Astronomía en la Próxima Década: Del Hubble al Telescopio Espacial James Webb - Juan Rafael Martínez Galarza Sterrewacht Leiden
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Astronomía en la Próxima Década:
Del Hubble al Telescopio Espacial James Webb
Juan Rafael Martínez Galarza
Sterrewacht Leiden
Cátedra de Sede “José Celestino Mutis” - Noviembre 17 2009 1
Los temas de hoy
• ¿Qué es un telescopio espacial?
• ¿Por qué instalar un telescopio en el espacio?
¿Cuánto cuesta?.
• El Telescopio Espacial Hubble hoy.
• Herschel.
• Un coloso frío en el espacio: El Telescopio Espacial
James Webb.
•
2¿Qué es un telescopio espacial?
Un telescopio espacial es
un satélite provisto con
un sistema óptico,
instrumentos de
medición, electrónica y
comunciaciones, capaz
de hacer observaciones
astronómicas dirigido
remotamente.
Hoy en día, los
Ejemplos: Hubble, Spitzer, Herschel, Spitzer telescopios espaciales son
construídos por
consorcios entre
naciones.
3¿Por qué lanzar un telescopio al espacio?
1. Absorción Atmosférica
4¿Por qué lanzar un telescopio al espacio?
2. Resolución
x
5¿Por qué lanzar un telescopio al espacio?
3. Aislamiento Térmico
6El costo de hacerlo
• Construir, Lanzar y operar el Telescopio Espacial James Webb
costará 4500 millones de dólares.
• Con esta cantidad se podria mantener a aproximadamente
500 mil familias en Colombia durante 1 año.
7El Telescopio Espacial Hubble Hoy
Nuevos
instrumentos:
- WFC3
- COS
8¿Cómo se gana en astronomía?
1010
Detección fotográfica y electrónica
Telescopio solo
HST
108
CCDs
Photography
Mejora en la
sensitividad 106 1796
con respecto 1926
al ojo 104
Mount Palomar 200”
1665
Mount Wilson 100”
Herschell’s 48”
Short’s 21.5”
Slow f ratios
1609
Rosse’s 72”
Soviet 6-m
102
eyepiece
Huygens
Galileo
Adaptado de Cosmic 1600 1700 1800 1900 2000
Discovery, M. Harwit Año de la Observación 9El Hubble y sus hermanos
10Actualizando el Hubble
11Instrumentos
Óptica
1213
El Hubble nos enseñó….
14Supernovas distantes
15¿De qué está hecho el Universo?
16Evolución galáctica y
la historia de la formación estelar en el universo
La tasa de formación
estelar tuvo un
máximo durante la
primera mitad de la
historia del UniversoAgujeros negros supermasivos en el centro de
las galaxias
1920
Planetas extrasolares
2122
3 Grandes
Observatorios
233 observatorios en el
futuro próximo
2014
2009
2009 24El Telescopio Espacial Herschel
Agencia Espacial Europea
25Herschel ha sido lanzado al espacio!
• Mayo 14, 2009
• 1.5 millones de
kilómetros de la Tierra
• Tiempo mínimo de
operación: 3 años
• Bajas temperaturas
• Infrarrojo lejano
26Algunos datos
• Longitudes de onda de
operación: 55 a 673
micrómetros.
• 3 instrumentos: PACS, SPIRE,
HIFI.
• Cada instrumento está
diseñado para estudiar el
gas y polvo interestelar, a
diferentes temperaturas y
estados
27Primeras Observaciones con Herschel
La galaxia espiral M51.
El espectáculo de la formación estelar
28Herschel vs. Spitzer
29Current status - 2
Science Exploitation 1Jul 2008
Göran L. Pilbratt VG # 30
http://herschel.esac.esa.int/Current status - 2
Science Exploitation 1Jul 2008
Göran L. Pilbratt VG # 31
http://herschel.esac.esa.int/Un coloso frio en el espacio James Webb Space Telescope
La sensitividad otra vez
1010 Detección fotográfica y electrónica
JWST
Telescopio solo
HST
CCDs
108
Grandes
Photography
Mejora en la telescopios
sensitividad 106 con
1796
con respecto 1926
detectores
al ojo muy
104
Mount Palomar 200”
sensibles
1665
Mount Wilson 100”
en el
Herschell’s 48”
Short’s 21.5”
Slow f ratios
1609
Rosse’s 72”
Soviet 6-m
102 espacio
eyepiece
Huygens
Galileo
Adaptado de Cosmic 1600 1700 1800 1900 2000
Discovery, M. Harwit Año de la Observación 33James Webb Space Telescope
• Espejo de 6.6m
• Lanzamiento en 2014 hacia L2 en un
cohete Ariane 5.
• Sucesor del Hubble y del Spitzer.
• La óptica será desplegada en el
espacio
espacio..
• Enfriamiento pasivo a < 50K.
• Nombrado en honor del 2do
administrador de NASA
• NASA + ESA + CSA
• Lead: Goddard Space Flight Center
• Operationes: STScI
Instrumentos (0.6-28 micrones):
• Near-Infrared Camera
• (Un. Arizona & Lockheed-Martin)
• Near-Infrared Multi-Object Spectrograph
• (ESA and NASA-GSFC)
• Tunable Filter Imager
• (CSA)
• Mid-Infrared Instrument
• (ESA and NASA-JPL) 34¿Por qué
qué el infrarrojo?
• Estados frios de la materia
• Exploración del Universo escondido
• Acceso a líneas espectrales
• El Universo Temprano
35JWST y sus predecesores
3637
Long
Fairing
17m
Upper stage Ariane V launch
Kourou, French Guiana
H155
Core stage
P230 Solid
Propellant
booster
Stowed Configuration
38El Punto Lagrange 2
Video
39El Final de la Era Oscura:
primera luz y reionización
reionización
… identifcar las primeras fuentes luminosas que se
formaron y determinar la historia de ionización del
Universo.
Hubble Ultra Deep Field
40Las primeras galaxias
• Pequeñas y opacas
• Su luz se ha corrido hacia
el infrarrojo Zoom in to Hubble Ultra Deep Field
• Conformadas por estrellas
masivas de baja • Observaciones:
metalicidad. – Campo ultra-profundo en
– SNe! GRBs! el IR
– Espectroscopía en el IR
41¿Cu
¿Cuáándo ocurri
ocurrióó la re-ionización?
42El Ensamblaje de las Galaxias
… determinar ccómo
ómo han evolucionado las galaxias y la materia
oscura, gas, estrellas merales, estructuras morfol ógicas y núncleos
morfológicas
activos en su interior desde la época de reionización hasta el
presente.
M81 by Spitzer
43¿D ónde y cuándo se formó la sequencia de Hubble
¿Dónde Hubble??
¿C ómo se formaron los elementos pesados
¿Cómo pesados??
• El ensamblaje de galaxias es un
proceso de colisiones
gravitacionales
• Los componentes de las galaxias
son variados en edad y
composici
composición.
ón.
• Observaciones:
– Im ágenes de NIRCam
Imágenes
– Espectros de miles de
galaxias 44El Nacimiento de Estrellas
y Sistemas Protoplanetarios
… revelar el nacimiento y evoluci ón temprana de las
evolución
estrellas desde el colapso inicial, pasando por las protoestrellas
rodeadas de polvo, hasta el inicio de sistemas planetarios.
David Hardy
45¿Cómo colapsa una nube protoestelar?
• Las estrellas se forman en pequeñas
regiones que colapsan
gravitacionalmente al interior de
grandes nubes moleculares.
• En el infrarrojo, podemos observar a
trav és de éstas densas nubes de gas y
través
polvo.
• Las jjóvenes
óvenes estrellas comienzan a
brillar dentro de éstas nubes, y
revelan una estructura en densidad y
temperatura. Barnard 68 en el infrarojo
• Observaciones:
– Im ágenes profundas en el IR
Imágenes
cercano y lejano de nubes
moleculares y protoestrellas
46¿Cuál es la relación entre el medio ambiente y el
proceso de formación estelar?
• Las estrellas masivas producen
vientos y radiaci
radiación
ón
– Esto puede detener o instigar la
formaci
formaciónón de otras estrellas
• La separaci
separaciónón entre pequeñas enanas
marrones y planetas gigantes no está
bien defnida.
– ¿Procesos diferentes? ¿Continuo?
• Observaciones:
– Cat álogo de nubes densas y
Catálogo La Nebulosa del Águila vista en el infrarrojo
zonas de formación estelar
47Sistemas Planetarios
y el Origen de la Vida
… determinar las propiedades ffísicas
ísicas y
químicas de los sistemas planetarios, incluido el
nuestro, e investigar el potencial para el origen de
la vida en éstos sistemas.
Robert Hurt
48¿Cómo se forma un planeta?
• Planetas gigantes
podrían ser una señal
del proceso que
produce planetas
como la Tierra.
• El disco primordial
del Sistema Solar se
encuentra ahora en
planetas, lunas,
asteroides y cometas.
• Observations:
Co ronagrafa de exoplanetas
Coronagrafa
– Tránsitos
– Comparar el espectro de cometas y discos circumestelares.
49The Mid-InfraRed Instrument (MIRI)
50José Celestino Mutis
“...inició la formación de un
grupo intelectual distinto y
separado compuesto de
jóvenes que se veían a sí
mismos no sólo como
científcos dedicados a la
búsqueda del conocimiento
per se, sino como un grupo
que aceptó la responsabilidad
de mejorar la sociedad en que
vivían.”
Anthony McFarlane
51También puede leer
