ISO

Observatorio Espacial Infrarrojo

El Observatorio Espacial Infrarrojo (en inglés: Infrared Space Observatory, ISO) es un telescopio espacial diseñado para observar en el infrarrojo y operado por la Agencia Espacial Europea (ESA) en colaboración con las agencias espaciales ISAS (integrada actualmente en la JAXA de Japón) y la estadounidense NASA. Su construcción fue inicialmente propuesta en 1979 y fue puesto en órbita el 17 de noviembre de 1995 por un Ariane 44P desde Kourou, funcionando hasta el 16 de mayo de 1998, cuando fue incinerado en la atmósfera. En su tiempo fue el satélite de estudios en infrarrojo más sensible lanzado nunca.

El telescopio contaba con un espejo principal de 0.6 m y refrigeración por medio de helio líquido. El espejo principal era capaz de enviar la luz a cuatro instrumentos diferentes a través de un espejo piramidal. Los cuatro instrumentos eran:

• ISOCAM, una cámara en infrarrojo operativa de 2.5 a 18 micras.
• ISOPHOT un fotopolarímetro operativo entre 2.5 y 240 micras capaz de observar objetos a muy pocos grados por encima del cero absoluto.
• SWS (Short-Wave Spectrometer) capaz de observar de 2.4 a 45 micras, capaz de analizar la composición química de objetos muy fríos.
• LWS (Long-Wave Spectrometer) operativo entre las 45 y 197 micras enfocado al estudio espectroscópico de objetos muy fríos como nubes de polvo en el espacio interestelar.

La vida efectiva del satélite ISO estaba limitada por su depósito de helio líquido como refrigerante. Inicialmente contaba con un depósito de 2286 litros de helio líquido que fue agotándose conforme proseguía la misión. Inicialmente se le preveía una duración de 18 meses, durando finalmente 28.

La Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó el Observatorio Espacial Infrarrojo (ISO)* [página en inglés] en noviembre de 1995. Este satélite observó longitudes de onda entre 2,5 y 240 micrones. No solamente abarcó un ancho de banda mucho más amplio que el IRAS, sino que también era miles de veces más sensible que éste y posee una mejor resolución espacial. ISO recopiló datos por cerca de 2 años y medio —tres veces más tiempo que IRAS—, hasta que consumió todo el helio refrigerante a principios de 1998. Su instrumental midió detalles de las regiones extremas del espectro infrarrojo —las ondas más cortas y las más largas—, e incluía una cámara infrarroja con dos matrices de detectores y un fotómetro. A diferencia de IRAS, que realizó un estudio infrarrojo del espacio, ISO funcionó de manera similar a los telescopios terrestres, en los cuales los astrónomos proponen distintas observaciones para estudiar en detalle objetos o fenómenos específicos. Centenares de astrónomos de distintos países aún continúan analizando los datos recopilados por ISO, de los que se espera obtener nuevos descubrimientos* [página en inglés] sobre el universo. ISO ya ha detectado hielo seco en el polvo interestelar, así como hidrocarburos en algunas nebulosas.

La ESA y Europa tienen una larga tradición en astronomía infrarroja, que se mantiene ahora con la participación del Reino Unido, Holanda y la ESA en Akari. La ESA está proporcionando soporte a Akari a través de su estación de tierra en Kiruna (Suecia), en una colaboración parecida a la otorgada por los japoneses en ISO. Además, un equipo en el Centro de Astronomia Espacial de la ESA (ESAC) en Villafranca, Madrid, colabora en el barrido del cielo infrarrojo, en concreto en la mejora de la resolución del apuntado, que implica medir con precisión la posición de los objetos observados. Esto es esencial para acelerar la producción de catálogos celestes y, en última instancia, proporcionar un censo del Universo infrarrojo. Los científicos e ingenieros de ESAC han desarrollado el software que ha ya sido utilizado con éxito en la primera fase operacional de la misión. A cambio de su colaboración, la ESA ha obtenido el diez por ciento del tiempo de observación en la segunda y tercera fases operacionales de Akari.

ESAC también funciona como centro de soporte a usuarios europeos de Akari. Desde ESAC el mismo equipo (que también sigue trabajando como el Centro de Datos de ISO) ha gestionado la convocatoria de peticiones de tiempo de observación realizada por la ESA para adjudicar el tiempo de Akari a los astrónomos europeos. La respuesta de la comunidad astronómica europea a la convocatoria ha sido muy elevada. Cuarenta y dos Investigadores Principales de nueve países europeos han enviado cincuenta peticiones, una cuantidad ligeramente superior a la obtenida en la convocatoria paralela para las comunidades japonesas y coreanas, que tienen a disposición el doble del tiempo de observación. El grado de “sobresuscripción” (tiempo de observación solicitado frente a tiempo disponible) de la convocatoria europea es comparable a la de otras misiones como de la ESA, como el XMM-Newton. El programa de observaciones de Akari se selecciona también a través de un proceso de revisión por parte de comités paralelos, de las propuestas que son enviadas por los astrónomos en la convocatoria abierta.

La cooperación ofrecida a la ESA por parte de Japón contribuirá a mantener en la vanguardia de la investigación a los astrónomos europeos, mientras trabajan con los datos de ISO y esperan el lanzamiento de la próxima misión infrarroja de la ESA, Herschel, a principios de 2008. Herschel será el mayor y más sensible telescopio espacial, con un diámetro de 3,5 metros. Sus datos se sumarán a los del censo del Universo infrarrojo de Akari, y a los de otras misiones como ISO, de la ESA, y Spitzer, de la NASA. Herschel desvelará cómo se formaron y evolucionaron las primeras estrellas y galaxias, y estudiará la química del cosmos más frío y oculto.

Satélite espacial europeo ISO supera al Hubble

Por: DAVID JIMENEZ De El Mundo para EL TIEMPO 19 de febrero de 1996

Después de cuatro meses de rondar el universo, ha conseguido acercarse más que nadie a galaxias, estrellas y planetas. También al origen de la Tierra y el Sol.

El proyecto forma parte de Programa de la Agencia Espacial Europea (ESA) y su control se lleva desde la base instalada junto a la pequeña localidad de Villafranca del Castillo (Madrid, España).

Allí se reunieron la semana pasada los responsables e investigadores encargados de los resultados para anunciar que el ISO está dándonos nuevas y valiosas informaciones sobre el Sol y la Tierra.

Las razones de este optimismo no son casualidad. El satélite europeo, lanzado el pasado 17 de noviembre, consigue ver a través de las densas nubes que se forman en el espacio y sacar imágenes desconocidas hasta ahora.

El ISO ha logrado ver incluso allá donde ni siquiera el prestigioso telescopio Hubble de la NASA lo había conseguido.

Pronto habrá nuevas revelaciones que pueden ser prometedoras, vaticinó hoy el director general de la Agencia Espacial Europea, J.M. Luton.

Por primera vez, las imágenes exhibidas dejaban ver las consecuencias que produce una colisión de galaxias, mostrando los millones de estrellas que quedan esparcidas.

El telescopio infrarrojo europeo puede realizar desde la Tierra el seguimiento de un hombre en la luna simplemente por el calor que éste desprende.

Este es un avance científico que permite detectar los objetos más fríos del Universo a través de las nubes de polvo cósmico. Tan pronto puede penetrar en el interior y origen de las galaxias como detectar el calor emitido por un cubito de hielo a un kilómetro de distancia.

El Sol también está más cerca, afirmó la Agencia Espacial Europea. Porque los expertos reunidos hoy coincidieron en que son las estrellas las que tienen la respuesta de nuestra existencia, el gran secreto.

La profesora Catherine Cesarsky, investigadora principal del Isocam, uno de los instrumentos que transporta el telescopio, explicó que el ISO puede observar el interior de galaxias muy jóvenes y trazar su historia, lo que nos permitirá entender mejor nuestra galaxia, la Vía Láctea, y cómo se crearon las condiciones para la vida.

Para García Castañer, director de ESOC (Centro de Operaciones de la ESA), Europa ha dejado de estar a la zaga de Estados Unidos en esta ciencia, y por supuesto, en lo que se refiere a la observación astronómica.

Se calcula que hacia el mes de noviembre de 1997 el ISO morirá y quedará totalmente inoperante. A partir de entonces, no será más que un objeto en el espacio, ya que su retirada de la órbita es demasiado costosa.

Será el final de un proceso normal debido a la evaporación del helio superfluido, que transporta para mantener bajo cero la temperatura de los instrumentos de observación (dos espectrómetros de onda larga y corta, una cámara -Isocam- y un fotómetro de imagen). Sin embargo, la vida del ISO va a ser más larga de lo esperado, al menos seis meses, debido a que esa evaporación está siendo más lenta de lo previsto.

Antes de que eso ocurra, el satélite habrá mandado información y estudios de cerca de 30.000 objetos del universo (planetas, estrellas, galaxias…).

Una vez inoperante, tendremos datos y acontecimientos para estudiar los resultados durante años, aseguró el científico italiano Alberto Salama, uno de los 50 investigadores que se encargan de vigilar el ISO las 24 horas del día.

Será la continuidad de lo que para muchos es una carrera imparable hacia el conocimiento de nuestro origen, el de la Tierra y el del Sol.

El telescopio espacial ‘ISO’ descubre procesos de formación de estrellas en galaxias primitivas

Alicia Rivera

Madrid 13 NOV 1996

Las regiones del cielo donde nacen estrellas emiten mucha radiación en infrarrojo. En regiones cercanas, sobre todo en nuestra galaxia, la Vía Láctea, el proceso se ha llegado a conocer bien. Ahora, un grupo de astrónomos ha logrado identificar esos procesos en unas galaxias lejanísimas, a unos 10.000 millones de años luz de distancia, y la sorpresa, además, ha sido comprobar que la velocidad a que se crean estrellas allí es entre diez y mil masas solares por año, mucho más alta que la de nuestro entorno galáctico, donde la tasa de producción de astros es de una masa solar anual.Para hacer esta investigación, anunciada la semana pasada en Londres, en una reunión de la Royal Astronomical Society, Michael Rowan-Robinson (Imperial College) y sus colegas han utilizado el telescopio infrarrojo en órbita ISO, un satélite científico de la Agencia Europea del Espacio (ESA) en funcionamiento desde hace casi un año. Y lo han apuntado hacia una región minúscula del cielo que está siendo escudriñada intensamente por los astrónomos: el denominado Deep Field, que se realizó hace casi un año con el telescopio espacial Hubble.

Esta región cubre un área del cielo de tan sólo cinco minutos de arco cuadrados (el tamaño aparente de Venus). En la imagen del Deep Field, que plasma en dos dimensiones las miles de galaxias que hay en el fino cono de observación desde aquí hasta los límites del un¡ verso visible, aparecen algunas galaxias tan lejanas que su luz ha debido tardar unos 10.000 millones de años en llegar a la Tierra, por lo que se ven aquí ahora tal y como eran hace 10.000 millones de años, es decir, poco después de que se formasen en el universo muy joven (un 10% de su edad actual).

En el proceso de nacimiento de estrellas, las nubes de gas y polvo van condensándose por efecto de la gravedad hasta formar bolas de materia que se enciende en las reacciones de fusión nuclear que hacen brillar a los astros. El polvo presente en estas regiones absorbe la radiación más energétrica de las estrellas recién formadas, impidiendo su observación en el visible; esto provoca un calentamiento del polvo a temperaturas de decenas o pocos centenares de grados y, como consecuencia, la radiación se reemite en el infrarrojo.

Por eso los astrónomos han necesitado el avanzado telescopio infrarrojo ISO para detectar el proceso en galaxias lejanas. Rowan-Robinson y sus colegas han identificado varias fuentes de radiación infrarroja que pueden asociarse a galaxias primitivas detectadas en el Deep Field en la longitud de onda visible. De los siete mejores casos identificados, dos probablemente son estrellas gigantes rojas en esas galaxias, pero los otras cinco son interpretadas como emisiones de regiones de polvo en las que se están produciendo tremendas erupciones de formación estelar según por Rowan-Robinson y sus colegas, incluidos los españoles Pérez Fournon (Instituto de Astrofísica de Canarias) y González-Serrano (Instituto de Física de Cantabria).

“Creemos que estamos viendo el principal episodio de formación estelar en algunas de esas galaxias, proceso durante el cual se están fabricando la mayoría de los elementos pesados en una galaxia, la materia de la que estamos hechos nosotros (carbono, nitrógeno, oxígeno, hierro, etcétera)”, ha dicho Rowan-Robinson.

Termina la vida útil del telescopio espacial ISO

Madrid 17 MAY 1998

El equipo de científicos del satélite astronómico ISO celebró ayer con champán la desconexión de este telescopio espacial europeo, que durante sus dos años y medio de vida ha sido controlado desde la Estación de Seguimiento de Villafranca del Castillo (Madrid).El ISO, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), ha durado dos años y medio, y durante este tiempo ha sido el mejor telescopio espacial para detectar la luz infrarroja que emiten los objetos astronómicos. La luz infrarroja no puede ser observada en su totalidad desde la Tierra porque la atmósfera lo impide y, sin embargo, los astrónomos necesitan estudiarla para desentrañar, por ejemplo, cómo nacen y mueren las estrellas o qué moléculas hay en el espacio interestelar.

La desconexión del satélite, a las 14:00 de la tarde de ayer, pone fin a la misión. El ISO no podía realizar más observaciones porque se había agotado su provisión de helio líquido, necesario para enfriar sus instrumentos. Los científicos consideran un éxito la misión.

Ahora el ISO apagado irá modificando su órbita cada vez más por efecto de la gravedad terrestre. Es imposible calcular exactamente cuándo, pero se estima que hacia el 2020 el ISO estará rozando las capas superiores de la atmósfera y la fricción acabará desintegrándolo.

El ISO de la ESA proporciona las primeras imágenes del nacimiento de estrellas monstruosas

20 de julio de 2006 | 12:00 am

El descubrimiento permite a los astrónomos comenzar a investigar por qué sólo se da el crecimiento de estas estrellas masivas en algunas regiones del espacio.

El espacio está lleno de nubes gigantes de gas desperdigadas.

Ocasionalmente, regiones de estas nubes se colapsan, formando estrellas. ‘Una de las principales cuestiones en el campo de estudio es por qué algunas nubes producen tanto estrellas de gran masa como estrellas de pequeña masa, mientras que otras producen sólo estrellas de pequeña masa’, pregunta Oliver Krause del Instituto Max Planck de astronomía, Heidelberg y el Observatorio Steward, Arizona.

Es difícil deducir cuáles son las condiciones necesarias para la formación de estrellas de gran masa porque estos monstruos estelares se forman muy lejos y están oscurecidas tras cortinas de polvo. Sólo las largas longitudes de onda de la radiación infrarroja pueden escapar de estos envoltorios opacos y revelar los núcleos de polvo a baja temperatura que marcan los lugares de formación estelar. Esta radiación es exactamente la que ha recogido la cámara de infrarrojo lejano ISOPHOT del ISO.

Stephan Birkmann, Oliver Krause y Dietrich Lemke, todos ellos del Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, utilizaron los datos de la ISOPHOT para localizar dos núcleos intensamente fríos y muy densos, cada uno de los cuales contenía suficiente materia para formar al menos una estrella masiva. ‘Esto abre una nueva era de observación de los detalles tempranos de la formación de estrellas de gran masa’, dice Krause.

Los datos fueron recopilados por la Inspección Serendipia de la ISOPHOT (ISOPHOT Serendipity Survey, ISOSS), un inteligente estudio liderado por Lemke. Este se dio cuenta de que mientras el ISO giraba de un objeto celeste a otro se estaba perdiendo precioso tiempo de observación. Organizó que la cámara de infrarrojo lejano ISOPHOT grabase continuamente durante estas recolocaciones y enviara los datos a la Tierra.

#2#Durante la misión del ISO, que duró dos años y medio entre 1995 y 1998, la nave realizó 10 000 de estos giros, proporcionando una red de datos por todo el cielo de la ventana infrarroja de 170 micrómetros, anteriormente inexplorada. Esta longitud de onda es 310 veces más larga que la radiación óptica y revela polvo frío hasta temperaturas tan bajas como 10K (-263º Celsius). En el estudio se creó un catálogo de los puntos fríos.

Birkmann y sus colegas investigaron este catálogo y encontraron cincuenta lugares potenciales de nacimiento de estrellas de gran masa. Una campaña de observaciones de seguimiento utilizando telescopios terrestres reveló que el objeto ISOSS J18364-0221 estaba compuesto en realidad por dos núcleos densos fríos sospechosamente parecidos a los asociados con el nacimiento de las estrellas de pequeña masa, pero que contenían mucha más materia.

El primer núcleo está a 16,5 Kelvin (-265,5º Celsius). Contiene setenta y cinco veces la masa del Sol y muestra signos de colapso gravitatorio. El segundo está a unos 12K (-261º Celsius) y contiene 280 masas solares. El equipo estudia ahora otros lugares potenciales.

Aunque el ISO ya no está operativo, la ESA participa actualmente en la misión de infrarrojos de la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa, Akari (anteriormente ASTRO-F). Esta misión rellenará los huecos en los datos de la ISOSS examinando todo el cielo en seis bandas de longitud de onda infrarroja. Después de Akari, la ESA continuará avanzando en la astronomía en infrarrojos con su telescopio espacial, Herschel, cuyo lanzamiento está previsto para 2008. Birkmann dice: ‘Con su espejo de 3,5 metros y sus detectores de infrarrojo lejano, Herschel desvelará las fases más tempranas del nacimiento de estrellas masivas con detalle sin precedentes’.

Este trabajo también podría ayudar a detectar los objetos más distantes del Universo. ‘Cuando los astrónomos miran a miles de millones de años luz en el espacio, todo lo que pueden ver son las estrellas brillantes de gran masa en galaxias muy distantes. Si podemos entender cómo se forman estas estrellas quizá podríamos ser capaces de aplicar ese conocimiento para comprender cómo evolucionan las galaxias’, dice Krause.

Los descubrimientos aparecen en el ejemplar de 20 de enero de 2006 de la Revista de Astrofísica (Astrophysical Journal 637:380-383). El artículo original, titulado ‘Very cold and massive cores near ISOSS J18364_0221: implications for the initial conditions of high-mass star formation’ (Núcleos masivos muy fríos próximos a ISOSS J18364_0221: implicaciones en las condiciones iniciales de formación de estrellas de gran masa), es de S. M. Birkmann and D. Lemke (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania), y O. Krause (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania, y el Observatorio Steward, Universidad de Arizona, Tucson, Arizona, EEUU) .

Se sabe que la atmósfera de Saturno contiene restos de agua en estado gaseoso en sus capas más profundas. La presencia de agua en las capas superiores de la atmósfera ha constituido un enigma hasta ahora.

El telescopio predecesor de Herschel, el Observatorio Espacial Infrarrojo ISO, también de la ESA, detectó el agua en las capas superiores de Saturno en 1997. Pero se desconocía su origen. Los modelos computacionales desarrollados a partir de los últimos datos de Herschel revelan que entre el 3% y el 5% del agua que expele Encélado acaba cayendo en Saturno.