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HARPS observa cambios inesperados en los puntos brillantes de Ceres

Impresión artística de la superficie de Ceres. Créditos: ESO.
Impresión artística de la superficie de Ceres. Créditos: ESO.

El planeta enano Ceres, ubicado en el cinturón de asteroides (entre las órbitas de Marte y Júpiter) ha resultado ser todo un misterio. Durante ya varios meses, Ceres había sido observado por el satélite Dawn de la NASA. Durante los sobrevuelos se observaron unos misteriosos puntos brillantes cuyo origen era desconocido. Luego de varios análisis, se comenzó a dilucidar el misterio, y los científicos concluyeron que la mejor explicación en base a los datos obtenidos era que los puntos blancos estaban compuestos de sales.

Ahora tenemos nuevas noticias sobre las misteriosas manchas blancas, pero no vienen desde el espacio, sino desde Tierra.
Astrónomos realizaron observaciones con el espectrógrafo HARPS, que se encuentra en el telescopio de 3.6 metros del observatorio La Silla (ESO), en el norte de Chile. HARPS, conocido «cazador de exoplanetas», ha revelado inesperados datos sobre los puntos brillantes: brillan durante el día y presentan variaciones. Esto sugiere que están hechos de un material volátil y que, como también habían sugerido los datos de Dawn, se evapora durante el día debido a que la temperatura aumenta en presencia de la luz solar.

El autor principal del estudio, Paolo Molaro, del INAF-Observatorio Astronómico de Trieste habló con el sitio de ESO y contó la historia que lo llevó a utilizar HARPS para observar Ceres: «tan pronto como la nave espacial Dawn reveló la existencia de los misteriosos puntos brillantes en la superficie de Ceres, inmediatamente pensé en los posibles efectos mensurables desde la Tierra. A medida que Ceres gira, los puntos se acercan a la Tierra, y luego retroceden de nuevo, lo cual afecta al espectro de la luz del sol reflejada que llega a la Tierra”.

HARPS fue construido para detectar variaciones muy pequeñas en la velocidad radial de las estrellas que tienen planetas a su alrededor (precisión de ~3.5 km/h). Ceres tarda nueve horas en dar un giro completo (sobre sí mismo), y según los cálculos, el efecto de los puntos brillantes al acercarse y alejarse de la Tierra durante la rotación de Ceres debiesen ser de alrededor de 20 kilómetros por hora, lo cual es más que suficiente para las capacidades de HARPS.

Los astrónomos detectaron los cambios que esperaban durante algo más de dos noches de observaciones entre julio y agosto de 2015, pero además se encontraron con resultados inesperados. Según el coautor del estudio, Antonino Lanza, del INAF-Observatorio Astrofísico de Catania, se observaron variaciones considerables de una noche a otra.
Con estos resultados, concluyeron que existía la presencia de sustancias volátiles que se evaporan por el calor de la luz del Sol. Sin embargo, estos cambios ocurren en un patrón bastante aleatorio.

Todo indica que Ceres es distinto de sus demás compañeros del cinturón de asteroides, parece ser internamente activo, es rico en agua, aunque se desconoce si esto está relacionado con los puntos brillantes. Tampoco se sabe cómo se produce esta continua filtración de material a la superficie.

Por ahora Dawn sigue investigando los misterios de Ceres, y luego del final de su misión, es probable que HARPS y otros instrumentos continúen observando desde Tierra.

Fuente:
Se descubren cambios inesperados en los puntos brillantes de Ceres – ESO
Daily variability of Ceres’ Albedo detected by means of radial velocities changes of the reflected sunlight, Molaro et al. 2016

Nuevas pistas revelan que las manchas blancas en Ceres probablemente son sales

 Esta representación del cráter Occator en falso color, muestra la diferencia de composición en la superficie. Créditos: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Esta representación del cráter Occator en falso color, muestra la diferencia de composición en la superficie.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Desde que la misión Dawn comenzó a enviar imágenes de Ceres, el planeta enano que se encuentra ubicado en el cinturón de asteroides de nuestro Sistema Solar, una de las cosas que más llamó la atención fue la presencia de unas manchas blancas en la superficie. Se especuló mucho sobre su origen e incluso algunos fanáticos de las conspiraciones (con explicaciones bastante «tiradas de las mechas») hablaban de que las manchas eran ciudades iluminadas.

Pero esta semana la ciencia nos entregó nuevas pistas que parecen revelar la verdadera composición de las manchas: sales. Además, recibimos noticias sobre la detección de amoniaco, que nos da nuevas ideas sobre la formación de Ceres. Ambos estudios, publicados en Nature, representan los mayores resultados publicados hasta ahora sobre este planeta enano.

Los puntos brillantes de Ceres

Ceres posee más de 130 áreas brillantes, y la mayoría de ellas están asociadas con cráteres que quedaron por impactos en su superficie. Otras áreas permanecían siendo un misterio.
Un grupo de científicos, liderados por Andreas Nathues del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar, en Göttingen, Alemania, dice que el material brillante es consistente con un tipo de sulfato llamado hexahidrita. Usando las imágenes de Dawn, el equipo de investigadores sugiere que estas áreas ricas en sales se fueron acumulando luego de la sublimación de hielos en el pasado, y fueron desenterradas por los impactos de asteroides, como una mezcla de sales y hielo.
Según el mismo Nathues, «La naturaleza global de los puntos brillantes de Ceres sugiere que este mundo tiene una capa bajo su superficie que contiene hielo de agua salado.»

El cráter Occator


Hasta ahora, no ha habido una detección sin ambigüedades de la presencia de hielo de agua en Ceres, ya que se necesitan datos con mucho mejor resolución para responder a esta incógnita.

El cráter Occator destaca por contener el material más brillante existente sobre la superficie de Ceres. Occator también parece estar entre las formaciones más jóvenes de Ceres, con una estimación de unos 78 millones de años de edad, según los científicos.
En el estudio publicado esta semana, los investigadores notaron que algunas vistas del cráter parecen mostrar una neblina difusa que llena el suelo de Occator. Esto podría estar asociado a observaciones de vapor de agua en Ceres hechas por el observatorio espacial Herschel, publicadas en 2014.
La niebla parece estar presente en imágenes tomadas durante el mediodía (tiempo local en Ceres), y ausente durante el amanecer y el atardecer. Esto sugiere que es un fenómeno similar a lo que se ve en la superficie de los cometas, donde la luz del Sol calienta la superficie haciendo que el hielo sublime y levante partículas de hielo y polvo. Los datos que se tomen a futuro quizás logren revelar más pistas sobre los procesos que causan esta actividad.

La presencia de niebla también se logró detectar en el segundo cráter con material más brillante en Ceres: Oxo.

Al parecer, también existe algún proceso geológico que continuamente aporta hielo a la superficie, rellenando lo que se va perdiendo.

Arcilla rica en amoniaco

En el segundo estudio, se estudió la composición de Ceres y se encontró evidencias de arcillas ricas en amoniaco. Para esto se usaron datos del espectrógrafo infrarrojo y visible que va abordo de Ceres, y que permite observar la luz reflejada por la superficie, en distintas longitudes de onda, permitiendo identificar los minerales que componen la superficie.

Actualmente, el hielo de amoniaco se evaporaría en Ceres, ya que es demasiado cálido. Sin embargo, las moléculas de amoniaco pueden permanecer si se combinan con otros minerales.

El hecho de que existan compuestos con amoniaco aumenta las posibilidades de que Ceres no se haya formado en el cinturón de asteroides donde se encuentra actualmente, sino que en las partes exteriores del Sistema Solar. Otra hipótesis es que se haya formado cerca de su ubicación actual, pero que hubiese incorporado materiales que derivaron desde la parte externa del Sistema Solar, cerca de la órbita de Neptuno, donde los hielos de nitrógeno son térmicamente estables.

Finalmente, dejamos un video sobre la rotación de Ceres y el cráter Occator:

Fuentes:
NASA
Nature
Nathues, A. et al. Nature (2015)
De Sanctis, M. C. et al. Nature (2015)

DAWN: Un viaje al comienzo del Sistema Solar

Por estos días se han comenzado a escuchar algunas novedades de la nave espacial Dawn, de la NASA. Pero, ¿de qué se trata esta misión? En esta nota les contamos un poco más al respecto.

asteroid-belt-lrg.sp.spDawn es una sonda espacial gestionada por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA en 2007 con el objetivo de estudiar dos de los objetos más grandes del cinturón de asteroides (que es un cinturón… de asteroides… ubicado entre Marte y Júpiter). El primero de estos objetos es el «proto-planeta» Vesta, y el segundo es el planeta enano Ceres.

Vesta, imagen tomada el 18 de julio de 2011, a 10,500 km de distancia.
Vesta, imagen tomada el 18 de julio de 2011, a 10,500 km de distancia.
Ya el 16 de julio de 2011 visitó Vesta, siendo la primera nave en realizar esta hazaña, y completó una misión de reconocimiento que duró 14 meses, hasta fines de 2012.
La sonda se encuentra actualmente en camino a Ceres, debiese llegar el 6 de Marzo de 2015 (lo que explica que últimamente se estén viendo más imágenes y noticias al respecto). También será la primera nave en visitar este cuerpo del Sistema Solar, y la primera en orbitar dos cuerpos «extraterrestres» distintos.

Durante su paso por Vesta, Dawn tuvo la oportunidad de estudiar un cuerpo único en su tipo. Según los científicos de la NASA, Vesta sería el único ejemplar restante de los planetoides que se unieron para dar origen a los planetas rocosos de nuestro Sistema Solar en sus comienzos. La sonda pudo estimar el tamaño de su núcleo rico en metales, descubrió extrañas manchas oscuras en su superficie, generadas por impactos de asteroides, barrancos que se cree fueron el resultado de la erosión producida por un flujo de agua líquida, entre otros.

En cuanto a Ceres, también se tienen resultados interesantes aunque aún la sonda no ha terminado su trayecto. El telescopio Herschel confirmó que este planeta enano, menos denso que Vesta, tiene presencia de vapor de agua en su delgada atmósfera. Se cree que es un cuerpo de hielo, similar en cierto sentido a los planetas del Sistema Solar externo.

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La última novedad respecto a Dawn y Ceres es esta imagen que fue tomada el 13 de enero de 2015 a una distancia de 383,000 kilómetros. Hasta ahora las mejores imágenes que teníamos de Ceres habían sido tomadas por el Telescopio Espacial Hubble. En las próximas semanas, a medida que Dawn se aproxima a su destino, esperamos nuevas y mejores imágenes.

Esperamos tener mucha más ciencia y buenas noticias de esta sonda. Todas las imágenes fueron cordialmente usurpadas del sitio de Dawn (cortesía de JPL, NASA).

Fuentes y enlaces varios:
Dawn en Wikipedia
Dawn discoveries – NASA
DETECTION OF WIDESPREAD HYDRATED MATERIALS ON VESTA BY THE VIR IMAGING SPECTROMETER ON BOARD THE DAWN MISSION
Herschel Telescope Detects Water on Dwarf Planet versión en español en el sitio de Cosmo Noticias
Dawn Delivers New Image of Ceres