miércoles, octubre 20, 2010

Las regiones espectrales infrarrojas (cont.)

Continuación de la entrada sobre las regiones espectrales infrarrojas. En esta segunda y última parte, los parágrafos dedicados al infrarrojo medio y al infrarrojo lejano.


El infrarrojo medio

Conforme entramos en la región del infrarrojo medio del espectro, las estrellas frías comienzan a desvanecerse y los objetos más fríos, como los planetas, cometas y asteroides, se hacen visibles. Los planetas primero absorben la luz del sol, por lo que se eleva su temperatura, y luego irradian otra vez este calor como luz infrarroja. Sin embargo esta radiación no es la luz visible que normalmente vemos de los planetas, que no es otra cosa que la luz solar reflejada. Los planetas del Sistema Solar tienen temperaturas entre los 53 y los 573 Kelvin. Los objetos con este rango de temperaturas emiten la mayor parte de su luz en el infrarrojo medio. Por ejemplo, la Tierra irradia más intensamente en aproximadamente 10 micrones.

Los asteroides también emiten la mayor parte de su luz en el infrarrojo medio, con lo que esta banda de longitudes de onda es la más eficiente para detectar asteroides oscuros. Con los datos captados en el infrarrojo es posible determinar la composición de la superficie de los asteroides, así como también su diámetro. En la imagen de la derecha se muestra una vista infrarroja de la Tierra.

El polvo calentado por la luz de las estrellas es también muy notorio en el infrarrojo medio. Un ejemplo es el polvo zodiacal presente en el plano del Sistema Solar. Al igual que las rocas terrestres, este polvo se compone de silicatos y su tamaño varía entre un décimo de micrón y el tamaño de una roca grande. Los silicatos emiten la mayor parte de su radiación en longitudes de onda de unos 10 micrones. La confección de un mapa con la distribución de este polvo podría proporcionar importantes claves sobre la formación del Sistema Solar. El polvo de los cometas también posee una fuerte emisión en el infrarrojo medio.

Una vista del cometa IRAS-Araki-Alcock tomada por el satélite Infrared Astronomical Satellite (IRAS) en el infrarrojo medio (clic en esta o cada una de las siguientes imágenes para ampliarlas).

A medida que nos internamos en la zona del infrarrojo medio, el polvo interestelar caliente también comienza a brillar. El polvo alrededor de las estrellas que han expulsado material brilla más intensamente en el infrarrojo medio. Con frecuencia este polvo es tan grueso que el brillo de la estrella queda casi totalmente oculto y sólo se lo detecta en el infrarrojo. Los discos protoplanetarios, o sea, los discos de materia que rodean a las estrellas recientemente formadas, también brillan intensamente en el infrarrojo medio. Es en estos discos donde probablemente se formen los futuros planetas del sistema.


El infrarrojo lejano

Todas las estrellas han desaparecido en el infrarrojo lejano. En su lugar sólo se ve la materia muy fría (140 Kelvin o menos). Las nubes enormes y frías de gas y polvo presentes nuestra propia galaxia, así como en galaxias cercanas, resplandecen en la luz del infrarrojo lejano. Las nuevas estrellas apenas se están comenzando a formar en algunas de estas nubes. Las observaciones en el infrarrojo lejano pueden detectar las mencionadas proto-estrellas mucho antes de que "se enciendan" —o sea, que se tornen visibles en luz óptica— al detectar el calor que irradian mientras se contraen. En la imagen de la derecha, una vista, tomada en el infrarrojo por el satélite IRAS, de una nube de polvo calentada por la luz procedente de las estrellas. La longitud de onda de 12 micrones está representada en azul, la de 60 micrones en verde y la de 100 micrones en rojo.

La Vía Láctea en el infrarrojo. Crédito: Michael Hauser (Space Telescope Science Institute), el equipo científico del proyecto COBE/DIRBE y NASA.

El centro de nuestra galaxia también brilla intensamente en el infrarrojo lejano debido a la gran concentración de estrellas inmersas en densas nubes de polvo. Estas estrellas calientan el polvo y lo hacen brillar muy intensamente en el infrarrojo. La imagen (a la derecha) de nuestra galaxia tomada por el satélite COBE es una composición de longitudes de onda del infrarrojo lejano de 60, 100 y 240 micrones.

Con excepción del plano de la Vía Láctea, el objeto infrarrojo lejano más brillante del cielo es la región central de la galaxia M82, también conocida como la galaxia del Cigarro. El núcleo de M82 irradia tanta energía en el infrarrojo lejano como la energía combinada de todas las estrellas de nuestra galaxia. Esta energía del infrarrojo lejano proviene del polvo calentado por una fuente oculta a nuestra visión. Las regiones centrales de la mayoría de las galaxias brillan con mucha intensidad en el infrarrojo lejano. El núcleo activo (AGN, por las siglas en inglés de Active Galactic Nucleus) de varias galaxias está oculto tras densas regiones de polvo. Otras, denominadas galaxias starburst —galaxias con un súbito aumento de la formación estelar—, cuentan con un enorme número estrellas recientemente formadas que calientan las nubes de polvo interestelar. Las galaxias de este tipo superan por mucho el brillo de todas los otras galaxias en el infrarrojo lejano.

En la imagen, la galaxia de Andrómeda (M31), tomada también en el infrarrojo por el satélite IRAS. Se destaca la brillante región central de la compañera espiral de la Vía Láctea. Las zonas exteriores, en amarillo y verde, probablemente representen regiones de formación estelar. Los colores representan la intensidad de la radiación infrarroja observada por el IRAS, donde las áreas azules corresponden a emisiones infrarrojas débiles, mientras que las áreas de color verde, amarillo, naranja y rojo muestran, respectivamente, emisiones infrarrojas cada vez más intensas. Las áreas más brillantes representan regiones pobladas por numerosas estrellas jóvenes o de gran masa.

Fuente: Cool Cosmos (en inglés).

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