Descubriendo un satélite

Algunos de los telescopios utilizados por el SwRI para las campañas de ocultación, en revisación antes del despliegue. Crédito: SwRI / Kretke.

Cuando un grupo de astrónomos se dispuso a vislumbrar la sombra de uno de los objetivos de Lucy, el asteroide troyano Polymele, no tenían idea de que estaban a punto de descubrir un mundo diminuto completamente nuevo.

El equipo de Lucy estaba emocionado. En la noche del 26 de Marzo de 2022, se predijo que Polymele ocultaría brevemente una estrella de magnitud 11 anodina. Las ocultaciones son eventos en los que los objetos del Sistema Solar pasan frente a estrellas distantes, provocando que sus sombras caigan sobre la Tierra.. Los astrónomos aficionados y profesionales se reúnen para observar estos eventos, instalando sus telescopios a lo largo de un camino predeterminado. Al colaborar, los grupos de astrónomos pueden usar estas ocultaciones para determinar la forma de estos objetos celestes con un grado de detalle sin igual por ninguna otra técnica de observación basada en la Tierra. Pero las ocultaciones también han demostrado ser una parte muy importante de las misiones espaciales. Mientras que otras misiones han usado ocultaciones para aprender sobre sus objetivos, Lucy está usando ocultaciones mucho más que otras misiones. Esto se debe en parte al observatorio Gaia de la Agencia Espacial Europea, que está diseñado para cartografiar la Vía Láctea. Gracias a Gaia, ahora sabemos dónde están ubicadas las estrellas con mucha más precisión que antes y podemos usar esas estrellas para observaciones de ocultación.

Un mapa hecho por Brian Keeney (SwRI) que muestra la trayectoria terrestre pronosticada de esta ocultación. Nota: la ocultación ocurrió la noche del 26 de Marzo, hora local, pero esto fue el 27 de Marzo TU (Tiempo Universal). Para una descripción completa, vaya aquí.

Antes de cualquier evento de ocultación, los astrónomos predicen dónde caerá la sombra de un objeto en la Tierra. Siempre hay cierta incertidumbre en el camino, pero los especialistas en ocultación utilizan los mejores datos sobre la ubicación y el movimiento de la estrella y el cuerpo oculto para encontrar la ubicación más probable. El ancho de un camino de observación está determinado por el ancho estimado de la sombra del objeto y la incertidumbre en ese camino. Luego se dibujan líneas paralelas en un mapa desde un borde del camino hasta el otro. Estas líneas indican dónde los astrónomos tendrían que colocar sus telescopios para registrar el evento desde muchos puntos de vista diferentes. El 26 de Marzo, 26 astrónomos se desplegaron a lo largo de un camino que se extendía desde las Carolinas (Carolina del Norte y del Sur) hasta el oeste de Kansas; los cielos brillantes en el oeste de los Estados Unidos les impidieron viajar más lejos.

Un miembro del equipo, Anne Verbiscer, de la Universidad de Virginia, instaló su telescopio en un campo oscuro y abierto en Kentucky. Ella eligió la ubicación porque estaba dentro de aproximadamente 100 millas (160 kilómetros) de su pista asignada. El campo estaba en una propiedad privada, así que el día antes de que ocurriera la ocultación, Verbiscer llamó a los dueños de la propiedad para pedirles permiso para usar su campo. La amable pareja estuvo más que feliz de prestar su campo para una ocasión tan increíble y le dio una cálida bienvenida a Verbiscer a su llegada. Poco después de que terminara de instalar su telescopio, Verbiscer fue recibida por la pareja, que se acercó sin linternas por respeto a la necesidad de una oscuridad total. Mientras grababa el evento, la pareja esperó pacientemente y luego disfrutó de un fantástico recorrido por el cielo nocturno a través del telescopio.

Los astrónomos del equipo de Lucy se encuentran con personas generosas y hospitalarias en eventos de ocultación en todo el mundo. Muchos son tan cálidos y acogedores como los dos que conoció Anne Verbiscer en Marzo.

“La gente realmente es mi parte favorita de lo que hago”, dice Verbiscer. «No solo han abierto sus propiedades y hogares al equipo, sino que muchos también han compartido comida y risas. Algunos incluso han hecho todo lo posible para ayudar al equipo a realizar sus tareas, especialmente cuando se trata de condiciones climáticas adversas. He viajado por todo el mundo para estos eventos y los he observado en casi todos los tipos de clima imaginables. Estaba empapada en sudor y sostuve una lona contra los vientos muy fríos durante 45 minutos para proteger un telescopio”, dice Verbiscer. Ella describe un momento en que los extraños trajeron una lámina de madera contrachapada y una lona y la ayudaron a ella y a otros miembros del equipo a usarlos para protegerse contra los vientos feroces y cortantes. «Debido a la bondad de estos extraños, el equipo de ocultación pudo registrar con éxito el evento sin dañar su equipo y con poca exposición a los vientos helados y fríos”.

Los datos preliminares sin procesar de uno de los sitios de ocultación. Los datos muestran el brillo de tres estrellas de campo (estrellas de brillo similar que se pueden observar al mismo tiempo que la estrella objetivo; verde claro, azul claro y rojo claro) y el objetivo de ocultación (negro).  Todas las estrellas varían en brillo debido al ruido de la atmósfera y el instrumento, pero hay una caída muy notable en el brillo del objetivo de ocultación, lo que indica que algo, en este caso un pequeño satélite, pasó brevemente frente a la estrella. 
Crédito: K. Cobble/SwRI.

En la noche del 26 de Marzo, el equipo experimentó un clima inusualmente bueno para la primavera en esa parte de los Estados Unidos. Fueron tratados con cielos despejados, lo que les permitió capturar bellas imágenes de Polymele mientras eclipsaba una estrella. De los 26 equipos involucrados, 16 presenciaron una ocultación.

Es normal que no todo el mundo llegue a ver desaparecer la estrella cuando el objeto pasa por delante de ella; de hecho, está planeado. Esto se debe a que los puntos de visualización predeterminados están diseñados para medir el tamaño de un objeto. Los telescopios a menudo están separados por muchas millas y, a veces, incluso están ubicados en diferentes estados o países. Al observar los datos compilados y determinar quién pudo ver la ocultación y quién no, los astrónomos pueden tener una idea bastante buena sobre el tamaño, la forma y, al combinar múltiples observaciones, incluso la órbita de un objeto. “Esa noche, no vi la estrella parpadear”, dice Anne Verbiscer. “Sin embargo, los datos que recopilé tuvieron un papel importante. Proporcionó una restricción, lo que nos permitió obtener una mejor comprensión de lo que estábamos viendo».

Cada línea representa la pista de ocultación — la trayectoria proyectada de la estrella observada — para un solo observador la noche de la ocultación de Polymele del 26 de Marzo. Las pistas en las que la ocultación fue visible están marcadas en azul, y el comienzo y el final de la ocultación se indican mediante puntos rojos con barras de error. Las cifras negras indican estimaciones del tamaño y la forma dl Polymele y el satélite recién descubierto. 
Crédito:
SwRI/Buie/Kretke
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Más tarde esa noche, mientras el equipo celebraba una campaña exitosa y discutía sus observaciones, un miembro del equipo notó que la ocultación ocurrió un poco más tarde de lo previsto; sin embargo, nadie pensó mucho en eso en ese momento. No fue hasta un par de días después que el líder de ocultación de Lucy, Marc Buie, anunció que aquellos que habían presenciado un retraso en la ocultación lo habían hecho porque el objeto que estaban observando no era Polymele. ¡El equipo había descubierto un nuevo asteroide! A medida que la noticia del descubrimiento se extendió por el equipo de Lucy, también lo hizo la emoción. ¡Los esfuerzos combinados de los astrónomos y su incansable trabajo en equipo habían llevado al descubrimiento de un satélite en órbita alrededor de Polymele!

“Realmente es un esfuerzo de equipo”, señala Anne Verbiscer. Independientemente de la campaña, el equipo no solo trabaja de manera efectiva para realizar cada trabajo, sino que cada miembro se preocupa genuinamente por los demás y los cuida mientras están en el campo. El grupo generalmente termina cada evento con una reagrupación del equipo, una oportunidad, no solo para celebrar los éxitos y reflexionar sobre las complicaciones que surgieron durante la noche, sino también para que el equipo se asegure de que cada miembro sea contabilizado.
Ahora, mientras Lucy regresa a la Tierra para su primer Earth Gravity Assist (EGA) en Octubre, el equipo de ocultación de Lucy está de vuelta en el campo, recopilando datos adicionales sobre los futuros objetivos de Lucy. Puede encontrar más información sobre las campañas de ocultación actuales y futuras aquí.

Gracias al arduo trabajo de los astrónomos del Equipo de Lucy y un poco de suerte, ¡Lucy ahora tiene un asteroide más para observar!

Fuente: Misión Lucy/Southwest Research Institute (SwRI).

Artículo original: Discovering a Satellite‘.  Freya Sexton, Lucy Intern. Aug 18, 2022.

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