La UCF lidera un estudio exhaustivo de los centauros y los cometas de la familia de Júpiter

Un investigador de la UCF está trabajando en un nuevo proyecto financiado por la NASA que recopilará el conjunto de datos más completo hasta la fecha sobre centauros activos y cometas distantes de la familia de Júpiter.

El trabajo guiará la investigación sobre los orígenes del sistema solar, ya que estos objetos contienen material desde los albores de su formación.

Los centauros y los cometas de la familia de Júpiter son pequeños cuerpos helados que se encuentran principalmente en las regiones exteriores del sistema solar. Si bien ambos están compuestos de una mezcla de rocas, polvo y volátiles, los cometas de la familia de Júpiter son conocidos por su actividad, comas y colas similares a las de los cometas, mientras que los centauros se consideran en su mayoría inactivos. Sin embargo, alrededor del 10% de los centauros conocidos muestran actividad similar a la de un cometa.

“Los cometas de la familia Centauro y Júpiter contienen materiales en sus núcleos internos que pensamos que son muy puros, en el sentido de que sus capas superiores son realmente aislantes, y por lo tanto el calentamiento solar que se produce en su superficie no penetra a grandes profundidades”. Charles Champeau 18 Doctoradocientífico asistente de UCF Instituto Espacial de Florida y el investigador principal del proyecto. «Y así, si pudiéramos tratar de comprender mejor sus interiores, estaríamos en contacto con ese conjunto temprano de circunstancias de hace cuatro mil quinientos millones de años cuando se formaron».

El proyecto de cuatro años y $500.000 financiado por la NASA utilizará el Observatorio Gemini gemelo de 8,1 metros ubicado en Chile y Hawái para realizar observaciones de casi 60 cuerpos de hielo distantes, pequeños y activos.

Shambu y coinvestigador del proyecto UCF Física El profesor Yann Fernandez ha liderado el esfuerzo de recopilación de datos para estos organismos desde 2016, lo que ha resultado en el conjunto más grande y completo de datos de alta calidad sobre este tipo de organismos hasta la fecha. El nuevo premio de la NASA, dice Champoo, permitirá que su programa continúe al menos hasta 2026.

El equipo del proyecto también incluye al colaborador Marco Micheli, investigador de la Agencia Espacial Europea.

Investigación de objetos helados

Los investigadores investigarán específicamente cómo se volatilizan el monóxido de carbono (CO) y el dióxido de carbono (CO)₂) se almacenan en cuerpos helados, lo que sigue siendo una brecha de conocimiento clave para comprender la formación y evolución del sistema solar, dice Shambo.

Si CO y CO₂ se encontraron congelados como hielo suelto en los interiores del núcleo del centauro, quiere decir que se formó en un ambiente mucho más frío que si fuera dióxido de carbono y dióxido de carbono₂ Se encuentran atrapados dentro de una forma porosa de hielo conocida como hielo de agua amorfo. Por ejemplo, si se encuentran congelados como hielo grande, los objetos podrían haberse formado lejos del sol.

«El estado actual de los supervolátiles en estos cuerpos realmente da una buena restricción sobre la temperatura a la que se formaron estos cuerpos, y eso nos da restricciones vitales que pueden usarse más adelante en modelos de formación del sistema solar», dice Shambo.

Hasta ahora, el proyecto ha estado recopilando una gran cantidad de datos de imágenes en un objeto individual.

«Uno de los objetivos principales del proyecto es monitorear los comportamientos de la actividad cometaria de cada objeto en una órbita completa alrededor del sol, lo que para los centauros a veces puede llevar décadas», dice. «Realmente estamos en esto a largo plazo».

Estudiantes investigadores

La enorme cantidad de datos recopilados durante un largo período de tiempo llevó al proyecto a reclutar estudiantes universitarios en UCF para ayudar a desarrollar software para agilizar el procesamiento de datos.

Recién graduados de la Universidad de California en Física tina beck 23 Y Seamus caminante 23 Ella ha estado trabajando en el proyecto desde el otoño de 2021 ayudando con la tubería de procesamiento de datos.

Ambos se interesaron en la actuación después de ser estudiantes en la clase de astronomía de Shambu como estudiantes universitarios.

«Hice una pasantía en la NASA durante el verano de 2020 trabajando con los preparativos para el telescopio espacial James Webb, donde estuve expuesto a una gran cantidad de información sobre instrumentos, toma de notas y procesamiento de datos», dice Beck. “Mi interés en estos temas solo ha aumentado como resultado de esto, lo que me ha llevado a buscar una mejor comprensión de cómo pasamos de las imágenes al conocimiento”.

«Al escuchar más sobre la investigación del Dr. Champoo, supe que trabajar con él me permitiría explorar la astronomía observacional más profundamente», dice. “Mi interés por los centauros y la evolución de los cometas se desarrolló como resultado directo de trabajar con él”.

Walker dice que trabajar en el proyecto ha sido una experiencia increíble.

“Este proyecto me ayudó a crecer a lo largo de mi educación en la UCF y aprendí mucho gracias a él”, dice Walker. «Trabajar con organismos específicos se vuelve personal, y estarás interesado en mirar los datos y aprender más sobre cada uno».

El trabajo de Beck y Walker se ha centrado en ayudar a desarrollar un paquete de software que convierte imágenes sin procesar de observaciones telescópicas en datos de calidad científica listos para el análisis, además de comenzar a caracterizar algunas de las cosas que estudian.

«Cuando obtienes estas notas en bruto, hay mucho ruido en ellas», dice Walker. «Por ejemplo, las partículas de alta energía pueden haber golpeado su detector dejándolo con rayas en la imagen. Nuestro código ayuda a eliminar esos artefactos y mejora la señal que tenemos para las cosas que nos interesa estudiar».

Beck dice que el trabajo ha sido excelente y es lo más destacado de su educación universitaria en la UCF.

«Un centauro es un objeto que no entendemos completamente como sociedad, pero tienen información que puede ayudarnos a comprender mejor la evolución de los cometas y, por lo tanto, la evolución del sistema solar», dice ella. “Disfruto mucho aprender del Dr. Shambu y el resto del equipo”.

Notas futuras

La investigación del equipo que utiliza el Observatorio Gemini allana el camino para la futura incorporación de las observaciones que obtendrán del próximo Observatorio Vera Rubin en Chile, que está programado para comenzar a operar a mediados de 2025.

El Ancient Rubin Survey of Space and Time (LSST) proporcionará datos de imágenes casi nocturnas para muchos de los centauros incluidos en nuestro programa, dice Champoo.

«Con las observaciones actuales de Gemini, el equipo asignó observaciones a cada cuerpo de hielo específico dos veces al año, por lo que el repentino lote de nuevos datos del LSST es algo para lo que el equipo se está preparando», dice.

Credenciales de investigador

Champoo comenzó la campaña de grandes observaciones a largo plazo de los cometas Centauros y la familia de Júpiter como parte de una beca de la NASA que recibió cuando era estudiante de doctorado en el Departamento de Física de la UCLA. en Física con especialización en Ciencias Planetarias de UCLA en 2018, y posteriormente asistió al Florida Aerospace Institute donde continuó su trabajo como parte de UCLA. Programa Postdoctoral Sobresaliente. El nuevo trabajo está financiado a través del Centro de Servicios Compartidos de la NASA.

Fernández tiene un doctorado en astronomía de la Universidad de Maryland, College Park. Pasó 3 años (1999-2002) como científico investigador y 3 años (2002-2005) como becario SIRTF/Spitzer en la Universidad de Hawái antes de unirse a la UCF en 2005, donde es profesor en el Departamento de Física de la UCF, parte de la UCF facultad de ciencias.