El observatorio espacial Herschel: 37,000 observaciones en casi 4 años

EL Observatorio Espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en ingles) llegó al fin de su vida útil el 29 de abril de 2013, al agotarse el suministro de refrigerante de helio líquido que tenía para mantenerse a una temperatura estable de menos 271 grados centígrados, poniendo con ello fin a más de tres años de observaciones pioneras del Universo frío.

El evento no fue inesperado: la misión comenzó con más de 2.300 litros de helio líquido, que se estuvieron evaporando lentamente desde el 13 de mayo de 2009, cuando se hizo la última recarga, el día antes del lanzamiento de Herschel, el 14 de mayo de 2009, a bordo de un cohete Ariane 5 junto con el observatorio Planck.

El helio líquido es esencial para enfriar los instrumentos del observatorio a cerca del cero absoluto, permitiendo a Herschel hacer observaciones de alta sensibilidad del Universo frío hasta hoy.

La confirmación de que el helio finalmente se agotó llegó la tarde de ese 29 de abril, en el comienzo de la sesión de comunicación diaria de la nave espacial con su estación de tierra en Australia Occidental, con un claro aumento de las temperaturas medidas en todos los instrumentos de Herschel.

«Herschel superó todas las expectativas, y nos proporcionó un increíble tesoro de datos que mantendrán ocupados a los astrónomos durante muchos años», dijo el profesor Álvaro Giménez Cañete, Director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA.

En total, Herschel observó casi una décima parte de todo el firmamento a lo largo de 23.500 horas, mostrándonos un Universo hasta ahora desconocido, para unos 600 programas de observación espacial, además de 2,000 horas de observaciones de calibración que también contribuyen al conjunto de datos ricos.

Esta misión estudió el nacimiento de las estrellas y la formación de las galaxias, y siguió las huellas del agua a través del cosmos, desde las nubes moleculares a las estrellas recién nacidas y sus discos protoplanetarios y cinturones de cometas.

El archivo se guarda en el Centro Europeo de Astronomía Espacial de la ESA, como legado de la misión, y la expectativa era que esa información permitiera realizar aún más descubrimientos, incluso por encima del numero de los hechos durante la vida de la misión Herschel.

«Herschel nos ofreció una nueva visión del Universo, y nos mostró un proceso inédito de nacimiento de las estrellas y la formación de las galaxias, y nos permitió rastrear agua a través del universo, de las nubes moleculares a las estrellas recién nacidas y sus discos de formación planetaria y las caudas de los cometas «, dijo Göran Pilbratt, del Proyecto Científico Herschel de la ESA.

El lanzamiento se realizó el 14 de mayo de 2009 a bordo de un Ariane 5 junto con el observatorio Planck, en previsión de que entrará en órbita a 1,5 millones de km de la Tierra, en el segundo de los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Sol.

La misión era denominada anteriormente Far Infrared and Submilimetre Telescope (FIRST), y será el primer observatorio espacial en cubrir completamente el infrarrojo lejanoy longitudes de onda submilimétricas, y su telescopio tendrá el mayor espejo desplegado nunca en el espacio (3,5 m). Este observatorio estaba especializado en la observación de objetos distantes, poco conocidos. Para el correcto funcionamiento de los instrumentos se deben mantener refrigerados por debajo de los 2 K (-271 °C)

El observatorio tiene aproximadamente 7 metros de longitud y pesò unas 3,25 toneladas. La mayor parte del peso de la sonda se debìa a los depósitos de helio usados para generar las temperaturas necesarias para los detectores de infrarrojos.

La misión fue nombrada en honor de William Herschel, descubridor del espectro infrarrojo.

Algunos descubrimientos de Herschel.

– El Nacimiento de las estrellas.

Herschel proporcionó impresionantes imágenes de intrincadas redes de filamentos de polvo y gas dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, los cuales dan pistas sobre la historia de la formación estelar. Estas observaciones del infrarrojo lejano únicas han dado a los astrónomos una nueva visión de cómo la turbulencia agita gas en el medio interestelar, dando lugar a una estructura filamentosa, dentro de las nubes moleculares frías.

Si las condiciones son adecuadas, la gravedad se hace cargo y fragmentos de los filamentos quedan en núcleos compactos. Profundamente arraigados dentro de estos núcleos están las protoestrellas, las semillas de nuevas estrellas que calientan suavemente su polvo que las rodea llevándolo a unos pocos grados por encima del cero absoluto, lo que lo hacía visible para los ojos sensibles al calor de Herschel.

– Siguiendo el rastro del agua.

Durante los primeros millones de años de la vida de las estrellas, la formación de los planetas puede ser seguido en los discos densos de gas y polvo que giran en su rededor. En particular, Herschel ha estado siguiendo el rastro de agua, una molécula esencial para la vida tal como la conocemos, a partir de nubes de formación estelar de las estrellas en los discos de formación planetaria.

Herschel detectó vapor de agua equivalente a miles de océanos de la Tierra en estos discos, con incluso mayores cantidades de hielo encerrado en la superficie de los granos de polvo y en los cometas.

Más cerca de casa, Herschel también estudió la composición del hielo de agua en el cometa Hartley-2, encontrando que tiene casi exactamente las mismas proporciones isotópicas que el agua de nuestros océanos.

Estos hallazgos alimentan el debate sobre qué cantidad de agua de la Tierra se generó a través del impacto de los cometas. Combinado esto con las observaciones de los cinturones de enormes cometas alrededor de otras estrellas, los astrónomos esperan entender si un mecanismo similar podría estar en juego en otros sistemas planetarios.

– Las galaxias en todo el Universo.

Herschel también ha contribuido a nuestro conocimiento de la formación de estrellas en las escalas más grandes, que abarca gran parte del espacio cósmico y el tiempo. Mediante el estudio de la formación de estrellas en galaxias distantes, identificado muchas estrellas en formación a un ritmo prodigioso, incluso en los primeros 13,800 millones de años de vida del universo.

Estas intensas galaxias con formación estelar producen cientos de miles de masas solares de estrellas cada año. En comparación, nuestra propia galaxia, la Vía Láctea produce el equivalente de sólo una estrella similar al Sol por año en promedio.

El estudio de las galaxias de formación estelar masivas durante los primeros miles de millones de años de existencia del Universo, plantea un problema crucial para los científicos que estudian la formación de galaxias y su evolución.

Observaciones de Herschel están dando a entender que cuando el Universo era joven, las galaxias tenían mucho más gas para alimentarse, lo que permitió altas tasas de formación de estrellas, incluso en ausencia de las colisiones entre galaxias que normalmente se necesitan para provocar estos espectaculares combates de nacimiento de las estrellas.

‘»Aunque este es el final del observatorio Herschel, desde luego, no es el fin de la misión, hay muchos más descubrimientos por venir'», dice el Dr. Pilbratt.

– Herschell y la NASA

‘»Herschel nos dio la oportunidad de asomarnos a las regiones oscuras y frías del universo que son invisibles para otros telescopios'», dijo John Grunsfeld, administrador asociado del Directorio de Misiones Científicas de la NASA en la sede de la NASA en Washington. ‘»Esta misión exitosa demuestra cómo la NASA y la ESA pueden trabajar juntos para hacer frente a los misterios sin resolver en astronomía'».

Herschel fue lanzado a bordo de un cohete Ariane 5 desde la Guayana francesa en mayo de 2009. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) en Pasadena, California, construyó los componentes para dos de los tres instrumentos científicos de Herschel. La NASA también apoyó a la comunidad astronómica de EE.UU. a través del Centro Herschel de Ciencias de la agencia, con sede en el Instituto de Tecnología para el Procesamiento de Infrarrojos y el Centro de Análisis de California en Pasadena.

Detectores de Herschel fueron diseñados para recoger la luz de los objetos celestes con longitudes de onda infrarrojas, de por lo menos 625 micrómetros, que es 1.000 veces más de lo que podemos ver con nuestros ojos. Como el calor interfiere con estos dispositivos, que se enfriaron a temperaturas tan bajas como 2 grados Kelvin (menos 271 grados centígrados) con helio líquido. Los detectores también se mantuvieron fríos por la órbita de la nave espacial, que es alrededor de un punto estable llamado el segundo punto de Lagrange, a una distancia aproximada de de 1.5 millones de kilómetros (930.000 millas) de la Tierra. Esta ubicación le dio a Herschel una mejor visión del universo.

‘»Herschel ha mejorado nuestra comprensión de cómo se forman las nuevas estrellas y planetas, pero también ha planteado muchas nuevas preguntas'», dijo Paul Goldsmith, científico del proyecto Herschel de la NASA en el JPL. ‘»Los astrónomos van a seguir los descubrimiento de Herschel con observatorios espaciales terrestres y futuras misiones por los próximos años”, recalcó.

• Las 37,000 observaciones de Herschel, en menos de un minuto (VIDEO)