Titán Se Está Alejando Más Rápido de lo Que se Creía

Según datos de la nave espacial Cassini de la NASA, los científicos creen que Titán se aleja cien veces más rápido de lo que pensaban previamente, aproximadamente 11 centímetros por año. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Así como nuestra propia Luna se aleja un poco más de la Tierra cada año, otras lunas están haciendo lo mismo con sus planetas anfitriones. Cuando una luna orbita, su gravedad tira del planeta, causando un abultamiento temporal en el planeta a medida que pasa.

Con el tiempo, la energía creada por el abultamiento y la disminución se transfiere del planeta a la luna, empujándola más y más lejos. Nuestra Luna se aleja 3,8 centímetros de la Tierra cada año.

Los científicos pensaron que sabían la velocidad a la que la luna gigante Titán se alejaba de Saturno, pero recientemente hicieron un descubrimiento sorprendente: al usar datos de la nave espacial Cassini de la NASA, descubrieron que Titán se aleja cien veces más rápido de lo que pensaban previamente, aproximadamente 11 centímetros por año.

Los hallazgos pueden ayudar a abordar una pregunta antigua. Si bien los científicos saben que Saturno se formó hace 4.600 millones de años en los primeros días del sistema solar, existe una mayor incertidumbre acerca de cuándo se forman los anillos del planeta y su sistema de más de 80 lunas. Titán se encuentra actualmente a 1,2 millones de kilómetros de Saturno. La tasa revisada de su deriva sugiere que la luna se originó mucho más cerca de Saturno, lo que significaría que todo el sistema se expandió más rápido de lo que se creía anteriormente.

"Este resultado trae una nueva pieza importante del rompecabezas para la muy debatida cuestión de la edad del sistema de Saturno y cómo se formaron sus lunas", dijo Valery Lainey, autor principal del trabajo publicado el 8 de junio en Nature Astronomy. Realizó la investigación como científico en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California antes de unirse al Observatorio de París en la Universidad PSL.

Los hallazgos sobre la tasa de deriva de Titán también proporcionan una confirmación importante de una nueva teoría que explica y predice cómo los planetas afectan a las órbitas de sus lunas.

Durante los últimos 50 años, los científicos han aplicado las mismas fórmulas para estimar lo rápido que se desvía una luna de su planeta, una tasa que también se puede usar para determinar la edad de la luna. Esas fórmulas y las teorías clásicas en las que se basan se aplicaron a lunas grandes y pequeñas en todo el sistema solar. Las teorías suponían que en sistemas como el de Saturno, con docenas de lunas, las lunas exteriores como Titán migraron hacia afuera más lentamente que las lunas más cercanas porque están más lejos de la gravedad de su planeta anfitrión.

Hace cuatro años, el astrofísico teórico Jim Fuller, ahora de Caltech, publicó una investigación que revirtió esas teorías. La teoría de Fuller predijo que las lunas externas pueden migrar hacia afuera a una velocidad similar a las lunas internas porque se bloquean en un tipo diferente de patrón de órbita que se vincula con la oscilación particular de un planeta y las arroja hacia afuera.

"Las nuevas mediciones implican que este tipo de interacciones planeta-luna pueden ser más prominentes que las expectativas anteriores y que pueden aplicarse a muchos sistemas, como otros sistemas lunares planetarios, exoplanetas, aquellos que están fuera de nuestro sistema solar, e incluso sistemas estelares binarios, donde las estrellas se orbitan entre sí", dijo Fuller, coautor del nuevo artículo.

Para alcanzar sus resultados, los autores mapearon estrellas en el fondo de las imágenes de Cassini y rastrearon la posición de Titán. Para confirmar sus hallazgos, los compararon con un conjunto de datos independiente: datos de radiociencia recopilados por Cassini. Durante diez sobrevuelos cercanos entre 2006 y 2016, la nave espacial envió ondas de radio a la Tierra. Los científicos estudiaron cómo la frecuencia de la señal cambiaba por sus interacciones con su entorno para estimar cómo evolucionó la órbita de Titán.

"Al usar dos conjuntos de datos completamente diferentes, obtuvimos resultados que están totalmente de acuerdo, y también de acuerdo con la teoría de Jim Fuller, que predijo una migración mucho más rápida de Titán", dijo el coautor Paolo Tortora, de la Universidad de Bolonia en Italia. Tortora es miembro del equipo de Cassini Radio Science y trabajó en la investigación con el apoyo de la Agencia Espacial Italiana.

Fuentes: NASA en Español

La misión InSight confirma que en Marte se producen terremotos

Fotografía reciente del lander o aterrizador InSight sobre la superficie de Marte. En ella se aprecian los dos booms blanquecinos (destacan sobre los paneles solares) que conforman el instrumento TWINS. / NASA/JPL-Caltech

Las medidas que ha tomado el aterrizador InSight de la NASA en el subsuelo de Marte durante sus primeros diez meses de operación han registrado 174 eventos sísmicos, algunos casi de magnitud 4. El epicentro de los más intensos parece estar en una región con fallas y flujos volcánicos situada a 1.600 km de la nave.

En los años 70 del siglo pasado, las dos sondas Viking que la NASA mandó a Marte midieron, mediante un lander o aterrizador, la actividad sísmica marciana. De esta forma se registraron algunas señales que se atribuyeron a terremotos, pero algunos científicos lo pusieron en duda. En aquel momento, quedaron como datos ambiguos y nada concluyentes.

“Pero ahora sí, la misión InSight –también de la NASA– ha registrado en Marte, sin lugar a dudas, movimientos sísmicos de origen tectónico, y similares a los que se producen en la Tierra o en La luna”, destaca a Sinc el investigador José Antonio Rodríguez Manfredi del Centro de Astrobiología (CAB, centro mixto INTA-CSIC).

Durante sus primeros 10 meses de operación, InSight ha registrado 174 eventos sísmicos en Marte, algunos casi de magnitud 4

“Hasta ahora se pensaba que los sismos que se podían producir en Marte no eran como los terrestres, y que se debían a un enfriamiento lento del planeta a lo largo del tiempo, lo que ocasionaba fracturas en la superficie –añade–. Con estos resultados de InSight se puede concluir que sí hay un origen tectónico en estos sismos, al ser los espectros obtenidos compatibles con los que medimos en nuestro planeta”.

Rodríguez Manfredi es coautor de tres de los cinco artículos que publica este lunes la revista Nature Geoscience con los resultados sismográficos y atmosféricos recogidos por InSight (del inglés, Interior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) en sus primeros diez meses de operación.

Un lander con sismógrafos y sensores

Este lander aterrizó el 26 de noviembre de 2018 en la llamada Elysium Planitia del planeta rojo y cuenta con un sismómetro, dos cámaras, sensores de presión atmosférica, temperatura y viento, un magnetómetro y un radiómetro. Su objetivo es determinar la composición y estructura interior de Marte, así como el estado térmico, la sismicidad y la tasa de creación de cráteres de impacto actuales.

El sismómetro SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure, o Experimento sísmico para la estructura interior) tiene por objetivo detectar, discriminar y caracterizar la actividad sísmica local de Marte. Este instrumento comenzó a realizar sus medidas 72 soles (días marcianos) después del aterrizaje y los datos obtenidos en los primeros 168 soles, hasta el 31 de julio de 2019, han confirmado que es un planeta activo sísmicamente.

El origen de algunos de los 'martemotos' más intensos parece estar en Cerberus Fossae, una zona con fallas y flujos volcánicos situada a 1.600 km de la nave

En este primer periodo de medición se han detectado en total 174 eventos sísmicos, incluyendo al menos 20 de ellos con magnitudes de momento (una medida de la intensidad de los sismos) comprendidas entre 3 y 4, tanto a nivel local, como a distancias tan lejanas como Cerberus Fossae, a unos 1.600 km al este del lugar donde se halla InSight. 

“Esa zona contiene fallas, flujos volcánicos y evidencias de agua líquida en el pasado (2-10 millones de años)”, apunta Rodríguez Manfredi.

El investigador aclara que, de momento, los movimientos sísmicos detectados en Marte son de intensidad baja y media: “Todavía no se han registrado terremotos marcianos de alta intensidad. El porqué de esta distribución se está estudiado en la actualidad”.

Análisis de la atmósfera marciana

Además del estudio de los ‘martemotos’, lnSight también ha analizado la atmósfera del planeta rojo, diferente a la de la Tierra: es tenue y delgada, aunque rica en aerosoles de polvo, y cubre una superficie seca. Por este motivo, su estudio in situ permite a los científicos ampliar su conocimiento sobre las atmósferas planetarias.

La misión InSight cuenta con un conjunto de sensores meteorológicos denominado Subsistema Auxiliar de la Carga Útil (APSS, en inglés), que incluye el sensor de presión (PS, Pressure Sensor) y el magnetómetro (IFG, FluxGate Magnetometer) en el interior del módulo de aterrizaje; y dos sensores meteorológicos en la cubierta superior, cada uno de ellos con sensores de velocidad y dirección del viento (TWINS, proporcionados por el CAB), y de temperatura del aire.

Un campo magnético sorprendente

Por su parte, las medidas del magnetómetro indican que el campo magnético local, considerado el resto de un antiguo campo magnético global, resulta ser diez veces más intenso que las estimaciones proporcionadas por los satélites en órbita, lo que constituye una sorpresa para los investigadores y requerirá futuras investigaciones.

APSS permite medir el tiempo meteorológico con una continuidad, precisión y frecuencia de muestreo sin precedentes, midiendo los procesos a escala local, regional e incluso global. A escala local, esta pormenorizada caracterización está permitiendo estudiar la turbulencia atmosférica con un nivel de sensibilidad altísimo, lo cual ayudará no solo en la comprensión del comportamiento de la atmósfera marciana, sino también para alimentar y mejorar los modelos meteorológicos mesoscalares marcianos.

Los sensores de temperatura y viento (TWINS) de esta misión los ha proporcionado por el Centro de Astrobiología desde España

 

Aunque inicialmente se esperaba que Homestead Hollow (el nombre que ha recibido la zona de Elysium Planitia donde aterrizó InSight) fuera una zona ideal para la generación por el día de remolinos de polvo conocidos como dust devils. Sin embargo, aunque se han registrado multitud de caídas de presión, no se ha detectado ningún dust devil, su contrapartida óptica.

Para los estudios que se están llevando a cabo en base a esos datos, se plantean dos hipótesis: o bien en el suelo no hay suficiente polvo para ser inyectado en los pequeños torbellinos y formar así los ‘dust devils’; o se ha dado la mala fortuna de tomar las imágenes cuando estos no pasaban por delante de las cámaras.

Fenómenos nocturnos turbulentos

Durante la noche se han observado también fenómenos turbulentos que no pueden ser producidos por ascensos de masas de aire calentadas por el Sol. Una hipótesis que se baraja es que esa turbulencia nocturna es de origen mecánico, es decir, la gran inversión térmica nocturna hace que la capa atmosférica más pegada al suelo se desacople de este, produciendo un gradiente de velocidad de viento a diferentes alturas que desencadena la turbulencia observada durante la noche.

En la escala regional se han detectado vientos de ladera procedentes del Monte Elysium, al noroeste, y de la dicotomía marciana, al sur, con sus correspondientes ondas de gravedad asociadas. El estudio del patrón de vientos medido por TWINS ayudará a complementar la caracterización parcial del patrón medido por el instrumento REMS del rover Curiosity en el cráter Gale, dado que el sensor de viento de este instrumento sufrió daños severos durante el aterrizaje de Curiosity, y solo pudo ser utilizado de forma parcial después del desarrollo de algoritmos específicos que mitigaran este problema.

Finalmente, en la escala global, la alta sensibilidad en las medidas de presión en la zona de aterrizaje ha permitido identificar frentes de inestabilidad producidos a grandes distancias en latitudes medias. Las futuras observaciones de la atmósfera de Marte realizadas por InSight serán clave para mejorar las capacidades de predicción y la exploración futuras.

"Quedan muchos retos por delante", apunta Rodríguez Manfredi, que comenta: "Desde el punto de vista geofísico, cuando otros instrumentos (RISE y HP3) del lander obtengan sus primeras conclusiones, podremos conocer mucho mejor la dinámica de rotación y, por tanto, las propiedades del núcleo profundo; así como el flujo de calor y la dinámica del interior del planeta, como perspectivas complementarias a las ofrecidas por el sismógrafo SEIS".

Fuentes: SINC

Una nave entra por primera vez en el Sol

La sonda'Parker' se zambulle en la atmósfera solar, un ambiente a un millón de grados dominado por vientos de 150 kilómetros por segundo

Por primera vez en la historia una nave espacial ha entrado en la atmósfera del Sol y ha sobrevivido para contarlo. Hoy se publican los primeros resultados científicos recogidos por la sonda solar Parker de la NASA durante sus dos primeros acercamientos al astro. Los datos desvelan una estrella mucho más violenta y enigmática de lo que se pensaba.

La principal misión de la sonda Parker es entender por qué las capas más superficiales de la atmósfera solar, la corona, pueden alcanzar temperaturas de un millón de grados mientras que mucho más adentro, en la superficie, solo hay unos 5.000 grados. Resolver este enigma es esencial para entender el comportamiento de la estrella y su viento solar, una oleada de partículas subatómicas cargadas que escupe en todas direcciones. Las tormentas solares pueden ser una amenaza para los astronautas y causar importantes daños en el tendido eléctrico y las comunicaciones por satélite.

La sonda ha explorado la zona a unos 24 millones de kilómetros de la superficie, seis veces más cerca de lo que la Tierra está del Sol. La nave sigue una órbita muy apaisada de modo que, tras acercarse al máximo al Sol, se aleja hasta llegar más allá de Venus, el segundo planeta más cercano al astro. Además va armada con un escudo térmico que siempre da la cara al Sol y que es capaz de soportar temperaturas de 1.400 grados. Al otro lado de esta coraza los instrumentos científicos se mantienen a unos 30 grados.

El escudo térmico de la Parker, hecho de carbono y con un grosor de 11 centímetros y medio. NASA

Los primeros resultados de la misión se publican hoy en cuatro estudios en la revista científica Nature. Uno de ellos demuestra que el flujo de partículas es mucho más rápido de lo que se había observado. “Hemos visto que el viento solar avanza formando enormes olas que, en cuestión de minutos, duplican su velocidad llegando hasta los 150 kilómetros por segundo”, explica Justin Kasper, físico de la Universidad de Michigan y coautor de varios de los estudios publicados hoy. “Es algo nunca visto hasta ahora”, resalta el investigador.

Trayectoria y posición actual de la sonda Parker 

Fuente: NASA, parkersolarprobe.jhuapl.edu 
EL PAÍS 


Las ráfagas de viento solar “vienen en grupos y parecen tener una estructura coherente”, explica Kasper. 

Según su equipo, estos patrones pueden deberse a que el Sol genera un campo magnético que marca el camino que siguen las partículas y las acelera. Esta especie de autopista tiene forma de s, de forma que los electrones y protones cargados no viajan en línea recta, sino haciendo eses en su cada vez más rápido camino hacia la Tierra.

Al igual que la atmósfera terrestre, el plasma de partículas cargadas de la corona solar gira en el mismo sentido que la estrella. En teoría, la velocidad de rotación debería ir disminuyendo a medida que el plasma se aleja de la superficie, pero los datos de la Parker muestran que, en las capas más superficiales de la corona, el plasma va “unas 20 veces más rápido de lo que debería según las predicciones”, explica Kasper. Por el momento no hay muchas respuestas sobre los fenómenos observados, reconoce el físico, pero sí la esperanza de que en los próximos años se consigan entender, incluso predecir. 

“Estamos hablando de una zona del sistema solar que nunca se había explorado así que, solo por eso, estos estudios suponen un hito”, resalta Javier Rodríguez-Pacheco, científico destacado de la misión Solar Orbiter (SolO) de la Agencia Espacial Europea y miembro del equipo de coordinación con la misión de la NASA. En algo más de un mes la sonda Parker usará la gravedad de Venus para zambullirse más profundamente en la atmósfera del Sol. Irá cerrando su órbita hasta alcanzar dentro de cinco años su máxima cercanía, a unos 6,9 millones de kilómetros de la superficie. Para entonces, a sus observaciones se habrán sumado las de Solar Orbiter, una misión con muchos más instrumentos que se lanza en febrero del año próximo y que observará el Sol a una distancia de unos 42 millones de kilómetros. 

Para Rodríguez es demasiado pronto para saber si lo observado por la sonda Parker es la norma o un fenómeno puntual, algo que se confirmará primero durante las próximas órbitas solares y después con las observaciones de la misión Solar Orbiter. La sonda europea será la primera en observar los polos del astro, invisibles desde la Tierra y que son claves para entender los ciclos solares de actividad magnética, que duran unos 11 años. Con los datos que recojan estas dos naves se podrá tal vez empezar a explicar el misterio de nuestra estrella y el de millones de astros como ella.

Fuentes: El Pais

Científicos de la NASA Confirman la Existencia de Vapor de Agua en Europa

A la izquierda, una vista de Europa tomada desde 2,9 millones de kilómetros de distancia el 2 de Marzo de 1979 por la nave espacial Voyager 1. A continuación se muestra una imagen en color de Europa tomada por la nave espacial Voyager 2 durante su encuentro cercano el 9 de Julio de 1979. A la derecha hay una vista de Europa hecha a partir de imágenes tomadas por la nave espacial Galileo a fines de la década de 1990. Crédito de la imagen: NASA/JPL

Hace cuarenta años, una nave espacial Voyager tomó las primeras imágenes de primer plano de Europa, una de las 79 lunas de Júpiter. Estas revelaron grietas marrones que cortan la superficie helada de la luna, lo que le da a Europa la apariencia de un globo ocular venoso. Las misiones al sistema solar exterior en las décadas posteriores han acumulado suficiente información adicional sobre Europa para convertirlo en un objetivo prioritario de investigación en la búsqueda de vida de la NASA.

Lo que hace que esta luna sea tan atractiva es la posibilidad de que posea todos los ingredientes necesarios para la vida. Los científicos tienen evidencias de que uno de estos ingredientes, el agua líquida, está presente debajo de la superficie helada y que a veces puede irrumpir en el espacio en enormes géiseres. Pero nadie ha podido confirmar la presencia de agua en estos penachos midiendo directamente la propia molécula de agua. Ahora, un equipo de investigación internacional dirigido por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, ha detectado el vapor de agua por primera vez sobre la superficie de Europa. El equipo midió el vapor mirando a Europa a través de uno de los telescopios más grandes del mundo en Hawai.

Confirmar que hay vapor de agua en Europa ayuda a los científicos a comprender mejor el funcionamiento interno de la luna. Por ejemplo, ayuda a apoyar una idea, en la que los científicos confían, de que hay un océano de agua líquida, posiblemente el doble de grande que el de la Tierra, que se derrama debajo de la capa de hielo de esta luna de kilómetros de espesor. Algunos científicos sospechan que otra fuente de agua para los penachos podría ser depósitos poco profundos de hielo de agua derretida no muy por debajo de la superficie de Europa. También es posible que el fuerte campo de radiación de Júpiter esté eliminando partículas de agua de la capa de hielo de Europa, aunque la investigación reciente argumentó en contra de este mecanismo como la fuente del agua observada.

“Elementos químicos esenciales (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre) y fuentes de energía, dos de los tres requisitos para la vida, se encuentran en todo el sistema solar. Pero el tercero, el agua líquida, es algo difícil de encontrar más allá de la Tierra ", dijo Lucas Paganini, científico planetario de la NASA que dirigió la investigación de detección de agua. "Si bien los científicos aún no han detectado el agua líquida directamente, hemos encontrado la siguiente mejor opción: el agua en forma de vapor".

Paganini y su equipo detectaron suficiente liberación de agua de Europa (2.360 kilogramos, por segundo) para llenar una piscina olímpica en cuestión de minutos. Sin embargo, los científicos también descubrieron que el agua aparece con poca frecuencia, al menos en cantidades lo suficientemente grandes como para detectarla desde la Tierra, dijo Paganini: “Para mí, lo interesante de este trabajo no es solo la primera detección directa de agua sobre Europa, sino también la falta de ella dentro de los límites de nuestro método de detección ".

De hecho, el equipo de Paganini detectó una señal débil pero distinta de vapor de agua solo una vez durante 17 noches de observaciones entre 2016 y 2017. Al observar la luna desde el Observatorio WM Keck en la cima del volcán inactivo Mauna Kea en Hawai, los científicos vieron moléculas de agua en el hemisferio principal de Europa, o el lado de la luna que siempre está orientado en la dirección de la órbita de la luna alrededor de Júpiter. (Europa, como la luna de la Tierra, está gravitacionalmente bloqueada por su planeta anfitrión, por lo que el hemisferio principal siempre mira hacia la dirección de la órbita, mientras que el hemisferio posterior siempre mira hacia la dirección opuesta).

Utilizaron un espectrógrafo en el Observatorio Keck que mide la composición química de las atmósferas planetarias a través de la luz infrarroja que emiten o absorben. Las moléculas como el agua emiten frecuencias específicas de luz infrarroja a medida que interactúan con la radiación solar.

"Esta primera identificación directa del vapor de agua en Europa es una confirmación crítica de nuestras detecciones originales de especies atómicas, y destaca la aparente escasez de grandes columnas en este mundo helado", dijo Lorenz Roth, astrónomo y físico del KTH Royal Institute of Technology en Estocolmo.

La investigación de Roth, junto con otros hallazgos previos de Europa, solo han medido componentes del agua sobre la superficie. El problema es que detectar vapor de agua en otros mundos es un desafío. Las naves espaciales existentes tienen capacidades limitadas para detectarlo, y los científicos que usan telescopios terrestres para buscar agua en el espacio profundo deben tener en cuenta el efecto distorsionador del agua en la atmósfera de la Tierra. Para minimizar este efecto, el equipo de Paganini utilizó modelos matemáticos y computacionales complejos para simular las condiciones de la atmósfera de la Tierra para poder diferenciar el agua atmosférica de la Tierra de los datos de Europa devueltos por el espectrógrafo Keck.

"Realizamos diligentes controles de seguridad para eliminar posibles contaminantes en observaciones terrestres", dijo Avi Mandell, científico planetario de Goddard en el equipo de Paganini. "Pero, eventualmente, tendremos que acercarnos a Europa para ver qué está pasando realmente".

Los científicos pronto podrán acercarse lo suficiente a Europa para resolver sus preguntas persistentes sobre el funcionamiento interno y externo de este mundo posiblemente habitable. La próxima misión Europa Clipper, que se lanzará a mediados de la década de 2020, completará medio siglo de descubrimiento científico que comenzó con una foto modesta de un globo ocular misterioso y venoso.

Water Vapor Plumes on Europa

Cuando llegue a Europa, el orbitador Clipper realizará un estudio detallado de la superficie de Europa, el interior profundo, la atmósfera delgada, el océano subsuperficial y los respiraderos activos potencialmente incluso más pequeños. Clipper intentará tomar imágenes de cualquier penacho y tomar muestras de las moléculas que encuentra en la atmósfera con sus espectrómetros de masas. También buscará un sitio fructífero del que un futuro módulo de aterrizaje pueda recolectar una muestra. Estos esfuerzos deberían desbloquear aún más los secretos de Europa y su potencial para la vida.

Fuentes: Nasa en Español, NASA Goddard

Voyager 2 Ilumina la Frontera del Espacio Interestelar

Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Hace un año, el 5 de Noviembre de 2018, la Voyager 2 de la NASA se convirtió en la segunda nave espacial de la historia en abandonar la heliosfera: la burbuja protectora de partículas y campos magnéticos creados por nuestro Sol. A una distancia de aproximadamente 18.000 millones de kilómetros de la Tierra, mucho más allá de la órbita de Plutón, la Voyager 2 había ingresado al espacio interestelar, o la región entre las estrellas. Hoy, cinco nuevos trabajos de investigación en la revista Nature Astronomy describen lo que los científicos observaron durante y desde el histórico cruce de Voyager 2.

Cada artículo detalla los resultados de uno de los cinco instrumentos científicos operativos de la Voyager 2: un sensor de campo magnético, dos instrumentos para detectar partículas energéticas en diferentes rangos de energía y dos instrumentos para estudiar el plasma (un gas compuesto de partículas cargadas). Tomados en conjunto, los hallazgos ayudan a pintar una imagen de esta costa cósmica, donde termina el entorno creado por nuestro Sol y comienza el vasto océano del espacio interestelar.

La heliosfera del Sol es como un barco que navega por el espacio interestelar. Tanto la heliosfera como el espacio interestelar están llenos de plasma. El plasma dentro de la heliosfera es caliente y escaso, mientras que el plasma en el espacio interestelar es más frío y más denso. El espacio entre las estrellas también contiene rayos cósmicos, o partículas aceleradas por estrellas en explosión. La Voyager 1 descubrió que la heliosfera protege a la Tierra y a los otros planetas de más del 70% de esa radiación.

Cuando la Voyager 2 salió de la heliosfera el año pasado, los científicos anunciaron que sus dos detectores de partículas energéticas notaron cambios dramáticos: la tasa de partículas heliosféricas detectadas por los instrumentos se desplomó, mientras que la tasa de rayos cósmicos (que generalmente tienen energías más altas que las partículas heliosféricas) aumentó dramáticamente y se mantuvo alta. Los cambios confirmaron que la sonda había entrado en una nueva región del espacio.

Antes de que la Voyager 1 llegara al borde de la heliosfera en 2012, los científicos no sabían exactamente qué tan lejos estaba este límite del Sol. Las dos sondas salieron de la heliosfera en diferentes lugares y también en diferentes momentos en el ciclo solar de aproximadamente 11 años que se repite constantemente, en el transcurso del cual el Sol atraviesa un período de alta y baja actividad. Los científicos esperaban que el borde de la heliosfera, llamada heliopausa, pueda moverse a medida que cambia la actividad del Sol, algo así como un pulmón expandiéndose y contrayéndose con la respiración. Esto fue consistente con el hecho de que las dos sondas encontraron la heliopausa a diferentes distancias del Sol.

Los nuevos documentos ahora confirman que la Voyager 2 aún no se encuentra en el espacio interestelar sin perturbaciones: al igual que su gemela, la Voyager 1, la Voyager 2 parece estar en una región de transición perturbada más allá de la heliosfera.

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"Las sondas Voyager nos muestran cómo nuestro Sol interactúa con las cosas que llenan la mayor parte del espacio entre las estrellas en la galaxia de la Vía Láctea", dijo Ed Stone, científico del proyecto Voyager y profesor de física en Caltech. "Sin estos nuevos datos de la Voyager 2, no sabríamos si lo que estábamos viendo con la Voyager 1 era característico de toda la heliosfera o específico solo de la ubicación y la hora en que se cruzó".

Las dos naves espaciales Voyager ahora han confirmado que el plasma en el espacio interestelar local es significativamente más denso que el plasma dentro de la heliosfera, como esperaban los científicos. La Voyager 2 ahora también midió la temperatura del plasma en el espacio interestelar cercano y confirmó que es más frío que el plasma dentro de la heliosfera.

En 2012, la Voyager 1 observó una densidad de plasma ligeramente superior a la esperada justo fuera de la heliosfera, lo que indica que el plasma está algo comprimido. La Voyager 2 observó que el plasma fuera de la heliosfera es ligeramente más cálido de lo esperado, lo que también podría indicar que se está comprimiendo. (El plasma exterior está aún más frío que el plasma interno). La Voyager 2 también observó un ligero aumento en la densidad del plasma justo antes de salir de la heliosfera, lo que indica que el plasma está comprimido alrededor del borde interior de la burbuja. Pero los científicos aún no entienden completamente qué está causando la compresión en ambos lados.

Si la heliosfera es como un barco que navega por el espacio interestelar, parece que el casco tiene alguna fuga. Uno de los instrumentos de partículas de la Voyager mostró que un goteo de partículas del interior de la heliosfera se desliza a través del límite hacia el espacio interestelar. La Voyager 1 salió cerca del "frente" de la heliosfera, en relación con el movimiento de la burbuja a través del espacio. La Voyager 2, por otro lado, se encuentra más cerca del flanco, y esta región parece ser más porosa que la región donde se encuentra la Voyager 1.

Una observación del instrumento del campo magnético de la Voyager 2 confirma un resultado sorprendente de la Voyager 1: el campo magnético en la región más allá de la heliopausa es paralelo al campo magnético dentro de la heliosfera. Con la Voyager 1, los científicos solo tenían una muestra de estos campos magnéticos y no podían decir con certeza si la alineación aparente era característica de toda la región exterior o solo una coincidencia. Las observaciones del magnetómetro de la Voyager 2 confirman el hallazgo de la Voyager 1 e indican que los dos campos se alinean, según Stone.

Las sondas Voyager se lanzaron en 1977, y ambas volaron junto a Júpiter y Saturno. La Voyager 2 cambió de rumbo en Saturno para volar por Urano y Neptuno, realizando los únicos sobrevuelos cercanos de esos planetas en la historia. Las sondas Voyager completaron su Gran Recorrido por los planetas y comenzaron su Misión Interestelar para alcanzar la heliopausa en 1989. La Voyager 1, la más rápida de las dos sondas, se encuentra actualmente a más de 22.000 millones de kilómetros del Sol, mientras que la Voyager 2 está a 18.200 millones de kilómetros del Sol. La luz tarda aproximadamente 16,5 horas en viajar de la Voyager 2 a la Tierra. En comparación, la luz que viaja desde el Sol tarda unos ocho minutos en llegar a la Tierra.

Fuentes: NASA en Español

Curiosity Trata de Resolver el Misterio del Oxígeno en Marte

Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Por primera vez en la historia de la exploración espacial, científicos han medido los cambios estacionales en los gases que llenan el aire sobre la superficie del cráter Gale en Marte. Como resultado, notaron algo desconcertante: el oxígeno, el gas que muchas criaturas terrestres usan para respirar, se comporta de una manera que hasta ahora los científicos no pueden explicar a través de ningún proceso químico conocido.

En el transcurso de tres años de Marte (o casi seis años terrestres) el instrumento (SAM) Análisis de Muestras en Marte dentro del rover Curiosity de la NASA inhaló el aire del Cráter Gale y analizó su composición. Los resultados confirmaron la composición de la atmósfera marciana en la superficie: 95% en volumen de dióxido de carbono (CO2), 2,6% de nitrógeno molecular (N2), 1,9% de argón (Ar), 0,16% de oxígeno molecular (O2), y 0,06% de monóxido de carbono (CO). También revelaron cómo las moléculas en el aire marciano se mezclan y circulan con los cambios en la presión del aire durante todo el año. Estos cambios son causados cuando el gas CO2 se congela sobre los polos en el invierno, bajando así la presión del aire en todo el planeta tras la redistribución del aire para mantener el equilibrio de la presión. Cuando el CO2 se evapora en la primavera y el verano y se mezcla en Marte, aumenta la presión del aire.

Dentro de este entorno, los científicos descubrieron que el nitrógeno y el argón siguen un patrón estacional predecible, aumentando y disminuyendo en concentración en Gale durante todo el año en relación con la cantidad de CO2 en el aire. Esperaban que el oxígeno hiciera lo mismo. Pero no fue así. En cambio, la cantidad de gas en el aire aumentó durante la primavera y el verano hasta un 30%, y luego volvió a caer a los niveles pronosticados por la química conocida en otoño. Este patrón se repetía cada primavera, aunque la cantidad de oxígeno agregado a la atmósfera variaba, lo que implicaba que algo lo estaba produciendo y luego lo retiraba.

Tan pronto como los científicos descubrieron el enigma del oxígeno, los expertos de Marte se pusieron a trabajar tratando de explicarlo. Primero verificaron doble y triplemente la precisión del instrumento SAM que utilizaron para medir los gases: el espectrómetro de masas cuádruplo. El instrumento estaba bien. Consideraron la posibilidad de que las moléculas de CO2 o agua (H2O) pudieran haber liberado oxígeno cuando se separaron en la atmósfera, lo que provocó un aumento de corta duración. Pero se necesitaría cinco veces más agua sobre Marte para producir el oxígeno extra, y el CO2 se descompone demasiado lentamente para generarlo en tan poco tiempo. ¿Qué pasa con la disminución de oxígeno? ¿Podría la radiación solar haber descompuesto las moléculas de oxígeno en dos átomos que volaron al espacio? No, concluyeron los científicos, ya que llevaría al menos 10 años para que el oxígeno desapareciese a través de este proceso.

"Estamos luchando por explicar esto", dijo Melissa Trainer, científica planetaria del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que dirigió esta investigación. "El hecho de que el comportamiento del oxígeno no sea perfectamente repetible cada estación nos hace pensar que no es un problema que tenga que ver con la dinámica atmosférica. Tiene que ser una fuente química y un sumidero que aún no podemos explicar".

Con los nuevos hallazgos de oxígeno en la mano, el equipo de Trainer se pregunta si una química similar a la que impulsa las variaciones estacionales naturales del metano también puede impulsar el oxígeno. Al menos ocasionalmente, los dos gases parecen fluctuar conjuntamente.

"Estamos comenzando a ver esta correlación tentadora entre el metano y el oxígeno durante una buena parte del año de Marte", dijo Atreya. "Creo que hay algo en eso. Simplemente no tengo las respuestas todavía. Nadie las tiene".

Fuentes: NASA en Español

Dos Lunas de Neptuno Protagonizan un "Baile de Evasión"

Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Incluso para los estándares extremos del sistema solar exterior, las dos lunas más internas de Neptuno presentan unas extrañas órbitas entrecruzadas que no tienen precedentes.

Los expertos en dinámica orbital lo llaman un "baile de evasión" realizado por las pequeñas lunas Naiad y Thalassa. Los dos son verdaderos socios, orbitando a solo 1.850 kilómetros de distancia. Pero nunca se acercan tanto; la órbita de Naiad está inclinada y perfectamente sincronizada. Cada vez que pasa a Thalassa de con un movimiento más lento, las dos están separadas por unas 3.540 kilómetros.

En esta coreografía perpetua, Naiad gira alrededor del gigante de hielo cada siete horas, mientras que Thalassa, en la pista exterior, tarda siete horas y media. Un observador sentado en Thalassa vería a Naiad en una órbita que varía enormemente en un patrón de zigzag, pasando dos veces desde arriba y luego dos veces desde abajo. Este patrón de arriba, arriba, abajo, abajo se repite cada vez que Naiad da cuatro vueltas sobre Thalassa.

Aunque el baile puede parecer extraño, mantiene las órbitas estables, dijeron los investigadores.


Neptune Moon Dance (animation)
"Nos referimos a este patrón repetitivo como una resonancia", dijo Marina Brozovic, experta en dinámica del sistema solar en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "Hay muchos tipos diferentes de 'bailes' que los planetas, las lunas y los asteroides pueden seguir, pero este nunca se había visto antes".

Lejos de la atracción del Sol, los planetas gigantes del sistema solar exterior son las fuentes dominantes de gravedad, y colectivamente, cuentan con docenas y docenas de lunas. Algunas de esas lunas se formaron junto a sus planetas y nunca fueron a ninguna parte; otras fueron capturadas más tarde y luego encerradas en órbitas dictadas por sus planetas. Algunas orbitan en la dirección opuesta a la que giran sus planetas; otras intercambian órbitas entre sí como para evitar una colisión.

Neptuno tiene 14 lunas confirmadas. Neso, la más alejada, orbita en un circuito elíptico que la lleva a casi 74 millones de kilómetros del planeta y tarda 27 años en completarse.

Naiad y Thalassa son pequeñas y tienen la forma de Tic Tacs, que abarcan solo 100 kilómetros de longitud. Son dos de las siete lunas internas de Neptuno, parte de un sistema muy compacto que se entrelaza con anillos débiles.
Entonces, ¿cómo terminaron juntas, pero separadas? Se cree que el sistema satelital original se alteró cuando Neptuno capturó su luna gigante, Tritón, y que estas lunas y anillos internos se formaron a partir de los restos sobrantes.

"Sospechamos que Naiad fue pateada a su órbita inclinada por una interacción anterior con una de las otras lunas internas de Neptuno", dijo Brozovic. "Solo más tarde, después de que se estableciera su inclinación orbital, Naiad podría establecerse en esta resonancia inusual con Thalassa".

Brozovic y sus colegas descubrieron el patrón orbital inusual utilizando el análisis de las observaciones del telescopio espacial Hubble de la NASA. El trabajo también proporciona la primera pista sobre la composición interna de las lunas internas de Neptuno. Los investigadores utilizaron las observaciones para calcular su masa y, por lo tanto, sus densidades, que estaban cerca de la del hielo de agua.

Fuentes: NASA en Español, NASA Jet Propulsion Laboratory