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sábado, 7 de noviembre de 2009

Rayos, truenos y antimateria.


Diseñado para escudriñar los cielos a miles de millones de años luz de distancia más allá del Sistema Solar a la búsqueda de rayos gamma, el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi ha recogido una sorprendente serie de señales proveniente de la Tierra. Durante sus primeros 14 meses de operación el Fermi ha detectado 17 destellos de rayos gamma asociados a tormentas terrestres, y algunos de estos destellos contenían una inesperada firma de antimateria.

Durante dos recientes tormentas eléctricas, el Fermi recogió emisiones de rayos gamma de una energía que sólo podía haber sido producida por la desintegración de positrones, la antimateria de los electrones. Estas observaciones son las primeras de su clase encontradas en una tormenta eléctrica. El hallazgo fue anunciado por Michael Briggs de la Universidad de Alabama en Huntsville (EE.UU.) el pasado 5 de noviembre en el Simposio Fermi 2009.

Los 17 destellos de rayos gamma detectados por el Fermi se produjeron justo antes, durante e inmediatamente después de rayos, según el seguimiento hecho por la Red Mundial de Localización de Rayos.

Durante las tormentas eléctricas observadas por otras naves espaciales, los electrones energéticos que se mueven hacia la nave desaceleraron y produjeron rayos gamma. La inusual firma del positrón vista por el Fermi sugiere que la orientación normal para un campo eléctrico asociado con la tormenta eléctrica se invirtió de alguna forma. No se sabe aún cómo esta inversión se puede producir. Lo que está claro es que en las tormentas ocurren muchas cosas interesantes que desconocemos.

domingo, 15 de junio de 2008

GLAST: abriendo nuevas ventanas.

El pasado 11 de junio era puesto en órbita el Telescopio Espacial de Gran Área de Rayos Gamma, GLAST por sus siglas en inglés (Gamma-ray Large Area Space Telescope). Este telescopio es un paso más en una forma de “ver” el universo que comenzó en el siglo XX. Ponemos a continuación el GLAST en su contexto histórico, basándonos en el texto de Robert Naeye “History of Cosmic Discovery: Opening New Windows”.

Desde el punto de vista de la observación del universo, el logro más importante del siglo XX fue sin duda la apertura de todo el espectro electromagnético, parte del cual sólo es accesible desde el espacio. Los descubrimientos de la radioastronomía, de la astronomía de rayos X o la de rayos gamma destrozaron la visión de un Universo tranquilo y que cambiaba lentamente. Vivimos en un universo de explosiones, colisiones y procesos que implican temperaturas y energías inimaginables que sería incomprensible para los astrónomos de antaño.

Siguiendo los pasos del trabajo pionero de Karl Jansky y Grote Reber en los años 30 y 40 del pasado siglo, los astrónomos se dieron cuenta de que el cielo de radio contenía una riqueza extraordinaria de información acerca del Sistema Solar, las estrellas, las galaxias y de objetos aún más exóticos. Gracias a la apertura de la ventana de radio, los astrónomos descubrieron los quásares, los púlsares, la radiación de fondo de microondas, la estructura espiral de la Vía Láctea, la materia oscura y chorros increíbles disparados desde el centro de las grandes galaxias. Las misiones de la NASA como COBE y WMAP han permitido y fomentado la formulación de teorías acerca del origen y posible futuro del Universo.

En 1962, Riccardo Giacconi y varios colegas abrieron otra ventana más cuando lanzaron un cohete por encima de la atmósfera. Un detector de rayos X encontró la poderosa fuente Scorpius X-1 y un difuso brillo de fondo de rayos X. A consecuencia de este descubrimiento siguieron experimentos con globos y cohetes y satélites de la NASA y la ESA como Uhuru, Einstein, ROSAT, Chandra, XMM-Newton y Suzaku, que han estudiado y estudian agujeros negros, supernovas, chorros relativistas y galaxias activas. Giacconi recibió el Premio Nobel de Física de 2002.

También hacia el final del siglo XX, los científicos abrieron la ventana de los rayos gamma, lo que llevó al descubrimiento de los brotes de rayos gamma, los blázares de rayos gamma, las interacciones de los rayos cósmicos y otros fenómenos. La astronomía infrarroja por su parte proporciona información acerca de las regiones donde se forman las estrellas y ayuda a detectar planetas extrasolares y los discos donde se forman.

Varios observatorios en tierra y en órbita han abierto prácticamente la totalidad del espectro electromagnético, con descubrimientos inesperados prácticamente a cada paso. Pero el espectro de rayos gamma entre los 10 y los 100 gigaelectronvoltios (GeV) está prácticamente inexplorado. El principal instrumento del GLAST, el Telescopio de Gran Área, llenará ese hueco. El instrumento EGRET del Observatorio de Rayos Gamma Compton de la NASA vio pistas de fenómenos interesantes e inesperados en el rango de alta energía, pero el GLAST nos dará la primera visión detallada de esa ventana.

martes, 3 de junio de 2008

Listos para el GLAST

El Universo alberga numerosos fenómenos hermosos y exóticos, algunos de los cuales pueden generar casi inconcebibles cantidades de energía. Agujeros negros supermasivos, estrellas de neutrones en colisión, corrientes de gases calientes moviéndose a una velocidad cercana a la de la luz…estas son sólo algunas de las maravillas que generan radiación de rayos gamma, la forma más energética de radiación, miles de millones de veces más energética que el tipo de luz visible por nuestros ojos. ¿Qué ocurre como para producir tanta energía? ¿Qué le ocurre al medio cercano que rodea estos fenómenos? ¿Cómo contribuye el estudio de estos objetos energéticos a nuestra comprensión de la naturaleza misma del Universo y como se comporta?

El Telescopio Espacial de Gran Área de Rayos Gamma, GLAST por sus siglas en inglés (Gamma-ray Large Area Space Telescope) abrirá este mundo de alta energía a la exploración y nos ayudará a contestar estas preguntas. Con el GLAST, los astrónomos dispondrán de una herramienta extraordinaria para estudiar cómo los agujeros negros, conocidos por engullir materia, pueden expulsar chorros de gas a velocidades fantásticas. Los físicos serán capaces de estudiar partículas subatómicas a energías mucho mayores que las que se pueden ver en los aceleradores de partículas de la Tierra. Y los cosmólogos obtendrán valiosa información acerca del nacimiento y la evolución temprana del Universo.

Para esta empresa única, que une a las comunidades de astrofísicos y físicos de partículas, la NASA ha formado equipo con el Departamento de Energía de los Estados Unidos y con instituciones de Francia, Alemania, Japón, Italia y Suecia. General Dynamics ha construido la nave espacial. El lanzamiento está previsto para no antes del 7 de junio de 2008. El estado de la misión se puede obtener en www.nasa.gov/glast.

Objetivos de la misión

· Explorar los medios más extremos del Universo, donde la naturaleza pone en juego energías más allá de cualquier cosa posible en la Tierra.

· Buscar señales de nuevas leyes de la física y de lo que compone la misteriosa Materia Oscura.

· Explicar cómo los agujeros negros aceleran inmensos chorros de materia a casi la velocidad de la luz.

· Ayudar a desentrañar los misterios de esas tremendamente poderosas explosiones conocidas como brotes de rayos gamma.

· Contestar viejas preguntas de un amplio abanico de temas, incluyendo las erupciones solares, púlsares y el origen de los rayos cósmicos.