Avanzando hacia la utilización de PULSARs como GPSs en la navegación espacial

[AlbertR]

Este vídeo, obtenido el 8 de junio de 2018, muestra la "coreografía" del Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) de la NASA mientras estudia los púlsares y otras fuentes de rayos X desde su "percha" a bordo de la Estación Espacial Internacional, (ISS). NICER observa y rastrea numerosas fuentes cada día, desde la estrella más cercana a nuestro Sol, Próxima Centauri, hasta fuentes de rayos X en otras galaxias. La película time-lapse, que representa el movimiento de un poco más de una órbita de 90 minutos, está acelerada 100 veces.

Un factor en los giros de NICER es el movimiento de los paneles solares de la estación espacial, cada uno de los cuales se extiende 34 metros. Mucho antes de que los paneles puedan invadir el campo de visión de NICER, el instrumento hace "piruetas" para apuntar con sus 56 telescopios de rayos X a un nuevo objetivo en el firmamento.

Los púlsares son estrellas de neutrones, son los núcleos aplastados que quedan cuando explotan estrellas masivas. Tienen más masa que el Sol concentrada en una esfera no más grande que una ciudad. El objetivo de NICER es descubrir más sobre los púlsares mediante la obtención de medidas precisas de su tamaño, que ayuden a determinar su composición interna. Además, una demostración de tecnología integrada, llamada Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology (SEXTANT), está allanando el camino para el uso de púlsares como balizas para un futuro sistema de orientación similar al GPS, que ayude a la navegación de las naves espaciales en el sistema solar, ... y más allá.

 

 

Más información sobre NICER y SEXANT en Usando PULSARs como GPSs en la navegación espacial interplanetaria

 

Saludos

[fsr]

Interesante, tendrían un sistema de posicionamiento con referencias mucho más lejanas de cualquier cosa que pudiéramos enviar.

 

Ahora yo digo, la NASA tiene al menos un departamento que se encarga de los acrónimos, no? Porque son muchos, pero muchos acrónimos, y unos cuantos cuidadosamente armados: https://science.nasa.gov/acronyms

[sebastianc]

Es un proyecto muy interesante, desde su lanzamiento no me puse a buscar nada, así que es interesaren revivir lo. Es un paso mas hacia un paso a Marte.

[AlbertR]

En 16/8/2018 a las 11:03, AlbertR dijo:

...El objetivo de NICER es descubrir más sobre los púlsares mediante la obtención de medidas precisas de su tamaño, que ayuden a determinar su composición interna. Además, una demostración de tecnología integrada, llamada Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology (SEXTANT), está allanando el camino para el uso de púlsares como balizas para un futuro sistema de orientación similar al GPS, que ayude a la navegación de las naves espaciales en el sistema solar, ... y más allá...

 

Diego Altamirano, astrofísico de la Universidad de Southampton que trabaja para la NASA, nos habla en este vídeo en español del instrumento NICER a bordo de la Estación espacial Internacional.

 

 

Saludos.

[Canary_Astronomy]

 

Yo solo diré que en las sondas Voyager ya se utilizo ese sistema para decirle a los que la encontraran donde localizarnos,  estamos hablando de los años 70, hace ya unos 50 años de eso y la información se conocía de muchos años atrás. Carl Sagan lo decía en sus estudios. Eso de utilizarlo como GPS no es nada nuevo, que lo utilicen como propaganda 100% probable. Que estén estudiando sus características me parece más real que todo lo demás. 

Es una pena que venda más la propaganda que la ciencia, pero en el mundo que hemos creado todo funciona así, si quieres presupuesto di que madona firmo el telescopio y saldrá dinero de debajo de las puertas.

[criswille]

Si, el uso de los pulsars como referencia tiene varios años. Tecnología mas moderna es el uso de cuásares. Personalmente me tocó diseñar y construir el complejo AGGO que utiliza un radiotelescopio para tomar informacion de los cuásares para referenciar por interferometria la posición de la Tierra ya que a estos últimos se los considera quietos.

https://www.conicet.gov.ar/el-observatorio-geodesico-aggo-fue-seleccionado-para-el-envio-internacional-de-datos-en-tiempo-real/

 

 

[AlbertR]

hace 3 horas, criswille dijo:

Si, el uso de los pulsars como referencia tiene varios años...

 

Sí y no, depende de lo que estemos hablando. En efecto, si estuviésemos hablando de la idea de usar pulsares para localización, la idea es desde luego “antigua” puesto que se propone por vez primera a principios de la década de 1970s, (el primer pulsar se descubrió a finales de 1967)

En cambio, si de lo que estamos hablando es de una aplicación práctica concreta de esa idea: el desarrollo de una tecnología que permita a una astronave calcular su posición en el espacio en tiempo real y con precisión suficiente por sus propios medios, (utilizando sus propias observaciones a bordo, de Pulsar o de Quasar), eso simplemente aún no existe, y cómo conseguirlo es lo que se está investigando en los proyectos NICER-SEXTANT, por eso titulé el hilo “Avanzando hacia la utilización de PULSARs como GPSs en la navegación espacial” creo que no muy desacertadamente.

Saludos.

 

Editado 3 de Mayo del 2021 por AlbertR

[Canary_Astronomy]

 Esta claro del porque utilizar esos objetos, pulsar frecuencia ( cada uno tiene la suya) y Cuásar su lejanía (al ser lejano su movimiento aparente es menor) Lo más interesante es ¿Qué utilidad le van a encontrar a eso si ni siquiera podemos ir a el satélite que orbita el planeta llamado Tierra?  (viajes me refiero, estaciones a gran escala) ¿Viajes espaciales?  ¿a otras estrellas o sistemas planetarios? Se que los trabajos y los estudios tienen una razón y se hace por algún motivo, pero desde mi punto de vista, que no será el mas coherente seguramente, el único provecho que pueden sacar de ese estudio a día de hoy es el movimiento de los cuerpos para determinar el modelo de expansión. Para cuando vayan a hacer un viaje a otra estrella donde se pueda utilizar tal estudio creo que habrán pasado algunos cientos de años. Si quisieran poner dicha tecnología en algún satélite o astronave me parece que los cohetes de hoy en día  serian como petardos, imaginaos el volumen de dicho aparato y el propulsor que haría falta. Ese proyecto solo seria útil  para construcción de astronaves en orbita o en la Luna y otros cientos de años más. Tampoco veo que vayan a localizar gran precisión en ese sistema, cual es el error actual de medición 200 años luz? como ir de aquí al patio de la casa como quien dice para cuando se de cuenta se habrá estrellado. Como medirán la distancia? deberán de colocar dos sistemas lo suficientemente alejados el uno del otro para aumentar la precisión. Veo más viable poner cohetes a la tierra como en la peli de los Chinos "Tierra Errante".

 

Lo bueno de todo esto es que el proyecto tendrá bastante tiempo para su progreso y estudio, pero más me gustaría saber como van a calcular la distancia de un objeto desde un solo punto con precisión sin tener información desde otro lugar. Si me lo aclaras me quitaras un peso de encima, lo analizo y no veo lógica, si algo es cierto es que la lógica es la base de todo.

 

No me mal interpretes, me encanta la ciencia, el estudio pero más me gusta las respuestas lógicas. Quizás lo as expresado bien pero o no lo he comprendido.

 

[Guillermo I]

Copio aquí una nota que salió en Euronews. Está relacionado con lo que comenta Diego Altamirano en el video que subió @AlbertR. 

Saludos!

Fuente: Euronews.

https://es.euronews.com/2021/05/02/calculan-el-tamano-de-la-estrella-de-neutrones-mas-pesada-conocida

 

[AlbertR]

hace 53 minutos, Guillermo I dijo:

Copio aquí una nota que salió en Euronews. Está relacionado con lo que comenta Diego Altamirano en el video que subió @AlbertR. 

Saludos! Fuente: Euronews.

https://es.euronews.com/2021/05/02/calculan-el-tamano-de-la-estrella-de-neutrones-mas-pesada-conocida

 

 

Gracias por tu aporte @Guillermo I 

 

Cierto es que el vídeo y la noticia en Euronews son recientes, en concreto de anteayer. Sin embargo recuerdo que el núcleo de la noticia es bien conocido desde algo más de un año y medio, puesto que el documento científico en el que se basa la noticia fue publicado en Nature en septiembre de 2019 (el pre-print de Arxiv es incluso más antiguo, de abril de 2019) : puedes ver un reporte en español de este tema en La web de Física.

Ahí también verás, que se argumenta que presentar (como en el vídeo) a PSR J0740+6620 como “la estrella de neutrones más masiva de la historia” puede ser exagerado, habida cuenta del descubrimiento previo de PSR J2215+5135.

Otra cosa, el vídeo de Euronews no acierta cuando dice que este pulsar fue descubierto por NICER (el protagonista de este hilo). NICER colaboró con observaciones que ayudaron a determinar su masa, pero el pulsar fue descubierto por el radiotelescopio de Green Bank, con su antena parabólica de 100 metros de diámetro ubicada en Virginia Occidental.

Gracias de nuevo, saludos 

[Canary_Astronomy]

Lo leo y te digo algo a ver si pillo el procedimiento.

[Guillermo I]

hace 4 horas, AlbertR dijo:

Gracias por tu aporte @Guillermo I 

 

Cierto es que el vídeo y la noticia en Euronews son recientes, en concreto de anteayer. Sin embargo recuerdo que el núcleo de la noticia es bien conocido desde algo más de un año y medio, puesto que el documento científico en el que se basa la noticia fue publicado en Nature en septiembre de 2019 (el pre-print de Arxiv es incluso más antiguo, de abril de 2019) : puedes ver un reporte en español de este tema en La web de Física.

Ahí también verás, que se argumenta que presentar (como en el vídeo) a PSR J0740+6620 como “la estrella de neutrones más masiva de la historia” puede ser exagerado, habida cuenta del descubrimiento previo de PSR J2215+5135.

Otra cosa, el vídeo de Euronews no acierta cuando dice que este pulsar fue descubierto por NICER (el protagonista de este hilo). NICER colaboró con observaciones que ayudaron a determinar su masa, pero el pulsar fue descubierto por el radiotelescopio de Green Bank, con su antena parabólica de 100 metros de diámetro ubicada en Virginia Occidental.

Gracias de nuevo, saludos 

Gracias a vos, Albert.

Vi la noticia esta mañana y recordé el video que dejaste aquí, y me pareció que los temas estaban relacionados.

Una pena que la noticia no esté acertada  (lo digo por el canal de noticias, no por mí  ).

Saludos!!

[AlbertR]

En 16/8/2018 a las 11:03, AlbertR dijo:

... Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) de la NASA ... estudia los púlsares y otras fuentes de rayos X desde su "percha" a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS). NICER observa y rastrea numerosas fuentes cada día, desde la estrella más cercana a nuestro Sol, Próxima Centauri, hasta fuentes de rayos X en otras galaxias...

 

NICER ha observado la fusión de dos puntos calientes de un magnetar, (estrella de neutrones de alto campo magnético), algo que no se había visto nunca antes. Inicialmente había en la superficie de este magnetar (a 13000 años luz de nosotros), 3 puntos emisores de rayos X, que después de varias rotaciones de la estrella han acabado en solo dos debido al crecimiento, desplazamiento y fusión de un par de ellos.

 

Cada vez me parece más asombrosa la precisión que son capaces de alcanzar algunos instrumentos científicos, recordad que una estrella de neutrones tiene apenas 14 km de diámetro y ésta, está a nada menos que13000 años luz de nosotros.

 

 

Saludos.

[AlbertR]

En 5/4/2021 a las 7:05 PM, AlbertR dijo:

...el núcleo de la noticia es bien conocido ... puesto que el documento científico en el que se basa la noticia fue publicado en Nature en septiembre de 2019 (el pre-print de Arxiv es incluso más antiguo, de abril de 2019) ... un reporte en español de este tema en La web de Física.

Ahí también verás, que se argumenta que presentar (como en el vídeo) a PSR J0740+6620 como “la estrella de neutrones más masiva de la historia” puede ser exagerado, habida cuenta del descubrimiento previo de PSR J2215+5135...

 

Detectada una estrella densa y colapsada que gira 707 veces por segundo, lo que la convierte en una de las estrellas de neutrones que giran más rápido en la galaxia de la Vía Láctea. Esta ha triturado y consumido casi toda la masa de su compañera estelar y, en el proceso, se ha convertido en la estrella de neutrones más pesada observada hasta la fecha.

Dice el abstract del estudio que se ha publicación ayer en The Astrophysical Journal Letters:

“Describimos la espectrofotometría del telescopio Keck y las imágenes de la compañera del púlsar "viuda negra" PSR~J0952-0607, la estrella de neutrones (NS) que gira más rápido que se conoce en el disco de la Vía Láctea. La compañera es muy débil en su brillo mínimo, lo que supone un reto de observación, pero hemos medido curvas de luz multicolor y hemos obtenido velocidades radiales en la mitad "diurna" iluminada de la órbita. Los ajustes del modelo indican una inclinación del sistema i=59,8±1,9º y una masa de púlsar 2.35 +/- 0.17 Masas Solares, la mayor masa bien medida encontrada hasta la fecha”

La medición de la masa de la estrella de neutrones fue posible gracias a la extrema sensibilidad del telescopio Keck I de 10 metros. Usando el espectrómetro de imágenes de baja resolución (LRIS) del Observatorio Keck, el equipo pudo registrar un espectro de luz visible de la estrella compañera que brilla intensamente después de ser despojada de la mayor parte de su masa y reducida al tamaño de un gran planeta gaseoso. Las estrellas están a unos 3.000 años luz de la Tierra en dirección a la constelación Sextans.
 

Los astrónomos midieron la velocidad de una estrella tenue (círculo verde) que ha sido despojada de casi toda su masa por un compañero invisible, una estrella de neutrones púlsar de milisegundos, que determinaron que es el más masivo encontrado hasta ahora y quizás el límite superior para las estrellas de neutrones. Crédito de la imagen: Observatorio WM Keck, Roger W. Romani, Alex Filippenko.

Descubierto en 2017, PSR J0952-0607 se conoce como púlsar de "viuda negra", una analogía con la tendencia de las arañas viudas negras hembra de consumir al macho mucho más pequeño después del apareamiento. Los científicos han estado estudiando los sistemas de “viuda negra” durante más de una década, con la esperanza de establecer el límite superior de cuán grandes pueden crecer las estrellas de neutrones/púlsares.

Encontrar púlsares “viuda negra” en los que el compañero sea pequeño, pero no demasiado pequeño para detectarlo, es una de las pocas formas de “pesar” las estrellas de neutrones. En el caso de este sistema binario, la estrella compañera, que ahora tiene solo 20 veces la masa de Júpiter, está distorsionada por la masa de la estrella de neutrones y bloqueada por mareas, similar a la forma en que nuestra luna está bloqueada en órbita para que solo veamos un lado. El lado que mira hacia la estrella de neutrones se calienta a temperaturas de alrededor de 6.200 Kelvin, un poco más caliente que nuestro sol, y lo suficientemente brillante como para ser vista con un telescopio grande.

Los astrónomos dirigieron el telescopio Keck I hacia PSR J0952-0607 en seis ocasiones durante los últimos cuatro años, cada vez observando con LRIS en períodos de 15 minutos para capturar al compañero débil en puntos específicos en su órbita de 6,4 horas alrededor del púlsar. Al comparar los espectros con los de estrellas similares al Sol, pudieron medir la velocidad orbital de la estrella compañera y calcular la masa de la estrella de neutrones.

Una posible explicación para los púlsares de milisegundos aislados es que cada uno alguna vez tuvo un compañero que quedó reducido a nada: A medida que la estrella compañera evoluciona y comienza a convertirse en una gigante roja, el material se derrama hacia la estrella de neutrones y eso hace girar rápidamente a la estrella de neutrones. Al girar, ahora se vuelve increíblemente energética y un viento de partículas comienza a salir de la estrella de neutrones. Ese viento golpea la estrella donante que sigue desprendiendo material y, con el tiempo, la masa de la estrella donante disminuye a la de un planeta, y si pasa más tiempo, desaparece por completo. Entonces, así es como se podrían formar púlsares de milisegundos solitarios. Para empezar, no estaban solos, tenían que estar en un par binario, pero gradualmente evaporaron a sus compañeros, y ahora están solos. El púlsar PSR J0952-0607 y su tenue estrella compañera respaldan esta historia de origen de los púlsares de milisegundos.

Estudiar la estrellas de neutrones más masivas posibles es muy importante, ya que significa estudiar la materia más densa posible observable en nuestro universo, ya que los agujeros negros, aunque sean de densidad mayor, han desaparecido de nuestra observación, ocultos tras su horizonte de sucesos.

El pre-print de arxiv del estudio es: PSR J0952-0607: The Fastest and Heaviest Known Galactic Neutron Star
 

 

Saludos.