Esta imagen compuesta en falso color, fue construida a partir
de los datos obtenidos por la Nave Espacialla NASA ,
y muestra los anillos de Saturno y su hemisferio sur; fue hecha mediante 65
observaciones individuales por el espectrómetro visual e infrarrojo cercano de
la luz de la Cassini ,
el 01 de noviembre de 2008. Las observaciones tuvieron una duración de 6
minutos. Crédito: NASA /JPL / Universidad de Arizona
Durante siete años un
instrumento del tamaño de un pequeño refrigerador que se encuentra a bordo de
la nave espacial Cassini de
la NASA al girar
alrededor de Saturno ha investigado los patrones del clima, la composición de
los hidrocarburos de la superficie de la luna de Saturno; Titán, sus capas de aerosol de la bruma que lo cubre y la mezcla
sucia de hielo en los anillos de Saturno. En la imagen superior se muestra un
ejemplo, es una imagen compuesta en colores falsos producida mediante 65
observaciones individuales del espectrómetro de mapeo visual e infrarrojo (VIMS – Visual and Infrared Mapping Spectrometer) de la nave espacial Cassini.
La misión Cassini-Huygens es un
proyecto cooperativo de la NASA ,
de la Agencia
Espacial Europea [ESA] y la Agencia Espacialla Misión
para la el Directorio de Misiones de la
NASA en Washington; el equipo VIMS tiene su base en la Universidad de Arizona
en Tucson. Los científicos que trabajan con datos de la misión Cassini de la NASA han desarrollado una
nueva forma de entender las atmósferas de exoplanetas usando el smog-envuelto,
la luna de Saturno, Titán, como un stand-in.La nueva técnica muestra la
dramática influencia que los cielos brumosos podrían tener sobre nuestra
capacidad de aprender acerca de estos mundos alienígenas orbitando estrellas
distantes.
Representación
artística de la Nave Espacialla NASA ,
observando una puesta de Sol a través de la brumosa atmósfera de Titán. Crédito:
NASA / JPL-Caltech
El trabajo fue realizado por un equipo de investigadores
dirigido por Tyler Robinson, un Postdoctoral Research Fellow de la NASA en el Centro de
Investigación Ames de la NASA
en Moffet Field, California; los hallazgos han sido publicados el 26 de mayo de
2014 en las actas de la Academia Nacional
La luz de puestas de sol, las estrellas y los
planetas se pueden separar en sus colores componentes para crear espectros,
como prismas hacen con la luz del sol, con el fin de obtener la información
oculta. A pesar de las
distancias asombrosas a otros sistemas planetarios, en los últimos años los
investigadores han comenzado a desarrollar técnicas para la recolección de los
espectros de exoplanetas. Cuando
uno de estos mundos tránsitos, o pasa por delante de su estrella vista desde la Tierra , algunas de luz de
la estrella viaja a través de la atmósfera del exoplanetas, donde se cambia en
sutiles, pero mensurables, formas. Este
proceso imprime información sobre el planeta que puede ser recogida por los
telescopios. Los espectros
resultantes son un registro de esa huella. El
espectro permite a los científicos desentrañar
los detalles sobre los exoplanetas cuando estos son similares, tales como los
aspectos de la temperatura, la composición y la estructura de sus atmósferas.
Robinson
y sus colegas exploran una similitud entre los tránsitos de los exoplanetas y
las puestas de sol presenciados por la
nave espacial Cassini en Titán. Estas observaciones, llamadas ocultaciones solares,
permitieron efectivamente a los científicos observar Titán como si fuera un
exoplaneta en tránsito, sin tener que salir del sistema solar. En el
proceso, las puestas de sol de Titán revelaron cuán dramático pueden ser los
efectos de las nieblas.
Varios
mundos en nuestro propio sistema solar, incluyendo Titán, están cubiertos por
las nubes y brumas a gran altitud. Los científicos esperan que muchos exoplanetas se oscurecieran
de manera similar. Las nubes y brumas crean una variedad de efectos
complicados que los investigadores deben trabajar para separar de la firma de
estas atmósferas exóticas, porque así presentan un obstáculo importante para la
comprensión de las observaciones de tránsito. Debido
a la complejidad y la potencia de cálculo necesaria para hacer frente a las
brumas, los modelos utilizados para entender los espectros de exoplanetas
suelen simplificar sus efectos. “Antes, no
estaba claro exactamente cómo las brumas estaban afectando las observaciones de
los exoplanetas en tránsito", dijo Robinson. "Así
que nos dirigimos a Titán, un mundo nebuloso en nuestro propio sistema solar
que ha sido ampliamente estudiado por la Cassini ".
El equipo utilizó
cuatro observaciones de Titán realizadas entre 2006 y 2011 por el espectrómetro
de mapeo visual e infrarrojo de la
Cassini. Su análisis
proporcionó resultados que incluyeron los efectos complejos, debido a las
brumas, que ahora se pueden comparar con las observaciones y los modelos de
exoplanetas. Con Titán como ejemplo, Robinson y sus colegas encontraron que las
altas brumas por encima de algunos exoplanetas en tránsito, podrían limitar
estrictamente lo que sus espectros pueden revelar a los observadores del planeta
en tránsito. Las observaciones
pueden ser capaces de recoger información sólo de la atmósfera superior de un
planeta. En Titán, corresponde a
alrededor de los 150 a 300 kilómetros sobre
su superficie, muy por encima de la mayor parte de su densa y compleja
atmósfera. Un resultado adicional del estudio es que las brumas de Titán
afectan más fuertemente las longitudes de onda más cortas o más azules, de los
colores de la luz. Estudios de
los espectros de los exoplanetas han asumido comúnmente que estos hazes
afectarían a todos los colores de la luz de manera similar. El estudio de las puestas de sol a través de neblinas de Titán ha
revelado que este no es el caso. "La
gente ha soñado con reglas de cómo los planetas se comportan cuando se ve en el
tránsito, pero Titán no recibió el memo", dijo Mark Marley, un
co-autor del estudio de la
NASA-Ames . "No se parece en nada a algunas de las
sugerencias anteriores, y es a causa de la niebla".
La técnica del equipo
se aplica igualmente bien a las observaciones similares tomadas desde la órbita
alrededor de cualquier mundo, no sólo de Titán. Esto significa que los investigadores
pueden estudiar las atmósferas de los planetas como Marte y Saturno también en
el contexto de las atmósferas de los exoplanetas.
"Es gratificante ver que el estudio de la Cassini del Sistema Solar
nos está ayudando a entender mejor otros sistemas solares, así" dijo Curt Niebur,
científico del programa Cassini de la
NASA en Washington.
Fuente: JPL-Caltech /
NASA
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