Ventana al Espacio (LXIX)

Los Pilares de la Creación (en M16), desde el Hubble.

Sorprendente Encélado

Era la noche del 28 de agosto de 1789 en Inglaterra, y William Herschel estaba deseoso de usar su nuevo telescopio, un ejemplar de 1.2 metros de diámetro, entonces el mayor del mundo. Se puso a observar, y apuntó a Saturno. Dadas sus dimensiones, era capaz de registrar mucha más luz que su antiguo telescopio de apenas 16.5 centímetros de diámetro. En aquel momento, los anillos estaban de perfil y el planeta en el equinoccio, de manera que resultaría más fácil encontrar algún satélite previamente desconocido. La verdad es que tuvo suerte: descubrió un punto de luz que llamó su atención, que apenas sobresalía de los anillos. Acababa de descubrir el sexto satélite de Saturno. Más tarde, en 1847, su hijo John, en una compilación, bautizó los siete satélites que se conocían en aquel momento al planeta de los anillos. Como Saturno, o Cronos en la mitología griega, era el líder de los Titanes, este satélite en concreto recibió el nombre del gigante Encélado. En realidad, Herschel padre podría haber descubierto Encélado en 1787, pero debido al pequeño tamaño de su telescopio y las pobres condiciones de observación le resultó imposible.

Creemos que no hace falta decirlo, pero aún así lo haremos. Dada su lejanía a nosotros, al bajo nivel de luminosidad que ofrecía y su proximidad a los anillos resultaba tremendamente complicado saber cosas de él, solo lo que tardaba aproximadamente en completar una revolución en torno a Saturno, y posteriormente, por medios espectroscópicos, que su superficie está compuesta por hielo principalmente. Si queríamos saber algo más acerca de él, teníamos que acercarnos a muy corta distancia. El surgimiento de la era espacial puso este objetivo más cerca.

Hasta 1972 no nos atrevimos en cruzar el cinturón de asteroides que divide el sistema solar en dos debido al riesgo de que cualquier vehículo pudiera ser destruido allí por el impacto de alguno de los objetos que allí residen, pero también porque, dada su distancia al Sol, los paneles solares necesarios para proporcionar una energía suficiente serían impracticablemente grandes como para ser montados en una sonda espacial. El desarrollo de los generadores termoeléctricos de radioisótopos, más sencillamente conocidos como RTG’s, hizo posible estas misiones, siendo la primera la célebre Pioneer 10. Su sonda hermana, lanzada un año y un mes después, fue reprogramada en vuelo para aprovechar la inmensa gravedad joviana y ser lanzada directamente a un encuentro con Saturno. Eso sí, debido a una poco favorable alineación entre los dos planetas, el viaje entre ellos sería de casi cinco años.

El propósito de enviar a Pioneer 11 al señor de los anillos fue tanto para ampliar nuestros conocimientos del sistema solar como para tener un punto de partida en el momento que las especializadas sondas Voyager alcanzaran el sistema saturniano. Siguiendo su trayectoria de escape del sistema solar, Pioneer 11 se encontró con Saturno el 1 de septiembre de 1979, y particularmente con Encélado en el momento en que cruzaba por segunda vez, y desde el exterior, el plano de los anillos. La máxima aproximación a este satélite (entonces considerado el tercero en orden de distancia) se produjo a unos 222.027 km. de su superficie, y dada la velocidad de salida y a su plataforma estabilizada por rotación, apenas tuvo tiempo de hacer unos breves escaneos ultravioleta que apenas nos proporcionaron información. Tuvieron que ser las dos Voyager las que nos mostraran como era esta luna en particular.

No pasó mucho más cerca Voyager 1 en su sobrevuelo el 12 de noviembre de 1980, ya que lo sobrevoló a unos 202.000 km. de su superficie. Sus cámaras, infinitamente mejores que las de Pioneer 11, nos mostraron, desde la lejanía, un mundo carente de cráteres de impacto pero tremendamente brillante, indicativo de que el hielo de agua es el principal constituyente de su superficie, de manera que refleja prácticamente toda la luz solar que le llega. Las imágenes a larga distancia también revelaron que Encélado se encontraba en el interior de la parte más densa del difuso anillo E, lo que llevó a los científicos a creer que la luna podría estar, de alguna forma, activa geológicamente, no en el extremo en que se había descubierto en Io el año anterior, pero lo suficiente como para surtir de material este anillo. Afortunadamente, el 26 de agosto de 1981 Voyager 2 pasó mucho más cerca de su superficie,

y las imágenes de alta resolución mostraron cosas muy diferentes a las vistas por su hermana 9 meses antes. En estas, los cráteres aparecían por doquier, pero lo más extraño y excitante era que gran parte de ellos estaban en distintos estados de degradación. Además, a medida que se iba aproximando a las regiones ecuatoriales, la densidad de craterización disminuyó dramáticamente. Era la evidencia de que la superficie de Encélado era geológicamente joven, y que probablemente todavía estaba en actividad. El escaso tiempo de investigación y la velocidad del sobrevuelo evitó que la sonda averiguara si se encontraba activo en aquel momento. Se tardarían nada menos que casi 24 años en volver a ver este astro en detalle.

La misión Cassini/Huygens, preparada por las agencias NASA, ESA y ASI, se planeó para realizar una labor casi calcada a la que se preparó para Galileo en torno a Júpiter. Con un número de satélites interesantes mayor que en torno al hermano mayor del sistema, se cuidó mucho la trayectoria en su misión principal de cuatro años para sobrevolar al menos una vez todos ellos. Quien recibiría más atención era obviamente la enigmática Titán, con 45 acercamientos, pero el segundo en prioridad fue Encélado, con 4. La sonda, con casi 6 toneladas de masa, es el artefacto más pesado jamás lanzado por la NASA para una misión de espacio profundo, y se encuentra excepcionalmente equipada para la exploración sistemática. Elevada en octubre de 1997, después de coger impulso en Venus, la Tierra y Júpiter, logró la hazaña de entrar en órbita de Saturno el 1 de julio del 2004. El primer sobrevuelo a Encélado no ocurriría hasta febrero del 2005.

A estas alturas, y con Cassini orbitando el sistema saturniano en los últimos 10 años, ha transformado enormemente la perspectiva que teníamos de ese pequeño mundo, y ahora se le califica, a la altura de Europa, como el mejor lugar en el que empezar a buscar bichos ahí fuera. Pero, ¿cómo es Encélado?

Es actualmente el decimotercer satélite, de los 61 que colecciona, en orden de distancia, y orbita Saturno a una distancia de aproximadamente 180.000 km. de la capa superior de nubes del planeta, tardando 32.9 horas en terminar una vuelta alrededor del planeta. Tiene una resonancia 2:1 con Dione, y como la inmensa mayoría de satélites de su tipo, su rotación está fijada marealmente, es decir, que al igual que nuestra Luna, siempre ofrece la misma cara a Saturno por lo que su rotación es la misma que su traslación alrededor del planeta. Su órbita discurre prácticamente en el plano del ecuador de Saturno, que está inclinado 26.44º con respecto a la vertical. Sus dimensiones son de 513.2 x 502.8 x 496.6 km., lo que denota que no es perfectamente esférico. Su superficie, compuesta principalmente por hielo de agua, es la más refractiva del sistema solar, de manera que posee el albedo más alto de todos los cuerpos del sistema solar. Es algo así como una enorme bola de nieve flotando en el espacio. Debido a esto, su densidad es notoriamente baja, delatando que existe poco silicato en su interior. Por tamaño, es la sexta luna más grande del planeta, pero por su superficie y por su colocación, es la segunda más interesante.

Ampliamente craterizada, los accidentes de Encélado son nombrados siguiendo nombres y lugares del famoso libro “Las Mil y Una Noches”, pero después de las misiones Voyager, apenas conocíamos algo más de un tercio de la geografía del satélite. Todos los sobrevuelos, así como aproximaciones lejanas de Cassini realizados entre el 2005 y el 2011 nos han permitido conocer prácticamente el cien por cien de Encélado, solo que a distintas resoluciones. Eso ha bastado para proporcionar descubrimientos espectaculares. La espera, no cabe duda, mereció la pena.

Los dos primeros acercamientos, en febrero y marzo del 2005, siguieron mostrando, aunque con mejor resolución (lógicamente) la superficie y los fenómenos que la modelaron. En el sobrevuelo de febrero, sin embargo, algo apareció. En los datos del magnetómetro se empezó a detectar una suerte de anomalía, indicativo de lo que parecía ser una especie de atmósfera que se concentraba en el polo sur de Encélado. Además, las cámaras de a bordo parecieron detectar lo que debía ser una pluma de material expulsada de esa misma región. En aquel momento se pensaba que fuera un defecto en la cámara, una partícula asentada en las lentes. Pero llegó el tercer sobrevuelo del 14 de julio, cuya distancia máxima se redujo de los 1.500 km. proyectados a unos 175 km. reales. En este acercamiento Cassini sobrevoló por el polo sur, y su sistema ISS detectó algo totalmente inesperado:

cuatro líneas de fractura paralelas, y a ambos lados de cada una, lo que parecía ser hielo azul, posible indicativo de una más que reciente formación. También sobre esa zona el instrumento CIRS detectó temperaturas más elevadas de lo proyectado, lo que hacía sospechar que ese calor anómalo era el que había creado esas fisuras, llamadas provisionalmente llamadas “zarpazos del tigre”. Pero no solo eso, también los instrumentos INMS y CDA encontraron una pluma de material que Cassini atravesó afortunadamente, detectando enormes cantidades de vapor de agua y partículas sólidas expulsadas de allí. Sin embargo, la confirmación de la existencia de las plumas de gas y polvo llegó prácticamente por casualidad, mientras realizaba un paso lejano. Cuando el satélite se interpuso entre la sonda y el Sol de repente apareció un abultamiento

directamente sobre el polo sur. Cuando este humilde cronista vio por primera vez esas imágenes, solo pudo pensar que eran defectos de las imágenes, pero estábamos equivocados: eran los géiseres en plena actividad, soltando material a velocidades tremendas. Este hallazgo formidable llevó a planificar una extensión de la misión para poder pasar más veces, pero sobre todo, más cerca del satélite, para obtener imágenes de mayor resolución e información de mayor calidad.

Gracias a las imágenes proporcionadas por Voyager 2 y Cassini sabemos que Encélado posee distintas unidades superficiales. Dividido casi mitad a mitad, tenemos un hemisferio enormemente craterizado (en distintos grados de degradación) y otro en apariencia carente de cráteres, ofreciendo a primera vista una superficie suave y lisa, aunque un examen en profundidad nos permitirá encontrar en ambos muestras de actividad geológica reciente. El polo sur es algo totalmente distinto. Todos los cráteres del satélite están

deformados en mayor o menor grado, dependiendo de la actividad geológica que han soportado. Los más prominentes son el par Alí Babá y Aladín, y carecen de la característica forma circular. Inusualmente, el centro de ambos cráteres (y de un buen montón de ellos) tienen una estructura en su centro en forma de domo, posible indicativo de procesos de fractura o relajación viscosa provocada por la actividad geológica, es decir, hubo un tiempo en que ese hielo estaba más caliente, de manera que la superficie era más flexible y más fácil de modelar; por el contrario, con una temperatura inferior el hielo es más rígido, de manera que es más duro, y un estrés adicionar provocará una fracturación. Son innumerables los cráteres de Encélado que muestran relajación viscosa.

Viajando por su superficie nos encontramos un buen montón de cañones, fracturas, surcos, líneas,

escarpados, etc. Todas estas formaciones geológicas fueron creadas por actividad tectónica, siendo el segundo satélite helado tras Ganímedes en ofrecer esta rica diversidad superficial. Hay cañones de hasta 200 km. de largo, con un ancho máximo de 10 km. y una profundidad de al menos 1 km. También hay estrechos pero profundos surcos que parecen dividir las áreas craterizadas de las regiones libres de ellos. Estos surcos se encuentran caóticamente agrupados y alineados, ofreciendo estructuras en forma de chevron. Por su parte, gran parte de las fracturas que se ven en Encélado se concentran en la región craterizada de su superficie, y para resolver cómo se formaron todavía se tardará un tiempo. Se piensa que es un efecto secundario de los impactos. Por el contrario, a diferencia a lo visto en Europa, gran parte de las líneas que transcurren por la superficie carecen de bordes elevados, y los pocos que hay apenas se elevan del suelo 1 km.

Si en los cráteres hay variedad, en la región de terreno suave y liso también hay diferencias. Hay un tipo que está cruzado por toda una serie de líneas, surcos y escarpados, mientras que el otro tipo posee algún que otro cráter de impacto y otras formaciones geológicas de suave relieve. La cobertura completa actual nos ha permitido encontrar otra unidad geológica entre los terrenos suaves. Localizada en el hemisferio situado en la dirección orbital existen una serie de surcos y riscos que se entrecruzan unos y otros. Estas regiones nuevas, se sospecha, se generaron por actividad geológica provocada por la propia posición de Encélado en el sistema saturniano.

Y, por supuesto, está el intrigante polo sur. El hallazgo de las líneas de fractura, bautizadas

Alexandria, Cairo, Baghdad y Damascus Sulci, provocó cambios en el plan de vuelo y una misión extendida que proporcionó muchas oportunidades de observar las fracturas y analizar qué emiten exactamente. La zona en la que se localizan es tremendamente grande y alcanza aproximadamente la línea de los 60º latitud sur. Las imágenes de más alta resolución muestran más fracturas, de menor longitud y profundidad, pero todo indica que éstas se están expandiendo. Las imágenes en color real y falso color han mostrado que las áreas a lo largo de estas fracturas son una suerte de hielo azul o verde, posible indicativo de que están libres de partículas. Se sospecha que su edad es insultantemente baja: apenas 1000 años, de manera que es el área superficial más joven de todos los satélites de Saturno. También se ha encontrado una composición completamente distinta a todo lo encontrado en el resto de Encélado. Hielo de agua cristalino o componentes orgánicos simples están entre los materiales que les dan forma. El examen de las imágenes de alta resolución muestra que son auténticas fisuras tectónicas con forma de V, que de cuyo centro salen, a alta presión, materiales evaporados. Recientemente, el conteo de fisuras concentradas en el área del polo sur deparó la alucinante cifra de nada menos de 101 fracturas mayores y menores que expulsan material a ratios distintos.

Los cuatro sulci del polo sur, algunos con forma de Y, otros son lineales, se encuentran abiertas durante buena parte de su órbita alrededor de Saturno, lo que permite la eyección de material a alta velocidad. Parte de este material queda retenido por la gravedad del satélite creando una atmósferaparcial en torno al polo sur, compuesta al 91% por vapor de agua, nitrógeno al 4%, dióxido de carbono al 3.2% y 1.7% de metano, sin embargo, la inmensa mayoría de lo expulsado abandona el propio campo gravitatorio de Encélado, y su posición en la zona más densa del anillo E deja claro que es el satélite el que crea y abastece de material este anillo. Todo esto es provocado por una intensa actividad geológica concentrada en la región sur, dando forma a criovulcanismo. En lugar de expulsar roca fundida, lo que se emite es agua mezclada con otros materiales derretidos que, en satélites como Tritón, forma una suerte de colada, como las de lava en la Tierra o Io. En Encélado, por el contrario,

esta actividad se parece más a los géiseres terrestres, solo que con una tremenda potencia y velocidad de unos 2.189 km/h., la suficiente como para superar la velocidad de escape. Si espectaculares son los géiseres emitidos, lo que emite no puede ser más fascinante: además de vapor de agua, monóxido y dióxido de carbono, se detectaron hidrocarburos como propano, etano o acetileno, junto con moléculas orgánicas simples y complejas. La temperatura de las zonas que emiten estos gases, apenas -116ºC (por el contrario de los -198ºC de las regiones ecuatoriales) indicaba que debía existir un agente anticongelante para evitar que gran parte de estos gases volvieran a estado sólido. El hallazgo definitivo de amoniaco en las emisiones (el principal anticongelante natural) permitió dibujar una imagen más exacta de cómo se emite todo esto. Una vez completado el análisis del material que expulsa dio una sorpresa. La composición se asemejaba a la de los cometas. Casi nada.

Pero, ¿por qué es Encélado tan activo aún siendo tan pequeño? Ni siquiera tras los sobrevuelos de las Voyager se suponía algo así, y dada la enorme distancia de sus aproximaciones, su trayectoria no estuvo influenciada por su gravedad. Gracias a los sobrevuelos cercanísimos de Cassini (que llegó a pasar a apenas 48 km. de su helada superficie) tenemos un mayor conocimiento de cómo es por dentro, así como alguna teoría de qué sucedió para tener actividad geológica. Tras los acercamientos de comienzos de 1980 la conclusión es que todo el satélite era puro hielo entero, por lo que la densidad sería bajísima. La información transmitida por Cassini nos muestra que, aunque su densidad no es precisamente la terrestre, con 1.61 g/cm³, todavía posee una apreciable cantidad de silicatos y minerales de hierro, lo que le hace el más denso de todos sus acompañantes helados.

En la Tierra, la clave de la actividad geológica es que el interior de nuestro planeta todavía posee suficiente calor interno como para mantener una capa fundida bajo la corteza. Este calor fue y es generado por la desintegración de elementos radiactivos naturales, y se sospecha que lo mismo ocurre en Encélado actualmente. Lo extraño de esta actividad geológica es que se concentra en el polo sur, como la información del instrumento CIRS demuestra. De hecho, que Encélado emita hasta 15.8

gigavatios de energía calorífica (lo mismo que 20 centrales eléctricas de carbón) demuestra que su interior, además de diferenciado, todavía retiene ese calor radiactivo que provoca su actividad. Pero no es lo único. Al igual que Io alrededor de Júpiter, Encélado está afectado, dada su posición, por las fuerzas de marea de Saturno. De esta forma, el satélite, dependiendo de su posición en torno al señor de los anillos, se estira y contrae. Una serie de imágenes durante diversas ocultaciones solares, desde el punto de vista de Cassini, muestra a Encélado en ambos lados del planeta, y cuando se encuentra en el apogeo de su órbita, la

emisión es aproximadamente cuatro veces que en el perigeo. De esta forma, la gravedad de Saturno deforma levemente la superficie del satélite, de manera que en su punto más próximo, los sulci del polo sur están casi cerrados, y en el más alejado, abiertos todo lo que pueden, e incluso provocando la creación de nuevas fisuras. También, dada su resonancia orbital con Dione, este satélite contribuye al calentamiento mareal provocado por Saturno. Por ello, en este tira y afloja Encélado se estira y contrae hacia dentro o hacia fuera, provocando más calor interno. Sin embargo, un estudio en profundidad ha demostrado que el principal agente de la actividad del satélite es del propio calor interno que genera, siendo el efecto de la gravedad saturniana y de Dione poco menos que testimoniales. Pero la pregunta de por qué se concentra en el polo sur, es de momento un misterio. Hay dos teorías compitiendo por averiguar este fenómeno. Una sugiere que el satélite migró desde una zona de la órbita en torno a Saturno hacia el interior hasta ocupar la posición actual, provocando un incremento en la velocidad rotacional del satélite, provocando un aplanamiento por los polos, igual que en la Tierra. Y la segunda supone que una gran concentración de material caliente y de baja densidad se elevó por el interior del satélite

provocó un desplazamiento de lo que es actualmente el polo sur desde su posición original, situado tal vez en la zona de latitud media del hemisferio sur, por lo que la propia gravedad de Encélado, junto con la de Saturno, provocó que compensara este desplazamiento y se ajustara a su nuevo emplazamiento, generando esa forma elipsoidal en vez de perfectamente esférica. El problema es que esto debería haber afectado ambos polos, pero el norte está muerto de risa, plagado de cráteres, mientras que el sur ofrece una actividad geológica sin parangón. Una probable explicación a este respecto es que la litosfera en la región sur es mucho más delgada que en el norte, de forma que el calor ha afectado de una forma más efectiva esta zona. Pero de momento siguen siendo teorías.

Además del calentamiento radiactivo y mareal, hay una tercera fuente de calentamiento que provoca la expansión de las líneas de fractura del polo sur, y podríamos llamarlo calentamiento por fractura,

ya que las fallas, por órbita, se desplazan aproximadamente 0.5 metros lateralmente. Este fenómeno provoca un rozamiento que calienta el hielo y lo deshace, dejando vía libre al escape a presión de todo el material interno. Y de aquí nos surge otra pregunta: ¿acaso tiene Encélado algo así como una masa líquida bajo esas líneas de fractura? La respuesta es seguramente sí. Un análisis a las partículas del anillo E muestra que un 6%  de ellas posee una concentración de entre un 0.5 y un 2 % de sales de sodio por masa, una concentración significativa como para tenerla en consideración. En la salida de los sulci del polo sur, la concentración de partículas con sales de sodio se eleva al 70%, y su cantidad de sales es superior al 99%. Hasta la fecha, tales concentraciones de sales son inauditas en una región tan alejada del Sol, por lo que, unido a la velocidad de expulsión de los gases, deja claro que ahí abajo tiene que haber una suerte de océano subsuperficial, o en su defecto, toda una serie de cavernas llenas de agua líquida, mantenida en ese estado por las sales y el amoniaco. Luego, por el calor interno, esta agua se transforma en vapor, y dada la estrechez de las fracturas, el vapor es expulsado a presión y a una

velocidad tremenda. Eso sí, las partículas que poseen sales no adquieren la velocidad de escape de la gravedad de Encélado, por lo que vuelven a caer a su superficie. Esta es la razón de la distinta composición química del polo sur con respecto al resto del satélite. Todo se junta: agua líquida, sales, moléculas orgánicas, ¿vida? Esta respuesta puede estar más cerca gracias a las nuevas informaciones llegadas desde allá, ya que los análisis realizados al seguimiento de la señal de radio enviada por Cassini a lo largo de sus acercamientos muestra en la zona del polo sur una anomalía gravitatoria, y dado lo potente de esta, solo puede ser generada por una masa considerable de agua líquida salada, concentrada bajo entre 30 y 40 km. de profundidad bajo el hielo, y con un espesor de 10 km. Falta ir allí para comprobarlo.

A pesar de su pequeño tamaño Encélado es ahora un objetivo de máxima prioridad, superando incluso a Europa, en el que buscar alguna clase de “bicho” que pueda vivir por allá. Y encima, su acceso es muchísimo más fácil, ya que las líneas de fractura están abiertas y ofrecen la posibilidad de penetrar en ellas y averiguar qué ocurre ahí abajo.

Ahora que sabemos que Encélado es uno de los suministradores de material al anillo E (no el único) podemos afirmar que esta difusa concentración en forma de disco en torno a Saturno no es una estructura efímera (en escalas temporales geológicas) sino sostenida en el tiempo, y además, su gravedad ayuda a mantener las partículas en su sitio, como hacen otras lunas más pequeñas en su sistema principal de anillos. Pero Encélado también influye en otro ámbito, este casi invisible, en el sistema de Saturno. El campo magnético de Saturno es uno de los más potentes del sistema solar, y como ocurre en los de la Tierra y Júpiter, está cargado de partículas ajenas que se transforman al introducirse en su magnetosfera. Las emisiones de iones y electrones provenientes de las líneas de fractura de Encélado, por lo que se detectó en el año 2011, son capturadas por la magnetosfera, y a través de una suerte de puente eléctrico, llegan al polo norte saturniano, generando espléndidas auroras. Es una de las maravillas que encierra el señor de los anillos, y que Cassini, nuestra cronista desde allá, nos está mostrando.

¿Qué futuro nos espera acerca de Encélado? Es una buena pregunta. A raíz de los descubrimientos realizados por Cassini en el tiempo que lleva (y todavía tiene suficiente combustible hasta el 2017, aunque la misión podría acabarse antes por razones presupuestarias) se idearon distintos conceptos, alguno de ellos incluso con la misión de entrar en su órbita. Esta propuesta, bajo el escasamente

original nombre de Enceladus Orbiter, se trababa de un vehículo de diseño inusual (una estructura externa rectangular para servir de escudo al hardware, situado internamente) que transportaría cinco experimentos: una cámara, un radiómetro infrarrojo, un espectrómetro de masa, un analizador de polvo y un magnetómetro. Este concepto no pasó de la fase de diseño. Las últimas ideas para explorar Encélado con experimentos especializados y un presupuesto contenido son las propuestas JET, Viaje por Encélado y Titán y LIFE, Investigación de la Vida Para Encélado. Con un diseño heredado del previsto para Enceladus Orbiter, JET debería transportar un espectrómetro de masa (STEAM, herencia Rosetta/ROSINA) y una cámara infrarroja de alta resolución (TIGER) para explorar los dos satélites más interesantes del sistema saturniano. En cuanto a LIFE, ha sido ideado como una misión de ida y vuelta con el propósito de recoger muestras de los chorros de materia que expulsa el satélite y entregarlas para su análisis en laboratorio, en esencia, repetir lo completado con Stardust. Esta misión usaría hardware más que probado y fiable y poca pero potente instrumentación (cámara de navegación, espectrómetro de masa, contador de polvo) junto con el sistema de recolección de muestras pasivo usando una raqueta de rellena de aerogel.  JET y LIFE, por concepto, encajan bien en el programa Discovery, aunque dado el carácter competitivo de las propuestas, y a que el generador de energía que deberían usar (los generadores nucleares tipo ASRG) han sido abandonados por la NASA, su futuro puede ser bastante negro. A su favor, que la comunidad científica presiona para volver con misiones especializadas. Esperamos que haya suerte.

Winter in the Solar System

Por si preguntáis por qué preferimos miles, millones de veces, el invierno al verano, daremos una razón de peso: por más frío que haga, puedes ponerte capas y capas, en forma de abrigos, bufandas, guantes, y demás artículos, de manera que será relativamente poco el fresco que os alcance. Pero durante el verano, ¡ay, el verano!, por más ropa que te quites, el calor seguirá siendo el mismo. Da lo mismo que te vayas a una playa (que no sirven para mucho, a nuestro juicio) o te pongas a la sombra, tendrás calor igual. Claro, para evitarlo, o te metes en una nevera, o te sitúas bajo un aire acondicionado. Pero en fin, para aquellos que lo pasen bien con las temperaturas bajillas que solemos tener por acá, deciros que por allí fuera hay rincones que tienden a ser algo más frescos que nuestro propio planeta. Así que, acompañadnos, eso sí, con algo de ropa apropiada, aunque un par de esquíes no os vendrían nada, nada mal.

En los rincones más lejanos de nuestra parcela galáctica, nos encontramos con la maravilla azul, Neptuno, pero no nos detendremos allí, sino en su mayor satélite, el extraordinario Tritón. Como el séptimo mayor satélite y el decimo sexto mayor objeto del sistema solar, es sin duda un mundo que hasta la fecha no tiene paralelo en cuanto a geografía. A diferencia de otros lugares de esta sección nuestra de la galaxia, sabemos relativamente poco de este fascinante lugar, pero lo poco es tremendo: un casquete polar de nitrógeno, criovolcanes, pocos cráteres de impacto, fallas, terrenos llanos, y una muy delgada atmósfera. Con colores rosados y tirando al marrón, se nos ofrece una superficie generalmente llana, salvo esa zona llamada cantalupo, por la cáscara de un tipo de melón. Tiene que ser un lugar fantástico por el que viajar, y con una temperatura que no está nada mal. Así, la única sonda que se aventuró por Tritón, la veteranísima Voyager 2, registró la, en aquel momento, temperatura más baja del sistema solar, o sea, unos agradables -235º C. ¿A qué os dan ganas de agarrar el petate y viajar hacia allá? Solo hay una pequeña pega, ya que podríais tardar un poquillo en llegar, ya que Neptuno, y por lo tanto, Tritón, se encuentran a una distancia media al Sol de unos 4.503 millones de km. de nuestra estrella, unas 30.1 unidades astronómicas. Minucias.

Moviéndonos hacia el interior del sistema solar, nos encontramos con el inexpresivo Urano. Esta bola de hielo y gas de color verdoso apenas dista de Helios unos 2.877 millones de km., en total 19.2 unidades astronómicas, por lo que naturalmente las temperaturas resultan un tanto más templadas. Pero a pesar de su suave y tranquila apariencia, bien merece una visita. Los anillos más oscuros del sistema solar, varios satélites fascinantes como Miranda, un campo magnético absolutamente inusual, y sobre todo, por encima de todo lo demás, la inclinación axial de todo el sistema, de 98º con respecto a la vertical. La verdad es que Urano es un pequeño misterio, porque nadie sabe el por qué de esa inclinación, pero otra cosa extraña es que, a diferencia de los otros gigantes de gas, parece carecer de una fuente de calor interna, por lo que tiene una temperatura algo bajilla, alcanzando los -210º C, la más fresca entre los planetas gaseosos. Por ello, la meteorología del planeta es sin duda la más tranquila, con vientos suaves, ausencia casi completa de ciclones similares a la Gran Mancha Roja, y una insolación uniforme aunque escasa. Pero si os parece curioso todo lo de Urano, estáis visitando su hemisferio iluminado, y decidís pasar al lado nocturno, no hace falta que os abriguéis más, ya que Voyager 2 vio que también en esa parte del planeta la temperatura de de esos mismos -210º C. ¿A qué mola? Porras, tenemos que volver a Urano y Neptuno.

Seguimos nuestra odisea camino del interior del sistema solar para parar en el Señor de los Anillos. Este inmenso y maravilloso muro almacena innumerables rarezas, y muchas de ellas se centran en el satélite gigante del planeta, el increíble Titán. El lugar del sistema solar más lejano a nuestra estrella en el que

hemos depositado un vehículo espacial encierra bajo su densísima atmósfera una geografía que a simple vista parece más terrestre que extraterrestre. Aquí podremos visitar las dunas de Xanadu Regio, cráteres enormes como Menrva, formaciones inusuales como Hotei Arcus, lagos enormes en el polo norte como los Kraken y Ligeia Mare, balsas más modestas como Ontario Lacus, ríos que recorren la superficie, cordilleras de dimensiones y alturas modestas, algún que otro criovolcán, y todo eso bajo la lluvia. Pero no os engañéis, no es agua lo que cae, son hidrocarburos, y tampoco es agua lo que rellena los lagos, también son hidrocarburos. ¿Pero qué mundo es este que se parece a la Tierra pero que a la vez es tan distinto? Bueno, tal vez tenga que ver con su temperatura. Si bien posee una atmósfera tremenda (lo que le hace único en el sistema solar) con una capa de nubes que, como la de Venus, no deja que los instrumentos visuales puedan ver nada de lo que se esconde debajo, su lejanía al Sol (1.427 millones de km., 9.6 unidades astronómicas) provoca que el termómetro baje hasta unos templados -179º C. Con este registro todo el líquido se acumula en forma de metano y etano, siendo más preponderante el segundo en el suelo, y el primero en la atmósfera. Aquí el agua se congela al instante, pero estas sustancias exóticas tienen un punto de congelación más bajo que eso, de ahí que tienda a acumularse. Desde luego, en una guía de viaje del sistema solar, podemos imaginar cómo anuncian una visita a Titán: recorrer inmensos campos de dunas, viajar en globo sobre su superficie, y navegar por los lagos. ¿Qué más se puede pedir?

Ahora paramos a repostar, después de viajar un montón de distancia, junto al hermano mayor del sistema. Si hay un lugar en el que tomarse un descanso contemplando una visión gloriosa como es la dinámica atmosférica de Júpiter y cargar pilas (y combustible) lejos de la radiación joviana, ese es Calixto. El tercer

satélite y el décimo objeto del sistema solar por tamaño, es un mundo congelado y extremadamente viejo, conteniendo abundante hielo en su superficie. Además, ofrece el espectáculo de una superficie extremadamente craterizada, sobre todo el impresionante Valhalla. Eso sí, a pesar de los enormes accidentes, no encontrarás ni fallas ni montañas ni nada que se le parezca. Hasta donde alcanza la vista, todo son cráteres. Su superficie es casi puro hielo de agua, mezclado con un material más oscuro, pero con la consistencia de las rocas más duras de la Tierra, de ahí que sea capaz de aguantar toda agresión asteroidal o cometaria sin casi inmutarse. Entonces, ¿cuán frío es Calixto?, bueno, podríamos decir que es hasta templado, alcanzando solo los -150º C. Está a unos 778 millones de km. de Helios, aproximadamente 5.2 unidades astronómicas. Casi a la vuelta de la esquina.

Cruzando el cinturón de asteroides, hacemos parada en el planeta rojo. Con decir que recibe un 50% menos de luz solar que la Tierra indica que estamos ante un mundo fresco, lejos de aquellas temperaturas “del sur de Inglaterra” que pronosticó Percival Lowell. Irónicamente, conocemos con mejor precisión la superficie marciana que los fondos oceánicos de nuestro planeta, y ya sabéis lo que Marte ofrece: el mayor volcán del sistema solar, un cañón gigantesco, cráteres de todas formas y tamaños, los restos fosilizados de una pretérita acción hídrica, una inmensa planicie absolutamente llana, y sobre todo, todas las sondas que hemos puesto sobre su suelo. En realidad Marte es una forma extrema de los desiertos terrestres. Mientras por aquí los desiertos suelen ser sofocantes de día (el calor solar se acumula en la arena y reverbera en la atmósfera a causa de la humedad que todavía existe y retiene el calor) y heladores por la noche (ese calor solar, ya sin impedimentos, sale de la Tierra), allí, al no existir una humedad significativa en los primeros metros de su tenue atmósfera, provoca

cosas raras. Así, si pones la mano en el suelo, notarás temperaturas por encima de los cero grados, y en días de máxima insolación puede subir hasta los 20º C. Pero levántala, sólo un metro del suelo, y se te helará al instante, ya que el aire es incapaz de retener ese calor. Además, la presencia de casquetes polares nos dice que allí las temperaturas tienden a bajar bastante. De hecho, el registro del mercurio nos indicará de qué están compuestas ambas acumulaciones heladas. Mientras en el norte tenemos la temperatura hasta calurosa de -68º C, evidenciando la existencia de hielo de agua, en el sur este registro cae en picado hasta los -123º C, que es casi la temperatura en la que el dióxido de carbono se congela. A una distancia media a Helios de 228 millones de km., más o menos 1.52 unidades astronómicas de nuestra estrella, estas temperaturas parecerán prácticamente verano para algunos. A los que no les gusten los destinos masificados, recomendamos que visitéis otros lugares.

Y ahora nos arrimamos a las mismas barbas del Sol. ¡Un momento, para!, nos diréis. ¿Cómo es posible que acercándonos al Sol encontramos un sitio lo suficientemente fresco como para salir aquí? Pues sí, y es el fascinante Mercurio. Ya hablamos en su momento de cómo hacer allí un vuelta y vuelta es una operación de alto riesgo, y que aquellos que se cansen de tanto sol pueden dar dos pasos y encontrar temperaturas más agradables. Eso es cierto porque a merced de su lenta rotación y a la resonancia entre rotación y traslación, hay zonas que tardan 176 días en volver a ver a Helios. Claro, si mientras la parte del planeta que da a nuestra estrella se abrasa, luego, al rotar el planeta, ese calor retenido por la oscura y volcánica superficie se empieza a ir al espacio, y cuando ya deja de recibir luz, ese calor se evacua a toda velocidad, por lo que la temperatura, al no existir una atmósfera apreciable, se desploma

hasta alcanzar casi la temperatura de Titán: los -180º C, lo que significa una variación entre el día y la noche de apenas 600º C. Y el caso es que en los polos puede ser todavía inferior. Allí hay varios cráteres cuyos fondos nunca, y repetimos, NUNCA, llega la luz solar, e investigaciones desde la Tierra empleando radares permitió descubrir un material reflectante a las ondas de radio. ¿Agua? No se podía saber hasta llegar allí, y ahora que lo conseguimos con la pequeña pero increíble MESSENGER, podemos dar la respuesta, que no es otra que un rotundo SÍ. Y todo, a unos 58 millones de km. Tremendo, ¿no?

Para aquellos perezosos a los que no les guste viajar demasiado lejos ni pasar largas horas (o días, o meses, o años si nos ponemos) tenemos nuestro satélite. Selene es un cuerpo que no brilla demasiado por nada en especial, a pesar de ser el quinto mayor satélite del sistema solar. A los 105º C de su lado diurno, como en el caso de Mercurio, en apenas dos semanas podemos pasar en un mismo sitio a unos -150ºC por la misma razón. Suficiente para algunos, demasiado alta para nosotros, así que lo mejor es viajar hacia los polos, donde estaremos en nuestra salsa. Porque sí, en la Luna ocurre como en Mercurio, existen cráteres que jamás reciben luz solar, por lo que sus fondos retienen hielo, un hallazgo irrefutablemente demostrado hace varios años. Con una inclinación sobre su eje de rotación de apenas 5º, allí se acumulan enormes cantidades de hielo de agua, más en el sur que en el norte, pero lo suficiente como para generar aire para respirar, agua para beber y combustible para naves espaciales. ¡Ah, la tecnología moderna, lo que permite! Si, ya que los avances en instrumentación científica proporcionan resultados mejores a los que se tenían hace apenas 10 años, por ello, mandar medidores de temperatura a la última en sensores, como el radiómetro 

DIVINER a bordo de Lunar Reconnaissance Orbiter, deparan grandes sorpresas, porque, ¿a qué no imagináis que el polo sur selenita es actualmente el lugar con la temperatura más baja de todo el sistema solar? Pues lo es, ya lo creemos, ya que este versátil aparato registró una medición de ni más ni menos que -238º C. Queda claro que a veces no hace falta irse a la auténtica porra para encontrar extremos, los tienes a la vuelta de la esquina.

¡Vuelve a parar, alto!, volveréis a decirnos, y después nos realizaréis esta pregunta: ¿y qué pasa con Plutón, el noveno y último planeta del sistema solar? Claro, tratándose de la última frontera de esta parcela cósmica nuestra, por obligación debe ser el sitio más fresco de todos. En principio debe ser así, pero como ya hemos dicho alguna vez, es por el momento una auténtica terra incógnita para nosotros y para los astrónomos.

Todo lo que sabemos de Plutón proviene de estudios basados en Tierra, tanto en la superficie como desde la órbita. ¿Qué es fresco? Claro. ¿Cuánto? Bueno, ya sabemos que la mejor manera de saberlo es ir allá y comprobarlo de primera mano, pero si queréis una respuesta, lo más aproximado parece ser de unos -230º C, un poco más cálido que Tritón. ¿Por qué? Para responder a preguntas como esa (y para provocar más, dadlo por seguro) está la estupenda New Horizons, que si todo va bien, a mediados de julio nos proporcionará muchas respuestas, que desde aquí esperamos con una mezcla de paciencia y ansia. Un momento inigualado en la historia de la exploración del sistema solar.

¿A que ahora el invierno de la Tierra no os parece tan crudo? Siempre habrá algún quisquilloso al que no le guste algo de fresco, pero bueno, ellos se lo pierden. Allí arriba, más allá del cinturón de asteroides, hay un montón de mundos fascinantes que esperan ser visitados, o para ser más precisos, volver a ser visitados. Nosotros iremos sin pensarlo, con los ojos cerrados. ¿Nos acompañáis?

Casi una joya

No es nuestra costumbre traducir y publicar artículos sobre noticias de astronomía, eso ya lo sabéis, pero creemos que uno que descubrimos en Planetquest hace poco bien merece la pena. Pocas noticias nos dejan con la boca abierta, y esta es de las excepciones. Bueno, allá vamos, y perdonad si la traducción no es decente, nos falta perspicacia en esto.

Super-Saturno: astrónomos encuentran un masivo sistema de anillos alrededor de un exoplaneta

El astrónomo Eric Mamajek de la Universidad de Rochester y su co-autor del Observatorio Leiden, Holanda, han descubierto que el sistema de anillo que el sistema de anillos que ven eclipsar la muy joven estrella tipo Sol J1407 es de enormes proporciones, mucho mayor y más pesado que el sistema de anillos de Saturno. El sistema de anillos – el primero de su tipo encontrado fuera de nuestro sistema solar – fue descubierto en el 2012 por un equipo liderado por Eric Mamajek de Rochester.

Impresión artística del sistema de anillos extrasolar de J1407b, posible exoplaneta o enana marrón (fuente: Universidad de Rochester)

Un nuevo análisis de los datos, liderado por Matthew Kenworthy del Observatorio Leiden, muestra que el sistema de anillos consiste de aproximadamente 30 anillos, cada uno de decenas de millones de km. de diámetro. Además, encontraron huecos en los anillos, lo que indica que se podrían haber formado satélites (exolunas). El resultado ha sido aceptado para su publicación en la revista Astrophisical Journal.

 “Los detalles que vemos en la curva de luz son increíbles. El eclipse duró varias semanas, pero tú puedes ver rápidos cambios en escalas temporales de decenas de minutos como resultado de estructuras finas en los anillos,” dice Kenworthy. “La estrella está demasiado lejos para observar directamente los anillos, pero pudimos hacer un modelo detallado basado en las rápidas variaciones de brillo en la luz estelar pasando a través del sistema de anillos. Si pudiéramos sustituir los anillos de Saturno por los que hay alrededor de J1407b, fácilmente serían visibles a simple vista por la noche y serían muchas veces mayores que la luna llena.”

 “Este planeta es mucho mayor que Júpiter o Saturno, y su sistema de anillos es de unas 200 veces mayor que lo son hoy los anillos de Saturno,” dice el co-autor Mamajek, profesor de física y astronomía en la Universidad de Rochester. “Podrías pensar que es una especie de Super-Saturno.”

Los astrónomos analizaron los datos del proyecto SuperWASP – un examen que está diseñado para detectar gigantes de gas que se mueven en frente de sus estrellas. En el 2012, Mamajek y sus colegas de la Universidad de Rochester informaron del descubrimiento de la estrella joven J1407 y los eclipses inusuales, y propusieron que estaban provocados por un disco formador de lunas alrededor de un joven planeta gigante o una enana marrón.

En un tercer y más reciente estudio también liderado por Kenworthy, se usaron ópticas adaptativas y espectroscopia Doppler para estimar la masa del objeto anillado. Sus conclusiones basadas en este y artículos anteriores del intrigante sistema J1407 es que el compañero es probablemente un planeta gigante  - todavía no visto – con un gigantesco sistema de anillos responsable de la repetida reducción de la luz de J1407.

La curva de luz les cuenta a los astrónomos que el diámetro del sistema de anillos es de casi 120 millones de kilómetros, más de 200 veces tan grandes como los anillos de Saturno. El sistema de anillos contiene probablemente un valor de masa aproximada de la Tierra en partículas de polvo oscurecedor de la luz.

Mamajek pone en contexto cuánto material contienen esos discos y anillos. “Si tú convirtieras los cuatro satélites Galileanos de Júpiter en hielo y polvo y extendieras ese material sobre sus órbitas alrededor de Júpiter, el anillo sería tan opaco a la luz que lo que vería un observador distante cuando el anillo pasara en frente del Sol sería un eclipse multi-día muy profundo,” dice Mamajek. “En el caso de J1407, vemos que los anillos bloquean hasta el 95% de la luz de esta joven estrella tipo sol durante días, por lo que allí hay un montón de material que luego podría formar satélites.”

En los datos los astrónomos encontraron un hueco limpio en la estructura de anillos, el cual está más claramente definido en el nuevo modelo. “Una explicación obvia es que se formó un satélite y excavó este hueco,” dice Kenworthy. “La masa del satélite podría estar entre la de la Tierra y la de Marte. El satélite tendría un período orbital de aproximadamente dos años alrededor de J1407b.”

Los astrónomos esperan que los anillos se hagan más tenues en los próximos millones de años y finalmente desaparezcan a medida que se forman más satélites a partir del material de los discos.

 “La comunidad de ciencia planetaria ha teorizado durante décadas que planetas como Júpiter y Saturno deberían haber tenido discos alrededor de ellos, en una etapa temprana, que les llevaron a la formación de los satélites.” Explica Mamajek. “Sin embargo, hasta que descubrimos este objeto en el 2012, nadie había visto un sistema de anillos como tal. Esta es la primera instantánea de la formación de satélite en escalas de millones de kilómetros alrededor de un objeto sub estelar.”

Los astrónomos estiman que el compañero anillado J1407b tiene un periodo orbital de aproximadamente una década de duración. La masa de J1407b ha sido difícil de refinar, pero es probable que esté entre las 10 y 40 masas de Júpiter.

Los investigadores motivan a astrónomos amateur a ayudar a monitorizar J1407, lo que ayudaría a detectar el próximo eclipse de los anillos, y refinar el periodo y masa del compañero anillado. Las observaciones de J1407 pueden informarse en la Asociación Americana de Observadores de Estrellas Variables (AAVSO). Mientras tanto los astrónomos están buscando en otros exámenes fotométricos buscando eclipses provocados por sistemas de anillos desconocidos por ahora.

Kenworthy añade que encontrar eclipses de otros objetos como la compañera de J1407 “es la única forma posible que tenemos de observar las condiciones tempranas de la formación de satélites en un futuro cercano. Los eclipses de J1407 nos permitirá estudiar las propiedades físicas y químicas de los discos circumplanetarios deshovador de satélites.

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¿Qué os parece? A nosotros nos provocó asombro tras asombro a medida que viajábamos por los párrafos. Imaginadlo: un sistema de anillos no solo visible a simple vista desde nuestra perspectiva, sino varias veces mayor a la luna llena. Es lo que nosotros llamaríamos una visión gloriosa. Quién iba a pensar que más allá de nuestro sistema solar existiría algo semejante, haciendo que nuestra mayor joya, el formidable Saturno, tenga, por comparación, unos anillos de juguete. Claro, explorar anillos fijando nuestra vista en una estrella es una técnica utilizada no solo en Tierra, también sondas como Voyager 2 o la actual Cassini ya han hecho, con el objeto de estudiar tanto su estructura como la cantidad de materia que existe en ellos, solo que en su caso la estrella es un débil punto de luz 

pasando por detrás de los anillos, desde el punto de vista de las sondas, claro. Lo que relata el artículo es más o menos lo inverso: observar en un cuerpo enormemente luminoso el efecto del tránsito del sistema de anillos por delante de la estrella. La técnica del tránsito ya la hemos explicado alguna vez, creemos, y es bastante efectiva para encontrar planetas extrasolares. Es de imaginar la sorpresa de los científicos al ver semejante tránsito. Cuántas sorpresas todavía oculta el Cosmos.

Si queréis leer el artículo original (y, quién sabe, criticarnos por la traducción) os colocaremos el enlace.