Júpiter con total nitidez

Comunicado de Prensa ESO PR 33/08.

Una nueva técnica de corrección de imagen genera la fotografía más nítida del planeta jamás tomada desde tierra.

Una observación récord de Júpiter de dos horas de duración utilizando una técnica superior para eliminar la distorsión atmosférica ha producido la imagen más nítida de todo el planeta que jamás se haya obtenido desde tierra. La serie de 265 instantáneas obtenidas con el prototipo del instrumento Demostrador de Óptica Adaptable Multi-Conjugada (MAD = Multi-Conjugate Adaptive Optics Demonstrator) montado sobre el VLT (Very Large Telescope = Telescopio Muy Grande) de ESO (European Southern Observatory = Observatorio Austral Europeo) revela cambios en la neblina tipo smog de Júpiter, probablemente como respuesta a una conmoción que afectó a todo el planeta hace más de un año.

ESO PR Photo 33/08 – Júpiter con toda nitidez Imagen infrarroja en falso color del planeta capturada el 17 de agosto de 2008. Es la combinación de una serie de fotografías tomadas a lo largo de 20 minutos a través de tres filtros diferentes. La definición es de unos 90 mili-arcosegundos, lo que permite distinguir detalles de hasta 300 kms de ancho en la superficie del gigante gaseoso. La Gran Mancha Roja se encontraba al otro lado del planeta durante las observaciones. © ESO/F. Marchis, M. Wong, E. Marchetti, P. Amico, S. Tordo

Durante décadas, el tener la capacidad de corregir las distorsiones atmosféricas en imágenes de gran angular ha sido el sueño de científicos e ingenieros. Las nuevas imágenes de Júpiter prueban el valor de la tecnología avanzada utilizada por MAD, que utiliza dos o más estrellas guía en lugar de una sola, para eliminar la distorsión causada por la turbulencia atmosférica sobre un campo de visión que es treinta veces más grande que el permitido por las técnicas existentes [1].

“Este tipo de óptica adaptable tiene una gran ventaja para la observación de objetos grandes, tales como planetas, cúmulos estelares o nebulosas”, dice el investigador principal Franck Marchis de la Universidad de California Berkeley y del Instituto SETI en Mountain View, California, EE.UU. “Mientras la óptica adaptable común proporciona una corrección excelente en un campo visual pequeño, MAD ofrece una buena corrección sobre un área mayor del cielo. Y de hecho, si no fuera por MAD, no habríamos podido llevar a cabo estas observaciones asombrosas”.

MAD permitió que los investigadores observaran a Júpiter durante más de dos horas los días 16 y 17 de agosto de 2008, una duración récord según el equipo de observación. La óptica adaptable convencional que utiliza una única luna joviana como referencia no puede monitorear a Júpiter por un período tan largo porque el satélite se aleja demasiado del planeta. El Telescopio Espacial Hubble no puede observar al gigante gaseoso en forma continua por más de unos 50 minutos, porque su campo visual es bloqueado con regularidad por la Tierra durante la órbita de 96 minutos del telescopio.

Utilizando MAD, la astrónoma de ESO Paola Amico, el director del proyecto MAD Enrico Marchetti y Sèbastien Tordo del equipo MAD rastrearon dos de las lunas mayores de Júpiter, Europa e Ío (cada una de ellas en un lado distinto del planeta) para proporcionar una buena corrección en toda la extensión del disco lleno del planeta. “Fue la observación más retadora que hayamos realizado con MAD, porque debíamos rastrear con gran precisión a dos satélites que se movían con velocidades diferentes, mientras que simultáneamente fijábamos a Júpiter”, dice Marchetti.

Con esta serie única de imágenes, el equipo descubrió una gran alteración en la luminosidad de la neblina ecuatorial, que se encuentra en un cinturón de 16 000 kilómetros de ancho sobre el ecuador joviano [2]. Una mayor cantidad de luz reflejada por la neblina de la atmósfera superior significa que la cantidad de neblina ha aumentado, o que se ha trasladado a mayores altitudes. “La porción más luminosa se ha desplazado hacia el sur en más de 6 000 kilómetros”, explica el miembro del equipo Mike Wong.

Se llegó a esta conclusión luego de comparar imágenes tomadas en 2005 por Wong y su colega Imke de Pater utilizando el Telescopio Espacial Hubble. Las fotografías del Hubble, obtenidas en longitudes de onda del infrarrojo muy cercanas a las utilizadas para el estudio del TLT, muestran más neblina en la mitad norte de la brillante Zona Ecuatorial, mientras que las imágenes del VLT de 2008 muestran un claro desplazamiento hacia el sur.

“El cambio que vemos en la neblina podría estar relacionado con grandes cambios en los patrones de nubes asociados con la conmoción planetaria del pasado año, pero debemos examinar más datos para precisar más el momento en que ocurrieron los cambios”, declara Wong.

NOTAS

[1] Los telescopios con base en tierra sufren un efecto de distorsión causado por la turbulencia atmosférica. Esta turbulencia hace que las estrellas titilen de una forma que deleita a los poetas pero frustra a los astrónomos, ya que borronea los detalles finos de las imágenes.

Sin embargo, con las técnicas de la óptica adaptable (AO = Adaptive Optics), este gran impedimento puede ser superado de forma que el telescopio produzca imágenes que sean tan nítidas como sea posible teóricamente, es decir, aproximarse a las condiciones en el espacio.

El sistema de óptica adaptable funciona por medio de un espejo deformable controlado por computadora que contrarresta la distorsión introducida en la imagen por la turbulencia atmosférica.
Está basado en correcciones ópticas en tiempo real computadas a partir de datos de imagen obtenidos por un “sensor de frente de onda” (una cámara especial) a alta velocidad, muchos centenares de veces por segundo, cada segundo.

Los sistemas AO actuales pueden corregir únicamente el efecto de la turbulencia atmosférica en una región muy pequeña del cielo (típicamente, 15 arcosegundos o menos), y la corrección se degrada muy rápidamente cuando se aleja del eje central. Por lo tanto, los ingenieros han desarrollado nuevas técnicas para superar esta limitación, una de las cuales es la óptica adaptable multi-conjugada.

Para más detalles sobre el instrumento prototipo Demostrador de Óptica Adaptable Multi-Conjugada, ver (en inglés) ESO 19/07.

[2] La neblina, que podría estar formada por el compuesto nitrogenado hidrazina, utilizado en la Tierra como propulsor cohete, o quizás por cristales congelados de amoníaco, agua o hidrosulfuro de amonio proveniente de las profundidades del planeta gaseoso, resulta muy prominente en las imágenes infrarrojas.

Como la luz visible puede penetrar a niveles más profundos que la luz en las longitudes infrarrojas detectadas por MAD (alrededor de los 2 micrones), los telescopios ópticos ven luz reflejada desde nubes más profundas y espesas que se encuentran debajo de la neblina.

A veces, la neblina se comporta como las partículas en las regiones superiores de los frentes de trueno de la Tierra (conocidos como yunques cúmulonimbus) o en los penachos de ceniza causados por las grandes erupciones volcánicas, que se elevan hasta la atmósfera superior y se diseminan por todo el mundo.

En Júpiter, el amoníaco inyectado en la atmósfera superior interactúa también con la luz solar para formar hidrazina, que se condensa en una bruma de finas partículas de hielo. La química de la hidrazina en la atmósfera joviana es similar a la que ocurre en la atmósfera terrestre después de una erupción volcánica, cuando el dióxido de azufre se convierte, a causa de la luz solar ultravioleta, en ácido sulfúrico.

VLT de ESO en Paranal, Chile. © ESO

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Artículo original: ESO Press Release 33/08.
Título: “Sharpening Up Jupiter”
Fecha: Octubre 02, 2008
Enlace con el artículo original: aquí
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