jueves, 17 de mayo de 2018

Conoce los Rayos X by Redes Sociales


En astronomía, los rayos X nos muestran cosas que a luz visible seríamos incapaces de ver...



Chandra


La radiación electromagnética viaja en ondas, y la energía de la radiación depende de la distancia entre las crestas de las ondas o  longitud de onda. Cuanto menor es la longitud de onda, mayor es la energía de la radiación. Los rayos gamma tienen longitudes de onda del tamaño del núcleo de un átomo, por lo que tienen mucha energía. 


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Los rayos X fueron descubiertos por el físico alemán Wilhelm Roentgen en 1.895. Una misteriosa radiación que tiene la capacidad de atravesar muchos materiales que absorben la luz visible. De hecho, los rayos X tienen la capacidad de eliminar electrones de los átomos.


Chandra


La materia está en movimiento. Si pudiéramos verla hasta el nivel atómico, observamos átomos y moléculas que están vibrando cientos de billones de veces por segundo y que se chocan entre sí, mientras que los electrones crecían a una velocidad de alrededor de un millón de km por hora. Cuando las partículas cargadas colisionan, o tienen cambios repentinos en su movimiento, producen haces de energía llamados fotones que se alejan del choque a la velocidad de la luz. Es más, son luz o mejor dicho, radiación electromagnética. Como los electrones son la partícula cargada más ligera conocida, son los más inquietos, por lo que son los responsables de la mayoría de los fotones producidos en el Universo.



Chandra


Como sabemos, la luz puede tomar muchas formas, ondas de radio, microondas, infrarrojos, visibles, ultravioleta, rayos X y radiación gamma. La energía del fotón indica que tipo de luz es. Las energías de los fotones de rayos X varían de cientos de miles de veces más altas que las de los fotones ópticos.


Chandra


La velocidad de las partículas cuando colisionan establece un límite en la energía del fotón. La velocidad también es una medida de la temperatura...



Chandra




Las temperaturas muy bajas producen fotones de radio y microondas de baja energía, mientras que los cuerpos fríos producen radiación infrarroja. Las temperaturas muy altas producen rayos X



Chandra


Los fotones en si también pueden colisionar con electrones. Si los electrones tienen más energía que los fotones, la colisión puede aumentar la energía de los fotones. De esta manera, los fotones pueden cambiarse de fotones de baja energía a fotones de alta energía. Es un proceso llamado dispersión de Compton, muy importante en los agujeros negros, donde la materia es muy densa y se ha calentado a muchos millones de grados.


Chandra


Los fotones recogidos en el espacio por los telescopios de rayos X revelan los puntos calientes del Universo, regiones donde las partículas se han energizado o elevado a altas temperaturas mediante gigantescas explosiones o intensos campos gravitacionales. Condiciones que existen en una asombrosa variedad de lugares, que van desde los vastos espacios entre las galaxias, a estrellas de neutrones, agujeros negros...



Chandra  Cluster Perseus (Rayos X)


Cuando un electrón libre se acelera por el campo magnético de un protón o un átomo cargado, los fotones emitidos pueden tener un amplio rango de energías que depende de la velocidad con la que se mueven los electrones, y de cuánto se aceleren. La distribución de las energías de los fotones debido a este proceso se llama espectro contínua, en forma de curva. Por el contrario, si el electrón está en órbita alrededor del núcleo de un átomo neutro o cargado (ión), el espectro es una serie de picos o líneas. Esto sucede porque las órbitas de los electrones en un átomo están reguladas por las reglas de la teoría cuántica. Estas órbitas, o mejor dicho estados de energía, están separadas por una cantidad específica de energía, del mismo modo que las escaleras están separadas por una determinada altura. Del mismo modo que no puede moverse a una posición entre escalones, un electrón en un átomo no puede moverse a una posición entre estados de energía. Los átomos para cada elemento, como el oxígeno, carbono, etc., tienen sus propios conjuntos únicos de estados de energía.


Chandra


En su estado normal, los electrones que se encuentran en los átomos están en su estado de energía más bajo. Pero si el átomo se ha excitado por una colisión con un electrón libre, otro átomo o un fotón, el nivel de energía más bajo estará desocupado. Uno de los electrones en órbita saltará rápidamente de nivel, liberando energía en forma de un fotón. Estos fotones dan lugar a una línea de emisión en el espectro. Un gas caliente compuesto de muchos átomos emitirá un espectro compuesto de muchas líneas de emisión debido a los diversos elementos que están presentes en el gas.



Chandra


También puede ocurrir el proceso opuesto. Si una corriente de fotones encuentra un gas, los fotones cuya energía corresponde a los niveles de energía en un átomo serán absorbidos por el átomo. Los estudios de las energías de los fotones emitidos o absorbidos por un átomo de un elemento en particular, dan un modelo para los estados de energía de ese átomo. Al conocer este modelo o espectro de energía, los astrónomos pueden buscarlo en la radiación de las estrellas y el gas, por lo que se puede determinar la cantidad de cada elemento presente. De esta forma, los científicos han determinado que las estrellas están hechas principalmente de hidrógeno, con una mezcla de helio  trazas de elementos más pesados como el carbono, nitrógeno, oxígeno, etc.


Chandra


La fluorescencia de rayos X de los átomos ocurre cuando una partícula de alta energía o rayos X, golpea un electrón libre desde el nivel de energía más interno de un átomo, creando un átomo inestable. Un electrón desde un nivel de energía externo inmediatamente sata a un estado de energía más bajo, con la emisión de un rayo X con una energía distinta específica del átomo. Esto sucede alrededor de los agujeros negros cuando los rayos X de alta energía producidos por el gas caliente muy cerca del agujero negro colisionan con los átomos de hierro en el gas más frío y el polvo en las cercanías. 



Chandra


Los fotones de rayos X también pueden crearse bajo diferentes condiciones. Cuando los científicos estaban investigando con los aceleradores de partículas, descubrieron que los electrones pueden producir fotones sin colisionar. Y esto fue posible porque el campo magnético en los aceleradores de partículas producía que los electrones se movieran en grandes espirales alrededor de las líneas de fuerza del campo magnético. A este proceso se le llama radiación de sincrotón. En el Cosmos, las partículas como los electrones se pueden acelerar a altas energías, cerca de la velocidad de la luz, mediante campos eléctricos y magnéticos. Estas partículas de alta energía pueden producir fotones se sincrotón con longitudes de onda que van desde la radio hasta las energías de rayos X.



Chandra


La radiación de sincrotón de fuentes cósmicas tiene un espectro único con fotones con energía. La radiación disminuye con la energía con menos rapidez que el espectro de radiación de un gas caliente. Cuando se observa radiación de sincrotón en los remanentes de una Supernova, chorros cósmicos u otras fuentes de energía, nos revela información sobre los electrones de alta energía y los campos magnéticos que están presentes.







Fuente: chandra


domingo, 13 de mayo de 2018

Mariner 4, el primer sobrevuelo de la NASA sobre Marte en 1.965


Mariner 4 fue la cuarta nave espacial utilizada para la exploración planetaria en modo de sobrevuelo. Lanzada el 28 de noviembre de 1.964, Mariner 4 fue el primer sobrevuelo con éxito sobre el planeta rojo. Se obtuvieron las primeras imágenes cercanas de Marte, se realizaron mediciones de campo y partículas en el espacio interplanetario en las cercanías de Marte



NASA

Estábamos en el año 1.964, su estructura era revolucionaria y consistía en un marco octogonal de magnesio de 127 cm de diagonal y 46 cm de alto. Tenía cuatro paneles solares que estaban unidos a la parte superior, con cuatro paletas de presión en los extremos. En la parte superior destacaba su antena parabólica de 116,8 cm de diámetro, a la que le acompañaba una antena de baja ganancia en un mástil de 223,5 cm de alto. La altura total de la nave espacial era de 289 cm.





La cámara de televisión estaba en la parte inferior de la nave. El marco octogonal albergaba todo el equipo electrónico, y en su parte exterior la mayoría de los experimentos científicos. Llevaba un magnetómetro, un detector de polvo,un telescopio de rayos cósmicos, un detector de radiación, una sonda de plasma solar, un contador geiger y una cámara de ionización...



NASA


La energía la proporcionaban los paneles solares, aunque llevaba una batería recargable para realizar las maniobras espaciales. Se usaba hidracina para la propulsión de sus motores, además de 12 chorros de nitrógeno montados en los extremos de los paneles solares. 



NASA


Después de un vuelo de 7,5 meses, Mariner 4 llegó a Marte entre el 14 y el 15 de julio de 1.965. La cámara captó 21 fotografías del planeta rojo. Las imágenes cubrieron una franja discontinua del 1% de la superficie del planeta.


NASA


El acercamiento más cercano fue a 9.846 km de la superficie marciana el 15 de julio. En el momento de mayor acercamiento, Mariner 4 estaba a 216 millones de km de la Tierra, mientras se movía a una velocidad de 7 km/sg en relación con Marte (1,7 km/sg en relación a la Tierra).


NASA


Las imágenes captadas durante el sobrevuelo se almacenaron en una grabadora a bordo de la nave. Cuando Mariner 4 pasó por detrás de Marte se perdió la señal de radio, y cuando se recuperó se transmitieron las imágenes a la Tierra aproximadamente 8,5 horas después de recuperar la señal, que continuó hasta el 3 de agosto. De hecho, todas las imágenes se transmitieron dos veces para asegurarse que no faltaran datos o estuvieran corruptos.


NASA


Existió un contacto intermitente con la nave, y se re-estableció el 3 de mayo de 1.966. Se volvieron a recopilar datos a finales de 1.967. El detector de polvo cósmico registró 17 impactos en un lapso de 15 minutos el 15 de septiembre. No obstante, los sistemas de la nave se reactivaron para el apoyo de la misión Mariner 5.



NASA


El 7 de diciembre se agotó el suministro de gas en el sistema de control de actitud, y los días 10 y 11 de diciembre se registraron 83 impactos de micro-meteroides, que causaron una perturbación de la actitud y la degradación de la intensidad de la señal. El 21 de diciembre de 1.967 se dieron por terminadas las comunicaciones con el Mariner 4.



NASA Cráter Fossae


Se recibieron en la Tierra un total de 5,2 millones de bits. Todos los experimentos funcionaron con éxito con la excepción de la cámara de ionización, además el contador Geiger falló en febrero de 1.965.



NASA Cráter Mariner


Las imágenes mostraron un terreno con cráteres similares a la Luna, a día de hoy se sabe que se fotografió la región más antigua de Marte.



NASA Sirenum Fossae


Se realizó una estimación de la presión atmosférica superficial de 4,1 a 7,0 mb, temperaturas diurnas de -100ºC, y no se detectó ningún campo magnético, lo que llevó a la conclusión de que el viento solar podía tener una interacción directa con la atmósfera del planeta rojo.



NASA Tierras altas al sur de Sirenum Fossae


Mariner 4 costó unos 83,2 millones de dolares, dentro de los 554 millones de dolares que costó todo el programa Mariner, del 1 al 10.



NASA Tierras altas


La siguiente imagen del Mariner 4 muestra un área de las tierras altas del sur. Son imágenes donde es difícil distinguir los detalles en las fotos. Esta imagen en concreto, se capturó a 12.000 km, y tiene un marco de 266 km por 236 km.



NASA


Hay que recordar que la tecnología en el año 1.965 no es la que tenemos en la actualidad, y sin embargo se consiguieron fotografías del planeta rojo. Los comienzos de la exploración espacial no fueron fáciles, y en el fondo, estas imágenes son enigmáticas...




NASA



NASA



NASA



NASA  - Última fotografía capturada por el Mariner 4


Bueno, la siguiente imagen fue la primera de primer plano jamás tomada de Marte. En ella se muestra un área de 330 km de ancho por 1.200 km desde la extremidad hasta la base del marco, un área que se encuentra cerca de Elysium Planitia.



NASA



NASA




NASA - Elysium Planitia y Amazonis Planitia



NASA - Orcus Patera



NASA - Amazonis Planitia




NASA - Craters en Amazonis Planitia




NASA - Llanuras en Amazonis Planitia


Y esta fue la primera imagen que muestra cráteres no ambiguos en la superficie del planeta rojo.




NASA


La siguiente imagen fue la octava capturada por Mariner 4, en la que se observan dos cráteres con 32 km de diámetro.



NASA


Y por último, un área que muestra al menos 20 cráteres de varios tamaño, muy similares a los encontrados en la superficie de la Luna.



NASA -Memnonia Fossae


Eran los comienzos de la exploración del planeta rojo, hoy en día tenemos a Curiosity andando por su superficie, que nos envía a diario excelentes fotografías terrestres de nuestra futura conquista espacial. 



Fuente: NASA

jueves, 10 de mayo de 2018

Los perros del espacio, Belka y Strelka



energia.ru


El 19 de agosto de 1.960, la nave espacial Sputnik-5 viajó al espacio con dos perros, Belka y Strelka


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Se convirtieron en los dos primeros animales que volaron al espacio y volvieron a la Tierra vivos.



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Se habían seleccionado 12 perros con un peso de hasta 6 kg, una altura de 35 cm, edad de 2 a 6 años, y con un color brillante. Y eran todas hembras, dado que el sistema de eliminación de residuos era más efectivo.



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El objetivo de los soviéticos era investigar el efecto del vuelo espacial en organismos vivos, así como probar el sistema de soporte vital y regresar a la Tierra.



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El vuelo del Sputnit-5 duró poco más de 25 horas. La nave espacial dió 17 vueltas a la Tierra y viajó 700 mil kilómetros.


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Tanto Belka como Strelka tenían unos dispositivos de alimentación automática de alimentos y agua.



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Los perros cosmonautas tuvieron un aterrizaje suave en el área prevista para su descenso.



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Pero no viajaron solos, en la nave viajaron 12 ratones, insectos, plantas, cultivos de hongos, maíz, semillas de trigo  guisantes, harina, algunos tipos de gérmenes y otros objetos biológicos.



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El 3 de noviembre de 1.957, un mes después del lanzamiento del primer satélite artificial (Sputnit-1), se lanzó al espacio al primer ser vivo en ser lanzado al espacio, LAIKA.



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Fuente: energia.ru