La nueva vida cálida de Spitzer

El exitoso observatorio espacial infrarrojo de la NASA consumió todo su congelante y entra en “fase cálida”.

El 25 de Agosto de 2003 fue lanzado hacia el espacio el último de los grandes observatorios de la NASA, el Telescopio Espacial Infrarrojo Spitzer. Su misión: estudiar al universo en las longitudes de onda que se encuentran más allá del espectro visible, atravesando nubes de polvo estelar y descubriendo objetos fríos y lejanos.

Representación artística del telescopio Spitzer frente a una imagen infrarroja del plano galáctico de la Vía Láctea. © NASA/JPL

Para lograr sus propósitos, los instrumentos de Spitzer debían estar en un ambiente muy frío, que no enmascarara su visión. Con este fin, helio líquido corría por las venas del telescopio enfriando todo hasta una temperatura de -271ºC, a menos de tres grados sobre el cero absoluto.

Inicialmente, se previó que el helio durara solamente dos años y medios, pero el diseño y el manejo del telescopio lograron que su vida se extendiera por más de cinco años y medio. Pero inevitablemente llegó a su fin, y el 15 de mayo de 2009 Spitzer consumió totalmente sus reservas de gas congelante.

La nave, que actualmente se encuentra en órbita alrededor del Sol a más de 100 millones de kilómetros por detrás de la Tierra, se calentará un poco. Todavía estará mucho más fría que un cubo de hielo, ya que la temperatura del telescopio ascendió apenas hasta los -242ºC.

Podría parecer que la temperatura sigue siendo muy baja, pero esto significó que dos de los instrumentos de Spitzer, su fotómetro de imagen multibanda de gran longitud de onda y su espectrógrafo infrarrojo perdieran su capacidad de detectar los objetos más fríos del espacio.

Cualquier satélite en una órbita geocéntrica razonable recibiría además de la luz solar directa, la luz solar reflejada por la Tierra y la emisión infrarroja emitida por nuestro planeta, y por lo tanto estaría bañado en temperaturas por encima de los 250 grados Kelvin. La órbita heliocéntrica derivante (se va alejando de la Tierra a razón de unos 15 000 000 km al año) coloca a Spitzer en el “espacio profundo”, donde la temperatura del telescopio, aún sin ningún congelante, alcanza apenas los 30 o 40K, permitiendo así que la naturaleza ayude a su mejor funcionamiento. Aquí lo vemos en la posición en que se encontraba el 15 de mayo de 2009, cuando se agotó su congelante de helio líquido. © JPL/Caltech

Sin embargo, continuarán funcionando correctamente los dos detectores de ondas más cortas de su conjunto de cámaras, que trabajan en las longitudes de 3,6 y 4,5 micrones (es decir dentro del rango infrarrojo cercano a mediano), podrán capturar el resplandor de toda una serie de objetos, tales como asteroides en nuestro sistema solar, estrellas polvorientas, discos de formación planetaria, planetas gaseosos gigantes y galaxias distantes. Además, Spitzer podrá atisbar a través del polvo que permea nuestra galaxia y bloquea la observación en la luz visible. Y lo que es más importante, estos detectores podrán todavía funcionar por al menos dos años más.

“Nos gusta pensar que esto es un renacimiento de Spitzer”, dijo Robert Wilson, gerente del proyecto Spitzer en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California. “Spitzer tuvo una vida asombrosa, llevando a cabo su tarea más allá de lo previsto. Es posible que su misión principal haya terminado, pero encarará nuevos estudios científicos, y seguramente llegarán mas descubrimientos”.

“Realizaremos un trabajo científico importante y emocionante con esos dos canales infrarrojos”, dijo el científico del proyecto Spitzer Michael Werner de JPL, quien ha trabajado con Spitzer durante más de 30 años. “Nuestro nuevo programa tomará ventaja de lo que esos canales pueden realizar mejor”.

Los hallazgos de Spitzer han sido grandes y muchos. Por ejemplo, estableció que la materia de cometas y planetas es similar a través de toda la galaxia. Mostró con sus fotografías nuevos detalles del nacimiento de las estrellas, y reveló que en el universo distante, a miles de millones de años-luz, acechaban en la oscuridad cientos de agujeros negros masivos. También creó mosaicos detallados de la región central de la Vía Láctea y examinó las estructuras de otras galaxias, así como las de las nubes de polvo de nuestra galaxia, ya que muchos compuestos químicos, incluyendo moléculas orgánicas, dejan firmas distintivas en el espectro infrarrojo.

La nube cósmica BHR 71 vista en luz visible (izquierda), a través de la cámara infrarroja IRAC de Spitzer (centro), y en una imagen combinada (derecha). © NASA/JPL-Caltech/Harvard-Smithsonian CfA

Quizás sus descubrimientos más revolucionarios y sorprendentes tuvieron que ver con planetas en órbita alrededor de otras estrellas, algo que nadie había previsto cuando se construyó el telescopio.

En 2005 Spitzer detectó la primera luz proveniente de un exoplaneta. Desde entonces ha capturado datos de exoplanetas gaseosos calientes, determinando su temperatura. Más recientemente, fue testigo de cambios meteorológicos en un exoplaneta gaseoso, una tormenta de proporciones colosales que surgió en pocas horas antes de aquietarse rápidamente.

Algunas de las nuevas tareas de Spitzer (que en estos últimos años de producción generó más de 1 500 artículos científicos), serán refinar la constante de Hubble, definir cuán a menudo podrían impactar sobre la Tierra asteroides peligrosos, y caracterizar las atmósferas de exoplanetas gigantes gaseosos que puedan ser descubiertos dentro de poco por la misión Kepler.

Por otro lado, estos nuevos estudios serán suplementados por otros instrumentos. Por ejemplo, en nuevo telescopio Herschel de la Agencia Espacial Europea trabajará en algunas de las longitudes del infrarrojo cercano que acaba de perder Spitzer, así como en longitudes de onda sub-milimétricas.

Imágenes y descubrimientos del telescopio Spitzer

El Observatorio Infrarrojo Spitzer ha capturado una multitud de imágenes sumamente bellas, y sus descubrimientos científicos han sido muchos. A continuación les dejo algunos enlaces donde podrán comprobarlo:

- El resplandeciente polvo del centro galáctico
- Las pequeñas hijas de las estrellas gigantescas
- Otros soles, otras vidas
- Rho Ophiuchi – nuevos astros en el polvo cósmico
- Spitzer y las montañas de la creación
- Una serpiente galáctica
- Un nuevo rostro para la Vía Láctea

¿Quién fue Lyman Spitzer, Jr.?

El telescopio infrarrojo Spitzer recibió su nombre en honor a uno de los grandes científicos del siglo XX, Lyman Spitzer Jr., un renombrado astrofísico que realizó importantísimas contribuciones en las áreas de dinámica estelar, física del plasma, fusión termonuclear y astronomía espacial.

Lyman Spitzer, Jr. (Jun.26, 1914 – Mar.31, 1997) © Denise Applewhite, Princeton University

En 1946, siendo profesor en Yale, y más de una década antes de que el primer satélite fuera lanzado al espacio y 12 años antes de la creación de la NASA, propuso el lanzamiento de un satélite que pudiera observar desde el espacio una gran cantidad de longitudes de onda, sin que lo molestara la distorsión de la atmósfera.

Escribió un artículo titulado “Ventajas astronómicas de un observatorio extra-terrestre” donde describía las ventajas de tal instrumento, y trabajó los siguientes 50 años para que su visión se convirtiera en realidad.

En 1947, con apenas 33 años de edad, fue designado presidente del departamento de ciencias astrofísicas de Princeton y se convirtió en director del observatorio de esa universidad.

En ese departamento, estudió el gas y el polvo interestelar a partir de los cuales se forman las estrellas. Fue el primero en sugerir que las estrellas luminosas de las galaxias espirales se habían formado recientemente, y predijo la existencia de un halo galáctico que rodearía a la Vía Láctea.

En 1962 encabezó un programa para diseñar un observatorio que orbitaría la Tierra y estudiaría el espectro ultravioleta, que normalmente es bloqueado por nuestra atmósfera. El resultado fue el exitoso satélite Copérnico de la NASA, que operó desde 1972 hasta 1981.

En 1977, gracias en buena parte a los continuos esfuerzos de Spitzer, el Congreso estadounidense aprobó los fondos necesarios para la construcción del Telescopio Espacial Hubble, el cual fue puesto en órbita en 1990, 44 años después de la primera propuesta del científico.

Sorpresivamente, Spitzer falleció en 1977, después de haber completado un día normal de trabajo en la universidad de Princeton.

Además de sus intereses científicos, fue miembro del Club Alpino Americano. Amaba el montañismo y el ski, y contribuyó a un fondo que promociona el montañismo de última tecnología a través del apoyo financiero a equipos pequeños que intentan nuevos primeros ascensos o repeticiones difíciles de las rutas más retadoras en las grandes cadenas montañosas del mundo.

Cuando el 25 de agosto de 2003 la NASA lanzó un nuevo telescopio espacial para investigar al universo infrarrojo en una innovadora órbita solar siguiendo a la Tierra, decidió que esta modernísima instalación llevara el nombre del científico, para honrar la visión y las contribuciones a la ciencia espacial de Lyman Spitzer, Jr.

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Fuentes utilizadas:
- NASA/Spitzer
- Sky&Telescope
- NASA/Spitzer
- JPL/Spitzer/Caltech
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