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ASTROFÍSICA ESPACIAL Jesús Martín-Pintado Martín Observatorio Astronómico Nacional Necesidad de la astrofísica espacial Requerimientos técnicos.

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Presentación del tema: "ASTROFÍSICA ESPACIAL Jesús Martín-Pintado Martín Observatorio Astronómico Nacional Necesidad de la astrofísica espacial Requerimientos técnicos."— Transcripción de la presentación:

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2 ASTROFÍSICA ESPACIAL Jesús Martín-Pintado Martín Observatorio Astronómico Nacional Necesidad de la astrofísica espacial Requerimientos técnicos Exploración del sistema solar Más allá del sistema solar: Telescopios espaciales

3 El estudio del Universo se realiza a través: Radiación electromagnética Rayos Cósmicos Sondas Análisis de muestras in situ Toma de muestras y retorno a la tierra Necesidad de la astrofísica espacial Parcialmente desde Tierra ==> Satélites Exploración espacial

4 Universo en todo su explendor ==> Se necesita observar todo el espectro electromagnético ! LIMITACIÓN : LA ATMOFERA! Absorción:RadioIRUV rayos X rayos gamma

5 Perdida de nitidezPerdida de nitidez Hubble Space Telescope ! LIMITACIÓN : LA ATMOFERA!

6 Perdida de precisión Cosmic Background Explorer (COBE) Medidas de gran precisión de la radiación de fondo de microondas cuerpo negro a K al % muestra fluctuaciones espaciales : amplitud de Tamaño: 7 grados Tamaño Tierra ! LIMITACIÓN : LA ATMOFERA!

7 Resolución angular limitada en radio interferometria Resolución depende de la separación entre antenas The VLBI Space Observatory Programme (VSOP) Imagen tomada dede tierra Imagen tomada con VSOP (mejora la resolución en un factor 3 ! LIMITACIÓN : TAMAÑO DE LA TIERRA! Radio jet a 6 cm

8 Viabiliadad limitada debido a: Masa del satélite (5000 Kg)Masa del satélite (5000 Kg) Consumo de energía (paneles solares, nuclear)Consumo de energía (paneles solares, nuclear) Resistencia a la aceleración del lanzamientoResistencia a la aceleración del lanzamiento Resistencia al bombardeo de Rayos CósmicosResistencia al bombardeo de Rayos Cósmicos Contaminación del espacioContaminación del espacio Velocidad limitada de las sondasVelocidad limitada de las sondas Capacidad limitada de recogida de muestrasCapacidad limitada de recogida de muestras Laboratorios muy especificos para análisisLaboratorios muy especificos para análisis ….…. El espacio es ideal para instalar los telescopios ¿en el futuro en la luna? Requerimientos técnicos

9 Futuro: recogida de muestras y analisis en la Tierra en laboratorios especiales La sonda americana STARDUST sobrevolarán el cometa P/Wild2 en enero de 2004 y tomará material de la coma para su análisis en la Tierra. La capsula regresará a la Tierra en enero de 2006 Nurses C (2002) La sonda japonesa Nurses C (2002) traerá material de la superficie de un asteroide

10 Exploración del sistema solar Estudiar las propiedades físicas y químicas de todos los objetos del sistema solar para comprender la formación y evolución de: El sistema solar El sistema solar Los planetas Los satélites Los asteroides Los cometas La vida

11 Exploración del sistema solar: Historia ObjetoSondaPaísAcciónAño TierraSputnik1URSSOrbita1957 Luna Luna1URSS vuelo1959 SolPioneer5EEUU Vuelo 1959 MercurioMariner10EEUUVuelo1973 VenusVenera1URSSVuelo1961 MarteMariner4EEUUVuelo1977 JupiterVoyager1EEUUVuelo 1977 SaturnoVoyager1EEUUVuelo 1977 UranoVoyager2EEUUVuelo 1977 NeptunoVoyager2EEUUVuelo 1977 Plutón Pluto/KuiperEEUUVuelo2004* AsteroideGalileoEEUU/UEVuelo1989 HalleyGiottoUEVuelo1985

12 Exploración del sistema solar: Estadistica Objeto Satélites Aterrizaje*AñoSatélites Sol11 (12)No Mercurio1No Venus22(25)Si1970Venera7 Marte6(30)2Si1971Mars3 Jupiter6(6)Si1995Galileo Saturno3(3)1No* (Titan)2004* Cassini/Huygens Urano1No Neptuno1No Plutón 0(0)1 Asteroide5(5)Si2001NEAR Cometa7(7)1No*ROSSETA

13 Corrientes agua Hielo polo ¿Vida pasada? Vida en el sistema solar Marte: hielo, pasado agua y vida? Titan:prebiótico Europa:hielo y agua Tierra:vida

14 Altas energías - Rayos Gamma - Rayos Gamma -Rayos X -Rayos XUltravioletaOpticoInfrarrojoRadioAstrometríaÓptico Energías mayores que 20 keV Energías de 0.11 a 20 keV Longitudes de onda de 100 a 2000 A Longitudes de onda de 2 a 60 micras Longitudes de onda A Longitudes de onda >40 micras Telescopios espaciales

15 Predichas mucho antes de su detección Procesos que generan emisión en rayos X y gamma Colisión particulas de muy alta energia Espectro con E>72 keV Aniquliación particula-antiparticula Electron-positrrón linea a 511 KeV Decaimiento radiativo isotopos radiactivos: Lineas: Al26 a MeV Aceleración de partículas cargadas Campo mágnetico: sincrotrón (electrones) Campo electrostático: bremsstrahlung Altas energías

16 Dispersión Compton (inverso) Fotones UV ===> fotones X y Gamma Fotones UV ===> fotones X y Gamma Recombinación de átomos muy ionizados Líneas del Si, Fe.. en rayos X

17 Observación del Universo más energéticoObservación del Universo más energético Primera detección en los 1960 (globos y cohetes)Primera detección en los 1960 (globos y cohetes) Prime satélite: Explorer XI en 1961 (100 fotones)Prime satélite: Explorer XI en 1961 (100 fotones) –Detectó 22 fuentes en todas direcciones ===> Interacción de Rayos Cósmicos con la materia Finales de los 60: Descubrimiento espectacular Finales de los 60: Descubrimiento espectacular Constelación de satélites Vela (pruebas nucleares) Constelación de satélites Vela (pruebas nucleares) Detectaron destellos de Rayos Gamma del Universo Detectaron destellos de Rayos Gamma del Universo Los eventos más energéticos del Universo Los eventos más energéticos del Universo Después de más de 30 años aún son un misterio Más de 100 satélites en altas energías

18 Binarias de rayos X Objeto colapsado +estrella +accrección de materia +accrección de materia -Enanas blancas -Enanas blancas -Estrellas de neutrones -Estrellas de neutrones -Agujeros negros >1.4 Msol -Agujeros negros >1.4 Msol Determinación de la masa y tamaño del objeto Cygnus X1 es el mejor candidato Menor que la Tierra (variación) HDE is a B0 supergigante con 30 Mo y periodo de 5.6 días Objeto compañero debe tener 7 Mo

19 Pulsares de rayos X Si el objeto es un estrellas de neutrones ==>pulsar radio y rayos X Pulsar de la nebula del cangrejo

20 Nucleos de galaxias activas Posibles agujeros negros supermasivos ( Mo) Hierro en MCG Emisión de Hierro del disco de acrección ensanchada por los movimientos y por el efecto gravitatorio

21 Generación de antimateria en núcleo de la galaxia Linea de 511 keV Estudio de la neuclosintesis explosiva Lineas de Al26 y Co56 producidas en supernovas Lineas de emisión en rayos gamma

22 Destellos en rayos gamma Grandes variaciones en brillo Detectados hace 30 años Galácticos Recientemente identificados en el optico =>Extragalácticos Mas lejano (10% de la edad del Universo, Maños) Brilló veces lo que el Sol y veces una supernova Hipernovas Colisión y unión estrellas de neutrones en el nucleo

23 Universo frio: infrarrojo y radio Estudio de la materia interestelar y la formación estelar Propiedades y composición del gas y del polvo Balance energetico en el medio interestelar IRAS Cartografia de todo el cielo a 12, 25, 60 y 100 micras -Polvo de cometas llena el sistema solar -Protoestrellas embebidas en nubes moleculaes -Cirros de polvo en todas las direcciones galaxias con brotes de formación estelar -La galaxias ultraluminosas (protogalaxias)

24 ISO Complejidad química del medio interestelar Granos de polvo (nucleo y mantos helados) Núcleo Mantos helados Núcleo Mantos helados Cristales de silicatos Agua, etanol, metano, formol..

25 Grandes moléculas: Hidrocarburos aromaticos policiclicos HPA en HD UA HPA en el rectangulo rojo

26 Pequeñas moléculas Detección por primnera vez del HPA más pequeño, el benceno Agua en abundancia en el Universo (ISO+SWAS) Sistema solar Orion

27 En el medio interestelar Granos con mantos ricos en moléculas complejas Gran bundancia HPA (cancerigenos) y agua HPA+agua==> moléculas orgánicas complejas Ingredientes basicos de la vida Futuro: SIRTF SIRTF Herschel Herschel


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