ASTROFSICA ESPACIALNecesidad de la astrofsica espacialRequerimientos tcnicosExploracin del sistema solar Ms all del sistema solar: Telescopios espaciales

Necesidad de la astrofsica espacial El estudio del Universo se realiza a travs de:

Radiacin electromagnticaRayos Csmicos

SondasAnlisis de muestras in situ Toma de muestras y retorno a la tierra

Parcialmente desde Tierra ==> Satlites

Exploracinespacial

Universo en todo su explendor==> Se necesita observar todo el espectro electromagntico! LIMITACIN : LA ATMSFERA!

Absorcin:RadioIRUVrayos X rayos gamma

Prdida de nitidezHubble Space Telescope! LIMITACIN : LA ATMSFERA!

Prdida de precisinCosmic Background Explorer (COBE)Medidas de gran precisin de laradiacin de fondo de microondas han mostrado:

cuerpo negro a 2.7250 K al 99.994%

fluctuaciones espaciales : -amplitud de 7 10-5-tamao: 7 grados! LIMITACIN : LA ATMSFERA!

Resolucin angular limitada en radio interferometra

La resolucin depende de la separacin entre antenas

The VLBI Space Observatory Programme (VSOP)

Imagen tomada desde la Tierra

Imagen tomada con VSOP (mejorala resolucin en un factor 3)! LIMITACIN : TAMAO DE LA TIERRA!

Radio jet 1413+135 a 6 cm

Viabilidad limitada debido a:Masa del satlite (5000 Kg)Consumo de energa (paneles solares, nuclear)Construccin de equipos con calidad espacial Velocidad limitada de las sondasCapacidad limitada de recogida de muestrasLaboratorios especializados para su anlisisEl espacio es ideal para instalar los telescopiosen el futuro en la luna?Requerimientos tcnicos

Futuro: recogida de muestras y anlisis en la Tierra en laboratorios especializadosLa sonda americana STARDUST sobrevolar el cometa P/Wild2 en enero de 2004 y tomar material de la coma para su anlisis en la Tierra. La cpsula regresar a la Tierra en enero de 2006 La sonda japonesa Nurses C (2002) traer material de la superficie de un asteroide

Exploracin del Sistema SolarEstudiar las propiedades fsicas y qumicas de todos los objetos del Sistema Solar

para comprender la formacin y evolucin de:

El sistema solarLos planetasLos satlitesLos asteroidesLos cometas La vida

Exploracin del Sistema Solar: HistoriaObjetoSondaPasAccinAoTierraSputnik1URSSOrbita1957Luna Luna1URSS vuelo1959SolPioneer5EEUU Vuelo 1959MercurioMariner10EEUUVuelo1973VenusVenera1URSSVuelo1961MarteMariner4EEUUVuelo1977JupiterVoyager1EEUUVuelo 1977 SaturnoVoyager1EEUUVuelo 1977UranoVoyager2EEUUVuelo 1977NeptunoVoyager2EEUUVuelo 1977Plutn Pluto/KuiperEEUUVuelo2004*AsteroideGalileoEEUU/UEVuelo1989HalleyGiottoUEVuelo1985

Exploracin del Sistema Solar: EstadsticaObjeto Satlites Aterrizaje*AoSatlitesSol11 (12)NoMercurio1NoVenus22(25)Si1970Venera7Marte6(30)2Si1971Mars3 Jpiter6(6)Si1995GalileoSaturno3(3)1No* (Titan)2004* Cassini/Huygens Urano1NoNeptuno1NoPlutn 0(0)1Asteroide5(5)Si2001NEARCometa7(7)1No*ROSSETA

Corrientes de aguaHielo en el poloVida pasada?Vida en el sistema solarMarte: hielo, agua y vida en el pasado ?Titn:hielo+aguaEuropa: hielo+aguaTierra:vida

Altas energas - Rayos Gamma -Rayos X

InfrarrojoEnergas mayores que 20 keVEnergas de 0.11 a 20 keVLongitudes de onda de 2 a 200 micrasTelescopios espacialesPor diferentes razones cubren todo el espectro electromagntico

Observacin del Universo ms energticoPredichas antes de su observacin Primera deteccin en 1960 (globos y cohetes)Primer satlite: Explorer XI en 1961 (100 fotones)Detect 22 fuentes en todas direcciones ===> Interaccin de Rayos Csmicos con la materiaAltas energas

Finales de los 60: Descubrimiento espectacular Conjunto de satlites Vela (pruebas nucleares) Detectaron explosiones de Rayos Gamma del Universo Los eventos ms energticos del Universo Despus de ms de 30 aos an son un misterioAltas energasMs de 100 satlites en altas energasLos ltimos : Compton Gamma Ray Observatory (CGRO) Chandra XMM-Newton

Emisores en altas energas: Binarias de rayos XObjeto colapsado +estrella +accreccin de materia -Enanas blancas 2-3MsolDeterminacin de la masa y tamao del objeto. El caso de Cygnus X1. Menor que la Tierra (variacin)HDE 226868 es una B0 supergigante con 30 Mo y periodo de 5.6 das ==>Objeto compaero debe tener 7 Mo

Emisores en altas energas: Pulsares de rayos XSi el objeto es un estrellas de neutrones==>pulsar radio y rayos XPulsar de la nebulosa del cangrejo

Emisores en altas energas: Ncleos de galaxias activasPosibles agujeros negros supermasivos (106-9 Mo)

Hierro en MCG-6-30-15 Emisin del Hierro en el disco de acreccin ensanchada por los movimientos y por el efecto gravitatorio

Generacin de antimateria en ncleo de la galaxia

Lnea de aniqulilacin de materia a 511 keVEstudio de la nucleosntesis explosivaLneas :26Al => 26Mg +positrn56Co ==> 56Feproducidas en supernovasEmisores en altas energas: Lneas en rayos Gamma

Emisores en altas energas: Explosiones en rayos gammaGrandes variaciones en brilloDetectados hace 30 aosOrigen: GalcticosRecientemente identificados en el ptico =>ExtragalcticosMs lejano (10% de la edad del Universo, 1.500 Maos)Brill 1.000.000.000.000 veces lo que el Sol y 1.000 veces lo que una supernova ====>Origen: HipernovasColisin y unin de estrellas de neutrones en el ncleo

Estudio de la materia interestelar y la formacin estelarPropiedades y composicin del gas y del polvoBalance energtico en el medio interestelar (interaccin estrellas medio circundante)Satlites ms importantes: Infrared Astronomical Satelite (IRAS) Infrared Space Observato (ISO)Universo fro: infrarrojo y radio

Polvo de cometas que llena el sistema solarProtoestrellas embebidas en nubes molecularesCirros de polvo en todas las direccionesGalaxias con brotes de formacin estelar (75.000 )La galaxias ultraluminosas (protogalaxias)Composicin qumica del gas y polvo interestelarEmisores en el infrarrojo:

Granos de polvo (ncleo y mantos helados) Ncleo Mantos heladosCristales de silicatos Agua, etanol, metano, ..Emisores en el infrarrojo: Granos de polvo

Hidrocarburos aromticos policclicos HPA en HD97300240 UAHPA en el rectangulo rojoEmisores en el infrarrojo: Grandes molculas

Deteccin por primera vez delHPA ms pequeo: el bencenoAgua en abundancia en el UniversoSistema SolarOrinEmisores en el infrarrojo: Pequeas molculasCRL2688

En el medio interestelar Granos con mantos ricos en molculas complejasGran bundancia HPA y aguaHPA+agua==> molculas orgnicas complejasIngredientes bsicos de la vidaFuturo:HerschelSondas a:MarteEuropaTitn

Predichas mucho antes de su deteccinProcesos que generan emisin en rayos X y gammaColisin particulas de muy alta energia Espectro con E>72 keV Aniquliacin particula-antiparticula Electron-positrrn linea a 511 KeVDecaimiento radiativo isotopos radiactivos:Lineas: 26Al a 1.809 MeVAceleracin de partculas cargadasCampo mgnetico: sincrotrn (electrones)

Campo electrosttico: bremsstrahlungAltas energas

Dispersin Compton (inversa) Fotones UV ===> fotones X y GammaRecombinacin de tomos muy ionizadosLneas del Si, Fe .. en rayos X