Albert Einstein

"El misterio es la cosa más bonita que podemos experimentar. Es la fuente de todo Arte y Ciencia verdaderos". Albert Einstein.

jueves, 9 de octubre de 2014

Un Universo Lleno de Vida: Júpiter y las "Galileanas"




            “Debo revelar y hacer público al mundo la ocasión del descubrimiento y observación de cuatro Planetas, nunca vistos desde el principio del mundo hasta nuestros días, sus posiciones, y las observaciones hechas durante los dos últimos meses de sus movimientos y sus cambios de magnitud; y yo convoco a todos los astrónomos que se apliquen en su examen y determinen sus períodos, que no me ha sido permitido conseguir hasta la fecha . . . El séptimo día de Enero del presente año, 1610, en la primera hora de la siguiente noche, cuando estaba yo viendo las constelaciones de los cielos a través de un telescopio, el planeta Júpiter se presentó ante mi vista y como quiera que yo me había preparado un instrumento excelente, observé una circunstancia que nunca antes había sido capaz de ver, a saber, tres pequeñas estrellas, pequeñas pero muy brillantes, estaban cerca del planeta; y aunque yo creí que pertenecían al conjunto de estrellas fijas, hicieron sin embargo que reflexionase, porque parecían estar situadas formando una línea recta perfecta, paralela a la eclíptica, y ser más brillantes que el resto de las estrellas, igual que ellas en magnitud . . . Cuando el 8 de Enero, guiado por una cierta fatalidad, volví a mirar a la misma zona de los cielos, encontré un estado de las cosas muy diferente, ya que las tres pequeñas estrellas estaban todas al oeste de Júpiter, y más cercanas entre sí que la noche anterior.”
“Y por tanto yo concluí, y decidí sin dudarlo, que existen tres estrellas en los cielos que se mueven alrededor de Júpiter, como Venus y Mercurio lo hacen alrededor del Sol; lo que fue establecido de largo tan claro como la luz del día por otras numerosas observaciones posteriores. Estas observaciones también establecieron que no sólo existen tres, sino cuatro, cuerpos sidéreos erráticos que hacen sus revoluciones alrededor de Júpiter.”

Galileo, en Sidereus Nuncius en Marzo de 1610.





           

















            Cinco semanas antes de que Galileo observase tan extraño fenómeno, en Noviembre de 1609, el astrónomo alemán, Simon Marius, hacía lo propio y reclamaba para sí tan fascinante descubrimiento. Pero Marius, actualmente conocido por ser el primero en observar la Nebulosa de Andrómeda, así como uno de los primeros en percatarse de las manchas solares, sería relegado en esta ocasión a un segundo eslabón, ya que sus observaciones no fueron publicadas en tiempo y forma, por lo que el trabajo de Galileo, más extenso y fiable recibió tal crédito. Reforzando notablemente la teoría heliocéntrica de Copérnico, por la cual la Tierra y demás planetas giraban alrededor del Sol, y no alrededor de la Tierra como se pensaba. Galileo, denominaría a los nuevos astros como Júpiter I, II, III, IV de manera individual, mientras, en honor a los Medici, hablaría sobre su conjunto como “Planetas Medianos”.


“Júpiter es mucho más culpado por los poetas debido a sus irregulares amores. Tres doncellas son mencionadas especialmente por haber sido cortejadas clandestinamente por Júpiter de forma exitosa. Ío, hija del Río, Inachus, Calisto de Lycaon, Europa de Agenor. Luego fue Ganimedes, el guapo hijo del Rey Tros, a quien Júpiter, habiendo tomado la forma de un águila, transportó en su lomo hasta los cielos, tal como los poetas narran de una forma fabulosa… Yo pienso, por lo tanto, que no hago mal si a la Primera le doy el nombre de Ío, a la Segunda Europa, a la Tercera, de acuerdo con su majestuosidad y luz, Ganimedes, y a la Cuarta Calisto…”
“Este relato, y los nombres tan particulares, me fueron sugeridos por Kepler, Astrónomo Imperial, cuando nos reunimos en la Feria de Ratisbon en Octubre de 1613. Por tanto, como gesto y en memoria de nuestra amistad que comenzó entonces, yo le saludo como padre conjunto de estas cuatro estrellas, y de nuevo creo que no estoy equivocado.”

Simon Marius en su obra Mundus Iovialis.


Ya en el siglo XVIII, sería el astrónomo, físico y matemático francés, Pierre-Simon Laplace quién en su Tratado de mecánica celeste, donde perfeccionaba el modelo de Newton, descubriría la llamada “Resonancia Orbital”, esto quiere decir que las órbitas de dos cuerpos tienen periodos cuya razón es una fracción de números enteros simple, es decir, que ejercen entre ellos una influencia gravitatoria regular. Curiosamente, por cada vuelta de Ganimedes alrededor de Júpiter, Europa da dos; y por cada una de esta, Ío da otra dos, lo que se traduce en una resonancia triple de tipo 1:2:4.
El sistema de Galileo se emplearía durante los siguientes 200 años, y no sería hasta mitad del siglo XIX, cuando empezarían a denominarse a estas lunas como “Galileanas” y, ya sí, por sus nombres de la actualidad; Ío, Europa, Ganimedes y Calisto, debido al creciente descubrimiento de lunas que hacían identificables a estas entre sí por simples números (para saber más, leer: Un Universo Lleno de Vida: La Interrogante de Fermi).





Así fue, como los secretos de Júpiter empezaron a ser desentrañados por el hombre. Y algunas lunas de las no menos de 63 que escoltan al dios del Sistema Solar, llamaría poderosamente nuestra atención, las Galileanas.



           
            Los seres humanos siempre hemos querido superarnos, encontrar algo que nos dé respuestas de quienes somos, y donde estamos. Ya en la década de los 40, un grupo de científicos soñaba con la posibilidad de dar un salto sustancial en la historia de la cosmología. La atmósfera terrestre era un impedimento para los potentes telescopios hallados en el planeta debido entre otras cosas a las cambiantes bolsas de aire que bloquean y distorsionan la luz, limitando la visión de los instrumentos más potentes que el hombre hubiera creado jamás para la observación de los cielos. De esta manera, un problema que había afectado al mismísimo Galileo iba a ser saltado y dejado atrás, el primer telescopio orbital iba a ser una realidad durante las década de los 80 cuando sería diseñado el Telescopio espacial Hubble (para saber más, leer: Un Universo Lleno de Vida: La Misión).
A la par que esto sucedía, en la segunda mitad de la década de los 70 del pasado siglo, más de 800 científicos empezaron a desarrollar el llamado proyecto “Galileo”. La misión fue concebida por la Agencia Espacial estadounidense a mediados de dicha década aprobándose en 1977.
El desarrollo de la misión sufriría numerosos retrasos, al igual que ocurriría con el lanzamiento de Hubble previsto su lanzamiento para Octubre de 1986, debido entre otras causas a la gran tragedia del transbordador “Challenger”, en Enero de dicho año, en el que morirían los siete tripulantes al estallar en el aire minuto y medio después de su despegue. Inicialmente, Galileo debería haber sido puesto en órbita durante dicho año, para de este modo poder estudiar Amphitrite, uno de los asteroides más grandes conocidos hasta la fecha, cosa de gran importancia por los accidentes de su superficie, ya que habrían determinado con mayor exactitud si estos cuerpos formaban parte de la materia original del Sistema Solar.
No sería hasta el 18 de Octubre de 1989, cuando se pondría en órbita un proyecto que había costado 1500 millones de dólares, gracias al transbordador Atlantis. Sin embargo, un error en su puesta a punto determinaría su fin a la vez que su comienzo, la sonda no había sido esterilizada. Aunque es poco probable que la vida perdurara ante la magnitud del viaje, NASA, argumentaría que pudieran haber sobrevivido bacterias ancladas en los depósitos de plutonio que calentaban la propulsión de la sonda. Por su parte, Hubble sería puesto en órbita el 24 de Abril de 1990 en la misión STS-31, como proyecto conjunto entre la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA).
La Sonda tardaría 6 años en llegar a la órbita del gran rey de nuestro Sistema Solar. No obstante, sobrevolaría durante esos años Venus aprovechando el impulso de las órbitas planetarias del mismo y de la Tierra para alcanzar la velocidad necesaria para tal empresa. A finales de Octubre de 1991, el 29 concretamente, se convertiría en el primer objeto en fotografiar a un asteroide a poca distancia, unos 1600 km, a unos 408 millones de km de la Tierra, se trataba del asteroide Gaspra, al que se le sumaría Ida el 28 de Marzo 1993, dentro del cinturón de asteroides formados entre Marte y Júpiter. Sin embargo, las imágenes captadas por la sonda, no llegarían a la Tierra hasta un año más tarde, ya que la antena principal de la nave, una especie de paraguas de unos 4,87 metros de diámetro no se había desplegado correctamente tras el lanzamiento, debido a un problema de congelación del lubricante del mecanismo de apertura, teniendo que esperar a que la sonda pasara en Noviembre de 1992 de nuevo por la Tierra, para hacer uso de una antena secundaria de menor capacidad para recibir los datos, ahora sí, de manera definitiva, para tomar impulso rumbo a su verdadero destino, Júpiter.
Los comienzos de Hubble tampoco fueron muy halagüeños. Cuando Hubble por fin estuvo operativo empezaría a enviar imágenes defectuosas. Una aberración óptica en la construcción del espejo primario haría que en Diciembre de 1993, varios astronautas arribaran en una órbita a 569 km de la Tierra, gracias al transbordador Endeavour para reparar los problemas de la lente. Dicho año, el 24 de Marzo, Eugene y Carolyn Shoemaker y David Levy, descubrirían un objeto en rumbo de colisión hacia Júpiter, siendo bautizado como Shoemaker-Levy 9.
De esta manera, tomando impulsos gravitacionales, Galileo se dirigía hacia su destino estudiando los cuerpos que a su paso iba encontrando, gracias a sus más de 17 experimentos con los cuales iba equipada la sonda para el estudio de la atmósfera de Júpiter, la radiación, el campo magnético y sus lunas.
Ya en las cercanías del gran rey, sería testigo de uno de los eventos más estremecedores que esta especie haya podido contemplar. Antes del choque, Hubble registraría el 19 de Marzo de 1994 la imagen del cometa Shoemaker-Levy 9 en una secuencia de 21 fragmentos de hielo extendidos por 710000 millas (1,1 millones de km). Este, entraba  en órbita de colisión con Júpiter (para saber más, leer: Deep Impact: Apophis, Dios de la Oscuridad). Un total de 21 fragmentos del cometa cayeron en el Hemisferio Sur del planeta entre el 16 y el 22 de Julio de 1994. Sería el telescopio Hubble el que tomaría las más impresionantes de las fotos de este dramático evento. Veinte años más tarde, según anunció David H. Levy, astrónomo canadiense descubridor del cometa, aún siguen los estudios del choque de dicho cometa.




El 13 de Julio de 1995, la sonda Galileo se separaría del orbitador, penetrando en la atmósfera de Júpiter el 7 de Diciembre de ese mismo año. Tras ello, comenzaría la misión orbital, la cual dedicaría durante 11 órbitas elípticas a recabar información de los distintos satélites que escoltan al gigante gaseoso y al propio planeta. Durante ese periodo, la sonda descubre hasta 21 nuevas lunas.  Pero los problemas con la antena principal no habían acabado. Galileo contaba con una cinta magnética de almacenaje de datos de 109 MB, donde se guardaban los resultados de las observaciones, para posteriormente, ser enviadas a la Tierra. Dicho mecanismo se hacía fundamental más aún tras el fallo de la antena, sin embargo, la cinta falló en diferentes ocasiones, teniendo que ser sacrificados numerosos datos de algunas de las observaciones así como cierta capacidad de la cinta.
Pese a todo, enviaría a la Tierra una amplísima gama de datos y fotografías sobre la atmósfera de Júpiter, así como los datos que demostrarían que bajo la superficie helada de Ganimedes, Europa y Calisto, existían evidencias que hacía sospechar que un gran océano de agua salada se hallaba oculto bajo su corteza. Como sorprendente fue el descubrimiento del primer “planeta” con actividad volcánica en el presente, ese mar de lava ardiente y montañas de fuego era Ío.
En esas fechas, la propia sonda espacial Galileo, detectaría que el anillo de Júpiter había sufrido ondulaciones que se prolongarían hasta las postrimerías del año 2000, debido al fuerte impacto provocado por el cometa Shoemaker-Levy 9.
Entre tanto, en la Tierra, en el minúsculo punto azul pálido, lejos, muy lejos de su hogar, la NASA, empezaba a desarrollar un nuevo plan de estudio de estos cuerpos celestes. El 15 de Octubre de 1997, el proyecto conjunto de NASA, ESA y la ASI, despegaba rumbo a Saturno a lomos del cohete Titán IV Centaurus.
El 7 de Diciembre de 1997 finalizaba la misión, sin embargo, dado el considerable éxito de la misma en el estudio del sistema joviano, se decide prolongar durante los siguientes dos años, siendo la misión rebautizada como: Galileo Europa Mission (GEM).
La misión Cassini-Huygens (para saber más, leer: Un Universo Lleno de Vida: Titán), estaba en marcha. Para recabar la mayor de las informaciones posible, se decide renovar el “contrato” de Galileo hasta 2001 haciéndola coincidir en el tiempo con dicha sonda a su paso por el mayor de los planetas del Sistema Solar, rumbo a Titán (para saber más, leer: Un Universo Lleno de Vida: Falsos Positivos), ubicada en Saturno.
El 21 de Septiembre de 2003 iba a acabar la vida de Galileo. Su instrumental notablemente dañado por la radiación en particular la cámara principal y su sistema de datos, unido al poco combustible que le quedaba para estar operativo y con el temor de contaminar de vida algunas de la lunas de Júpiter, se decide acabar con la sonda.
Así fue como tras cumplir de manera sobresaliente su misión, y tras el envío de miles de valiosos datos, más de 14 mil imágenes durante las 34 órbitas a Júpiter, de un total de 16 mil durante los 4.631.778.000 km recorridos en su viaje, con los 925 kg de combustible propulsor, en sus 14 años de vida, NASA, decide estrellar a las 16:57 de la Tierra, a su querida amiga en el espacio, contra Júpiter.
 La sonda, se sumergió lentamente en la atmósfera de Júpiter tras dejar atrás el satélite Amalthea, sumergiéndose en la oscuridad inmanente en la noche estelar, desintegrándose por el calor todo rastro de la nave y de la posible vida que con ella llevara. El sueño de más de tres docenas de científicos fallecidos durante el transcurso de la misión, se veía cumplido en el olvido del espacio y en el recuerdo de la mente humana, Europa, era sin lugar a dudas el candidato número uno para albergar vida más allá de nuestro planeta.

“Desintegraremos Galileo para estar seguros de no contaminar esa fuente potencial de vida”, decía Colleen Hartman, directora de la división de exploración del sistema solar de la NASA.

Por su parte, tras el paso de la sonda New Horizons lanzada desde caño cañaveral  el 19 de Enero de 2006, con rumbo a Plutón y el cinturón de Kuiper donde llegará a mediados de 2015, sobrevolaba Júpiter durante 2007, siendo testigo de las alteraciones continuas que el anillo de Júpiter seguía teniendo 13 años más tarde del evento Shoemaker-Levy 9.
Tal ha sido la repercusión que un equipo de investigadores del Observatorio de Herschel de la ESA, con participación de la NASA, buscaba en 2013 una explicación coherente para saber de dónde provenía el agua detectada en la atmósfera superior de Júpiter. Gracias al Observatorio Espacial infrarrojo de ESA, que desde 1965 rastrea este elemento en Júpiter, se consiguió determinar que el origen del agua provenía sin lugar a dudas del dramático impacto acaecido en Julio de 1994. Dada la imagen ofrecida por el telescopio infrarrojo se identificó que dos tercios del agua se situaban en el hemisferio sur concentrada alrededor de los lugares donde impactó el cometa.





“De acuerdo con nuestros modelos, hasta un 95% del agua en la estratosfera es debido al impacto de un cometa”, destacó el equipo de ESA.

ESA comunicó además la imposibilidad de que esa agua perteneciera al interior de Júpiter debido a las características atmosféricas del planeta, el agua que viniera del interior no podría traspasar una fría barrera que existe entre la estratosfera y la capa de nubes que forma la troposfera. Lo desconcertante de encontrar agua en la atmósfera superior radicaba en el hecho de la gran escasez de oxígeno, elemento químico fundamental para la formación del agua, por lo que el suministro debería ser externo al planeta.

“Otra posible fuente de agua sería una lluvia constante de pequeñas partículas de polvo interplanetario en Júpiter. Pero, en este caso, el agua se debe distribuir uniformemente a través de todo el planeta y debería haber filtrado a altitudes más bajas”, dijo ESA.

Incluso se llegaría a barajar la posibilidad de que dicho agua fuera suministrada por alguna de sus lunas heladas, de la misma manera que parece ocurrir entre Encelado y Saturno. No obstante, ninguna de las grandes lunas de Júpiter se encuentra en el lugar adecuado para que esto pudiera ocurrir.

En Ganimedes y Calisto se han encontrado evidencias de impactos similares a los que el cometa Shoemaker-Levy 9 podría haber dejado de haber impactado con alguna de estas lunas. Teniendo en cuenta la facilidad de captura de Júpiter de estos cuerpos hace pensar como en su día ocurriera en la Tierra, que la vida es una posibilidad no tan descabellada en estos páramos de nuestra vecindad. Los satélites jovianos podrían haber sido fecundados por los cometas hace millones de años, y quién sabe, sí quizás bajo la corteza helada de Europa, Ganimedes y Calisto exista un océano repleto de vida.

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