Así es Oumuamua, “el mensajero que llegó el primero”


El Pais

  • El primer asteroide del espacio interestelar pasó junto a la Tierra y se marchó del Sistema Solar

Recreación del asteroide Oumuamua, de medio kilómetro de longitud. ESO / epv

Quienes hayan leído Cita con Rama (Clarke, 1973) habrán experimentado estos días una cierta sensación de dejà-vu. Para quienes no la conozcan, la acción se sitúa a mediados del próximo siglo y narra el descubrimiento y exploración de una inmensa nave extraterrestre que entra en el Sistema Solar. Es un cilindro hueco, habitado en su interior, de veinte kilómetros de diámetro por cincuenta de largo. Rama, que así se bautiza el artefacto, llega desde el espacio interestelar, no desde ningún planeta del Sistema Solar y no muestra el mínimo interés por el nuestro. De hecho, ignora por completo a la Tierra antes de acelerar hacia un nuevo destino extragaláctico.

Miles de astrónomos y aficionados han recodado ese argumento en las últimas semanas. En la novela, Rama es detectado por un sistema automático de localización de asteroides, para evitar la repetición de una catástrofe como la que supuso la ficticia destrucción de Venecia por el impacto de un meteoro; pues bien, el 19 de octubre pasado un telescopio robótico de Hawaii, dedicado precisamente a localizar pequeños cuerpos celestes próximos a la Tierra, descubrió lo que parecía un nuevo cometa entre las órbitas de la Tierra y Marte.

El recién llegado no desarrolló cola, y a los pocos días se reclasificó simplemente como un asteroide sin mayor interés. Pero las sorpresas empezaron al calcular los parámetros de su órbita.

Cuando fue descubierto, el asteroide había pasado ya por su perihelio y estaba en órbita de salida, alejándose del Sol. Nadie le había visto llegar. Pero su velocidad no dejaba lugar a dudas: Provenía del espacio interestelar. Y a él volvería en un viaje cuya duración se mide en cientos de miles, si no cientos de millones de años.

El 19 de octubre pasado un telescopio robótico de Hawaii, dedicado a localizar pequeños cuerpos celestes próximos a la Tierra, descubrió lo que parecía un nuevo cometa entre las órbitas de la Tierra y Marte

Unas pocas observaciones y muchos cálculos permitieron establecer que su trayectoria original venía aproximadamente de la dirección de Vega, una estrella joven, en la constelación de Lyra, a la que no se conocen planetas (otra coincidencia: la novela Contact, de Carl Sagan, luego llevada al cine, también ponía el origen del misterioso mensaje extraterrestre en esa misma estrella. Quizás por su relativa proximidad a nosotros: sólo 25 años luz).

Quizás conviene aclarar que es muy dudoso que ese asteroide tenga su origen en los alrededores de Vega. Hace unos ochocientos mil años, cuando se calcula que estaba a la distancia de Vega, Vega ni siquiera había llegado a la posición que hoy ocupa.

Se le asignó el anodino nombre A/2017 U1, una denominación nueva, que inauguraba otra clase en la clasificación de objetos celestes: “Interestelares”. El equipo responsable del descubrimiento tenía derecho a bautizarlo con un nombre más atractivo. Y escogieron una palabra en hawaiano: “Oumuamua” que viene a significar “el mensajero que llegó el primero”.

A su llegada se movía a unos 100.000 kilómetros por hora; esa cifra se triplicó en el momento en que pasó. Porque pasó increíblemente cerca, enhebrándose muy por dentro de la órbita de Mercurio. Esto le había provocado un fortísimo cambio de trayectoria de casi 300 grados, lo que lo ponía en dirección a la constelación de Pegaso.

Este tipo de alteraciones de rumbo son corrientes cuando se lanzan sondas interplanetarias, sobre todo, las dirigidas hacia los planetas exteriores. Las GalileoCassiniJuno, por poner sólo unos ejemplos recientes, utilizaron esta maniobra, llamada de “asistencia gravitatoria” tanto para ajustar su rumbo como su velocidad hacia sus objetivos. Puestos a fantasear, si Oumuamua fuera un objeto artificial, sus constructores no podrían haberlo hecho mejor para ajustar su trayectoria hacia otro destino.

A tales velocidades, es claro que estaría muy poco tiempo al alcance de los telescopios, así que varios observatorios se apresuraron a analizar sus características. Entre ellos, el del Roque de los Muchachos, en la Palma, que consiguió fotografiarlo a finales de octubre: Un simple punto luminoso frente a una campos de estrellas movidas durante la exposición. Y también lo siguen varios telescopios gigantes en Sudamérica y Hawaii. Y el Hubble (en el rango visible) y el Spitzer (en el infrarrojo)

La curva de luz, o sea las variaciones de brillo al girar sobre sí mismo, apuntaba otra sorpresa: no era de forma esferoide ni irregular; más bien alargada, como un cigarro. Y va dando tumbos alrededor de su eje transversal (el más corto: cosas del momento de inercia)

Su día –deducido de esas variaciones- dura unas siete horas. Asumiendo una superficie oscura como la de otros asteroides, se le estima una longitud de algo menos de medio kilómetro por una anchura ocho o quizás diez veces inferior y mucho menor que, por ejemplo, el cometa 67P que visitó hace unos años la sonda Rosetta. Entre el medio millón de objetos que actualmente se tienen bajo vigilancia, nunca se había visto nada con una forma semejante. Otra vez las comparaciones con el ficcional Rama parecen inevitables.

El análisis espectroscópico de su luz apunta, además a un predominio de las longitudes de onda bajas: Oumuama tiene un matiz rojizo. Quizás a consecuencia de los cambios que han sufrido sus minerales debido al bombardeo de radiación cósmica durante su larguísima odisea por el espacio. Aunque también hay voces que aseguran que, puestos a construir una nave interplanetaria, nade se opone a no pintarla de rojo.

Para completar las similitudes con Rama sólo faltaría que Oumuama fuese hueco. Pero no es el caso. Lo más probable es que está compuesto por roca sólida y no por desechos aglomerados, como algunos cometas. Tiene que serlo para haber resistido las fuerzas de marea que genera un paso tan cercano junto al Sol así como su propia fuerza centrífuga; ambos factores tienden a fragmentarlo.

Ha habido propuestas para construir a toda prisa una sonda que se vaya a cazarlo y pueda investigarlo en detalle antes de que desaparezca. O incluso depositar en él algún instrumento científico. Aunque el tiempo es muy justo, hay quien dice que quizás podría haberse intentado. Hasta ahora, el récord de velocidad lo tienen las dos sondas alemanas Helios que, al pasar por el perihelio, alcanzaron los 250.000 Km/h. Casi como el Oumuamua. Pero no lo suficiente, claro.

Como todos los cometas cuando van en trayectoria de salida, el Oumuamua ha ido perdiendo velocidad aunque aún se mantiene por encima de los 25 kilómetros por segundo. A ese ritmo en primavera pasará a la distancia de Júpiter y en 2019, a la de Saturno. Para alcanzarlo, cualquier vehículo que pudiera lanzarse ahora (suponiendo que ya estuviera disponible) tendría que ir mucho más rápido que cualquier otro jamás construido. Y al llegar allí, salvo que se utilizasen complicados sistemas de maniobra, el encuentro sólo duraría una fracción de segundo.

Sin duda, Arthur Clarke hubiese disfrutado con este nuevo descubrimiento. Al fin y al cabo, dos de sus profecías se han cumplido o están en camino: los satélites de comunicaciones y la posibilidad de vida en Europa. ¿Por qué Rama no podría ser la tercera?

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Curiosity


La Mars Science Laboratory (abreviada MSL), conocida como Curiosity, del inglés ‘curiosidad’, es una misión espacial que incluye un astromóvil de exploración marciana dirigida por la NASA. Programada en un principio para ser lanzada el 8 de octubre de 2009 y efectuar un descenso de precisión sobre la superficie del planeta en 2010 entre los meses de julio y septiembre, fue finalmente lanzado el 26 de noviembre de 2011 a las 10:02 am EST, y aterrizó en Marte exitosamente en el cráter Gale el 6 de agosto de 2012, aproximadamente a las 05:31 UTC enviando sus primeras imágenes a la Tierra.

La misión se centra en situar sobre la superficie marciana un vehículo explorador (tipo rover). Este vehículo es tres veces más pesado y dos veces más grande que los vehículos utilizados en la misión Mars Exploration Rover, que aterrizaron en el año 2004. Este vehículo lleva instrumentos científicos más avanzados que los de las otras misiones anteriores dirigidas a Marte, algunos de ellos proporcionados por la comunidad internacional. El vehículo se lanzó mediante un cohete Atlas V 541. Una vez en el planeta, el rover tomó fotos para mostrar que aterrizó con éxito. En el transcurso de su misión tomará docenas de muestras de suelo y polvo rocoso marciano para su análisis. La duración prevista de la misión es de 1 año marciano (1,88 años terrestres). Con un radio de exploración mayor a los de los vehículos enviados anteriormente, investigará la capacidad pasada y presente de Marte para alojar vida.

Autorretrato de octubre de 2012 hecho por el Curiosity en Marte de sí mismo. La imagen es una serie de 55 fotografías de alta resolución posteriormente unidas

Objetivos

El MSL tiene cuatro objetivos: Determinar si existió vida alguna vez en Marte, caracterizar el clima de Marte, determinar su geología y prepararse para la exploración humana de Marte. Para contribuir a estos cuatro objetivos científicos y conocer el objetivo principal (establecer la habitabilidad de Marte) el MSL tiene ocho cometidos:

Evaluación de los procesos biológicos:

  • 1.º Determinar la naturaleza y clasificación de los componentes orgánicos del carbono.
  • 2.º Hacer un inventario de los principales componentes que permiten la vida: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre.
  • 3.º Identificar las características que representan los efectos de los procesos biológicos.

Diagrama esquemático del rover con sus componentes planeados.

Diagrama esquemático del rover con sus componentes planeados.

Objetivos geológicos y geoquímicos:

  • 4.º Investigar la composición química, isotópica y mineral de la superficie marciana.
  • 5.º Interpretar el proceso de formación y erosión de las rocas y del suelo.

Evaluación de los procesos planetarios:

  • 6.º Evaluar la escala de tiempo de los procesos de evolución atmosféricos.
  • 7.º Determinar el estado presente, los ciclos y distribución del agua y del dióxido de carbono.

Evaluación de la radiación en superficie:

  • 8.º Caracterizar el espectro de radiación de la superficie, incluyendo radiación cósmica, erupciones solares y neutrones secundarios.

Especificaciones

Se esperaba que el vehículo rover tuviera un peso de 899 kilogramos incluyendo 80 kilogramos en instrumentos y equipo de análisis científico, en comparación a los usados en la Mars Exploration Rover cuyo peso es de 185 kg, incluyendo 5 kg de equipo en instrumental científico. Con una longitud de 2,7 m la misión MSL será capaz de superar obstáculos de una altura de 75 cm y la velocidad máxima de desplazamiento sobre terreno está estimada en 90 metros/hora con navegación automática, sin embargo se espera que la velocidad promedio de desplazamiento sea de 30 metros/hora considerando variables como dificultad del terreno, deslizamiento y visibilidad. Las expectativas contemplan que el vehículo recorra un mínimo de 19 km durante dos años terrestres.

Fuente de energía

El Mars Science Laboratory utiliza un “Generador termoeléctrico de radioisótopos” (RTG) fabricado por Boeing; este generador consiste en una cápsula que contiene radioisótopos de plutonio-238 y el calor generado por éste es convertido en electricidad por medio de un termopar, produciendo así 2.5 kilovatios-hora por día. Aunque la misión está programada para durar aproximadamente dos años, el generador RTG tendrá una vida mínima de catorce años.

Carga útil de instrumentos propuesta

Actualmente se han elegido 12 instrumentos para el desarrollo de la misión:

Cámaras (MastCam, MAHLI, MARDI, Hazcams, Navcams)

Todas las cámaras han sido desarrolladas por Malin Space Science Systems; todas comparten un diseño común en cuanto a componentes tales como dispositivos para el procesamiento instantáneo de imágenes, y sensores CCD de 1600 X 1200

  • MastCam: Este sistema proporciona imágenes en múltiples espectros y en color real a través de cámaras con visión estereoscópica (tridimensional). Las tomas en color real son de 1200 x 1200 pixeles y a una velocidad de 10 cuadros por segundo, en un formato de video de alta definición de 1280 x 720. En contraste con la cámara panorámica usada en la misión MER la cual solo puede generar imágenes de 1024 x 1024 en blanco y negro. La rueda con los filtros, diseñada para la toma de imágenes en distintos espectros, usada en la misión MER, también será utilizada en la MastCam.
  • Mars Hand Lens Imager (MAHLI): Este sistema consiste en una cámara montada en un brazo robótico del rover, y se usará para obtener tomas microscópicas de las rocas y suelo marciano, del mismo modo que el MI usado en la MER, aunque a diferencia de este, será capaz de tomar imágenes en color verdadero de 1600 x 1200 pixeles y con una resolución de 12.5 micrómetros por pixel. MAHLI tiene iluminación a base de leds en luz blanca y ultravioleta para la toma de imágenes en la oscuridad o fluorescentes. MAHLI tiene enfoque mecánico en un rango de infinito a distancias milimétricas.
  • MSL Mars Descent Imager (MARDI): Durante el descenso a la superficie marciana MARDI será capaz de lograr tomas de imágenes en color de 1600 x 1200 pixeles comenzando a una distancia de 3.7 kilómetros hasta los 5 metros de altura respecto del suelo. El manejo de imágenes a través de MARDI permitirá hacer un mapeo del terreno circundante y del sitio de aterrizaje. El 16 de septiembre del 2007 la NASA anunció que MARDI no sería incluido en la misión debido a problemas de fondos económicos. MARDI fue subsecuentemente reafirmado, después de que la Malin Space Science Systems aceptó que no habría costos adicionales a la NASA para su inclusión. MARDI tomará imágenes a razón de 5 cuadros por segundo durante cerca de 2 minutos, en el descenso.
  • Hazard Avoidance Cameras (Hazcams): En el MSL se utilizarán cuatro pares de cámaras de navegación en blanco y negro situadas en la parte delantera, izquierda, derecha y trasera del vehículo. Las cámaras de evasión de riesgos (también llamado Hazcams) se utilizan para la prevención de riesgos en las unidades del rover y para la colocación segura del brazo robótico en las rocas y en los suelos. Las cámaras se utilizan para captar la luz visible en tres dimensiones (3-D) de las imágenes. Las cámaras tienen unos 120 grados de campo de visión y un mapa del terreno de hasta 3 metros (10 pies) en frente del vehículo. Estas imágenes de salvaguarda sirven para que el vehículo no choque inadvertidamente contra obstáculos inesperados, y trabaja en conjunto con el software que permite que el rover se desplace con seguridad.
  • Navigation Cameras (Navcams): El MSL utiliza dos pares de cámaras de navegación en blanco y negro montadas sobre el mástil de apoyo para la navegación del suelo. Las cámaras se utilizan para captar la luz visible en tres dimensiones (3-D) de imágenes. Las cámaras tienen unos 45 grados de campo de visión.

Espectrómetros

  • ChemCam: ChemCam es un sistema de espectroscopia de colapso inducida por rayo láser (LIBS -siglas en inglés), el cual puede apuntar a una roca a una distancia de 13 metros, vaporizando una pequeña cantidad de los minerales subyacentes en ella y recogiendo el espectro de luz emitida por la roca vaporizada usando una cámara con una resolución angular de 80 microradianes. Está siendo desarrollada por el Laboratorio Nacional de Los Álamos y el laboratorio francés CESR (a cargo del rayo láser). Utiliza un rayo láser infrarrojo con una longitud de onda de 1067 nanómetros y un pulso de 5 nanosegundos, que enfocará en un punto de 1 GW/cm2, depositando 30 mJ (milijulios) de energía. La detección se logrará entre los 240 y los 800 nanómetros. En octubre del 2007 la NASA anunció que se detenía el desarrollo del dispositivo debido a que el costo había llegado a un 70 % del costo proyectado y se terminaría solo con el dinero ya proporcionado. El Laboratorio Nacional de Los Álamos afirmó que el sobrecosto se debió a los requerimientos impuestos por la misión del rover y el ahorro en costos era mínimo debido a que el dinero provenía de la CNES francesa.
  • Espectrómetro de rayos X por radiación alfa (APXS): Este dispositivo irradiará muestras con partículas alfa y permitirá su análisis a partir del espectro generado por los rayos X reemitidos. Está siendo desarrollado por La Agencia Espacial Canadiense, para determinar la composición elemental de muestras. El sistema APXS es una forma de PIXE. Instrumentos similares fueron incluidos en la misión Mars Pathfinder y en la Mars Exploration Rovers.
  • CheMin: Chemin es la abreviación usada para el Instrumento de análisis químico y mineralógico a través de la difracción y fluorescencia de rayos X, el cual cuantifica y analiza la estructura de los minerales contenidos en una muestra. Es desarrollado por el doctor David Blake en el NASA Ames Research Center y el NASA Jet Propulsion Laboratory
  • Análisis de muestras en Marte (SAM): El instrumento así denominado, analizará muestras sólidas y gaseosas en búsqueda de compuestos orgánicos. Está siendo desarrollado por el Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA y el Laboratoire Inter-Universitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) (Laboratorio Inter-Universitario de Sistemas Atmosféricos). SAM consiste en un sistema de manipulación de muestras con 74 copas las cuales pueden ser calentadas a una temperatura de 1000 °C para enriquecer y derivar moléculas orgánicas de la muestra misma. El espectrómetro de cromatografía de gases es un espectrómetro cuadripolar con una rango de masa Dalton de 2-235 el cual obtiene información a través de las seis columnas cromatográficas de gases. El espectrómetro láser ajustable es capaz de medir radios de isótopos de carbono y oxígeno en el dióxido de carbono.

Detectores de radiación

  • Detector por evaluación de radiación (RAD): Este instrumento analizará toda la gama e intensidad de radiación espacial y radiación solar que recibe la superficie de Marte, con el objetivo de diseñar protección contra la radiación para exploradores humanos. Este instrumento está financiado por la NASA y desarrollado por la universidad Southwest Research Institute (SwRI) en EE.UU. y la universidad alemana Christian-Albrechts-Universität zu Kiel.
  • Albedo dinámico de neutrones (DAN): DAN es una fuente pulsante de neutrones, la cual será utilizada para medir la concentración de hidrógeno o agua bajo la superficie cercana. Este instrumento es proporcionado por la Agencia Espacial Federal Rusa.

Sensores medioambientales

  • Estación de supervisión ambiental rover (REMS): Esta es una estación meteorológica que medirá la presión atmosférica, humedad, dirección y fuerza del viento, así como la temperatura ambiental y los niveles de radiación ultravioleta. El desarrollo del equipo ha sido liderado por el Centro de Astrobiología con el apoyo del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial y el Ministerio de Educación y Ciencia, el Ministerio de Defensa a través del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial de España y con la colaboración de Finnish Metereological Institute (Vídeo oficial del aparato REMS).

Instrumentación para el ingreso, descenso y aterrizaje (MEDLI)

El objetivo del módulo MEDLI es medir la densidad de la atmósfera exterior, así como la temperatura y función del escudo térmico de la sonda durante su ingreso a la atmósfera marciana. Los datos obtenidos serán utilizados para entender y describir mejor la atmósfera marciana y ajustar los márgenes de diseño y procedimientos de entrada requeridos para las sondas futuras.

Sistema de aterrizaje

Etapas del ingreso, descenso y aterrizaje del MSL.

Se utilizó una técnica de guiado atmosférico, que es la misma que utilizó el Apolo 11 en su visita a la Luna. La nave entró por guiado balístico al planeta. Luego, con retrocohetes, se cambió el ángulo de trayectoria se modificó la entrada atmosférica. Se produjo entonces una fuerza de sustentación para el guiado final del vehículo que permitió controlar la dirección de la nave y así achicar la zona de descenso. Es entonces que se pasó a la etapa del paracaídas.

La última etapa de descenso comenzó a los 1800 metros, a una velocidad de 300 kilómetros por hora. Se encendieron los retrocohetes de la estructura del robot después de que el sistema de navegación detectase que éste se separó del paracaídas. No se optó la técnica de las bolsas de aire utilizadas en 2004 con Spirit y Opportunity pues hubiera rebotado unos dos kilómetros, muy lejos del lugar ideal que se había planificado aterrizar. Se pensó en aterrizar con patas, como hicieron los astronautas en la Luna, pero se hubiese quedado a un metro de altura, lo que hubiese hecho difícil bajar de allí. Por otra parte las rampas metálicas o de aire no hubiesen tenido lugar dentro de la nave espacial. Además las patas pueden apoyarse sobre rocas o depresiones profundas y puede ser difícil salir luego de allí.

Se buscó entonces la alternativa innovadora del descenso con paracaídas y una grúa con retrocohetes. Este sistema de descenso es llamado Skycrane. A los 23 metros de altura la grúa descendió el vehículo con cables lo que permitió aterrizar en terrenos accidentados, con las ruedas ya en el terreno listo para moverse.

Sitios de aterrizaje propuestos

  • Delts Eberswalde (24° S, 327° E)
  • Cráter Holden (26.4° S, 325.3° E)
  • Cráter Gale (4.6° S, 137.2° E) (elegido)
  • Mawrth Vallis (24° N, 341° E)
  • Nili Vallis (21° N, 74° E)
  • Cráter Miyamoto (2.9° S, 7° W)
  • South Meridiani Planum (3.0° S, 5.4° W)
Mars Science Laboratory (MSL)
Organización NASA
Tipo de misión Vehículo explorador tipo rover
Lanzamiento 26 de noviembre 16:02, 2011
Cohete Atlas V 541
Reingreso 6 de agosto 2012, 20:12 EDT (7 de agosto 2012, 02:12 CEST)
Duración 1 año marciano (1,88 años terrestres; 686 días)
Masa 899 kg
Energía Generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG)
Web Sitio de la NASA para la misión MSL

Resuelto el enigma del inesperado frío en Plutón


ABC.es

  • Un nuevo análisis de la atmósfera del planeta enano explica por qué la nave espacial New Horizons midió temperaturas mucho más bajas de lo previsto

La nave espacial New Horizons cambió en 2015 mucho de lo que los científicos creían saber sobre Plutón. Tan solo unos días después de que la misión alcanzara su máxima aproximación al planeta enano, el panorama descrito resultaba sorprendente: tortuosas cordilleras, hielos que fluyen, una espesa neblina y, entre otros descubrimientos, las mediciones reales de su temperatura, que resultó ser mucho más baja de la pronosticada a partir de la composición del gas de la atmósfera. El motivo del frío gélido a 50 km sobre la superficie de este mundo más pequeño que la Luna ha sido un misterio desde entonces, pero un nuevo estudio publicado este miércoles en la revista «Nature» propone una solución al enigma. El culpable ya ha sido mencionado: la niebla.

Según los investigadores, son las partículas de la neblina y no los gases los que controlan la temperatura atmosférica de Plutón, lo que convierten este cuerpo planetario en un lugar único en el Sistema Solar. Nunca antes se había visto nada semejante.

El mecanismo de enfriamiento implica la absorción de calor por las partículas de neblina, que luego emiten radiación infrarroja, enfriando la atmósfera al irradiar energía al espacio. El resultado es una temperatura atmosférica insoportable de aproximadamente -203º C en lugar de los -173º C previstos, que tampoco son pocos.

El principal autor del estudio, Xi Zhang, profesor asistente de Ciencias Planetarias y de la Tierra en la Universidad de California en Santa Cruz (EE.UU.), cree que el exceso de radiación infrarroja de las partículas de neblina en la atmósfera de Plutón debería ser detectable por el futuro Telescopio Espacial James Webb una vez que abra sus ojos en 2019, lo que confirmaría la hipótesis de su equipo.

Superficie rojiza

Las imágenes de la New Horizons muestran extensas capas de bruma, resultado de reacciones químicas en la atmósfera superior, donde la radiación ultravioleta del Sol ioniza nitrógeno y metano, que reaccionan para formar pequeñas partículas de hidrocarburo de decenas de nanómetros de diámetro. A medida que estas diminutas partículas se hunden a través de la atmósfera, se unen para formar agregados que crecen a medida que descienden, y eventualmente se depositan en la superficie.

«Creemos que estas partículas de hidrocarburos están relacionadas con el material rojizo y marrón que se ve en las imágenes de la superficie de Plutón», dice Zhang.

Los investigadores están interesados en estudiar los efectos de las partículas de neblina en el control de la temperatura de otros cuerpos planetarios, como Tritón, luna de Neptuno, y Titán, satélite de Saturno. Sus hallazgos también pueden ser relevantes para la investigación de planetas extrasolares con atmósferas difusas.

 

Mariner 9


La sonda Mariner 9 fue utilizada como parte del programa Mariner para la exploración de Marte. Mariner 9 fue lanzada hacia su destino el 30 de mayo de 1971, llegando a Marte el 13 de noviembre del mismo año, convirtiéndose en la primera nave espacial que orbitó otro planeta. Científicamente constituyó una continuación de las observaciones de Marte adquiridas por las sondas Mariner 6 y 7 mostrando claras fotografías de la superficie marciana oculta al inicio de la misión por grandes tormentas de arena.

Mariner_89

Introducción

El proyecto Mariner Mars 71 fue una misión formada por dos naves que debían orbitar Marte en misiones complementarias, pero debido al fallo del Mariner 8 en el lanzamiento, solo se pudo realizar con una sonda. La nave Mariner 9 recogió los objetivos de la fallida misión (mapear el 70% de la superficie marciana) y sus propios objetivos (estudiar los cambios temporales en la atmósfera y la superficie). La Mariner 9 fue la primera sonda en orbitar con éxito otro planeta.

La superficie planetaria de Marte debía ser mapeada con la misma resolución prevista para la misión inicial, a pesar de que la resolución de las imágenes de las regiones polares debía descender debido a la mayor distancia a la superficie de esta sonda respecto a la Mariner 8.

La nave

La sonda Mariner 9 fue construida sobre una estructura octogonal de magnesio, de 45,7 cm de altura y 138,4 cm en diagonal. Montados en la parte superior de la estructura se encontraban dos tanques de propulsión con el combustible, el motor de maniobras orbitales, una antena de baja ganancia de 1,44 m de largo y una antena parabólica para las comunicaciones con la Tierra.

Una plataforma móvil estaba montada en la parte baja de la estructura, donde estaban acoplados los instrumentos científicos (cámaras de TV de ángulo ancho y estrecho, radiómetro infrarrojo, espectrómetro ultravioleta y espectrómetro interferómetro infrarrojo).

La altura total de la nave era de 2,28 m y la masa en el momento del lanzamiento fue de 974 kg, de los que 415 kg eran de combustible. La instrumentación científica tenía un peso total de 63,1 kg. La electrónica para las comunicaciones, comandos y control de la sonda estaban dentro de la estructura principal.

Para obtener electricidad la sonda tenía 4 paneles solares con unas dimensiones de 90 x 215 cm, extendidos desde la parte superior de la estructura. Cada grupo de dos paneles solares media 6,89 m de lado a lado. La energía de la nave la proporcionaban un total de 14.742 células solares en los 4 paneles con una superficie total de 7,7 m². La producción de electricidad llegaba a los 800 W en la Tierra y a 500 W en la órbita marciana. La energía era almacenada en baterías de níquel-cadmio con una capacidad de 20 A/h.

La propulsión se obtenía por medio de un motor con un empuje máximo de 1340 N y que podía reencenderse más de 5 veces. El propelente era monometil hidracina y tetróxido de nitrógeno. Dos conjuntos de seis toberas de orientación de gas nitrógeno estaban colocadas al final de los paneles solares.

La orientación se obtenía con la localización realizada por un sensor solar, un seguidor de estrellas, giroscopios y una unidad de referencia inercial junto a un acelerómetro. La sonda tenía un sistema de control termal pasivo basado en el uso de paneles móviles en las ocho caras de la nave y de aislantes térmicos.

El control de la sonda lo llevaba un ordenador central y un secuenciador que tenía una memoria de hasta 512 palabras. El sistema de comandos estaba programado con 86 comandos directos, 4 comandos cuantitativos y 5 comandos de control. Los datos eran almacenados en un grabador de cinta digital reel to reel. La cinta de 168 m y 8 pistas podía almacenar 180 millones de bits grabados a una velocidad de 132 kbits/s. El envío de los datos a la Tierra podía ser realizado a 16, 8, 4, 2 y 1 kbit/s, usando dos pistas al mismo tiempo.

Las telecomunicaciones se llevan a cabo por dos transmisores en banda S de 10 y 20 W y se recibían por un receptor a través de la antena parabólica de alta ganancia, la antena de cuerno de media ganancia o la antena de baja ganancia omnidireccional.

La misión

La sonda fue lanzada en una trayectoria directa a Marte de 398 millones de km por un cohete Atlas-Centaur SLV-3C (AC-23). La separación del cohete ocurrió a las 22:36 GMT, unos 13 min después del despegue. Los cuatro paneles solares se desplegaron a las 22:40 GMT y los sensores encontraron el Sol hacia las 23:16 GMT, poco después de que la sonda abandonara la sombra de la Tierra. La adquisición de la estrella Canopus ocurrió a las 02:26 GMT el 31 de mayo.

La primera maniobra de corrección de la trayectoria tuvo lugar el 5 de junio. La nave Mariner 9 llegó a Marte el 13 de noviembre de 1971 tras 166 días de vuelo. Un encendido del motor principal de 15 min y 23 s colocó a la nave en órbita marciana, convirtiendo de esta manera a esta sonda en la primera en orbitar otro planeta. La nave quedó colocada con una órbita que tenía un periapsis de 1.398 km y un periodo de 12 h y 34 min. Dos días después, un encendido del motor de 6 s cambió el periodo orbital a 12 h con un periapsis de 1.387 km. Se realizó una maniobra de corrección de la trayectoria el 30 de diciembre durante la órbita 94 que elevó el periapsis hasta los 1.650 km y dejó el periodo orbital en 11 h, 59 min y 28 s de manera que se pudieran realizar transmisiones de datos sincronizadas con la antena de 64 m de Goldstone.

La realización de fotografías de la superficie de Marte fue retrasada indefinidamente debido a una gran tormenta marciana que había comenzado el 22 de septiembre de 1971 en la región de Noachis. La tormenta creció rápidamente hasta convertirse en la mayor tormenta de arena jamás observada en Marte. Cuando la nave llegó al planeta no se podía apreciar ningún detalle de la superficie, excepto las cimas de Olympus Mons y los tres volcanes de Tharsis. La tormenta fue desapareciendo durante noviembre y diciembre por lo que pudieron comenzar las operaciones normales de la sonda.

Los instrumentos de la nave obtuvieron numerosos datos sobre presiones, densidades y composición de la atmósfera, así como de la composición, temperatura, gravedad y topografía de la superficie. En total se enviaron a la Tierra 54 mil millones de bits de datos científicos, incluyendo 7.329 fotografías que cubrieron al planeta por completo. Tras agotar el gas para controlar la orientación de la nave, la nave fue apagada el 27 de octubre de 1972, tras casi un año de operaciones. Mariner 9 fue dejada en órbita marciana, la cual no decaerá hasta al cabo de 50 años, cuando la sonda penetrará en la atmósfera del planeta rojo.

La misión Mariner 9 fue un éxito rotundo ya que se consiguió el primer mapa global de Marte, incluyendo las primeras vistas detalladas de los volcanes, el Valle Marineris, los casquetes polares y los satélites Fobos y Deimos. Además proporcionó información sobre las tormentas de polvo globales, el campo gravitatorio variable por zonas y evidencias de actividad erosiva por parte del viento.

Instrumentos

Fotografía por televisión

Consistía en una cámara de televisión vidicon de 5 cm que transmitía fotografías desde Marte. Era capaz de transmitir fotografías filtradas de baja resolución y fotografías sin filtrar de alta resolución. Cada imagen tenía un total de 700 por 380 píxeles y su resolución variaba entre las 500 m/línea TV a los 50 m/línea TV si eran tomadas a unos 2.000 km de altura. En total obtuvo más de 7.300 fotografías de la superficie marciana, sus satélites, Saturno y algunas estrellas.

Radiómetro Infrarrojo (IRR)

El radiómetro infrarrojo del Mariner 9 estaba diseñado para estudiar la superficie de Marte, las temperaturas del suelo en función de la hora local midiendo la energía radiada entre las 8-12 micras y las 18-25 micras, lo que permitía conocer los flujos de energía y las posibles ‘zonas calientes’ debidas a fuentes termales y las zonas frías de los polos. Operó con normalidad durante toda la misión.

Ocultación en Banda-S

El desplazamiento Doppler de la señal de telemetría en banda-S ocurrido durante la ocultación de la sonda por Marte proporcionaba información sobre la distribución vertical del índice de refracción de la atmósfera marciana, lo que permitía conocer la distribución vertical de los iones y las moléculas neutras.

Mecánica celestial

Se realizó un experimento de mecánica celeste para el análisis de la trayectoria orbital a través de los datos de seguimiento. Ello permitía obtener las características del campo de gravedad de Marte y las efemérides con alta precisión.

Espectrómetro Interferómetro Infrarrojo (IRIS)

Estaba diseñado para proporcionar información sobre la estructura vertical, la composición y la dinámica de la atmósfera y de las propiedades de la superficie del planeta. Las medidas se realizaron entre las 6 y las 50 micras, usando un interferómetro de Michelson modificado. El instrumento iba montado en la parte inferior de la nave en una plataforma móvil. El instrumento obtuvo unos datos excelentes durante la misión.

Espectrómetro Ultravioleta (UVS)

Este experimento fue diseñado para recibir la radiación ultravioleta entre los 1100 y los 3520 A de la superficie y la atmósfera marciana, observando bandas seleccionadas de esta radiación y dando información sobre la presión atmosférica local, las concentraciones de ozono, variaciones en la estructuras de la superficie y variaciones en el oxígeno y el ozono como posibles señales de actividad biológica.

Además permitía detectar el ritmo de escape del hidrógeno atómico de la exosfera y la presencia de las auroras en el UV inducidas por el campo magnético del planeta. Operó con normalidad durante toda la misión.

Mariner 9
Características técnicas
Otros nombres: 1971-051A, Mariner Mars ’71, Mariner-I, 05261
Fecha de lanzamiento: 30 de mayo de 1971
Hora de lanzamiento: 22:23:00 GMT
Masa seca en órbita: 558,8 kg
Potencia paneles solares: 800 W en la Tierra500 W en la órbita marciana

La primera estrella que no muere


El Mundo

  • La supernova PTF14hls está a 500 millones de años luz
  • Cuando una estrella hace explosión se convierte en una supernova, un fenómeno que marca el final de su vida
  • El hallazgo de iPTF14hls desafía esa teoría: tres años después, sigue brillando

Recreación artística de la supernova 1993J, en la galaxia M81 NASA/ESA

Las estrellas también nacen y mueren, aunque su vida suele durar miles de millones de años. Si lo comparamos con un ser humano, el Sol sería un treintañero, pues tiene 4.500 millones de años y aún le quedan otros 6.000 millones de años. Pero hay muchos tipos de astros.

Cuando una estrella hace explosión se convierte en una supernova, un fenómeno que ha sido observado miles de veces por los astrónomos y que, en todas las ocasiones, significaba el final de su vida. Sin embargo, hay un astro que parece desafiar esas teorías. Un equipo del Observatorio Las Cumbres de California, en EEUU, parece haber encontrado una excepción en la supernova iPTF14hls.

Cuando la descubrieron, en septiembre de 2014, parecía una supernova corriente pero, según explican esta semana en la revista Nature, unos meses más tarde notaron algo que hasta entonces no había sido observado: después de perder intensidad, la supernova se volvía más y más brillante. La explosión ha tenido lugar a 500 millones de años luz

Lo habitual es que una supernova alcance un pico de luminosidad y después éste vaya cayendo durante los 100 días siguientes, aproximadamente. Pero iPTF14hls se fue haciendo más luminosa durante los dos años siguientes, multiplicando por cinco la intensidad de su luz. Incluso ahora, tres años después, sigue brillando.

Sorpresa en el archivo

Para intentar esclarecer su misterioso comportamiento,los astrónomos, liderados por Iair Arcavi, de la Universidad de California, echaron mano de los archivos que guardan los registros astronómicos y se quedaron atónitos al comprobar que en la misma región del cielo donde se encuentra esa supernova había ocurrido otra explosión en 1954.

Según sus cálculos, la estrella que explotó dando lugar a esta supernova aparentemente inmortal tenía 50 veces la masa del Sol y probablemente era mucho más grande que nuestro astro. Hasta el punto que sostienen que iPTF14hls podría ser la estrella más masiva que han visto explotar. «Se pensaba que estas explosiones sólo ocurrieron en las primeras etapas del universo. Es como encontrar un dinosaurio vivo hoy en día», compara Andy Howell, coautora del estudio.

“Hace 50 años que los astrónomos especulan, desde el punto de vista teórico, con la existencia de unas supernovas excepcionalmente brillantes que han venido en denominarse supernovas por inestabilidad de pares”, explica a Papel Rafael Bachiller, director del Observatorio Astronómico Nacional (IGN). Se trataría, en cierto modo, de una impostora porque, aunque parece una supernova y pierde unas cuantas masas solares tras la explosión, la estrella se recompone: “El proceso puede repetirse varias veces, ocasionándose explosiones sucesivas o ‘pulsos'”.

En opinión de Bachiller, “las nuevas observaciones de explosiones sucesivas en iPTF14hls parecen indicar que por fin estamos ante una auténtica supernova pulsante por inestabilidad de pares, pero convendría realizar estudios espectroscópicos antes de concluirlo con seguridad. En todo caso, estamos ante una estrella verdaderamente peculiar que muestra un comportamiento inusitado”.

No obstante, Bachiller afirma que “la estrella no se librará de morir”, pues “hay que tener en cuenta que en cada explosión, la supernova pulsante irá perdiendo un porcentaje apreciable de su masa”. Llegado el momento, cuando su masa haya disminuido suficientemente, “la estrella acabará sus días con una explosión final que deberá ser prácticamente indistinguible de una explosión normal de supernova”.

Mariner 10


Mariner 10 fue la última sonda espacial dentro del programa Mariner de la NASA. Fue lanzada el 3 de noviembre de 1973, dos años después de la Mariner 9. Su misión era probar un transmisor experimental en banda X, explorar la atmósfera, superficie y características físicas de Venus y Mercurio y validar la asistencia gravitatoria, usando en este caso a Venus para acelerarse en su trayecto final hacia Mercurio.

En Venus fotografió la atmósfera de este planeta en el espectro ultravioleta, además de realizar otros estudios atmosféricos.

Visitó Mercurio en tres ocasiones, el 29 de marzo y el 21 de septiembre de 1974 y el 16 de marzo de 1975. En total cartografió entre el 40 y el 45% del planeta, aunque sólo del lado iluminado por el Sol durante los sobrevuelos.

La nave

La estructura de la nave era de forma octogonal, con marcos de magnesio y ocho compartimentos para la electrónica. Medía 1,39 m en diagonal y 0,457 m de profundidad. Dos paneles solares, cada uno de 2,69 m de largo y 0,97 m de ancho, se extendían desde los laterales, con un total de 5,1 m² de superficie. La longitud total de la nave, con los paneles extendidos, era de 8 metros. La sonda disponía de una plataforma móvil con dos grados de libertad y un mástil de 5,8 m de largo donde se alojaba el magnetómetro. La masa total en el lanzamiento era de 502,9 kg. La masa total de los instrumentos de a bordo era de 79,4 kg.

El empuje del motor, alimentado por hidracina alojada en un tanque esférico situado en el centro de la nave, era de 222 newton. La estabilización de la nave en los tres ejes se conseguía con dos juegos de tres pares de propulsores alimentados por nitrógeno situados ortogonalmente entre ellos y montados en los extremos de los paneles solares. El control estaba bajo el ordenador de a bordo, con una memoria de 512 palabras aumentada por los comandos terrestres. La electricidad era obtenida por 2 paneles solares con una superficie total de 5,1 m² y generaban 540 vatios de potencia que se almacenaba en una batería de NiCd con capacidad de 20 A/hora.

La antena de alta ganancia tenía un diámetro de 1,37 m y tenía una estructura con forma de panel de abeja hecha de aluminio. También llevaba una antena de baja ganancia montada al final de un mástil de 2,85 m. Las antenas permitían a la nave transmitir en banda S y banda X, y la velocidad de transmisión máxima estaba en 117,6 kilobits por segundo. La nave espacial llevaba un rastreador de estrella con el que seguía a Canopus y sensores solares y de adquisición en las puntas de los paneles solares. El interior de la nave fue aislado con múltiples mantas térmicas en la parte superior e inferior. La nave portaba un escudo térmico que se desplegó después de su lanzamiento para proteger a la nave en el lado orientado hacia el Sol. Cinco de los ocho compartimentos de la electrónica llevaban también cortinillas regulables para controlar la temperatura interior.

Los instrumentos a bordo de la nave espacial midieron la superficie de la atmósfera y las características físicas de Mercurio y Venus. Los experimentos incluyeron la fotografía de televisión, campo magnético, el plasma, radiometría infrarroja, espectroscopia ultravioleta, y detectores de ciencia de radio. Un transmisor experimental en banda X, de alta frecuencia, fue trasladado por primera vez en esta nave espacial.

Asistencia de vela solar

En 1974, luego de detectarse una falla en el sistema de control de actitud, se utilizó propelente adicional para realizar las maniobras, por lo que corría peligro el correcto acercamiento a Mercurio y la posición de la antena apuntando hacia la Tierra, ante un inminente agotamiento del propelente. Como medida desesperada, se decidió direccionar adecuadamente los paneles solares para que pudieran ser utilizados a manera de vela solar, lo que proporcionaría el empuje necesario para reemplazar algunas de las maniobras que requerirían gasto adicional de propelente.

De esta manera, aunque en forma accidental, se utilizó por primera vez la presión de la luz (en las cercanías del Sol) a manera de vela solar, lo que en este caso produjo que se salvara la continuidad de los objetivos de la misión.

En la actualidad

Debido a que la nave espacial consumió la totalidad de su combustible, ya no puede corregir su dirección para apuntar a la Tierra, por lo que se ha perdido contacto con la misma y simplemente ha quedado a la deriva, orbitando alrededor del Sol.

El Exoplaneta más parecido a la Tierra


La misión Kepler de la NASA ha encontrado el que hasta el momento sería, el exoplaneta más parecido a la Tierra jamás visto: KOI 172.02, que se encuentra a una distancia aproximada de 140 años luz y tendría un radio un 50% mayor que el de nuestro planeta, indicando que su tamaño es considerablemente más grande.

Aparte de eso, el año en KOI 172.02 es más corto, pues da una vuelta a su sol en 242 días, mientras que por otro lado su aceleración de gravedad es de 14,7 m/seg, lo que se expresa en una gravedad mucho más fuerte que la de nuestro planeta, donde dicha cifra es de 9,8m/seg.

Lo más interesante es que la temperatura del lugar podría ser parecida a la nuestra, si bien un poco más fría, pero permitiendo de todas formas la presencia de agua en su superficie, convirtiéndolo en primera prioridad para apuntar las búsquedas de vida extraterrestre de ahora en adelante.

El Bombardeo Intenso Tardío o Cataclismo Lunar


El bombardeo intenso tardío (conocido también como cataclismo lunar, último bombardeo intenso o LHB) es un período, en torno a hace 3800-4100 millones de años, en el que la Luna y otros cuerpos del Sistema Solar interior sufrieron frecuentes impactos muy violentos de grandes asteroides. Este período es el causante de la mayor parte de los cráteres que actualmente se observan tanto en la Luna como en Mercurio.

El LHB desentrañaría un misterio acerca del origen de la Tierra, ya que, en su historia geológica, apenas existen restos de rocas con más de 3 800 millones de años de antigüedad. Sin embargo, teniendo en cuenta la temperatura inicial y la masa y volumen del planeta, éste debería haber dispuesto de una corteza sólida muchísimo tiempo antes. Incluso considerando el impacto de Theia y la formación de la propia Luna (algo que calentó mucho a nuestro planeta), los datos no encajan: la Tierra debería haber tenido una superficie sólida muchos millones de años antes.

Una explicación que contestaría las dos preguntas es que el responsable de ese calentamiento extra y la desaparición de la primitiva corteza fue justamente el intenso bombardeo tardío. Esa lluvia apocalíptica de meteoritos cubrió la superficie terrestre de cráteres y proporcionó una inmensa cantidad de energía térmica al primitivo planeta. La Tierra no es tan estática como la Luna y es muy difícil hoy tener una idea de cómo debió de ser la cosa, pero podemos realizar estimaciones a partir de los efectos del LHB sobre nuestro satélite, extrapolando los números: decenas de miles de cráteres de más de 20 kilómetros de diámetro se formaron en ese corto período, pero por más impresionante que sea esto, se trató de impactos relativamente pequeños comparados con los más violentos. Se formaron decenas de cráteres de más de 1.000 kilómetros de diámetro, y varios de más de 5.000 kilómetros de diámetro.

Simulación de la hipótesis de resonancia orbital Júpiter-Saturno. Esto habría producido un barrido del Cinturón de Kuiper que hubiera llevado a multitud de cuerpos pequeños a caer a la órbita interna del Sistema Solar.

La teoría del Planeta V

En 2002 los astrónomos John Chambers y Jack Lissauer plantearon una posible causa del LHB: la existencia de un quinto planeta rocoso más allá de Marte, el denominado Planeta V, que podría haber estado entre Marte y el cinturón de asteroides. Utilizando simulaciones por ordenador, Chambers y Lissauer construyeron un modelo en el que el Planeta V tenía una órbita inestable debido a su interacción gravitatoria con los planetas interiores; sin embargo, la inestabilidad era suficientemente pequeña como para que la órbita se modificase poco a poco, de modo que hubo que esperar hasta alrededor de 4.000 millones de años atrás para que el planeta finalmente entrase en una órbita altamente elíptica que lo llevaría primero a cruzar el cinturón de asteroides y luego a precipitarse hacia el Sol, donde desaparecería.

Al atravesar el cinturón de asteroides, el Planeta V impactó contra algunos de ellos, pero además modificó la órbita de muchos otros, haciendo que cayeran hacia la región interior del Sistema: hacia Marte, Venus, la Tierra (y su satélite) y Mercurio, produciendo el cataclismo que denominamos intenso bombardeo tardío. Los modelos matemáticos empleados por estos científicos encajan muy bien con los datos que tenemos pero, por supuesto, no son una prueba concluyente ni de la existencia del LHB ni de la explicación del Planeta V.

La hipótesis de los planetas gaseosos

Otra posible explicación es que la formación del Sistema Solar exterior haya tardado más de lo que pensábamos: algunos modelos muestran que los planetas rocosos interiores se formaron rápidamente, pero la menor densidad de material en la región externa del disco de acreción que formó nuestro sistema pudo hacer que Urano y Neptuno se formasen relativamente tarde —hace unos 4 000 millones de años. Su presencia entonces alteró el equilibrio de muchos cuerpos pequeños del sistema, haciendo que muchos de ellos tuvieran órbitas inestables que los llevaron a caer hacia la región interior e impactar contra los planetas rocosos y sus satélites. Sin embargo, las teorías más aceptadas actualmente postulan una formación muy rápida de los gigantes gaseosos, algo que desmonta esta teoría, ya que Urano y Neptuno hubieran existido entonces desde mucho antes que se produjera el LHB.

La hipótesis de la resonancia orbital

Finalmente, otra serie de simulaciones por ordenador realizadas por R. Gomes, H.F. Levinson, K. Tsiganis y A. Morbidelli, y publicadas en Nature en 2005 postulan otra posible explicación: si la densidad de los objetos más allá de Neptuno es suficientemente grande, es posible que su “tirón gravitatorio” sobre los gigantes gaseosos en la juventud del Sistema Solar haya ido modificando poco a poco su órbita. Unos de ellos afectaron a otros, de manera que casi todos se fueron alejando poco a poco del Sol excepto Júpiter, que se acercó ligeramente a la estrella. Llegado cierto momento, Júpiter y Saturno entraron en una resonancia orbital 1:2 y el Sistema Solar se volvió muy, muy inestable.

Dos cuerpos celestes entran en resonancia orbital cuando sus períodos orbitales (el tiempo que tarda cada uno en dar una vuelta completa) forman una relación sencilla de números enteros. A veces esto no significa mucho, pero otras puede tener consecuencias determinantes: puede hacer que se queden “fijos” en esas órbitas, al tirar uno del otro de modo que no puedan escapar de ellas, en cuyo caso se tiene una configuración muy estable o puede suceder justo lo contrario, si los tirones gravitatorios crean órbitas excéntricas en esos cuerpos o en otros.

En el caso de una resonancia 1:2 entre Júpiter y Saturno, los modelos de Gomes y su equipo muestran que multitud de objetos pequeños del cinturón de asteroides sufrirían perturbaciones en sus órbitas que los precipitarían hacia el interior del sistema mientras los dos grandes gigantes gaseosos seguirían modificando sus propias órbitas hasta tener las actuales –que no tienen esa resonancia –. Esto explicaría, por supuesto, el LHB de manera satisfactoria. Todas las explicaciones tienen algo en común: parten de la base de un Sistema Solar en continua transformación.

Avances en el LHB

Esta semana, dos trabajos en la revista ‘Nature’ revelan claves sobre el origen y la frecuencia de esta lluvia de asteroides y cometas, que se inició cuando se formaba el Sistema Solar.En uno de los trabajos, los investigadores Brandon Johnson y Jay Melosh, de la Universidad Purdue (Estados Unidos) han analizado un rastro de polvo procedente de estos cometas en capas rocosas donde quedó incrustado. “Se trata de partículas que se vaporizan durante el impacto del asteroide y llegan a la atmósfera, allí se vitrifican (solidifican) y vuelven a caer a la superficie dejando una capa que son las huellas de estas catástrofes”, explica el investigador español Jesús Martínez-Frías, del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

Velocidad de los impactos

Las características de estas partículas, que se expandieron por el espacio como una gran pluma de vapor durante la colisión, ayudan a determinar cómo son los asteroides o a qué velocidad llegaron al planeta. Las esférulas analizadas por Johnson y Melosh son de impactos de hace entre 3.500 millones y 35 millones de años e indican que el número de proyectiles que chocaron durante esta tormenta de rocas fue mayor de lo que se pensaba, y luego fue decayendo.

Sus conclusiones dan crédito a la hipótesis mantenida hasta ahora de que cambios en el Sistema Solar influyeron en este bombardeo, dado que se alteró la trayectoria de objetos de un Cinturón de Asteroides situado entre Marte y Júpiter, enviándolos rumbo a la Tierra. “Esta es la primera evidencia sólida de lo que sucedió en realidad”, apunta Melosh en un comunicado.

Los investigadores, gracias a estas redondas ‘gotas’ de roca, han deducido que algunos asteroides tenían entre seis y 58 kilómetros de diámetro (varias veces más grande que el que acabó con los dinosaurios), pero la mayoría eran más pequeños y su patrón de distribución coincide con la del mencionado Cinturón de Asteroides. “Tenemos por vez primera una conexión directa entre las dimensiones de los cráteres en la Tierra primitiva y los asteroides que hay en el espacio”, destaca el científico americano.

Los cráteres de la Luna

Hasta ahora, y dado que los cráteres de aquellos primeros momentos han desaparecido o están erosionados, los investigadores se centraban en el estudio de los impactos en la Luna. “Las esférulas nos abren un nuevo camino para conocer la historia terrestre, porque todos los asteroides de más de 10 kilómetros de diámetro dejaron una capa de esférulas”, añade Johnson, quien recuerda que estos impactos pudieron ser el origen de la vida, al haber introducido materia orgánica en un planeta muerto.

Para estudiar estas esférulas, conservadas en el expediente geológico y de no más de un milímetro de diámetro, utilizaron modelos de ordenador que previamente habían desarrollado sobre condensación.

Melosh cree que sus resultados permitirán a su equipo calcular los efectos del impacto de uno o varios asteroides sobre este planeta. Esta ‘calculadora’ podría permitir a cualquier averiguar los daños de una colisión de este tipo en el planeta.

Rocas volatilizadas

El segundo trabajo, de William F. Bottke, como primer firmante, concluye que aquel gigantesco bombardeo duró más de lo que se pensaba, para lo cual también analizan esférulas procedentes de impactos. Al menos han localizado siete capas de estos restos de rocas volatilizadas que se formaron hace entre 3.230 y 3.470 millones de años; otras cuatro capas de hace entre 2.490 y 2.630 millones de años; y otras de hace entre 1.700 y 2.100 millones de años.

Aseguran que se debió a una desastabilización del Cinturón de Asteroides por la migración de un planeta gigante.

“Los autores aportan modelos que sugieren una dinámica asteroidal, en este período más turbulento de reorganización planetaria del Sistema Solar primigenio, que favoreció el acercamiento de asteroides a la Tierra causando gigantescos impactos”, señala Martínez-Frías.

Para el investigador español, para confirmar estos modelos habrá que investigar en la Luna “ya que nuestro satélite parece ser, en sí misma, una evidencia de estas catástrofes, donde los procesos que ocurrieron en estas etapas se conservan mejor que en la Tierra (debido a la inactividad geológica) y por ello pueden estudiarse mejor que en nuestro propio planeta”.

Fuente: Wiki, El Mundo

Agujeros Negros Supermasivos


Un grupo de investigadores de EEUU han descubierto los dos mayores agujeros negros supermasivos que se han encontrado hasta la fecha. El hallazgo ha sido publicado en la revista científica ‘Nature’.

Los agujeros negros son mucho más grandes de lo que esperaban los científicos gracias a las extrapolaciones hechas a partir de las observaciones de las características de la galaxia anfitriona. Estos resultados sugieren que los procesos que influyen en el crecimiento de las mayores galaxias y sus agujeros negros difieren de aquellos que influyen en las galaxias más pequeñas.

Se cree que todas las galaxias masivas con un componente esferoidal albergan agujeros negros supermasivos en sus centros. Las fluctuaciones de luminosidad y de brillo de los quásares en el Universo temprano sugieren que algunos son alimentados por agujeros negros con masas más de 10.000 millones de veces mayores que nuestro sol.

Sin embargo, el agujero negro más grande conocido hasta ahora, perteneciente a la galaxia elíptica gigante Messier 87, tiene una masa de 6.300 millones de masas solares.

El autor principal del trabajo, Ma-Chung Pei, y sus colegas han llegado a estas conclusiones tras la medición de los datos de dos galaxias cercanas, NGC 3842 y NGC 4889. revelan que el mayor agujero negro supermasivo que existen. La galaxia NGC 3842 tiene un agujero negro central con una masa de 9.700 millones de masas solares y la NGC 4889 tiene un agujero negro con una masa comparable o mayor.

Fuente: El Mundo

Agujero Negro de Cygnus X-1


Tres equipos de astrónomos lograron determinar la masa, la rotación y la distancia a la Tierra de un agujero negro especialmente famoso, Cygnus X-1, y con esos parámetros han reconstruido su historia. El objeto tiene casi 14,8 veces la masa del Sol, gira 800 veces por segundo y está a 6.070 años luz de aquí. Fue identificado como candidato a agujero negro hace casi cuatro décadas, pero entonces el gran especialista Stephen Hawking no estaba convencido y, en 1974, apostó con un colega y amigo, el físico teórico estadounidense Kip Thorne, a que no se trataba de tal objeto. Perdió. En 1990, cuando ya se habían hecho más observaciones de Cygnus X-1, el físico británico aceptó la derrota. Fue una de las varias apuestas que Hawking y Thorne han hecho sobre cuestiones científicas.

Una vez aceptado como tal, el objeto no perdió interés, al contrario. Cygnus X-1 es un agujero negro estelar, es decir, que se ha formado por el colapso de una estrella masiva, y forma un sistema doble con otro astro. Ahora, los tres grupos de astrónomos, que han trabajado con telescopios en tierra y en el espacio, presentan sus conclusiones complementarias en tres artículos publicados en The Astrophysical Journal. “La nueva información nos proporciona pistas sólidas acerca de cómo se formó el agujero negro, su masa y su velocidad de rotación, y es emocionante, porque no se sabe mucho acerca del nacimiento de un agujero negro”, señala Mark Reid, líder de uno de los equipos, en un comunicado del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (EE UU). El horizonte de sucesos (la frontera de no retorno de la materia que cae en un agujero negro) gira en este más de 800 veces por segundo, muy cerca del máximo calculado.

Otro dato importante es la edad: tiene unos seis millones de años, según estudios de la estrella compañera y modelos teóricos. Por tanto, es relativamente joven en términos astronómicos, y no ha tenido mucho tiempo para tragarse suficiente materia de su entorno como para acelerar su rotación, por lo que Cygnus X-1 debió nacer ya girando muy rápido. Además, debió formarse prácticamente con la misma masa que tiene ahora, 14,8 veces la del Sol. “Ahora sabemos que es uno de los agujeros negros estelares más masivos de la galaxia y gira más rápido que cualquier otro que conozcamos”, afirma Jerome Orosz (San Diego State University). El telescopio espacial de rayos X Chandra, de la NASA, ha sido clave en esta investigación.

“Como no puede escapar de un agujero negro más información, su masa, rotación y su carga eléctrica supone la descripción completa”, dice Reid. “Y la carga de este agujero negro es casi cero”.

Un tercer equipo, gracias a los radiotelescopios sincronizados del sistema VLBA, ha logrado precisar la distancia de Cygnus X-1 (dato esencial para determinar la masa y la rotación), así como el desplazamiento del objeto en el espacio. Resulta que el agujero negro se mueve muy despacio respecto a la Vía Láctea, lo que significa que no recibió impulso al formarse. Este dato apoya la hipótesis según la cual este objeto no se formó en una explosión de supernova (cuando una estrella supermasiva ha consumido todo su combustible), que habría dado ese impulso y llevaría mucha más velocidad. Debió ser un colapso estelar, sí, pero sin explosión, lo que dio origen al agujero negro en cuestión. En cuanto a la distancia, antes de estas nuevas medidas que la han fijado en 6.070 años luz, se estimaba entre 5.800 y 7.800 años luz, indican los expertos del National Radio Astronomy Observatory (que opera el VLBA).

Fuente: El País