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El telescopio de gravedad futurista de Stanford podría obtener imágenes de exoplanetas: 1.000 veces más potente que la tecnología actual

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El telescopio de gravedad futurista de Stanford podría obtener imágenes de exoplanetas: 1.000 veces más potente que la tecnología actual

Una técnica futurista conceptualizada por científicos de la Universidad de Stanford podría permitir imágenes astronómicas mucho más avanzadas de lo que es posible actualmente. Crédito: Alexander Madurowicz

Una técnica futurista de ‘telescopio de gravedad’ conceptualizada por astrofísicos de Stanford podría permitir imágenes astronómicas mucho más avanzadas que cualquiera de ellos en la actualidad.

En el tiempo transcurrido desde la primera[{» attribute=»»>exoplanet was discovered in 1992, astronomers have discovered more than 5,000 planets orbiting other stars. However, when astronomers detect a new exoplanet, we learn relatively little about it: we know that it exists and a few features about it, but the rest is a mystery.

To sidestep the physical constraints of telescopes, Stanford University astrophysicists have been developing a new conceptual imaging technique that would be 1,000 times more precise than the strongest imaging technology currently in use. By taking advantage of gravity’s warping effect on space-time, called gravitational lensing, scientists could potentially manipulate this phenomenon to create imaging far more advanced than any currently available.

In a paper published today (May 2, 2022) in The Astrophysical Journal, the researchers describe a way to manipulate solar gravitational lensing to view planets outside our solar system. By positioning a telescope, the sun, and exoplanet in a line with the sun in the middle, scientists could use the gravitational field of the sun to magnify light from the exoplanet as it passes by. As opposed to a magnifying glass which has a curved surface that bends light, a gravitational lens has a curved space-time that enables imaging far away objects.

Gravity Telescope Reconstruction of Earth

An example of a reconstruction of Earth, using the ring of light around the Sun, projected by the solar gravitational lens. The algorithm that enables this reconstruction can be applied to exoplanets for superior imaging. Credit: Alexander Madurowicz

“We want to take pictures of planets that are orbiting other stars that are as good as the pictures we can make of planets in our own solar system,” said Bruce Macintosh, a physics professor at in the School of Humanities and Sciences at Stanford and deputy director of the Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (KIPAC). “With this technology, we hope to take a picture of a planet 100 light-years away that has the same impact as Apollo 8’s picture of Earth.”

The catch, at present, is that their proposed technique would require more advanced space travel than is currently available. Still, the promise of this concept and what it could reveal about other planets, makes it worth continued consideration and development, said the researchers.

The perks of light bending

Gravitational lensing wasn’t experimentally observed until 1919 during a solar eclipse. With the moon obstructing the light from the sun, scientists were able to see stars near the sun offset from their known positions. This was unequivocal proof that gravity could bend light and the first observational evidence that Einstein’s theory of relativity was correct. Later, in 1979, Von Eshleman, a Stanford professor, published a detailed account of how astronomers and spacecraft could exploit the solar gravitational lens. (Meanwhile, astronomers including many at Stanford’s KIPAC now routinely use the powerful gravity of the most massive galaxies to study the early evolution of the universe.)

But it wasn’t until 2020 that the imaging technique was explored in detail in order to observe planets. Slava Turyshev of California Institute of Technology’s Jet Propulsion Laboratory described a technique where a space-based telescope could use rockets to scan around the rays of light from a planet to reconstruct a clear picture, but the technique would require a lot of fuel and time.

Gravity Telescope That Could Image Exoplanets

Video depicting how this conceptual exoplanet imaging technique compares to an existing imaging idea. Credit: Alexander Madurowicz

Building on Turyshev’s work, Alexander Madurowicz, a PhD student at KIPAC, invented a new method that can reconstruct a planet’s surface from a single image taken looking directly at the sun. By capturing the ring of light around the sun formed by the exoplanet, the algorithm Madurowicz designed can undistort the light from the ring by reversing the bending from the gravitational lens, which turns the ring back into a round planet.

Madurowicz demonstrated his work by using images of the rotating Earth taken by the satellite DSCOVR that sits between Earth and the sun. Then, he used a computer model to see what Earth would look like peering through the warping effects of the sun’s gravity. By applying his algorithm to the observations, Madurowicz was able to recover the images of Earth and prove that his calculations were correct.

In order to capture an exoplanet image through the solar gravitational lens, a telescope would have to be placed at least 14 times farther away from the sun than Pluto, past the edge of our solar system, and further than humans have ever sent a spacecraft. But, the distance is a tiny fraction of the light-years between the sun and an exoplanet.

“By unbending the light bent by the sun, an image can be created far beyond that of an ordinary telescope,” Madurowicz said. “So, the scientific potential is an untapped mystery because it’s opening this new observing capability that doesn’t yet exist.”

Sights set beyond the solar system

Currently, to image an exoplanet at the resolution the scientists describe, we would need a telescope 20 times wider than the Earth. By using the sun’s gravity like a telescope, scientists can exploit this as a massive natural lens. A Hubble-sized telescope in combination with the solar gravitational lens would be sufficient to image exoplanets with enough power to capture fine details on the surface.

“The solar gravitational lens opens up an entirely new window for observation,” said Madurowicz. “This will allow investigation of the detailed dynamics of the planet atmospheres, as well as the distributions of clouds and surface features, which we have no way to investigate now.”

Madurowicz and Macintosh both say that it will be a minimum of 50 years before this technology could be deployed, likely longer. In order for this to be adopted, we will need faster spacecraft because, with current technology, it could take 100 years to travel to the lens. Using solar sails or the sun as a gravitational slingshot, the time could be as short as 20 or 40 years. Despite the timeline’s uncertainty, the possibility to see whether some exoplanets have continents or oceans, Macintosh said, drives them. The presence of either is a strong indicator that there may be life on a distant planet.

“This is one of the last steps in discovering whether there’s life on other planets,” Macintosh said. “By taking a picture of another planet, you could look at it and possibly see green swatches that are forests and blue blotches that are oceans – with that, it would be hard to argue that it doesn’t have life.”

Reference: “Integral Field Spectroscopy with the Solar Gravitational Lens” by Alexander Madurowicz and Bruce Macintosh, 2 May 2022, The Astrophysical Journal.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac5e9d

Macintosh is also a member of Stanford Bio-X. The research was sponsored by the NASA grant NNX15AD95G, which relies on the Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) coordination network.

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Primer vuelo del astronauta Boeing Starliner: actualizaciones en vivo

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Primer vuelo del astronauta Boeing Starliner: actualizaciones en vivo

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Los astronautas del primer Starliner completan el ensayo general antes del lanzamiento el 6 de mayo.

Los astronautas de la NASA Butch Wilmore y Suni Williams completaron un importante ensayo general antes de su histórico lanzamiento en Boeing Starliner no antes del 6 de mayo, anunciaron funcionarios de la agencia el viernes 26 de abril, horas después de que terminara el ensayo.

«Wilmore y Williams completaron una serie de pasos el día del lanzamiento, incluido vestirse, trabajar en un simulador de cabina y utilizar el mismo software que se utilizará durante el lanzamiento», añadió. Los funcionarios de la NASA escribieron en una publicación de blog el viernes 26 de abril.

El ensayo tuvo lugar en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Orlando, Florida, e incluyó un procedimiento de cuenta atrás con la nave espacial Starliner, que se encuentra encima del cohete Atlas V de United Launch Alliance que lo llevará a la Estación Espacial Internacional (ISS).

La prueba de vuelo tripulada de una semana de duración completó con éxito su revisión final de preparación para el vuelo con la NASA el jueves 25 de abril. CFT, la primera misión Starliner con astronautas, tiene como objetivo certificar la nave espacial para misiones de seis meses a la ISS que podrían comenzar ya en 2025. Lea más sobre el lanzamiento de Starliner aquí en Space.com.

Los astronautas de Starliner llegan al sitio de lanzamiento

Los astronautas de la prueba de vuelo de la tripulación de Boeing Butch Wilmore (izquierda) y Suni Williams, ambos de la NASA, llegan al Centro Espacial Kennedy de la agencia en Florida el 25 de abril a bordo de un avión T-38 antes de su lanzamiento. (Crédito de la imagen: NASA)

Los dos astronautas de la NASA que volarán a bordo de la primera nave espacial Starliner tripulada de Boeing han llegado al Centro Espacial Kennedy en Florida para preparar su histórico lanzamiento a la Estación Espacial Internacional el próximo 6 de mayo.

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El comandante de pruebas de vuelo de la tripulación del Boeing Starliner, Butch Wilmore, y la piloto Sunita Williams aterrizaron su avión supersónico T-38 de la NASA en el Centro de Lanzamiento y Aterrizaje del centro espacial después de un corto vuelo desde Ellington Field en Houston, cerca del Centro Espacial Johnson.

Los astronautas se lanzarán a la ISS a bordo del Starliner de Boeing y un cohete Atlas V desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 41 en la Estación Espacial de Cabo Cañaveral, cerca de KSC. Su misión de una semana a la ISS es un crucero de prueba final para que el Starliner de Boeing demuestre que está listo para los vuelos operativos de la tripulación de la NASA. Al final de la misión, Starliner se lanzará en paracaídas a la Tierra y aterrizará en el suroeste de Estados Unidos.

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La NASA publica impresionantes time-lapses de supernovas que muestran 20 años en 20 segundos

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La NASA publica impresionantes time-lapses de supernovas que muestran 20 años en 20 segundos

La NASA ha lanzado dos nuevas películas que muestran observaciones cambiantes de dos fuentes bien conocidas en el cielo: Casiopea A y la Nebulosa del Cangrejo. Los dos protagonistas son los restos de estrellas masivas que se convirtieron en supernovas en nuestra galaxia. Los vídeos a intervalos condensan 20 años de datos del telescopio de rayos X Chandra en sólo 20 segundos espectaculares.

La explosión que creó la Nebulosa del Cangrejo apareció en nuestro cielo hace casi 1.000 años, en 1054. Fue reportada por astrónomos chinos y muchos otros en todo el mundo (la falta de menciones en Europa podría tener que ver con la Iglesia Católica). La supernova dejó un púlsar y Chandra pudo rastrear los cambios muy energéticos alrededor de este objeto extremo entre 2000 y 2022.

Esto ya es extraordinario, y se realizarán aún más observaciones, ya que el chorro visible en las observaciones de 2022 será rastreado nuevamente a finales de este año.

El púlsar en el centro de la Nebulosa del Cangrejo visto a lo largo del tiempo.

Crédito de la imagen: NASA/CXC/SAO; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/J. Schmidt, J. Major, A. Jubett, K. Arcand

Cassiopeia A es un remanente de supernova mucho más joven. Era visible desde la Tierra hace 340 años y Chandra también lo ha estado observando desde 2000. Las observaciones anteriores que mostraban sus cambios se centraban en el período de 2000 a 2013, pero en el nuevo lapso de tiempo esto se ha extendido hasta 2018. Las ondas de choque son visibles en observaciones, donde las partículas se aceleran y emiten rayos X.

Casiopea A tiene una estrella de neutrones en su corazón, descubierta por Chandra poco después del lanzamiento del telescopio en 1999. Las observaciones fueron esenciales para ayudarnos a comprender mejor cómo las estrellas se convierten en supernovas y cómo se forman estrellas de neutrones y púlsares regulares durante este proceso.

Las imágenes de Cassiopeia A fueron reprocesadas recientemente con una nueva técnica que llevó la aguda visión de Chandra al límite. Las dos nuevas películas muestran la capacidad de Chandra para demostrar observaciones y datos capturados durante un período humano.

El artículo que describe la nueva técnica de imagen se publica en La revista de astrofísica.

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Corea del Sur lanzará un centro de seguridad espacial bajo la supervisión de una agencia de espionaje

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Corea del Sur lanzará un centro de seguridad espacial bajo la supervisión de una agencia de espionaje

Corea del Sur envía su primer satélite espía a órbita el 2 de diciembre desde la Estación Espacial Vandenberg de California. (Espacio X)

Corea del Sur se está preparando para establecer un centro de seguridad espacial bajo el Servicio de Inteligencia Nacional.

Como parte de las revisiones del decreto presidencial que entró en vigor el martes, el NIS gestionará el Centro Nacional de Seguridad Espacial, dedicado a actividades de inteligencia relacionadas con el sector espacial.

Con el lanzamiento del centro, la agencia de espionaje del país tendrá la autoridad para responder a las amenazas a los activos y sistemas espaciales del país y otras amenazas enemigas en el dominio espacial, además de recopilar y analizar inteligencia espacial.

El NIS desarrollará y difundirá tecnologías para mejorar la seguridad espacial, y su director asumirá funciones relacionadas con el Centro de Operaciones de Satélites de Corea junto con el ministro de Ciencia, según el decreto revisado.

El decreto revisado también otorga a la agencia de espionaje la autoridad para participar en las operaciones de los dos satélites de reconocimiento militar de Corea del Sur y otros activos espaciales.

Las últimas revisiones de la orden ejecutiva presidencial sobre seguridad espacial se realizaron para aclarar el alcance de los programas de la agencia de espionaje ampliados mediante una enmienda a la Ley del Servicio Nacional de Inteligencia en diciembre de 2020. La enmienda añadió espacio de seguridad al papel y las responsabilidades de la agencia.

Oficiales militares de Corea del Sur dicen que Corea del Norte podría enviar nuevos satélites espías al espacio después de que el primero fuera puesto en órbita con éxito en noviembre pasado.

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Aunque Shin Won-sik, jefe de defensa de Seúl, no cree que el único satélite de reconocimiento militar de Corea del Norte sea capaz de llevar a cabo «actividades de espionaje significativas», los futuros satélites podrían equiparse con capacidades mejoradas con la ayuda de Rusia.

En una cumbre celebrada en septiembre del año pasado, Rusia dijo que proporcionaría a Corea del Norte tecnologías espaciales como parte de la ampliación de la cooperación militar entre los dos países.

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