Desde la Azotea

Santiago Pérez Hoyos, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

El descubrimiento en nuestro infernal vecino Venus de una molécula considerada como biomarcador o “huella de la vida”, el fosfano, ha sorprendido a los científicos que trabajamos en las atmósferas planetarias. Recuperados del primer impacto y tras los ríos de tinta que han corrido, tanto elogiando como rebajando el descubrimiento, llega el momento de reflexionar sobre los siguientes pasos que debemos dar para llegar a una respuesta concluyente.

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SANTIAGO PEREZ HOYOS Divulgación, Investigación astrobiología, fosfano, Venus

Lo primero de todo, permitidme explicar que el título de este post es una licencia poética. Ahora mismo podemos ver Venus como lucero de la tarde, muy cerquita además de la Luna. Con amanecer me refiero a la misión Akatsuki ya que este es su significado en japonés. Así que esta entrada hace referencia a un reciente artículo que hemos publicado en Astrophysical Journal Letters basado en imágenes tomadas desde tierra en apoyo a, y antes de, la inserción orbital de la misión de la agencia espacial japonesa JAXA.

Este tipo de fantásticas imágenes de Venus las toman astrónomos aficionados con equipamientos relativamente sencillos y gran pericia. Esta composición en color fue creada por V. Alekssev (Lipetsk, Rusia) con un telescopio de 40 cm en mayo de 2015. Crédito: adaptada de Sánchez-Lavega et al. (2016).

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SANTIAGO PEREZ HOYOS Investigación, Observación astronómica Akatsuki, artículos, Calar Alto, PlanetCam, Venus

Esta entrada es una traducción de la originalmente publicada en Mapping Ignorance. Pincha aquí si quieres leerla. Esta entrada está también basada en la nota de prensa publicada por la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea.

Admitámoslo desde el principio: Saturno es mi planeta favorito, ciertamente no soy neutral cuando hablo de su maravillosa actividad atmosférica. En mi defensa debo preguntar si conocéis rival para sus tormentas gigantes periódicas, flujo poligonales o cambios estacionales. Al telescopio, quizá Júpiter resulte más divertido pero a largo plazo Saturno acaba captando tu atención. Hace más de una década, el análisis de la estructura del increíble jet ecuatorial de Saturno fue parte de mi tesis doctoral y ahora, medio año saturniano después, volvemos a encontrar sorpresas en una reciente publicación de nuestro grupo [1].

La historia comienza en 2003. Después de medir sin descanso vectores de viento en imágenes del Telescopio Espacial Hubble, el profesor Agustín Sánchez Lavega encontró una increíble rebaja en el jet ecuatorial del planeta anillado [2]. Durante el sobrevuelo de las Voyager, a principios de los 80, Saturno tenía viento casi super-sónicos que soplaban a 1600 km/h de Oeste a Este. Un temporal que aparentemente amainó en los años siguientes y, a principios de los 90, circulaba aparentemente a la mitad de velocidad. Poco después, la misión Cassini de NASA fue insertada en su órbita alrededor de Saturno y fue capaz de estudiar, entre otras muchas cosas, los vientos a bajas latitudes [3]. Cassini estaba fenomenalmente equipada con filtros capaces de sondear diferentes niveles atmosféricos, demostrando que existía una intensa cizalla vertical con vientos más lentos en la parte superior y vientos rápidos unos cien kilómetros por debajo. No eran tan rápidos como los vientos Voyager pero se acercaban. ¿Era una cuestión de nubes situadas a diferentes alturas o había un cambio real en el flujo? Cuando cuantificamos las alturas de las estructuras nubosas para cada misión (Voyager, HST, Cassini) encontramos que se requería un cambio real en las velocidades del viento para conciliar todos los datos [4]. Una pérdida de 100 m/s en la atmósfera superior parecía funcionar bien. Sin embargo, no había mecanismo conocido capaz de producir semejante inyección de momento contra la incontenible inercia de la atmósfera. La sombra de los anillos y las tormentas gigantes fueron acusadas pero las pruebas, en forma de modelos numéricos, no eran concluyentes.

Saturno visto por el Telescopio Espacial Hubble en Junio de 2015. El detalle muestra la estructura rápida que alcanzó valores de la era Voyager. Crédito: GCP-UPV/EHU

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El pasado viernes 16 celebramos en el Planetario de Pamplona una mesa redonda sobre colaboración ProAm en astronomía dentro del marco del XXII Congreso Estatal de Astronomía. Este congreso es la reunión más grande de astrónomos amateur que se celebra en España y reúne desde 1976 a más de 200 astrónomos que presentan un programa variado en el que muestran las principales actividades en las que se encuentran inmersos: desde observaciones de todo tipo, divulgación, tecnología hasta ciencia, en muchos casos puntera, que se realiza en colaboración con los profesionales del ramo. Y este fue precisamente el tema que fuimos a tratar en esta mesa redonda.

Foto de los componentes de la mesa redonda, cortesía del Planetario de Pamplona, vía Twitter. De izquierda a derecha: Blanca Troughton, Angel López Sánchez. Santiago Pérez-Hoyos, Montse Campás Torrent, David Galadí.

Presidió la reunión Blanca Troughton, presidenta de la Federación de Asociaciones Astronómicas de España, que además de moderar el debate nos presentó el magnífico estudio de los recursos disponibles dentro de la Federación. Un estudio que muestra claramente las enormes capacidades de los astrónomos aficionados españoles. A continuación, Ángel Rafael López-Sánchez nos resumió los planes de la Comisión ProAm de la Sociedad Española de Astronomía, en particular los cursos que estamos planeando desarrollar para los próximos meses. Yo mismo abordé a continuación la colaboración ProAm dentro de las Ciencias Planetarias, como abordaré un poco más adelante en esta entrada. Siguió Montse Campás Torrent, del Observatorio de Montcabrer exponiendo el espectacular trabajo que vienen desarrollando en temas relacionados con cometas y otros cuerpos menores del Sistema Solar. Finalmente, David Galadí del Observatorio de Calar Alto nos mostró lo que él mismo definió como “un caso de éxito”, los cursos de fotometría que se desarrollaron en el observatorio en los últimos años. Siguió a estas presentaciones una discusión con el público acerca de cómo mejorar y ampliar este tipo de colaboraciones.

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Llevaba un tiempo queriendo escribir esta entrada. Por un lado prefería esperar a que pasaran algunas semanas para verlo todo con mayor perspectiva, además el trabajo en la trastienda continúa hasta hoy. Finalmente, por supuesto, han estado las vacaciones en las que he intentado desconectar al máximo durante un par de semanas. Mi compañero Angel López Sánchez, más conocido como El Lobo Rayado, lo expuso como siempre fenomenalmente en su blog de Naukas. La reunión ha sido notable desde el punto de vista científico y tuvo muchas y muy buenas contribuciones científicas en una cantidad mareante de temas. También ha habido una cantidad sana de crítica política con la denuncia de la pérdida progresiva de fondos para la investigación astronómica, donde a pesar de todo España sigue siendo una potencia mundial.

Sin embargo, yo he visto este congreso desde una posición muy diferente a la que estoy habituado. Lo cierto es que no he podido seguir la ciencia tanto como me habría gustado y he tenido que estar más pendiente de aspectos organizativos. Curiosamente, creo que me ha servido para ver el lado más humano de una reunión científica de estas características. Durante esta semana, además de la ciencia que se ha cubierto, hemos encontrado tiempo para reír y divertirnos juntos, para correr unos kilómetros (e inaugurar la que espero sea la próxima tradición de la SEA) y hasta para llorar a los amigos que nos han dejado en este tiempo. También hemos discutido, por supuesto. Y eso me encanta. Me encanta ver que los científicos a los que tanto respeto y admiro son de carne y hueso porque eso me hace sentir que la ciencia que hacen también está viva. Eso me da confianza en cómo vamos a adaptarnos como comunidad a los tiempos que vengan, previsiblemente complicados para la mayoría.

Si vas aún más tarde que yo y queréis saber qué comentamos a grandes rasgos durante la SEA, os aconsejo que echéis un vistazo a la cobertura informativa que realizaron los diferentes medios gracias a nuestra maravillosa jefa de prensa Anna Boluda. Y si eso no es suficiente para tu curiosidad insaciable, que sepas que hoy mismo hemos lanzado la convocatoria para el Highlights of Spanish Astrophysics IX, el volumen de “proceedings” que recogerá la ciencia del congreso.

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La próxima semana celebraremos en Bilbao la XII Reunión Científica de la Sociedad Española de Astronomía. La preparación de este evento se ha llevado una buena parte de mi tiempo y energías en los últimos tiempos, así como de muchos de mis compañer@s del Grupo de Ciencias Planetarias de la UPV/EHU. Pero el momento ha llegado por fin y mañana comenzamos esta reunión bianual que junta a buena parte de la astronomía española en un evento donde cada vez se tocan más temas científicos.

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Se necesita una misión espacial para poder ver a Saturno de esta forma. Y se necesita esta información para poder comprender cómo son las partículas que reflejan la luz en las nubes superiores. Crédito: montaje a partir de imágenes del instrumento ISS de la sonda Cassini.

Estamos acostumbrados a ver las fases de la Luna: luna llena, cuarto menguante, luna nueva, cuarto creciente. También, aunque a veces sigue sorprendiendo, es conocido que los planetas interiores Mercurio y Venus también muestran diferentes fases a lo largo del año. Sin embargo, los gigantes Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno siempre muestran prácticamente todo el disco planetario. Hay un pequeño baile, es cierto, pero sólo los más avispados se habrán dado cuenta de ello. Llamamos ángulo de fase al ángulo Sol-planeta-Tierra y apenas son 6º en el caso de Saturno.

Desde el punto de vista de mi trabajo, esto es una pena… Leer más…

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Imagen procesada por Sebastian Voltmer basadao en las observaciones de Gerrit Kernbauer y John McKeon. Los satélites a la vista son, de izquierda a derecha, Ganímedes, Europa e Ío. Dado que el planeta gira de izquierda a derecha, la zona del impacto desapareció rápidamente de la vista.

La semana pasada volvió a saltar la noticia: por cuarta vez en los últimos años, los astrónomos aficionados Gerrit Kernbauer y John McKeon confirmaban la observación de un impacto sobre el planeta Júpiter. Nuestro compañero Ricardo Hueso, que ha liderado y participado en varios trabajos sobre los impactos de objetos de ese calibre en el planeta gigante, lo cuenta fenomenalmente en la entrada que ha escrito para el blog de Asteroid Day.

La forma en la que los astrónomos aficionados observan Júpiter se basa en la adquisición de secuencias de imágenes a alta velocidad. Lo que comúnmente se llama “una película”, para entendernos. El quid de la cuestión se centra en la selección de los frames óptimos, que, una vez superpuestos, pueden llegar a superar el límite de difracción del telescopio y proporcionarnos una imagen extraordinariamente detallada. Es lo que llamamos la técnica de Lucky Imaging, de la que ya hemos hablado en este blog.

Estos vídeos, normalmente descartados o almacenados tras el procesado, esconden a veces impactos de este calibre que pueden pasar desapercibidos con gran facilidad. Esta información, analizada a largo plazo, puede ser fundamental para determinar la tasa de impactos sobre el planeta Júpiter, que en última instancia está relacionada con la tasa de impactos sobre nuestro planeta. Esto, qué duda cabe, es muy importante para nosotros como especie. Para desvelar estos posibles impactos en los datos, el astrónomo aficionado Marc Delcroix ha desarrollado un software para detectarlos en los vídeos de los observadores. También Ricardo Hueso facilita otra opción con el mismo objetivo, a través de la base de datos PVOL.

Estos impactos están provocados en general por cuerpos con tamaños entre 10-20m, del mismo orden de magnitud que el bólido de Cheliabinsk, y deberían poder detectarse con mayor frecuencia de lo que venimos haciendo. Sin duda, cada uno de estos eventos nos hace estar más atentos a la posibilidad de que se nos pasen por alto. El equipo y las habilidades cada vez más desarrolladas con las que cuentan muchos astrónomos aficionados hoy en día hacen que en la próxima década podamos confiar en contar con una buena estadística sobre los impactos en Júpiter y, ¿por qué no?, quizá también en Saturno.

Vídeo de G. Kernbauer:

[youtube]https://youtu.be/4LiL7RYG7ac[/youtube]

Vídeo de J. McKeon:

[youtube]https://youtu.be/qAJI4gqX3Zg[/youtube]

Referencias

• The impact of a large object on Jupiter in 2009 July
  A. Sánchez-Lavega, A. Wesley, G. Orton, R. Hueso, S. Perez-Hoyos, L. N. Fletcher, P. Yanamandra-Fisher, J. Legarreta, I. de Pater, H. Hammel, A. Simon-Miller, J. M. Gomez-Forrellad, J. L. Ortiz, E. García-Melendo, R. C. Puetter and P. Chodas
  The Astrophysical Journal Letters, 715, 2, L150 (2010).

• Jupiter after the 2009 impact: Hubble Space Telescope imaging of the impact-generated debris and its temportal evolution
  H.B. Hammel, M.H. Wong, J. T. Clarke, I. de Pater, L. N. Fletcher, R. Hueso, K. Noll, G. S. Orton, S. Pérez-Hoyos, A. Sánchez-Lavega, A. A. Simon-Miller and P. A. Yanamandra-Fisher
  The Astrophysical Journal Letters, 715, 2, L155 (2010).

• The International Outer Planet Watch atmospheres node database of giant-planet images
  R. Hueso, J. Legarreta, S. Pérez-Hoyos, J.F. Rojas, A. Sánchez-Lavega and A. Morgado
  Planetary and Space Science, 58, 1152-1159 (2010).

• Impact flux on Jupiter: From superbolides to large-scale collisions.
  R. Hueso, S. Pérez-Hoyos, A. Sánchez-Lavega, A. Wesley, G. Hall, C. Go, M. Tachikawa, K. Aoki, M. Ichimaru, J. W. T. Pond, D. G. Korycansky, C. Palotai, G. Chappell, N. Rebeli, J. Harrington, M. Delcroix, M. Wong, I. de Pater, L. N. Fletcher, H. Hammel, G. S. Orton, I. Tabe, J. Watanabe, and J. C. Moreno.
  Astronomy and Astrophysics, 560, A55 (2013).

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La dura pelea contra la turbulencia atmosférica se vence en un instrumento como PlanetCam a base de seleccionar las mejores imágenes entre las miles que el instrumento es capaz de tomar en unos pocos segundos. Crédito: Ricardo Hueso, Grupo de Ciencias Planetarias UPV/EHU

Si sigues este blog, seguro que no es la primera vez que lees una entrada hablando de nuestra querida PlanetCam-UPV/EHU. Hoy celebramos con esta entrada que el diseño definitivo se encuentra ya completamente terminado y que la revista Publications of the Astronomical Society of the Pacific ha publicado nuestro informe sobre las originales características y primeros resultados de nuestra criatura. El artículo está liderado por Iñigo Mendikoa, cuya tesis doctoral en curso girará en torno al instrumento y a su capacidad para proporcionarnos información sobre las atmósferas de los planetas gigantes.

La andadura de este proyecto comenzó en 2011, con lo que ahora llamamos PlanetCam-1, desarrollado por la ingeniería ADA-Idom. Con esta cámara pudimos operar en los telescopios de 1,23m y 2,2m del Centro Astronómico Hispano Alemán de Calar Alto, el T1m del Observatorio de Pic du Midi (Francia) y el Telescopio Carlos Sánchez del Observatorio del Teide (Islas Canarias). Este instrumento nos permitía operar en el rango visible del espectro, utilizando tanto métodos de “lucky imaging“, como observando en las estrechas bandas de absorción de las atmósferas planetarias.

Así luce el instrumento montado en el telescopio de 2.2m de Calar Alto, seguramente la ubicación favorita de los miembros del equipo de observación. Crédito: Ricardo Hueso, Grupo de Ciencias Planetarias UPV/EHU

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Por si no os habéis dado cuenta, el color de Júpiter es un tema recurrente en este blog, del cual ya he hablado aquí y aquí. Y hoy nos toca abordar el tema una vez más, gracias a un artículo recientemente publicado en la revista Icarus y del cual soy coautor. El trabajo fue principalmente desarrollado durante su trabajo fin de Máster por Iñaki Ordóñez, ahora investigador en formación dentro de nuestro grupo de investigación.

¿Y qué tiene de novedoso este artículo? Lo cierto es que varios aspectos. En primer lugar, los datos que maneja: las imágenes adquiridas por la sonda Cassini con su cámara ISS durante el sobrevuelo que hizo del planeta en diciembre de 2000, durante el llamado “Millenium Flyby”. En segundo lugar, también es novedosa la forma en la que se han manejado los datos ya que Iñaki es un aguerrido usuario de datos hiperespectrales y ha sabido trasplantar, con la sabia guía de Ricardo Hueso,  algunas de sus técnicas a los datos multiespectrales (a través de unos pocos filtros) de la cámara de Cassini.

¿Dónde está cada elemento de la atmósfera de Júpiter? En la parte inferior podemos ver un mapa con algunos de sus elementos más característicos. En la superior, representamos cada punto en un diagrama de índice de altura (AOI) frente a índice de color (CI). Crédito: Ordonez-Etxeberria et al. (2016)

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