SPHEREx: un satélite para estudiar todo el cielo en el infrarrojo

La NASA acaba de aprobar una nueva misión astrofísica, el observatorio SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer). Se trata de un satélite de pequeño tamaño que observará todo el cielo en el infrarrojo cercano. No es la primera vez que se estudia esta zona del espectro electromagnético, ni mucho menos, pero la particularidad de SPHEREx es que no ha sido concebido para realizar bonitas imágenes, sino para obtener datos espectrales de los objetos astronómicos. Para ello cuenta con un único instrumento, un espectrómetro compacto que cubrirá el rango de longitudes de onda de 0,75 a 5 micras. Este instrumento estará acoplado a un telescopio de tamaño modesto, de 20 centímetros de diámetro y un campo de 11° x 3.5°. Eso quiere decir que cada píxel cubrirá 6,2 segundos de arco, pero a cambio se obtendrán datos espectrales de toda la bóveda celeste.

SPHEREx (NASA).

De este modo, SPHEREx servirá para arrojar luz —no pun intended— sobre multitud de fenómenos astrofísicos, desde la estructura a gran escala de las galaxias —que a su vez servirá para aportar datos sobre el origen del Universo—, la abundancia de agua en el medio interestelar y en los sistemas protoplanetarios, hasta la cantidad total de luz producida por las estrellas y galaxias a lo largo de la edad del Universo. SPHEREx obtendrá datos espectrales de trescientos millones de galaxias y unas cien millones de estrellas de la Vía Láctea.

Elementos de SPHEREx (NASA).

SPHEREx será capaz de obtener un mapa completo del cielo cada seis meses. El espectrómetro cuenta con seis sensores CCD (hechos de HgCdTe) de 2000 x 2000 píxeles cada uno y seis filtros basados en el instrumento LEISA de la New Horizons y podrá observar en un total de 96 bandas. Con el fin de poder observar en el infrarrojo cercano, el telescopio estará refrigerado a 80 kelvin, mientras que los sensores estarán a 55 kelvin. Para ello se usará un sistema pasivo de tres capas a base de aislantes térmicos similar al empleado en otras misiones como el telescopio infrarrojo WISE o Planck. Los objetos —o regiones del cielo— más interesantes podrán ser observados en detalle por el futuro telescopio James Webb, que, con mucha suerte, será lanzado en 2021, o sea, antes que SPHEREx (crucemos los dedos).

Objetivos científicos de SPHEREX (NASA).

Los datos de SPHEREx también podrán usarse en otras ramas de la astrofísica, como es la búsqueda de exoplanetas mediante el método del tránsito, sobre todo en conjunción con los datos de otras misiones como el observatorio europeo Gaia. También estudiará los asteroides troyanos del sistema solar como complemento para la sonda Lucy. SPHEREx es una misión a cargo del JPL (Jet Propulsion Laboratory) y el Caltech que cuenta con participación de Corea del Sur. Ha sido aprobada dentro del marco del programa MIDEX (Medium-Class Explorers) de la división astrofísica de la NASA y tendrá coste total de 242 millones de dólares. El satélite será construido por la empresa Ball Aerospace usando el bus BCP-100. Debe despegar en 2023 para una misión primaria que durará dos años y estará situado en una órbita polar heliosíncrona (SSO).

Longitudes de onda que cubrirá SPHEREx comparado con otras misiones (NASA).
Partes del satélite (NASA).
Funcionamiento del sistema de refrigeración pasivo (NASA).
Datos del satélite (NASA).

SPHEREx es una misión modesta que, evidentemente, no se puede comparar con los futuros telescopios espaciales de gran presupuesto como el James Webb o el WFIRST, pero es un ejemplo de cómo se puede hacer ciencia de primer orden con un satélite de pequeñas dimensiones. SPHEREx ha resultado elegida en vez de otros observatorios espaciales candidatos dedicados a la espectroscopía, como es el caso el telescopio de rayos X Arcus —dotado de un espectroscopio de alta resolución— y FINESSE (Fast INfrared Exoplanet Spectroscopy Survey Explorer). FINESSE es un telescopio espacial que debía haber obtenido espectros de las atmósferas de cerca de quinientos exoplanetas que lleva más de una década en desarrollo y que ha sido rechazado una y otra vez en todos los procesos de selección a los que se ha presentado. Sin duda, la selección de una misión parecida, Ariel, por parte de la ESA, ha debido influir en la decisión de la NASA.



40 Comentarios

  1. Pues sí una gran misión está SPHEREX, que promete mucha ciencia a bajo coste…

    Y si una pena lo de FINESSE, pero tenemos Cheops, y Twinkle antes (ambas de bajo coste) y luego Ariel, así que supongo que tendrá que esperar…

    1. Hablando del Cheop (o como se escriba ) que demonios pasa con esa misión se supone que debió de ser lanzada el año pasado y tampoco hay noticias de que despegue esté año ☹️

  2. En la diapositiva 17 de la NASA pone que Spherex intentará averiguar cómo los hielos interestelares llevan agua y elementos orgánicos a sistemas proto-planetarios y así cumplir con el objetivo de la NASA de explorar si los planetas alrededor de otras estrellas podrían dar cobijo a la vida.
    Esta tontería de la NASA debe acabar de una vez por todas: al menos en este blog.
    ¿Me van a hacer creer que el hielo interestelar puede traspasar una atmósfera más o menos densa como la de la Tierra y conservar sus moléculas orgánicas?. ¿Acaso los IMBÉCILES de la NASA creen que el origen de la vida en la Tierra se debe al bombardeo de meteoritos y de la chorrada esa de la panspermia?. ¿O no son del todo idiotas y lo que pasa es que quieren tomarnos el pelo para mantener su chiringuito mil-millonario?.

    1. La tercera imagen de la entrada (objetivos científicos de SPHEREx) ofrece información hiper resumida… es una “diapositiva” (spherex_NASA_APSv4.slide17.jpg), tú lo has dicho.

      Aquí está mejor explicado el asunto:
      http://spherex.caltech.edu/Science.html#Ices

      Nada de panspermia, simplemente se pretende tener un mejor entendimiento de la distribución interestelar de 4 moléculas básicas para la vida tal como la conocemos: agua, monóxido de carbono, dióxido de carbono y metanol.

      Saludos.

      1. Pelau, se ve que: tú, U95 y C.X; al no ver la palabra “panspermia” en lo que pone este blog o en lo que pone tu enlace de la NASA, pues creéis que, claro, yo debo estar elucubrando (haciendo una fake), o que estoy confundido, o directamente que soy un majara de los que hay en internet. Por otro lado, Erick seguro que piensa que yo debo saber muchísimo menos que los grandes cerebros que hay en la NASA y por eso le debe resultar inconcebible cómo hay uno de internet que pueda osar criticar lo que hace la mega-agencia espacial americana.
        Pues os jodéis todos: yo llevo razón. Llevo estudiando las teorías del origen de la vida durante más de diez años. Y en resumen:
        * La panspermia (teoría que no aguanta ni el primer segundo del primer round ante un peso minimosca) fija el origen de la vida en las nubes interestelares (leed en el enlace que puso Pelau el párrafo tras “molecular clouds to protoplanetary disks”) donde se generan más de 100 tipos distintos de moléculas prebióticas (no sólo esas 4 moléculas que tú pusiste, Pelau). Y que estas biomoléculas, o bien en la formación protoplanetaria, o bien acumuladas en meteoritos y cayendo sobre los planetas: harían así surgir la vida en ellos.
        * Por el contrario, la teoría que mejor explica hasta ahora el origen de la vida en la Tierra, es aquella que habla de fuentes volcánicas e hidrotermales; de sistemas metabólicos químico-autotróficos y de la necesidad que la pre-vida tuvo de elementos volcánicos como el hierro, fósforo y azufre. Yo, si llevo repitiendo en este blog hasta la saciedad, que lo prioritario es ir a Europa y Encélado: no es por una ocurrencia; es porque es altísimamente probable que ni en Marte, ni en los asteroides, ni en Titán encontremos los menores signos de vida. Pero el continuo aporte energético (de las fuerzas de marea) en estas dos lunas heladas, podrían crear un nuevo tipo de vida digno de estudio: lo que cambiaría la forma de comprender el fenómeno biótico en nuestra propia galaxia.

        La dirección de la NASA, por el contrario, parece creerse la débil teoría panspérmica, o al menos ejecuta planes estratégicos como si la creyera; aparte de este Spherex está: el TESS, el JWST, el WFIRST, la exploración lunar y la posterior de Marte (¿qué otra razón hay para mandar al hombre a Marte si no es para descubrir la “vida marciana” actual o arcaica?), etc. En fin, si no fuera por lo que le llevo aguantando a gente de la NASA (en su división del Goddard Institute for Space Studies), hubiera sido un tipo más cándido. Pero me revienta que la imbecilidad en la NASA se pueda ir expandiendo osmóticamente por toda la ciencia y tecnología a la que riega de dinero esta institución (y por supuesto que no espero que un super-imbécil como Trump pueda darse cuenta, ni cambiar nada).

        1. Las 4 moléculas que “yo puse” son las únicas 4 moléculas mencionadas en el artículo que yo enlacé: “H2O, CO, CO2, and CH3OH”… sin “etc.” ni “and others”… sólo esas 4 simplísimas moléculas.

          El posible origen interestelar de los ladrillos más super básicos de la vida es una cosa. El posible origen de la vida propiamente dicha es otra cosa MUY distinta. Entre ambas cosas hay un abismo de química orgánica. Poner ambas cosas en el mismo saco y encima rotular al saco “panspermia” es un error, porque ni siquiera califica como panspermia blanda A.K.A. panspermia molecular.

          A diferencia de la panspermia dura, la cual supone el viaje interplanetario y/o interestelar de organismos vivos enquistados en asteroides, cometas o incluso polvo espacial… la panspermia blanda propone que lo que se dispersa por el espacio son moléculas orgánicas complejas… mucho, muchísimo más complejas que las 4 mencionadas en el artículo.

          Y hasta ahí llego yo. El resto de la película es todo tuyo y de “los imbéciles de la NASA”. Lo que yo opine o deje de opinar acerca de cuáles moléculas orgánicas complejas podrían sobrevivir el ingreso atmosférico y cuáles no… es del todo intrascendente, me lo has dejado cristalinamente claro.

          Tan claro que no te voy a “molestar” nunca más, descuida.

          1. De ser eso cierto, que no lo pongo en dudas, sabrá que hay además moléculas orgánicas relativamente complejas que han sido detectadas en el medio interestelar por espectroscopía cómo PAHs. Que pudieran llegar intactas a un planeta es otro tema, y sobre todo que la vida pudiera desarrollarse en el espacio interestelary llegar a un planeta viva lo es aún más.

          2. Si quieres saber: sobre el ratio de supervivencia de metabolismos en gases interestelares o de “cuáles moléculas orgánicas complejas podrían sobrevivir el ingreso atmosférico y cuáles no” … esto ya hay que estudiarlo. No se trata de molestar o no. Se trata de estudiar.
            Yo no voy a aclarar nada más de lo que expliqué.

        2. La NASA también investiga la teoría hidrotermal:
          https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-study-reproduces-origins-of-life-on-ocean-floor
          Sobre la “diapositiva 17” hay que reconocer que es un poco efectista: Probe the origin and destiny of the Universe, Explore the origin and evolution of galaxies, Explore whether planets around other stars could harbor life Pero la página del Caltech que ha puesto Pelau dice más técnicamente:
          However, the evolution of molecular clouds to protoplanetary disks is largely unknown, hampered primarily by the lack of spectra available for Galactic molecular clouds and protoplanetary disks. SPHEREx will remedy this by increasing by 100-fold the number of ice spectra available of molecular clouds, young stellar objects, and protoplanetary disks. Armed with the SPHEREx data, it will be possible to understand, in a statistically significant way, how ice content correlates with, among other factors, cloud density, internal temperature, presence or absence of embedded sources, external UV and X-ray radiation, elemental abundances (e.g., C/O ratio), gas-phase composition, and cosmic-ray ionization rate.
          Gracias de nuevo Antonio (AKA “Un físico”) por incentivar, aunque sea con tus rudas maneras, la búsqueda de información

    2. Imagino que será sarcasmo, porque no veo en ese resumen mención de panspermia alguna y los hielos interestelares acaban eventualmente en los discos protoplanetarios.

    3. Debe de estar el carajillo de oferta en la taberna de referencia…

      Que alguien le explique a este hombre que son las moleculas orgánicas. De paso comentadle que se han encontrado en muchos meteoritos que han atravesado las ultra densas capas atmosféricas de este planeta.

      Y ya con eso reelemos el cometido de esa misión, que nada tiene que ver con la panspermia.

    1. No me gusta apostar pero que yo recuerde ball no suele ser demasiado de retrasar los proyectos que seguramente me equivoqué pero el que el james webb es igual que el sls solo de habla de el para decir que se retrasa.

      Por el satélite me parece que aunque sea humilde tendrá un gran retorno científico que quizá pudieran haber escogido la de finnesse dado que sería impresionante saber de forma más exacta la composición atmosférica de algunos exoplanetas sin embargo, está misión promete dar muy buena información

  3. Anima ver cómo con tan poco se puede estudiar lo más grande, tanto en el espacio como en tiempo, abarcar todo el cielo y estudiar las radiaciones más antiguas.

    1. No todo son fotos en la exploración espacial, aunque es lo más mediático, desde luego.
      De qué nos vale tener bonitas fotos de nebulosas del Hubble, si no comprendemos que las hay de emisión o de reflexión, o que nos ofrece esos colores por la ionización del oxígeno, hidrógeno o nitrógeno.
      De qué nos vale bonitas estampas de Júpiter y Saturno si no sabemos su composición, formación o migración para entender la mecánica celeste.
      De qué nos vale tener fotos de la superficie de Marte, si no sabemos si está activo geológicamente, si hubo agua estable en el pasado, o si desconocemos sus procesos geológicos y magnéticos.
      O de qué nos vale las espectaculares fotos de galaxias, si no analizamos su espectro electromagnético o si no investigamos acerca de la naturaleza de la energía y la materia oscura.
      Para hacer ciencia se necesitan sondas que nos descubran los misterios del universo. Y no todas deben incorporar cámara de fotos necesariamente, aunque para las relaciones públicas muchas veces son imprescindibles. Y para deleite de nuestros ojos también.

      1. Soy amigo de lo mediático. La espectrometría considero que es mediática. Saber que la atmósfera de un planeta tiene H y O o C, vende mucho la noticia. El usuario medio por muy alejado que esté de la ciencia aprecia que un planeta tenga agua, dióxido de carbono o Nitrógeno.

      2. A RogerSmith…
        O popularizamos la astronomía o no atraerá apoyo, ni financiación. No quiero una astronomía elitista basada en 4 astrónomos analizando gráficas.

    2. 20cm de lente, se me antoja poco. Diría que podrían poner una lente mayor, pero luego necesita más CCDs, más memoria, más consumo de electricidad, etc. Podría ocurrir como con TESS que se alargó su desarrollo por usar una lente de otro proyecto.

      Pero quizás sea suficiente para detectar exoplanetas cercanos. En el caso de uso para búsqueda de exoplanetas.

      Estoy esperando a telecopios mayores que el james webb, en array en el espacio y usando interferometría. No lo veré con vida.

      1. Lamento decepcionarte, rafa 2, pero este telescopio no es capaz de detectar tránsitos. Su conexión con los exoplanetas se deriva del hecho de que va a obtener una detallada información espectral de las estrellas.
        Cuando combinen los datos espectrales de este telescopio con los de distancias obtenidos con Gaia podrán calcular con mayor precisión los tamaños de las estrellas, en función de sus marcas espectrales (hay que tener en cuenta que en la mayoría de los casos no se puede medir el tamaño de las estrellas así que se trata de una estimación)
        Conocer el tamaño de la estrella es fundamental para, a partir de la profundidad del tránsito medido por otros telescopios (TESS, Kepler) determinar el tamaño del planeta.
        Si piensas que la estrella es más grande o pequeña de lo que en realidad es, lógicamente vas a deducir un tamaño erróneo, más grande o más pequeño, del exoplaneta que transita.

        1. He estado buscando información y efectivamente. ¿De donde he sacado esa idea de que podía detectar tránsitos? Ni idea … habré malinterpretado algún párrafo de alguna parte.

          Gracias por la corrección.

        2. Vale … lo he encontrado. Es en este mismo artículo:

          Los datos de SPHEREx también podrán usarse en otras ramas de la astrofísica, como es la búsqueda de exoplanetas mediante el método del tránsito, sobre todo en conjunción con los datos de otras misiones como el observatorio europeo Gaia.


          Quizás interpreté que la labor del tránsito la realizaría el mismo SPHEREx.

  4. Existe algún proyecto que permita centralizar todas las bases de datos (Gaia, Hyparcos, Kepler, TESS, …) para detección de tránsitos?

    http://www.educaplus.org/luz/espectros.html

    Se puede pulsar sobre los elementos, para ver los colores o frecuencias asociadas a dicho elemento.Hay ‘colores’ o frecuencias no visibles, por lo visto que también dan información sobre el elemento.

    Aunque supongo que cualquier cosa que detecte este telescopio, ya estará registrado en anteriores muestras por su lente tan pequeña. Supongo que los espectros pueden variar con el tiempo. Imagino que además del espectrómetro, tendrá un fotómetro para medir los tránsitos.

    1. Hombre, … todas las bases de datos… no pides tú nada. Pero la NASA tiene algo que se le parece.
      https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/
      Hiparcos y Gaia son de la ESA y la verdad es que tampoco están muy optimizadas para la detección de tránsitos. No creo que Hiparcos hubiera detectado ninguno. Su fuerte era la astrometría, más bien, para calcular las distancias y movimientos propios de las estrellas.

      1. No usan transitos Gaia e Hiparcos, sino fluctuaciones – bamboleos en el movimiento de las estrellas, si no recuerdo mal. No obstante sirve de apoyo para ayudar a determinar si una estrella tiene un planeta.

    1. La masa positiva es la normal de toda la vida. La masa negativa viene siendo un tipo hipotético de “materia” cuya inercia es de signo opuesto al normal.

      Por ejemplo, si se aplica una fuerza sobre una bola de masa negativa, la bola experimenta una aceleración como es habitual… PERO el sentido del vector aceleración resultante es opuesto al sentido del vector fuerza aplicado.

      En otras palabras, si empujas esa bola con el dedo… la bola se mueve hacia tu dedo… exactamente al revés de lo que ocurre con una bola de masa normal.

      Así pues, la masa negativa tendría propiedades anti-gravitatorias por dos motivos:

      1) Dos partículas de masa negativa se atraen gravitacionalmente y en consecuencia se repelen cinéticamente. La fuerza de atracción gravitacional es la misma que entre dos partículas de masa normal, la gran diferencia radica en la inercia negativa: el resultado de la fuerza G atractiva es aceleración repulsiva.

      2) Una partícula de masa positiva (o sea, normal) y una partícula de masa negativa se repelen gravitacionalmente y en consecuencia la segunda es atraída cinéticamente por la primera. La partícula de masa negativa persigue eternamente a la partícula de masa positiva, y en el proceso ambas partículas se aceleran más y más, es el “efecto runaway” o “runaway motion” del enlace que puse arriba. Este par de partículas constituiría un sistema que se comportaría como “una máquina de movimiento perpetuamente acelerado”.

      Vuelvo a poner énfasis en que la masa negativa es hipotética. NO confundir con la muy real “masa efectiva negativa” en condensados de Bose-Einstein y similares, es otro fenómeno totalmente distinto y no tiene nada que ver con anti-gravedad:
      en.wikipedia.org/wiki/Effective_mass_(solid-state_physics)

      .

      Todo este asunto viene a colación debido a un reciente paper que propone un nuevo modelo cosmológico donde la masa negativa juega un rol protagónico:
      aanda.org/articles/aa/abs/2018/12/aa32898-18/aa32898-18.html

      Flipante por donde se la mire, la propuesta automáticamente obtuvo el inmediato y desmedido eco de los medios generalistas, por ejemplo:
      europapress.es/ciencia/astronomia/noticia-nueva-teoria-explicar-95-cosmos-desaparecido-20181205104257.html

      Días después, la propuesta empezó a recibir los merecidos varapalos por parte de los medios divulgativos rigurosos, por ejemplo:
      vivaldi.ll.iac.es/proyecto/coffeebreak/?p=1633

      francis.naukas.com/2018/12/28/la-amenaza-fantasma-cuando-el-imperio-de-la-materia-con-masa-negativa-contraataca/

      Y finalmente recibió el golpe de gracia:
      francis.naukas.com/2019/02/25/los-problemas-de-la-cosmologia-de-masa-negativa-que-la-refutan/

      En los comentarios de esa última entrada de Francis, un tal Paco (quizás el mismo de más arriba) preguntó si alguien podía pasarle un enlace que explicara el “efecto runaway”. Le respondí allí con el mismo enlace que puse arriba, pero no sé si habrá llegado a verlo allí, porque al otro día descubrí que Francis había clausurado y eliminado los comentarios de esa entrada, seguramente me perdí un “troll show” épico, lástima. Como sea, esta es la explicación a mi comentario de más arriba… y después de todo el tiempo que me llevó escribir este rollo sigo sin saber si es o no el mismo Paco 🙂

      Saludos.

  5. Espero que lancen “pronto” un telescopio capaz de analizar las atmósferas de exoplanetas terrestres o incluso verlos. Mientras tanto SPHEREx dará buena información sobre los discos protoplanetarios

  6. Offtopic para Daniel:

    Estuve estos días por Tenerife y me sorprendió lo dura que es la calima y los de ahi nos decian que estos días no son los más duros ni de lejos.

    Mi duda es como afecta esto a los telescopios de la palma y de Tenerife??? Porque por lo que tenía entendido Hawai Chile y Canarias son las 3 joyas del planeta. Pero estas calimas no perjudican mucho la visión???

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 26 febrero, 2019
Categoría(s): ✓ Astronáutica • Astronomía • NASA