siglo XIX.

El efecto Doppler (en nuestro medio ambiente terrestre) es el causante de que el sonido de una sirena de ambulancia se oiga más grave cuando se aleja que cuando se acerca.

En el caso de los objetos celestes, este aumento de la longitud de onda se traduce en un desplazamiento de la luz en el espectro visible hacia la región del rojo; por eso este fenómeno se conoce también como “desplazamiento al rojo”.

Cuanto más lejos se encuentre un objeto celeste, mayor será su desplazamiento al rojo. Así, la luz de las primeras estrellas y galaxias del Universo (que también son las más lejanas) se detecta precisamente en el infrarrojo.

Otra característica de la luz infrarroja es que, por tener una longitud de onda mayor que la luz visible, su poder de penetración también es mayor. Si captamos luz infrarroja, podemos adentrarnos en regiones del espacio que por ahora nos resultan opacas, como el interior de las densas nubes de gas y polvo en las que nacen las estrellas.

El Universo está salpicado de cuerpos celestes como: estrellas enanas marrones, planetas jóvenes, asteroides y cometas, confinados en la frontera del Sistema Solar. Todos estos objetos fríos, y por ahora invisibles, emiten radiación en el infrarrojo...

...Mandar al espacio un telescopio con un espejo de semejante tamaño y un escudo térmico todavía mayor es otro de los grandes desafíos de esta misión. Hay que tener en cuenta que el cohete de lanzamiento, un “Ariane 5” de la Agencia Espacial Europea, tiene un espacio de carga limitado. La solución de la NASA ha sido, de nuevo, poco convencional: el TEJW tendrá que encogerse.

En un impresionante ejercicio de papiroflexia, los segmentos del espejo son plegables, al igual que el escudo térmico, la antena y el panel solar. Los elementos se desplegarán cuando el aparato alcance su órbita objetivo, dispuesto a empezar su misión.

A diferencia del telescopio Hubble, el TEJW no orbitará alrededor de la Tierra, sino alrededor del Sol, a más de 1.5 millones de kilómetros de distancia, casi cuatro veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Esta órbita, conocida como segundo punto de Lagrange, o “L2”, es uno de los cinco puntos en los que las fuerzas gravitacionales de la Tierra y el Sol permiten a un cuerpo mantenerse en una posición fija con respecto a nuestro planeta.

En esa órbita el aparato siempre estará alineado con la Tierra y el Sol. Esto tiene dos importantes consecuencias. Por un lado, el escudo térmico mirará hacia el Sol y la Tierra en todo momento, protegiendo así los instrumentos más sensibles de estas fuentes de calor tan perjudiciales para un telescopio infrarrojo.

Por otro lado, esa ubicación facilitará las comunicaciones con el centro de operaciones, ya que siempre mantendrá la misma posición relativa en el cielo nocturno. Aquí jugará un papel fundamental la Red del Espacio Profundo (DSN, siglas en inglés de Deep Space Network), una red internacional de antenas de radio que sirven de apoyo a las misiones interplanetarias de la NASA. La DSN consta de tres grandes complejos en Goldstone (California), Canberra (Australia) y Madrid (España), separados unos 120 grados en longitud geográfica.

Así, una nave espacial siempre puede mantener contacto directo con alguna de las estaciones, independientemente del movimiento de rotación terrestre…

...Máquina del Tiempo.

El objetivo científico del TEJW es ambicioso: emprender un viaje en el espacio, y también en el tiempo, hasta la época en que el Universo era un recién nacido, hace unos trece mil quinientos millones de años. La luz de los objetos lejanos tarda más en llegar a la Tierra que la de los cercanos, lo que quiere decir que los objetos más lejanos los vemos con retraso y que mientras más lejos atisbamos en el espacio, más atrás nos remontamos en el tiempo.

El TEJW observará el crecimiento de las primeras galaxias, cuya evolución presenta todavía muchos interrogantes. Por ejemplo, no sabemos los procesos que condujeron a las distintas formas de las galaxias actuales, que pueden ser elípticas, espirales o irregulares. Tampoco conocemos el papel de los agujeros negros ni la materia oscura en la formación de esas primeras galaxias. Todo esto resulta fundamental para entender la historia del Universo.

Gracias a la capacidad de penetración de la luz infrarroja, este telescopio también podrá adentrarse en turbulentas regiones de gas y polvo cósmico en las que nacen las estrellas. Será fascinante también contemplar los discos de rocas, hielo y gas que se arremolinan alrededor de estas estrellas recién nacidas y estudiar las condiciones para que se formen nuevos planetas. Estas observaciones nos permitirán refinar las actuales teorías de formación planetaria.

Otro de los usos del TEJW será escudriñar la atmósfera de exoplanetas en busca de sustancias fundamentales para la vida, como agua y moléculas orgánicas. Mucho más cerca, en nuestro Sistema Solar, el TEJW ayudará a identificar y estudiar cometas y otros cuerpos helados situados más allá de la órbita de Neptuno, en el llamado Cinturón de Kuiper. Estos cuerpos son auténticas reliquias de la época en que se formó el Sistema Solar, y pueden contener pistas sobre los orígenes de nuestro planeta. James Webb fue administrador de la NASA durante la década de 1960. Además del programa “Apolo”, el doctor James Edwin Webb (1906 – 1992) es reconocido por impulsar el programa científico de la NASA. Hoy estaría orgulloso de que la máquina del tiempo astronómica más avanzada jamás construida lleve su nombre.”

Y regresamos en el contenido de la mencionada revista con la información vertida en la entrega anterior “El Big Bang y como se planteó”, con datos adicionales a resolver con en esta nueva herramienta del siglo Veintiuno. 

En los primeros instantes después del “Big Bang”la temperatura del Universo era tan elevada —miles de millones de grados— que no había moléculas, ni átomos ni siquiera núcleos atómicos. Todo se reducía, en esencia, a electrones, protones y neutrones sueltos nadando en una sopa de radiación.

Con el paso del tiempo, el Universo se expandió y enfrió y los neutrones y protones pudieron juntarse para formar los primeros núcleos de hidrógeno y helio. Más tarde, los electrones se unieron a estos núcleos, constituyendo los primeros átomos de esos elementos.

Sin partículas cargadas eléctricamente con las que interactuar y desviarse, la luz por fin pudo surcar el espacio sin obstáculos. Unos 380 000 años después del “Big Bang”, el Universo dejó de ser un lugar opaco y se inundó de luz. Todavía hoy existen signos de esa luz, llamada radiación cósmica de fondo: el calor remanente del Big Bang, algo así como las ascuas que quedan en la hoguera después de apagarse el fuego.

El tiempo siguió su curso y las áreas de mayor densidad de materia empezaron a compactarse por efecto de la gravedad. Partes de estas regiones alcanzaron tal densidad y temperatura, que se iniciaron reacciones nucleares de fusión: habían nacido las primeras estrellas.

Estas estrellas, masivas y luminosas, brillaron durante unos pocos millones de años, forjando en sus hornos nucleares nuevos elementos químicos como carbono, oxígeno y hierro. Al cabo de este tiempo algunas explotaron en forma de supernovas, violentas explosiones que alteraron la composición química del Universo esparciendo los nuevos elementos por el espacio.

Los nuevos elementos se incorporaron a la siguiente generación de estrellas, además de formar planetas, asteroides, cometas y otros cuerpos celestes. Los telescopios actuales son incapaces de penetrar en esa edad oscura del cosmos, pero el TEJW sí podrá.

¡Esto es Fascinante!

La información sobre las estrategias, que dan a conocer en ¿Cómo Ves?, nos llevan a seguir los acontecimientos en el futuro próximo, y nos lleva a imaginar la posibilidad de encontrar nuevos datos, datos que nunca antes se soñó conocer.

Y aún así nuestra imparable capacidad de jugar nos lleva a encontrar “caras fantasmales en el espacio”, en el seno de las Agencias Espaciales hay lugar para divertirse con las cuestiones científicas observadas a distancias insospechadas.

Ya lo advirtió el poeta, filósofo, dramaturgo, historiador y editor Johann Christoph Friedrich von Schiller (1759 – 1805), de entre sus frases célebres, elijo dos:

“El hombre sólo juega cuando es libre en el pleno sentido de la palabra y sólo es plenamente hombre cuando juega.”, así también:

“El impulso del juego nos ayuda a dominar nuestra razón y nuestras pasiones.”

Por ello siempre jugamos, somos una especie lúdica (Homo ludens), nos dediquemos a la materia que sea, no importa, coincido con el filósofo e historiadorJohan Huizinga (1872- 1945) , cuya tesis principal destaca que el acto de jugar es consustancial a la cultura humana. Siempre estuvimos, estamos y estaremos jugando, no solamente durante la infancia.

Hasta el Universo nos sirve para hacerlo. ¡A Jugar!