sábado, 13 de agosto de 2016

VER EL SOL A TRAVÉS DE LA DENSA ATMÓSFERA DE TITAN .



Ver  el  Sol  a  traves  de  las  brumas  de  Titan  nos  dice  como  es  la  atmosfera  de  dicha  luna  ,  y  su  composicion  ,  para  eso  esta  la  necesidad  de  que  la  sonda  Cassini  esté   detrás  del  Sol  y  Titan  ,  algo  que  se  llama  ocultación  solar  .
La  ocultación  astronómica  viene  a  ser  cuando  un  cuerpo  celeste  es  escondido  o  ocultado  por  otro  cuerpo  celeste  ,   o  sea  ,  que  pasa  entre  esté  y  el  observador  ,  y  en  este  caso  el  observador  viene  a  ser  la  sonda  Cassini  ,  pero  a  diferencia  de  los  eclipses  y  tránsitos  astronómicos  ,  existe  una  ocultación  cuando   el  objeto  mas  cercano  -  Titan  -  parece  mas  grande  y  oculta   completamente  al  objeto  mas  lejano  ,  en  este  caso  ,  el  Sol  .
En  varios  de  sus  sobrevuelos  con  Titan  ,  la  sonda  Cassini  ha  hecho  ocultaciones  solares  ,  tanto  para  ver  la  composicion  atmosférica  de  la  luna  ,  como  para  analizar  otros  parámetros  ,  como  puede  ser  detectar  las  temperaturas  ,  alteraciones  climáticas  ,  cambios  estacionales  ,  comportamientos  de  los  gases  de  la  atmósfera  de  Titan  .
Y  se  puede  ver  el  Sol  a  traves  de  las  brumas  eternas  de  Titan  cuando  el  Sol  es  observado  en  las  distintas  longitudes  de  onda  a  traves  de  los  gases  existentes  en  su  atmosfera  ,   el  Sol  a  diferentes  longitudes  de  onda  se  ve  distinto  ,  hasta  "  desaparece "   ,   pero  en  estos  tiempos  ver  o  hacer  las  mediciones   de  la  propiedades  de  la  atmósfera  de  un  exoplaneta   sera  la  próxima  frontera  de  la  astronomía  moderna  .
Se  puede  hacer  sin  embargo  con  Titan   a  través  de  la  sonda  Cassini  ,  esto  ayuda  a  observar  otras  lunas  del  sistema  solar   de  mundos  que  están  mas  cerca  y  fácil  de  estudiarlo   ,  y  que  esto  pueda  servir  de  referencia  cuando  se  pueda  medir  la  composicion  atmosférica  de  un  mundo  lejano  como  un  exoplaneta  a  años  luz  de  la  Tierra  .
Esto  es  posible  a  traves  del  instrumento  VIMS    de  la  sonda  Cassini  ,  espectrografo  infrarrojo  ,  cuando  el  ojo  humano  mira  un  objeto  ,  los  conos  de  la  retina  son  capaces   de  discernir  la  cantidad  de  luz   que  les  llega  de  las  tres  longitudes  de  onda    que  e  interpreta  como  colores  y  por  ejemplo  ,  el  "  color " azul  tiene  una  longitud  de  onda  de  420 nm  -  nanometro  -  por  ejemplo  la  luz  amarilla  se  ve  a  una  longitud  de  onda  de  534  nm  ,   y  el  "  color  "  rojo  a  una  longitud  de  onda  de   564  nm  .

Ubicación  en  la  sonda  Cassini  del  instrumento   VIMS  .   Crédito  :  NASA/JPL/Caltech.
En  una  palabra  el  ojo  del  ser  humano  puede  ver  longitudes  de  onda  que  va  desde  380 nm  a  620  nm  ,  pero  la  cámara  VIMS    de  la  sonda  Cassini  puede  ver  352  colores  diferentes  a  la  misma  vez  ,  pero  con  longitudes  de  onda  que  van  desde  300  nm  a  5.100  nm  ,   aparte  el  instrumento  VIMS   es  mucho  mas  preciso   en  la  determinación  de  las  longitudes  de  onda   de  la  luz  que  incide  sobre  ella  que  el  ojo  humano  .
A  la  longitud  de  onda  que  puede  ver  el  ojo  humano  se  le  llama  region  visible  del  espectro   ,  pero  VIMS    no  solo  cubre  el  espectro  visible  , sino  también   la  parte  infrarroja  del  espectro  ,   donde  hay  longitudes  de  onda  mas  larga  ,   esa  es  la  capacidad  de  discernir  longitudes  de  onda   diferentes  ,  a  eso  se  le  llama   resolucion  espectral   .
Por  eso  VIMS   puede  ver  al  Sol   al  pasar  por  detrás  de  Titan  ,  y  de  esa  forma  se  puede  analizar  la  densidad  atmosférica  de  esta  la  gran  luna  de  Saturno   ,  aunque  es  difícil  separar  o  discernir  los  efectos  de  turbidez   con   otros  procesos  atmosféricos  ,  por  eso  los  cientificos    a  menudo  simplifica  y  deducen  que  la  neblina  atmosférica  de  Titan  es  "  gris  "  ,  es  decir  ,  que  asumen  que  la  atmosfera  de  Titan   absorbe   la  luz  a  diferentes  longitudes de onda  de  la  misma  manera  ,  pero  indudablemente  Titan  ve  de  otra  manera  .....
Al  sobrevolar  varias  veces  la  sonda  Cassini   sobre  Titan  ,  se  ha  podido  ver  y  confirmar  que  la  densa  atmosfera  de  gran  altitud  absorbe   una  gran  cantidad  de  luz solar  ,   e  indudablemente  era  cualquier  otra  cosa  menos  " gris  "  ,    y  es  algo  que  se  puede  observar  en  la  siguiente  imagen  .

Crédito  :   Tyler  D  Robinson  .
En  donde  aqui  se  puede  observar   que  una  linea  horizontal  para  un  modelo  de  bruma  gris   no   puede  encajar  en  las  observaciones  hechas  por  la  sonda  Cassini   ,  mas  bien  ,   lo  que  se  observa  en  la  imagen   es  que  la  eterna  niebla  de  Titan  absorbe   mas  luz  de  lo  que  se  pensó  ,  o  sea  ,  absorbe  luz  en  la  longitudes  de  onda  mas  corta  ,  y  eso  permite  que  pase  mas  luz  a  traves  de  las longitudes  de  onda  mas  larga  .
Lo  que  se  observa  en  la  imagen  es  un  espectro   característico  de  la  densa  atmosfera  de  Titan  ,  o  sea  ,  en  función  de  las  longitudes  de  onda infrarrojas  ,  en  donde  se  observa  la  señal  recibida  a  medida   que  Titan  pasa  por  delante  del  Sol  -  a  la  izquierda  y  eje  Y  -  y  lo  que  se  observa  a  la  derecha  de  la  imagen  ,  es  la  profundidad  de  la  luz  que  alcanza   en  la  atmosfera  ,  o  sea  ,  hasta  que  tan  bajo  llega  la  luz  solar  en  la  atmosfera  de  Titan  ,  eso  se  puede  observar  en  el  gráfico  derecho  ,  donde  se  observa  la  altura  en  kilómetros  y  hasta  donde  llega  la  luz  solar  .
Hay  que  observar  los  picos  de  absorción  en  la  imagen   ,  mas  que  nada  se  debe  al  metano  ,   pero  también  a  otros  hidrocarburos  ,   también  existe  monoxido  de  carbono  ,  lo  que  se  ve  sombreado  en  color  amarillo  es  la  llamada  incertidumbre   de  los  análisis  de  4  observaciones  ,  mientras  que  la  linea  de  puntos  es  la  base  del  modelo    sobre  la  atmosfera  de  Titan  ,  que  nada  que  ver  con  la  realidad  .



Crédito  :  Tyler  D  Robinson  .
Imagen  obtenido  durante  el  sobrevuelo  T-78  ,  en  septiembre  del  año  2011    y  a  27° latitud N   y  a  8.400  kilómetros  de  altura .
Desde  el  inicio  de  la  mision  ,  la  sonda  Cassini  ha  realizado  unas  10  ocultaciones  ,   y  de  esa  forma  se  ha  podido  analizar  la  atmosfera  en  distintas  oportunidades  y  de  distintas  maneras  , en  la  imagen  sobre  estas  lineas  se  observa  las  longitudes  de  onda  a  traves  de  la  densa  atmósfera  de  Titan  ,   el  eje  vertical  es  la  altura  de  el  rayo  solar  mas  cercano  ,   en  donde  el  valor  0  se  refiere   a  la  superficie  de  Titan  ,   los  tonos  oscuros  representan  menor   transmisión  de  la  luz  solar    ,  abajo  en  la   imagen   ,  se  representa  las  longitudes  de  onda  de  1  a  5  micras  ,  mientras  a  la  izquierda  se  representa  la  altura  de  la  medición  del  instrumento  VIMS   .

Crédito  :  Tyler  D  Robinson  .
Estos  son  los  parámetros  durante  la  ocultación  solar  con  Titan  ,  donde  el  rayo  o  luz  solar  ,  entra  por  la  derecha  ,  y  donde  se  puede  observar  una  refracción atmosférica   a  traves  del  angulo   w  -  uso  esta  letra  a  falta  del  símbolo   a  usarse  en  estas  circunstancias  -  y  es  una  referencia  durante  una  ocultación  solar  .
Se  puede  entender  al  observar  la  imagen  ,   en  transito   los  rayos  solares  dejan  el  disco  estelar  en  la  izquierda  de  la  imagen  ,  se  refractan  y  se  atenúan  ,   y  viajan  hacia  el  observador  ,  y  que  es  -  se  puede  decir  de  esa  manera  -  que  es  una  distancia  infinita  ,  pero  en  ocultación   los  rayos  de  la  estrella  ocultada   que  vienen  de  la  derecha  de  la  imagen   ,   los  rayos  son  paralelos    y  debido  a  ocultaciones  solares  ,   pero  esta  luz  solar  son  refractada  y  atenuada   por  la  atmosfera  de  Titan   ante  de  salir  precisamente  hacia  el  observador   ,  a  corta  distancia   ,  no  olvidar  que  no  es  un  transito  sino  una  ocultación   ,   por  eso  es  fácil  que  las  mediciones  de  ocultación  solar   se  pueden  convertir  fácilmente  en  espectros  de  radio  de  transito  .

Es  una  configuración  de  la  vista  del  Sol    cuando  se  la  observa  a  traves  de  la  atmosfera  de  Titan   ,  pero  a  diferentes  longitudes  de  onda  ,  el  pequeño  punto  a  la  izquierda  que  se  mueve  es  el  Sol   ,   mas  que  nada  indica  la  altura  del   Sol  cuando  desciende  hacia  el  horizonte  de  Titan  durante  la  ocultación  ,  de  izquierda  a  derecha  se  muestra   4  discos  solares  ,   donde  se  muestra  como  la  luz  solar  es  absorbida   en  las  longitudes  de  onda  de   1.0  ,  2.9  ,  3.4  y  4.5  micras  ,   o  sea  ,  que  la  neblina  en  la  atmosfera  de  Titan  absorbe  la  luz   con  mas  fuerza  a  1.0  micras   -  observar  la  cuarta  imagen  de  este  post   -   y  lo  hace  mas  débilmente  a  longitudes  de  onda  mas  largas  -   ver  otra  vez  la  cuarta  imagen  a  la  derecha  -  pero  un  detalle  importante  es  que  el  metano  también  absorbe  mucha  luz  ,  en  3.4  micras  ,   pero  mas  lo  hace  el  monoxido de carbono  ,  lo  hace  a  4.5  micras  ,   esto  nos  permite  observar  que  con  el  metano  ,  es  cuando  primero  es  absorbida  la  luz  solar  como  se  observa  en  la  imagen  de  arriba  ,  a  medida  que  el  Sol  baja  sobre  el  horizonte  en  Titan  el  resto  de  la  atmosfera  de  Titan  van  absorbiendo  la  luz  solar  .
  

https://astrobites.org/2014/06/04/titans-cameo-as-an-exoplanet/
https://dl.dropboxusercontent.com/u/38651150/robinson_etal_2014_titan_transit.pdf


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