La misión Juno nos permitirá tener una primera visión detallada de los polos de Júpiter.

La moderna exploración de Júpiter se inició con la misión Voyager. Dos misiones de la nave nos ofreció nuestro primer encuentro con este planeta gigante, preparando el camino para investigaciones más detalladas. Después de descubrimientos extraordinarios de la Voyager, la curiosidad por el planeta y su atmósfera intrigante se fue incrementando –sabíamos que tenía que pasar más tiempo de estudio de  Júpiter para obtener resultados–. Así, la Misión Galileo, con su nave y la sonda, comenzaron una investigación detallada no sólo de Júpiter, sino también de sus misteriosas lunas.

La Misión Galileo, en su camino a Júpiter hizo el primer descubrimiento de un asteroide con una luna. Luego se convirtió en la primera nave espacial en orbitar el misterioso y poderoso gigante de gas, Júpiter, y fue la primera en lanzar una sonda en la atmósfera de ese planeta. Pero se necesitaban más datos que Galileo no podía proporcionar.

A pesar de la enorme cosecha de nuevos conocimientos obtenidos por Galileo, aún quedan algunos misterios sin resolver. Este planeta gigante tiene algunos secretos extraordinarios ocultos bajo su densa capa de nubes: ahí se encuentran datos sobre los procesos fundamentales que subyacen en la formación de nuestro sistema solar.

Una nueva misión: Continuación de la exploración

En 2011, la misión Juno a Júpiter se embarcará en un viaje para estudiar la atmósfera del planeta, el interior y la magnetosfera, desde una perspectiva nueva y sin precedentes. Juno mejorará considerablemente nuestra comprensión de la formación, evolución y estructura de Júpiter, responderá a las preguntas de la ciencia y probará las teorías actuales sobre la formación de nuestro sistema solar.

Las información que Juno nos aportará también tendrá consecuencias importantes para la comprensión de la formación de planetas en otros sistemas estelares del Universo.

En 2016 la nave espacial Juno llegará a Júpiter, entrando en su primera órbita polar alrededor del planeta. Con su conjunto de nueve instrumentos científicos, Juno hará la primera medición del volumen de agua en Júpiter. Asimismo, investigará la estructura interior del planeta, incluyendo una primera búsqueda de la existencia de un núcleo de alta densidad en el planeta. Juno hará la primera detección de nubes de amoníaco en la atmósfera profunda y trazará un mapa de la intensidad del campo magnético, también  observará las auroras del planeta desde posiciones por encima de los polos por primera vez.

Una imagen de Júpiter y su luna más grande, Ganímedes, tomada por el Telescopio Espacial Hubble

Orígenes de Júpiter

La mayoría de los científicos creen que Júpiter se originó en los principios de la formación del sistema solar, sobre todo porque está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, como el Sol. El joven planeta Júpiter habría capturado la mayor parte del material sobrante durante la formación del Sol, cuando una nube interestelar gigante de gas y polvo se contrajo para formar una especie de bizcocho en forma de nebulosa solar.

Nuestro planeta más grande fue capaz de mantener su composición original (la composición de la nebulosa solar), debido a la gravedad generada por su enorme masa. La Tierra era demasiado pequeña para hacer esto. Así, el gigante Júpiter alberga secretos ocultos desde los primeros susurros del sistema planetario que ahora alberga nuestro hogar. Pero, ¿cómo sucedió todo esto? ¿Se formó Júpiter desde un núcleo sólido de gran masa cuya gravedad tiró en todos los sentidos, o provocó la formación del planeta un colapso en una región inestable dentro de la nebulosa? , ¿Cómo se formaron los proto-planetas helados en las cercanías de Júpiter, trayendo al planeta el agua, el amoníaco y todos compuestos que conocemos? ¿Cómo se relaciona la formación de Júpiter con el origen de la Tierra y otros planetas?

Una de las claves más importantes que se manejan para responder a estas preguntas se oculta actualmente muy por debajo de la profundidad a la que la sonda Galileo nunca podría llegar. Existe una abundancia de agua en Júpiter. Si Júpiter es tan húmedo, es predecible la teoría simple de que la ha captado de los helados planetas vecinos. Por el contrario un Júpiter muy seco pondría en entredicho las teorías existentes.

Debido a su enorme influencia gravitatoria y gran tamaño, Júpiter puedo haber desviado fuera del sistema solar interior donde se mueven la Tierra y otros planetas en órbita terrestre, las materias estelares que le podrían perjudicar, tales como cometas y asteroides. Se estima que lo proto-planetas que consguieron escapar a estas desviaciones trajeron un poco de agua y otros compuestos esenciales para el origen de la vida. Desentrañar esta historia requiere un mejor conocimiento de la evolución del campo gravitacional del planeta, y reclama mejores modelos del interior de Júpiter, para lo cual la abundancia de agua del planeta es esencial.

Júpiter podría haber sido crucial para la evolución de planetas como la Tierra, e incluso la vida misma. Si es así, los planetas gigantes en otros sistemas han hecho lo mismo. Estos planetas por lo tanto pueden ser esenciales para el surgimiento de la vida en otras partes del universo.

Todas estas posibilidades dependen del agua, cuyo volumen en Júpiter todavía no se conoce.

La nave espacial Juno medirá la cantidad de agua en Júpiter, por primera vez mediante la detección de la radiación de microondas en la atmósfera a grandes profundidades. También revelará la estructura del interior del planeta en mucho mayor detalle que nunca antes. También determinará si el planeta tiene un núcleo denso. Estas medidas permitirán a los científicos determinar cuál de las teorías sobre el origen del planeta es la correcta. La asignación de los campos gravitacional y magnético de Júpiter será mucho más precisa y realizada mediante medios que hasta ahora no eran posibles; Juno será capaz de revelar la estructura interior del planeta por primera vez.

Imágenes de la mancha roja de Júpiter y el cúmulo de nubes, tomadas por el Telescopio Espacial Hubble.

Atmósfera

Las zonas de colores de Júpiter, las cintas, y otros fenómenos como la nube de su famosa Gran Mancha Roja, son algunas de las características más fascinantes del planeta gigante. ¿A qué profundida se extiende la atmósfera del planeta? Por primera vez, Juno determinará la estructura global y los movimientos de la atmósfera del planeta bajo sus nubes, cartografíará las variaciones en la composición de la atmósfera, la temperatura, las nubes y los patrones de movimiento a profundidades sin precedentes.

Espectacular imagen de una aurora azul tomada por el telescopio espacial Hubble, y que brilla a más de mil millones de kilómetros de distancia del planeta gigante Júpiter.

Magnetosfera

Bajo una gran presión a una profundidad enorme en la atmósfera de Júpiter, el gas hidrógeno se comprime hasta convertirse en hidrógeno líquido. A estas enormes presiones, el hidrógeno se comporta como un metal conductor de la electricidad, y esta región se cree que es la fuente del intenso campo magnético del planeta. Este entorno magnético de gran cobertura crea las más brillantes auroras de nuestro sistema solar, producto de las partículas cargadas que precipitan hacia abajo en la atmósfera del planeta. Juno mostrará por primera vez directamente esas partículas cargadas y los campos magnéticos cerca de los polos de Júpiter, al mismo tiempo observará las auroras en el espectro de la luz ultravioleta e infrarroja, y cómo se produce esa cantidad extraordinaria de energía estrellándose en las regiones polares.

Las investigaciones de Juno mejorará en gran medida nuestra comprensión de estos fenómenos notables y nos enseñarán cómo se puede predecir en otros cuerpos magnéticos similares, como las estrellas jóvenes que poseen sus propios sistemas planetarios.

En resumen, la comprensión de la formación de Júpiter es esencial para comprender los procesos que llevaron al desarrollo del resto de nuestro sistema solar y cuáles fueron las condiciones primigénias que condujeron a la formación de la Tierra y las condiciones que albergan ahora a toda la humanidad. Con su investigación a lo largo de un año intenso en Júpiter, Juno nos permitirá dar un paso de gigante hacia adelante en nuestra comprensión sobre cómo se forman los grandes planetas, y el papel que desempeña en el proceso de creación de un sistema solar.

Fuente: NASA

Una simulación de la nave espacial Galileo volando en las proximidades de la luna de Júpiter Amaltea en 2002

El 18 de octubre 1989, el transbordador espacial Atlantis llevó a la nave Galileo al espacio para embarcarse en una misión histórica de exploración de Júpiter y sus lunas. También en estos tiempos hemos celebrado el 400 aniversario de Galileo Galilei, el hombre que descubrió las cuatro lunas de Júpiter en órbita y ayudó a revolucionar la comprensión de nuestro lugar en el universo. Para conmemorar los aniversarios, ex miembros del equipo científico del Proyecto Galileo imaginaron cómo Galileo podría resumir los resultados espectaculares de la máquina construida por los humanos de la actualidad, y que llevó su nombre a Júpiter. Esta segunda carta es un imaginario de los pensamientos de Galileo cuando la nave se acercó a Júpiter en 1995.

Galileo Galilei

Una segunda carta desde algún lugar en el espacio ultraterrestre:

A la atención del grupo científico del Proyecto Galileo:
Para mis estimados colegas científicos:

La última vez que escribí, mi tocayo la nave espacial Galileo, se acercaba a ese cuerpo magnífico y celestial, Júpiter. La Internet me ha brindado la oportunidad de observar sus viajes, así como sus descubrimientos. ¡Qué maravillas ha revelado esa máquina extraordinaria! Si bien sería casi inconcebible para mis colegas entender la física de las lunas que acompañan a Júpiter en su órbita y que observé hace casi 400 años, hoy la naturaleza de esas lunas reveladas por su máquina espacial les habría dejado estupefactos. Incluso mi compatriota, Dante Alighieri, en su imaginación más febril, no podía haber previsto la complejidad que abarca los mundos.

En mi tiempo, el inglés William Gilbert demostró que la Tierra misma era como un imán gigante. Si bien se desconoce su mecanismo, los marinos durante años utilizaron ese efecto magnético del imán en sus brújulas para navegar por los mares y océanos. Sobre Júpiter se sabe también ahora que posee una cantidad extrema de fuerza magnética. Sus investigaciones han demostrado que incluso Ganímedes tiene también una fuerza magnética, y que es la única luna que tiene esa característica.

Una imagen de la superficie de Europa tomada por la nave espacial Galileo.

El ingenio espacial que detectó esa fuerza magnética continuó explorando el satélite Europa, intuyendo sus mediciones la existencia de agua helada bajo la superficie. Sobre la superficie se muestran cráteres con una cubierta de hielo, muy diferentes a los que pude observar profusamente en nuestra Luna. Esas balsas de hielo enorme, similares a icebergs de nuestros propios océanos, aporta credibilidad a la idea de que existe un vasto océano, pero a una corta distancia bajo la corteza helada.

Por supuesto, es necesario hablar de la sonda atmosférica, que en diciembre de 1995, valientemente hizo la primera medición directa de las capas exteriores de Júpiter; llegó realmente a sumergirse en ese planeta. Yo también vi como la sonda experimentó un paseo muy turbulento durante su descenso de casi un hora, realizando una medición del volumen de agua en realidad sorprendentemente mucho menor de lo que se esperaba.. Al parecer, la sonda entró en una zona desértica de Júpiter, donde el aire es muy seco. Tengo entendido que ahora se piensa que esta región no es representativa de Júpiter en su conjunto, y que los datos obtenidos de otros sondeos sugieren que la cantidad total de agua es muy superior. Curiosamente, el carbono, azufre y nitrógeno es muy abundante. ¿Podría ocurrir que los cometas hayan hecho llegar esos productos químicos a Júpiter después de su formación?

Con cada incremento de nuestro conocimiento es obvio que muchos de los fenómenos que vemos en la  Tierra tienen su analogía en el cosmos. Con la paciencia de un cazador, el Galileo ha espiado lagos y fuentes de lava volcánica, en lugares incluso tan ardientes como el horno de un herrero. Me sorprendió también que se haya demostrado que los anillos de polvo alrededor de Júpiter se presentan como consecuencia de los impactos interminables de meteoritos sobre las pequeñas lunas interiores. Incluso la tenue atmósfera alrededor de Ganimedes y Calisto han sido detectadas por los sensores.

Como por arte de magia, su máquina fue capaz de “ver” el interior de la luna utilizando nuevas técnicas de detección de la gravedad. Se determinó que Europa, Io y Ganímedes tienen núcleos metálicos, y algo similar parece ocurrir con Calisto. Se tendrá que esperar a un nuevo y próximo emisario en misión al satélite Europa. Una misión conjunta entre las potencias espaciales del Antiguo y el Nuevo Mundo previsto para dentro de una década. Esta misión promete revolucionar una vez más nuestro conocimiento de Júpiter y de sus satélites, sobre la base de las glorias del pasado y abrir puertas inimaginables al futuro.

Durante casi ocho años, la nave Galileo exploró el sistema de Júpiter muy diligentemente. Entristecí cuando la nave se destruyó en septiembre de 2003 en un accidente en el propio Júpiter, me reconforta sin embargo que el conocimiento obtenido siempre va a perdurar hasta la eternidad.

¡Qué alegría que ha sido para mí observar el viaje de su nave espacial y seguir los descubrimientos y conclusiones a través de la gran Red de redes!

Mis mayores saludos y anticipadamente agradecido por las futuras misiones a las que estaré atento.

Sigo siendo su humilde servidor.

Galileo Galilei

Fuente: NASA

Una imagen simulada de la nave espacial Galileo a su llegada a Júpiter.

A medida que la nave espacial Galileo se acercó a Júpiter en 1995, Jean Aichele, del equipo científico del programa Galileo, imaginó cómo el Galileo de la Edad Media podría resumir los resultados espectaculares de la máquina que llevaba su nombre a Júpiter. Los miembros del equipo imaginaron en octubre de 2009 una carta de seguimiento, coincidiendo con el 20 aniversario del lanzamiento de la histórica misión.

Galileo Galilei

Una carta desde algún lugar en el espacio ultraterrestre:

A la atención del grupo científico del Proyecto Galileo:
Para mis estimados colegas científicos

Desde mi perspectiva actual, he ido observando constantemente los viajes de su nave espacial, mi tocayo Galileo. Qué suerte tienes de vivir en esos momentos el descubrimiento y la búsqueda de la verdad. Sí, Copérnico y sus seguidores entendieron que el Sol era el centro de los planetas que giraban. Pero muchos de mis contemporáneos que aceptaron el sistema de Ptolomeo, creían que la Tierra debía estar parada, porque si se movía, la Luna tendría que quedar atras.

Teníamos conocimiento –y sed de ella–. Para ver mejor el cielo, se me ocurrió que el dispositivo Hans Lippershey Far Looker, tan útil en el campo de batalla, me podría ayudar. Me puse a trabajar para tallar las lentes necesarias y construir mi propio telescopio; pronto vi un magnífico cuerpo celeste, Júpiter. Fue una noche de enero de 1610, ¡hace tanto tiempo! Imaginen mi sorpresa al ver unos cuerpos estelares en las inmediaciones del planeta. Mi sorpresa se convirtió en asombro durante la visión posterior, cuando observé que esos cuerpos seguían a Júpiter en el cielo. Sin duda, ustedes han leído mi diario que describe el cambio en su posición relativa en las semanas siguientes.

Detalle del diario de Galileo donde describe el descubrimiento de cuatro satélites en órbita alrededor de Júpiter.

Aquí estaba la prueba necesaria de los seguidores de la teoría de Copérnico: los cuerpos celestes que están en movimiento pueden ser ellas mismas los centros de su movimiento. Sí, es posible que la Tierra orbite al Sol y la Luna orbite a la Tierra. Me di cuenta de que Júpiter y sus lunas (ahora llamadas Io, Europa, Ganimedes y Calisto) podrían servir como un modelo, un sistema solar en miniatura. Como ustedes saben, he hecho muchas observaciones y fui recompensado con la visión de las manchas del Sol, los picos y valles en la Luna, y, con el tiempo, las fases de Venus. Cómo deseaba ver más ….

Sí, eso fue el comienzo de las clases, pero son el futuro. Para ustedes, el Pioner y el Voyager dieron la señal del camino a seguir. Pronto, la nave espacial Galileo llegará a Júpiter con su serie de instrumentos, cada uno es una maravilla en sí mismo. ¿Cuántas maravillas serán reveladas! Pero serán ustedes los responsables de interpretar y explicar los datos que proporcione. Este es el placer del descubrimiento y de su enorme responsabilidad.

Para mí, la verdad era costosa. Al principio, sólo la comunidad científica se dio cuenta de mis descubrimientos celestes, como quedó descrito en el mensajero de los astros (1610), pero 22 años más tarde, mi Diálogo Acerca de los Dos Sistemas Principales del Mundo – Tolemaico y Copernicano, causó una gran conmoción. El contraste entre el sistema de Copérnico y el de Ptolomeo demostró claramente la locura por mantener a toda costa la vieja opinión.

Por desgracia, mi rechazo a seguir las exigencias de la Iglesia sobre la enseñanza de los sistemas del mundo me llevó al arresto domiciliario, esto me derrumbó entonces, aunque permitió que centrara mis energías en el desarrollo del método científico. Ha sido mi gran satisfacción observar cómo la disciplina de la ciencia ha fructificado de las semillas que se sembraron, y que influyen ahora en esfuerzos como el suyo. Mientras estuve en prisión también cultivé mi poesía y mi música. Siempre tenía un compañero de inspiración, el laúd me reconfortó mucho en los últimos días de mi ceguera.

Los tiempos son diferentes ahora. Usted pudo ver la moneda conmemorativa acuñada en 1982 para honrar el 350 aniversario del Diálogo. Por otra parte, en 1992, el Papa Juan Pablo II llevo a cabo un nuevo juicio de mi caso, en el que la Iglesia confirmó la corrección de mi visión del mundo. Sin duda, este evento ha hecho mucho para curar la falta de armonía entre la ciencia y la religión desde mi primer ensayo de hace más de 350 años.

Pronto, se realizará la maniobra para colocar la nave espacial en la órbita y comenzar a recibir los datos; y una vez más el mundo verá la sencillez, la belleza y el poder de las ciencias, especialmente la física y las matemáticas. Quién sabe lo que se puede aprender de esta exploración –sin duda, algo sobre la evolución de nuestro sistema solar– y, posiblemente, sobre el propio universo; todo ello desde Júpiter.

Quedo siempre su humilde servidor,

Galileo Galilei

Fuente: NASA

Durante años, los investigadores han sabido que el sistema solar está rodeado por una vasta burbuja magnética llamada “heliosfera”, que surge del sol y se extiende mucho más allá de la órbita de Plutón, proporcionando una primera línea de defensa contra los rayos cósmicos y las nubes interestelares que intentan entrar en nuestro espacio local. A pesar de que la heliosfera es enorme y, literalmente, llena el todo el cielo, no emite luz y nadie la ha podido “ver”.

Hasta ahora

La nave espacial de la NASA IBEX (Interstellar Boundary Explorer), ha logrado construir el primer mapa de la heliosfera y los resultados han sido tomados por sorpresa por los investigadores. Los mapas están atravesados por una brillante cinta de origen desconocido.

El mapa creado por la IBEX revela un filamento brillante de origen desconocido. Las marcas V1 y V2 indican las posiciones de la naves espaciales Voyager.

“Este es un nuevo resultado chocante”, dice el principal investigador del programa IBEX, Dave McComas, del Southwest Research Institute. “No teníamos idea de la existencia de esta cinta, ni tampoco de qué la ha creado. Nuestras anteriores ideas acerca de la heliosfera exterior va a tener que ser revisada”.

Aunque la cinta se ve brillante en el mapa del IBEX, en realidad no “brilla” en el sentido convencional. La cinta no es una fuente de luz, sino más bien una fuente de partículas, átomos neutros energéticos (ANE) que los sensores de la IBEX puede detectar, y que se producen en la heliosfera exterior donde el viento solar comienza a disminuir, y que se mezclan con la materia interestelar que procede del exterior del sistema solar.

“Esta cinta de de extraños vientos estaba presente entre las dos naves espaciales Voyager 1 y 2, pero éstas no fueron capaces de detectarla”, señala Eric Christian, científico de la misión IBEX. “Es como tener dos estaciones meteorológicas, pero no puede observar la gran tormenta que existe entre ellas”.

A diferencia de la nave espacial Voyager, que ha viajado durante décadas hasta llegar al borde del sistema solar sin parar de tomar muestras a su paso, la IBEX se quedó más cerca de nosostros. Está en la órbita de la Tierra, girando alrededor de los ANE y recogiendo información de todas las direcciones. Esto le permite al IBEX obtener la “gran imagen”, necesaria para descubrir en ella algo tan vasto como ha sido la misteriosa cinta.

La cinta tiene una estructura fina, son pequeños filamentos de las emisiones no más de unos pocos grados de ancho. Esa estructura fina resulta ser para los investigadores un misterio igual de grande que la propia existencia de la cinta.

Una pista importante: La cinta es perpendicular a la dirección del campo magnético galáctico justo fuera de la heliosfera, como se muestra en la ilustración de la derecha.

“Eso no puede ser una coincidencia”, dice McComas. Pero, ¿qué significa? Nadie lo sabe. “Nos falta algún aspecto fundamental de la interacción entre la heliosfera y el resto de la galaxia. Los teóricos están trabajando como locos para resolver esto”.

Entender la física de la heliosfera exterior es importante por el papel que desempeña en la protección del sistema solar contra los rayos cósmicos. El tamaño de la heliosfera y la forma son factores clave en la determinación de su poder protector y, por tanto, cómo muchos de los rayos cósmicos podrían alcanzar la Tierra. Por primera vez, el IBEX revela cómo la heliosfera podría responder cuando se tropieza con las nubes interestelares y los campos magnéticos galácticos.

“IBEX está haciendo un segundo mapa de todo el cielo, y estamos ansiosos por ver si la misteriosa cinta está cambiando”, dice McComas. “Mirando la cinta evolucionar –si es que está evolucionando– podría darnos más pistas”.

Fuente: NASA

La nave LADEE medirá en órbita lunar la tenue atmósfera de nuestro satélite, para conocer su estado natural antes de  que ésta se altere por el regreso de la actividad humana a la luna.

En este momento, la Luna es un planeta fantasma. Nada se mueve. Aquí y allá, un vehículo abandonado Apolo o un módulo polvoriento de aterrizaje lunar, permanecen como testimonio silencioso de la actividad humana del pasado. Sólo de vez en cuando los impactos de asteroides perturban décadas de largas temporadas de silencio profundo. Y este silencio se presenta a los científicos como una oportunidad importante.

Actualmente, la tenue atmósfera de la Luna está relativamente inalterada. Pero eso no será así por mucho tiempo. La NASA está planeando volver a la Luna, y la actividad humana levantará de nuevo el polvo lunar, expulsará gases de combustión de los cohetes, y liberará otras emisiones de gases  en la atmósfera. Debido a que la atmósfera de la luna es muy delgada, estas alteraciones podrían alterar rápidamente su composición natural.

Si los científicos desean conocer cómo es la atmósfera lunar en su estado, ahora es el momento de mirar, antes de que esos estados atmosféricos cambien por razón de la actividad humana. Así, los investigadores están construyendo una sonda llamada Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) para orbitar Luna y medir su atmósfera de forma precisa.

“Es importante que entendamos cómo es su estado natural antes de que haya demasiadas perturbaciones”, dice Anthony Colaprete del Ames Research Center en Moffett Field, de la NASA, California. “Es un sistema frágil. Es posible que sea difícil estudiarla una vez que los seres humanos lleguen a vivir y trabar en la Luna”.

Más que fina

En este momento usted podría estar pensando: “Espera un segundo. ¡Pensé que la Luna no tenía atmósfera!” Y sería correcto. La atmósfera de la Luna es tan tenue que es técnicamente considerada una exosfera, más que una atmósfera.

“No es una atmósfera corriente”, dice Colaprete. Por ejemplo, un centímetro cúbico de la atmósfera de la Tierra al nivel del mar contiene cerca de 100 billones de billones de moléculas. Ese mismo volumen de la exosfera de la Luna contiene sólo alrededor de 100 moléculas.

De hecho, es tan delgada que las moléculas en la exosfera lunar casi nunca chocan entre sí. En vez de rebotar constantemente entre sí para crear una cohesión, como ocurre en la atmósfera terrestre, en que las moléculas forman un enjambre. Las moléculas de la exosfera lunar se mueven libremente sin trabas, porque el espacio entre ellas es tan alto que no se rozan.

Y la extraño de la exosfera lunar no se detiene ahí. Durante la noche lunar, la exosfera lunar en su mayoría cae a la superficie. ¡Imagínense si nuestra atmósfera terrestre cayera al suelo por la noche! En la Luna, cuando regresa la luz del sol, el viento solar comienza a levantar las partículas de nuevo para reponer la exosfera.

En 1968, en muchas ocasiones, la nave Surveyor 7 de la NASA fotografió un extraño “brillo en el horizonte” después del anochecer. Los investigadores creen ahora que ese brillo es luz solar dispersada por polvo lunar cargado eléctricamente que flota sobre la superficie lunar.

Además, la luz solar ultravioleta intensa dispersa partículas de electrones en el suelo lunar, dando a las partículas una carga eléctrica que puede hacerlas levitar. Los campos eléctricos de estas partículas pueden levantarlas varios kilómetros hacia lo alto sobre la superficie, formando una parte importante de la exosfera.

Los astronautas lunares tendrán que vivir y trabajar en este entorno extraño, por lo que los científicos quieren tener la mejor imagen de la exosfera y sus comportamientos extraños. El polvo, levitando, puede entrar en el equipo, los trajes espaciales y las computadoras, causando daños y acortando su vida útil. De hecho, el polvo lunar ha hecho estragos en los trajes espaciales durante las misiones Apolo. Saber cuánta es la cantidad de polvo que flota en la exosfera y cómo se comporta, ayudará a los ingenieros a diseñar los equipos de las próximas misiones lunares.

Los espectrómetros y detectores de polvo de la LADEE permitirán medir las concentraciones de 18 sustancias químicas diferentes en la exosfera, incluidos el metano y vapor de agua. Estos sensores pueden documentar cómo los productos químicos pueden variar, tanto de un lugar a otro y con el tiempo.

Más allá del valor inherente de la comprensión científica sobre la composición química de la exosfera de la Luna, sabiendo cómo se mueven los productos químicos dentro de la exosfera podría ayudar a responder a una pregunta de gran interés para futuros habitantes humanos: ¿Cuántas reservas de agua helada conserva la Luna?

La evidencia sugiere que la Luna podría albergar agua helada en cráteres profundos y oscuros de sus polos. En la superficie lunar, la luz solar intensa sublima rápidamente cualquier hielo y los vapores escapan al espacio. Sin embargo, un cráter profundo y oscuro, con ausencia de luz solar, podría proporcionar un refugio seguro para el agua congelada.

Una idea popular es que los cometas de hielo han traído agua a la Luna en una serie de antiguos impactos. Pero hay un problema: Incluso si un cometa cayó en uno de esos oscuros cráteres polares por pura suerte, el calor del impacto evaporaría la mayoría de los hielos. Entonces, ¿cómo podrían haberse acumulado cantidades significativas de hielo?

La exosfera de la Luna podría ayudar

Supongamos que un cometa golpea la Luna y deja algunas moléculas de H2O en la superficie expuesta. El agua podría conservarse, en esencia, y alcanzar una zona segura. Las moléculas de agua podrían “saltar” a través de la superficie lunar para escapar de la exosfera. De esta forma el agua podría moverse hasta quedar retenida en alguno los oscuros cráteres polares, donde no se recibe el sol y así acumularse en forma de agua helada.

Los datos de LADEE deberían mostrar si el proceso de este “salto” funciona de alguna manera, y así se explicaría cómo el hielo de un cometa termina encontrado su camino hacia los cráteres que están situados en zonas oscuras. “Podemos estimar la probabilidad de que el agua en la Luna tiene su origen en los cometas”, dice Colaprete.

Fuente: NASA

El planeta que acompañaba el 51 Pegasi fue el primero en ser descubierto orbitando alrededor de una estrella similar al Sol más allá de nuestro sistema solar.

En 1991, los nueve mundos de nuestro sistema solar eran los únicos planetas conocidos. Los astrónomos no creían que nuestro Sol fuera el único capaz de crear el medio ambiente adecuado para albergar vida sobre un planeta en todo el universo. Pero tampoco tenían evidencias de planetas fuera de nuestro sistema solar.

Las evidencias de la existencia de planetas fuera de nuestro Sistema Solar puede resultar complicado mediante sistemas ópticos (telescopios) debido a la extrema distancia que tratamos de explorar. En su defecto, se recurre a las ondas de radio, mediante radiotelescopios, que analizan las diferentes señales recibidas y se clasifican según sus características. Las señales reales recogidas en la Tierra pueden tratarse en muchos de los casos de emisiones que corresponden a estrellas que hace miles de años que desaparecieron, pero cuya energía sigue desplazándose a través del espacio durante miles de años luz.

¿Con qué rapidez cambian las cosas?

En 1991, los radioastrónomos detectaron los primeros planetas extrasolares orbitando una estrella pulsar en decadencia. Esta estrella se quedó abandonada tras la explosión de una supernova en la constelación de Virgo. El haz de la radiación del púlsar cambiaba ligeramente debido a la atracción gravitatoria de tres planetas que giraban alrededor de la estrella anfitriona, PSR B1257 +12. Aunque la letal radiación del púlsar no puede sostener la vida, fue el primer ejemplo de que una estrella como nuestro Sol puede producir planetas.

En 1995, astrónomos suizos encontraron otro candidato planetario extrasolar. Fue descubierto al señalarse una ligera perturbación en la posición de 51Pegaso, una estrella cercana a nuestra Galaxia. Esta estrella, que se encuentra en la constelación de Pegaso, es muy similar a nuestro Sol con respecto a su temperatura, tamaño, velocidad de rotación y la radiación que emite. El recién descubierto planeta en órbita 51 Peg tenía un tamaño comparable al de Júpiter o Saturno. Sin embargo, se situaba muy próximo a su estrella madre (se encontraba más cerca de su estrella, que Mercurio de nuestro propio Sol). Aunque no es un buen candidato para albergar vida, fue la primera evidencia de un planeta extrasolar orbitando alrededor de una estrella similar al Sol.

Desde entonces, más de 100 planetas se han encontrado en órbita alrededor de otras estrellas. Algunos de ellos están orbitando extremadamente cerca de su estrella madre como el sistema planetario de los 51 Peg, mientras que otros se encuentran a distancias comparables al de Marte o Júpiter con respecto a nuestro sistema solar.

Los planes para las búsquedas Continuación

El tamaño adecuado, la distancia adecuada, la temperatura adecuada: por fin tenemos la evidencia de la existencia de mundos extrasolares que pueden ser candidatos a planetas con vida también. Una búsqueda de las 1.000 estrellas más cercanas a nuestro Sol pueden revelar la existencia de planetas muy parecidos a la Tierra. “La tierra tipo”, los planetas más propicios para sostener la vida, deben ser cuerpos sólidos (a diferencia de los planetas gaseosos gigantes en nuestro sistema solar exterior), con masas de aproximadamente entre 0,5 a 10 masas terrestres. Estos planetas deben encontrarse a una distancia adecuada de su estrella madre, de manera que la temperatura del planeta y la presión atmosférica apoyen la existencia de agua líquida.

Los métodos directos para examinar las estrellas en nuestro alrededor más cercano, implicaría lala detección de la luz estelar reflejada por un planeta en órbita o tal vez por la radiación térmica emitida por el propio planeta. Ópticamente se refleja la luz, y la radiación térmica infrarroja podría ser analizada espectroscópicamente (siempre que los astrónomos pudieran detectar las débiles señales en medio de la poderosa radiación de su estrella) para presentar información sobre el tamaño, la reflectividad de la luz solar (albedo) y la temperatura de un planeta.

Los métodos indirectos de detección de planetas incluye las mediciones de las velocidades radiales de estrellas cercanas, las mediciones de las tasas de los pulsares, los cambios reales en la posición de una estrella sobre la base de atracción gravitacional de los planetas o los cambios en el brillo aparente de la estrella anfitriona. Cada uno de estos métodos pueden indicar la presencia de cuerpos externos orbitando alrededor de estrellas cercanas.

Fuente: NASA

En esta ilustración se muestra una selección de fotos de las lunas de nuestro sistema solar en sus correctos tamaños relativos entre sí y la Tierra.

Las lunas, también llamados satélites, se muestran en muchas formas, tamaños y tipos. Por lo general son cuerpos sólidos, y muy pocos tienen atmósfera. La mayoría de las lunas de los planetas se formaron probablemente a partir de las acumulaciones de gas y polvo que circulaban alrededor de los planetas del primigenio sistema solar.

Los astrónomos han encontrado al menos 145 satélites en órbita planetaria en nuestro sistema solar. Este número no incluye a las seis lunas de los planetas enanos, ni tampoco los pequeños satélites que orbitan algunos asteroides y otros objetos celestes. Otras 22 lunas están a la espera de ser confirmadas oficialmente su descubrimiento.

De los planetas terrestres (rocosos) del sistema solar interior, ni Mercurio ni Venus tienen lunas, la Tierra tiene una, Marte tiene sus dos pequeñas lunas. En el sistema solar exterior, los gigantes de gas Júpiter y Saturno y los gigantes de hielo Urano y Neptuno, tienen numerosas lunas que los orbitan. A medida que estos planetas crecieron en el sistema solar primitivo, fueron capaces de capturar objetos con sus grandes campos gravitatorios, de ahí esa gran cantidad de cuerpos orbitándolos.

La Luna de nuestro planeta probablemente se formó cuando un gran cuerpo del tamaño de Marte colisionó con la Tierra, expulsando una gran cantidad de material hacia la órbita del planeta. Escombros de la primitiva Tierra se habrían acumulado y formado el cuerpo de nuestro satélite. La Luna tiene alrededor de 4,5 millones de años (la edad en la cual se han datados las rocas lunares más antiguas de que se disponen). Doce astronautas norteamericanos desembarcaron en la Luna durante el programa Apolo de la NASA desde 1969 hasta 1972, transportando de vuelta muestras de rocas que han permitido un estudio más cercano y preciso de nuestro satélite.

Por lo general el término “luna” trae a la mente un objeto esférico, como se es la Luna de la Tierra. Sin embargo, las dos lunas de Marte, Fobos y Deimos, son diferentes. Si bien ambos tienen órbitas casi circulares y viajan próximos al plano ecuatorial del planeta, son desiguales y oscuras. La lenta órbita de Fobos podría aproximarlo a Marte y estrellarlo contra el planeta en 40 ó 50 millones de años. O también la gravedad del planeta podría romper a Fobos, creando un delgado anillo de materia orbitando alrededor de Marte.

Júpiter tiene 49 lunas conocidas (más de 13 están en espera de confirmación oficial), incluyendo la mayor luna del sistema solar, Ganímedes. Muchas de las lunas de Júpiter tienen órbitas muy elípticas, y con órbitas invertidas (al contrario que la rotación del planeta). Saturno, Urano y Neptuno también tienen algunas lunas irregulares, que orbitan lejos de sus respectivos planetas.

El satélite Pan es el responsable de una brecha en los anillos de Saturno

Saturno posee 53 lunas conocidas (más de 9 están en espera de confirmación oficial). Los trozos de hielo y rocas en los anillos de Saturno (y las partículas en los anillos de los otros planetas exteriores) no se consideran lunas, sin embargo, incrustados en los anillos de Saturno existen distintas lunas. Estas lunas ayudan a mantener los anillos en línea. La luna de Saturno Titán, el segundo más grande del sistema solar, es la única luna que posee una atmósfera densa.

En el reino de los gigantes de hielo, Urano tiene 27 lunas conocidas. Las lunas interiores parecen tener cerca de la mitad de agua helada, y la otra mitad de roca. Miranda es la más inusual, su aspecto como hecho a trozos muestra las cicatrices de los impactos de grandes masas rocosas.

La luna de Neptuno Tritón es tan grande como el planeta enano Plutón, y tiene su órbita invertida en comparación con la dirección de la rotación del planeta. Neptuno tiene 13 lunas conocidas.

La gran luna de Plutón Caronte es aproximadamente la mitad del tamaño del propio Plutón. Al igual que la Luna de la Tierra, Caronte podría haberse formado de los desechos resultantes de una colisión con Plutón en los orígenes de su historia. En 2005, los científicos utilizando el Telescopio Espacial Hubble para estudiar Plutón, encontraron dos pequeñas lunas adicionales. Estas lunas muy diminutas son Nix e Hydra, y están de dos a tres veces tan lejos de Plutón como de Caronte, y son aproximadamente unas 5.000 veces más pequeñas que Plutón. Eris, otro planeta enano aún más lejano que Plutón, tiene una pequeña luna llamada Dysnomia. Otro planeta enano, Haumea, tiene dos satélites, Hi’iaka y Namaka.

¿Cómo reciben sus nombres las lunas de nuestro Sistema Solar

La mayoría de las lunas de nuestro sistema solar llevan el nombre de personajes mitológicos de una amplia variedad de culturas. Urano es la excepción. Hay lunas que reciben sus nombres por referencias a obras de William Shakespeare o de Alexander Pope. A las lunas se le asignan nombres provisionales en forma de series y numeraciones, como S/2009 S1, que corresponde a un satélite descubierto en Saturno en 2009. Una vez que la Unión Astronómica Internacional confirma la existencia del planeta, entonces aprueba un nombre oficial.

Fechas importantes

• 1610: Galileo Galilei y Simon Marius descubre cuatro lunas independientes en órbita alrededor de Júpiter. Las lunas son conocidas como los satélites galileanos en honor a los descubrimientos de Galileo, que también confirmó la órbita solar de los planetas de nuestro sistema solar.
• 1877: Asaph Hall descubre las lunas de Marte Fobos y Deimos.
• 1969: El astronauta Neil Armstrong es el primero de 12 seres humanos en caminar por la superficie de la Luna.
• 1980: Los instrumentos de la nave Voyager 1 detectan datos característicos bajo la superficie de  la brumosa atmósfera de Titán, la luna más grande de Saturno.
• 2005: La Agencia Espacial Europea, consigue hacer aterrizar la sonda Huygens en la superficie de Titán. Es la primera nave espacial en alcanzar con éxito la superficie de una luna más allá de la Tierra.
• 2000-hasta el presente: Usando telescopios mejorados basados en tierra, observatorios orbitales como el Telescopio Espacial Hubble y observaciones de naves espaciales, los científicos consiguen descubrir nuevas lunas en nuestro sistema solar.

Fuente: NASA

La Nube de Oort es una inmensa nube esférica que rodea nuestro Sistema Solar. Se extiende alrededor de 30 billones de kilómetros del Sol, fue propuesto por primera vez en 1950 por el astrónomo holandés Jan Oort. La gran distancia a la que se encuentra la nube de Oort es considerada como el borde exterior del Sistema Solar; en el orbe del Sol termina la influencia de la física y la gravedad.

El diagrama compara el tamaño de la nube de Oort con las órbitas de Urano y Plutón.

La Nube de Oort contiene miles de millones de cuerpos helados en órbita solar. De vez en cuando, las estrellas alteran la órbita de uno de estos cuerpos, causando que se avengan hacia el sistema solar interior, como un cometa de periodo largo. Estos cometas tienen órbitas muy grandes y se observan en el sistema solar interior sólo una vez. En cambio, los cometas de periodo corto emplean menos de 200 años en órbita alrededor del Sol y viajan a lo largo del plano de la mayoría de la órbita de los planetas. Ellos vienen de una región más allá de Neptuno llamado el Cinturón de Kuiper, llamado así por el astrónomo Gerard Kuiper, que propuso su existencia en 1951.

Dentro de la nube, los cometas están típicamente a decenas de millones de kilómetros de distancia. Reciben el sol muy débilmente, por eso las estrellas y otras fuerzas pueden fácilmente cambiar sus órbitas, enviándolos hacia el sistema solar interior o hacia el espacio interestelar. Esto es especialmente cierto en cuanto a los cometas que se encuentran en los bordes exteriores de la nube de Oort.

Las fuerzas de marea y moleculares contribuyen también a influir en las órbitas de los cuerpos dentro de la nube de Oort. Una nube molecular gigante tiene mucha más masa que el sol. Se trata de una acumulación de hidrógeno frío que es la cuna de las estrellas y sistemas solares. Estos se encuentran entre si muy raramente, aproximadamente cada 300-500 millones de años, pero cuando eso sucede se pueden redistribuir los cometas violentamente dentro de la nube de Oort. La masa total de los cometas en la nube se estima en 40 veces la de la Tierra. Estas materias provienen de distintos lugares en el Sistema Solar, y de diferentes distancias del Sol, lo que explica la variadas composiciones químicas entre estos cometas.

Fuente: NASA