La misión New Horizons (' Nuevos Horizontes ') es una misión espacial no tripulada de la agencia espacial estadounidense (NASA) destinada a explorar Plutón, sus satélites y probablemente el cinturón de Kuiper. La sonda se lanzó desde Cabo Cañaveral el 19 de enero de 2006 tras posponerse por mal tiempo la fecha original de lanzamiento. New Horizons viajó primero hacia Júpiter, donde llegó en febrero-marzo de 2007. A su paso por Júpiter aprovechó la asistencia gravitatoria del planeta para incrementar su velocidad relativa unos 4.023,36 m/s (14.484 km/h). Llegó al punto más cercano a Plutón el 14 de julio de 2015, a las 11:49:04 UTC. Tras dejar atrás Plutón, la sonda probablemente sobrevuele uno o dos objetos del cinturón de Kuiper.
Después de la Voyager 1 y justo por delante de la Voyager 2 es la sonda espacial con mayor velocidad, alcanzando respecto al Sol una velocidad máxima de 15,1 km/s. (54.000 km/h aproximadamente)
Antecedentes
Esta sonda es la primera misión del proyecto de New Frontiers de la NASA (Sondas de medio coste, más caras que las de tipo Discovery, y más baratas que las Flagship); el costo total de la misión es del orden de 650 millones de dólares en un periodo de 15 años (2001 a 2016).
La sonda fue construida por el Instituto de Desarrollo Southwest (SwRI) y por el Laboratorio Johns Hopkins. Además de sus instrumentos científicos, la sonda lleva una colección de 434 738 nombres recopilados por el sitio web de la misión y guardados en un disco compacto, una pieza de la SpaceShipOne y una bandera de Estados Unidos, así como una moneda de 25 centavos de Florida y cenizas del descubridor de Plutón, el astrónomo Clyde Tombaugh.
Objetivos
Trayectoria de la New Horizons', en rojo la órbita de 2014 MU69.
Los objetivos principales de la misión son la caracterización de la geología global y morfología del planeta enano Plutón y sus satélites, el estudio de la composición superficial de dichos cuerpos y la caracterización de la atmósfera de Plutón. Otros objetivos incluyen el estudio de la variabilidad en el tiempo de la superficie y atmósfera de Plutón, obtener imágenes de Plutón y Caronte en alta resolución, buscar satélites y anillos adicionales alrededor de Plutón, y posiblemente caracterizar uno o dos objetos del cinturón de Kuiper.
El 28 de agosto de 2015 la NASA anunció que el siguiente objetivo de la sonda será el sobrevuelo del objeto transneptuniano2014 MU69 a principios de 2019.
Lanzamiento
Lanzamiento de la sonda New Horizons.
Su lanzamiento fue programado originalmente el 17 de enero de 2006 para permitir una inspección más exhaustiva de los propulsores de queroseno del cohete Atlas, y por retrasos menores el lanzamiento se trasladó al 19 de enero de 2006 despegando desde la Base de la Fuerza Aérea en Cabo Cañaveral.
Para su lanzamiento fue usado un cohete Atlas V, con una tercera etapa de combustible sólido Star 48b para aumentar su velocidad de escape, dándole al cohete un empuje total de 9 MN y una masa total de 726 000 kg.5
La ventana de lanzamiento en enero de 2006 y tras un breve encuentro con el asteroide (132524) APL, le permitió alcanzar Júpiter, el 28 de febrero de 2007 tuvo su máximo acercamiento al planeta a una distancia de 2.3 millones de kilómetros (1.4 millones de millas), realizando a continuación una maniobra de asistencia gravitatoria, permitiendo ahorrar 3 años de viaje para llegar a Plutón, durante el sobrevuelo de Júpiter se pudieron realizar test de los instrumentos y posibilidades de la sonda, remitiendo información sobre la atmósfera, sus lunas y su magnetosfera. Tras la visita a Júpiter la sonda fue puesta en estado de hibernación para preservar todos los instrumentos de a bordo, salvo un pequeño chequeo anual que había que hacerle. La sonda tiene el récord de la velocidad más alta con respecto a la Tierra y por ahora unica que ha alcanzado la velocidad de escape del Sol sin maniobras de asistencia gravitatoria.
Instrumentos
Instrumentos de la sonda New Horizons
Los instrumentos en la sonda están diseñados para que en el breve paso sobre Plutón y Caronte se obtenga la mayor información posible, como por ejemplo la composición y comportamiento de la atmósfera, la forma en que el viento solarinteractúa con la misma, los elementos geográficos.
Características técnicas
La nave fue construida en aluminio, con forma de triángulo, con 0.70 m de alto, 2.1 m de largo y 2.7 m de ancho, y pesaba en el lanzamiento 478 kg, 77 kg de los cuales corresponden al combustible y 30 kg a los instrumentos científicos. Cuando llegó a Plutón pesó sólo 445 kg.8 Posee una antena parabólica de alta ganancia de 2.1 m de diámetro, montada en la parte superior del triángulo. El triángulo contiene los equipos electrónicos, cableado y los sistemas de propulsión. En el centro del triángulo hay un adaptador de separación. En la punta del mismo, está montado el generadortermoeléctrico de radioisótopos (RTG, por sus siglas en inglés) para reducir la interferencia con los equipos. No hay baterías a bordo, por lo que toda la electricidad es producida por el RTG con pastillas de plutonio-238, recubiertas con iridio y envueltas en grafito. Los RTG generan 240 W de 30 V en el lanzamiento, y se reducirá a 200 W a la llegada a Plutón. El control de temperatura se consigue con pintura negra térmica, mantas térmicas, el calor que produce la RTG, radiadores, persianas y calentadores eléctricos.
La nave tiene tres ejes estabilizados, usando como propulsión un tanque de hidracina hecho de titanio con 77 kg de propelente montado en el centro del triángulo que la impulsa a una velocidad de 290 m/s (1 044 km/h). El tanque impulsa 16 motores de hidracina: 4 de 4,4 N de empuje para correcciones de trayectoria y doce de 0,9 N, usados para correcciones de actitud y otras maniobras. En cuanto a la navegación y la orientación de la sonda, la actitud se determina usando dos cámaras de seguimiento de estrellas (Star Trackers) con sensores CCD y un catálogo de estrellas. También se usa una doble unidad de medición inercial (MIMU) conteniendo cada una tres giroscopios y tres acelerómetros que mantienen estable el vehículo espacial. La nave es controlada mediante cuatro ordenadores: un sistema de comandos, gestión de datos, orientación, y el procesador. El procesador es un Mongoose-V de 12 MHz (una versión mejorada y preparada para soportar la radiación del MIPSR3000). También se usan relojes de tiempo, además de software. Estos equipos se encuentran en un IEM (Integrated Electronics Module); hay dos de ellos. Los datos se registran en dos grabadoras de estado sólido de baja potencia con capacidad de 8 Gb cada una.
Comunicaciones
Antena de la sonda.
Las comunicaciones con la Tierra se realizan por medio de la banda X. Cuanto mayor sea la distancia, menor será el caudal de comunicación. Por ejemplo, estaba previsto que desde Júpiter, la velocidad de comunicación sea de 38 kilobit por segundo. Sin embargo, desde la distancia de Plutón, mucho mayor, está previsto que el caudal de comunicación sea de tan solo de 600 a 1200 bits por segundo.
Esta baja velocidad significa que para enviar las fotografías de Plutón se tardará mucho tiempo, y habrá que esperar varios meses hasta tenerlas todas (se prevén 9 meses de espera). Por ejemplo, para el envío de una fotografía, a la velocidad de 1000 bit/s, aproximadamente se tardará 12 horas continuas. La cantidad aproximada de datos en fotografías de Plutón y Caronte se estima en 10 GB, y son previstos 9 meses en total debido a que no existe la capacidad de recepción de datos en forma permanente, pues las antenas de recepción (red DSN) deben ocuparse también de muchas otras sondas espaciales.
Para las comunicaciones, la sonda cuenta con 2 transmisores y 2 receptores, también se usan 2 amplificadores de 12 W. La nave usa la antena parabólica de 2,1 m de diámetro de 48 dB y una antena de baja ganancia para comunicaciones de emergencia.
superficie
Las sorpresas de Plutón que nos descubrió la New Horizons hace un año
El 14 de julio de 2015 pasará a la historia como el día que la humanidad completó su primer reconocimiento del sistema solar. Ese día la sonda New Horizons sobrevoló el sistema de Plutón y en unas pocas horas revolucionó nuestro conocimiento del principal objeto del cinturón de Kuiper. Plutón ha resultado ser un mundo mucho más complejo y diverso de lo esperado. Un año después repasamos las principales sorpresas de la misión:
Plutón, con la planicie Sputnik en su centro, visto por la New Horizons el 14 de julio de 2015 (NASA/JHUAPL/SwRI).
1. Sputnik: el mayor glaciar del sistema solar
Se esperaba encontrar hielo de nitrógeno en la superficie de Plutón, pero nadie imaginaba que este material estaría formando el mayor glaciar conocido. Con una consistencia similar a la pasta de dientes, el hielo de nitrógeno —mezclado con hielo de metano y monóxido de carbono— cubre toda la región de Sputnik Planum, el lóbulo izquierdo del característico ‘corazón’ de Plutón (que a su vez es parte de Tombaugh Regio). Con una superficie de 870 000 kilómetros cuadrados, Sputnik ha sorprendido a todos debido a su extrema juventud. La falta de cráteres indican que Sputnik tiene una edad inferior a diez millones de años, es decir, ayer mismo en términos geológicos. La llanura de Sputnik está dominada por células de convección y, más al sur, vemos numerosas oquedades debidas a la sublimación de los hielos. La evidencia indica que Sputnik Planum se ha formado a partir de una cuenca de impacto que sirve como trampa de frío para los diferentes hielos de la superficie de Plutón, aunque el mecanismo preciso que permite su existencia es desconocido.
Sputnik Planum en todo su esplendor (NASA/JHUAPL/SwRI).
Foto en alta resolución de la cámara LORRI de la frontera entre Sputnik y las montañas de agua circundantes. Se aprecian las células de convección (NASA/JHUAPL/SwRI).
Zona de Sputnik Planum donde se ve la frontera entre células de convección y las oquedades debidas a la sublimación (NASA/JHUAPL/SwRI).
Cráteres descubiertos en Plutón. Sputnik Planum no tiene ninguno (NASA).
2. Una atmósfera repleta de sustancias orgánicasPlutón es una especie de cometa gigante rodeado de una tenue atmósfera producida por la sublimación de los hielos que forman su superficie, principalmente nitrógeno. Sin embargo, antes de la llegada de la New Horizons nadie sabía la presión superficial exacta que existía en Plutón. La sonda descubrió que la presión de la atmósfera de nitrógeno era más baja de lo esperado, de tan solo diez microbares, pero también pudo comprobar que es más fría (entre -236º C y -228º C) y que se extendía más lejos de lo esperado. Pero la sorpresa más llamativa fue comprobar que esta fina atmósfera esta repleta de partículas orgánicas en suspensión distribuidas en unas veinte capas que se pueden encontrar hasta unos 200 kilómetros de altura (las principales capas están a 10, 30, 90 y 190 kilómetros) y que probablemente se han formado por efecto de ondas atmosféricas creadas por los vientos plutonianos al soplar sobre las montañas. Las partículas orgánicas que forman esta neblina, denominadas tolinas, se han creado por la acción de la luz ultravioleta del Sol y los rayos cósmicos sobre las moléculas de metano y nitrógeno. Estas tolinas caen continuamente sobre la superficie plutoniana otorgando a Plutón su característico color rojizo. Las imágenes que la New Horizons tomó de la atmósfera del planeta enano a contraluz muestran un hermoso color azul, aunque hay que recordar que este color se debe a la dispersión de la luz solar por partículas de gran tamaño —dispersión de Mie—, no a la dispersión Rayleigh por moléculas de la atmósfera terrestre. Por eso esta imagen se hubiera visto de color rojo de haberse tratado de la Tierra.
La atmósfera de Plutón vista por la New Horizons tras pasar por Plutón. Una perspectiva imposible desde la Tierra (NASA/JHUAPL/SwRI).
Las capas de neblinas de la atmósfera sobre Plutón (NASA/JHUAPL/SwRI).
Las montañas flotantes de hielo de agua.Hay montañas en el cinturón de Kuiper. Plutón presenta numerosas cadenas montañosas de varios kilómetros de altura alrededor de la zona de Sputnik Planum. La presencia de montañas ‘de verdad’ —y no simples bordes o picos de cráteres— en cualquier cuerpo del sistema solar es siempre una muestra de actividad interna. La altura de varios kilómetros que presentan estas montañas indican que deben estar formadas forzosamente por hielo de agua (el resto de hielos de la superficie de Plutón no tiene la consistencia necesaria para formar montañas estables). Pero la sorpresa fue mayúscula cuando los investigadores comprobaron que, al menos las montañas de Al Idrisi, son en realidad grandes bloques de hielo de agua flotan en los glaciares de nitrógeno de Sputnik Planum como si fueran gigantescos icebergs.
Montañas de hielo de agua de Plutón (NASA/JHUAPL/SwRI).
Los montes Al-Idrisi, en el borde de Sputnik Planum, son bloques de hielo de agua que flotan en un glaciar de nitrógeno (siencemag.org/NASA).
Montañas de la zona sur del hemisferio que vio la New Horizons. Aunque están formadas por hielo de agua, están cubiertas por nieve de metano (NASA/JHUAPL/SwRI).
4. ¿Criovolcanes?
Pero Plutón podría ser incluso más activo. El planeta enano tiene, como mínimo, dos montañas, Wright Mons (4 kilómetros de altura) y Piccard Mons (6 kilómetros), que se sospecha podrían ser criovolcanes, es decir, volcanes que expulsan agua líquida procedente del interior. De confirmarse su existencia se convertirían en una evidencia sólida de que dentro de Plutón hay un océano de agua líquida.
Wright Mons, en Plutón, el principal candidato a criovolcán ( NASA/JHUAPL/SwRI).
5. Un sistema de lunas diversas.
Las cinco lunas de Plutón, con Caronte a la cabeza, parecen haberse formado en un gran y único impacto primigenio. Caronte, a diferencia de Plutón, tiene una superficie formada principalmente por hielo de agua con leves trazos de amoniaco. En el polo norte posee una misteriosa mancha oscura denominada Mordor Macula cuyo origen es un misterio. También ha llamado la atención la red ecuatorial de cañones y fracturas que presenta este satélite. Las más importantes son los cañones Serenity Chasma (de 50 kilómetros de ancho y 5 de profundidad) y Mandjet Chasma (de 7 kilómetros de profundidad). El hemisferio sur de Caronte presenta pocos cráteres, sobre todo Vulcan Planum, y en él destaca la presencia de una extraña montaña rodeada por un ‘foso’. En cuanto al resto de pequeñas lunas, su albedo es más elevado de lo esperado. Cerbero probablemente sea una luna doble, formada por la unión de dos pequeñas lunas, mientras que Nix destaca por un curioso cráter de color rojizo.
Caronte con Mordor Macula en el polo norte (NASA/JHUAPL/SwRI).
Las lunas menores de Plutón procesadas por Roman Tkachenko (NASA/JHUAPL/SwRI/Roman Tkachenko).
Plutón y Caronte. La imagen refleja el verdadero albedo de estos mundos (Caronte es más oscuro)(NASA/JHUAPL/SwRI).
5. Cambios climáticos.
La combinación de la elevada inclinación del eje de rotación de Plutón (58º) con la gran excentricidad de su órbita hace que Plutón sea famoso por tener estaciones dobles. Pero la New Horizons ha descubierto que las variaciones climáticas podrían no ser solamente estacionales. Todo indica que el planeta enano sufre periodos en los que su presión atmosférica aumenta lo suficiente (hasta 4 o 40 veces la presión atmosférica de Marte) para que puedan existir ríos y lagos de nitrógeno líquido. Imagínate, un mundo con un ciclo del nitrógeno equiparable al ciclo del agua en la Tierra. Con todos estos elementos, ¿hace falta algo más para confirmar que Plutón es ya uno de los mundos más fascinantes del sistema solar?¿Qué otras maravillas se esconderán en los miles de mundos del cinturón de Kuiper?
Un depósito de hielo de nitrógeno que en el pasado pudiera haber sido un lago (NASA/JHUAPL/SwRI).
La inclinación del eje de Plutón y su órbita provocan extrañas zonas climáticas y un ‘doble invierno’ (NASA/JHUAPL/SwRI).
Plutón visto el 13 de julio de 2015, un día antes del encuentro. La mancha oscura bajo el corazón (Tombaugh Regio) se denomina Krun Macula (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).
Todas la superficie de Plutón vista por la New Horizons (NASA/JHUAPL/SwRI/Corey S. Powell).
La Gran Mancha Roja de Júpiter es un óvalo gigante de nubes de color carmesí en el hemisferio sur de Júpiter que corre en sentido antihorario alrededor del perímetro del óvalo con velocidades del viento mayores que cualquier tormenta en la Tierra. Midiendo 10,000 millas (16,000 kilómetros) de ancho a partir del 3 de abril de 2017, la Gran Mancha Roja es 1.3 veces más ancha que la Tierra.
"Juno descubrió que las raíces de la Gran Mancha Roja son de 50 a 100 veces más profundas que los océanos de la Tierra y más cálidas en la base que en la cima", dijo Andy Ingersoll, profesor de ciencia planetaria en Caltech y co-investigador de Juno. "Los vientos están asociados con las diferencias de temperatura, y la calidez de la base del lugar explica los vientos feroces que vemos en la parte superior de la atmósfera".
El futuro de la Gran Mancha Roja aún está en debate. Si bien la tormenta ha sido monitoreada desde 1830, posiblemente haya existido por más de 350 años. En el siglo XIX, la Gran Mancha Roja tenía más de dos Tierras de ancho. Pero en los tiempos modernos, la Gran Mancha Roja parece estar disminuyendo en tamaño, medida por los telescopios y las naves espaciales. En el momento en que los Voyagers 1 y 2 de la NASA corrieron por Júpiter en su camino a Saturno y más allá, en 1979, la Gran Mancha Roja tenía dos veces el diámetro de la Tierra. En la actualidad, las mediciones realizadas con telescopios basados en la Tierra indican que el óvalo sobre el que Juno sobrevoló ha disminuido en ancho en un tercio y la altura en un octavo desde tiempos de la Voyager.
Juno también ha detectado una nueva zona de radiación, justo encima de la atmósfera del gigante gaseoso, cerca del ecuador. La zona incluye hidrógeno enérgico, oxígeno e iones de azufre moviéndose a una velocidad casi liviana.
"Cuanto más se acerca a Júpiter, más raro se vuelve", dijo Heidi Becker, líder de investigación de monitoreo de radiación de Juno en el JPL. "Sabíamos que la radiación probablemente nos sorprendería, pero no pensamos que encontraríamos una nueva zona de radiación cerca del planeta. Solo la encontramos porque la órbita única de Juno alrededor de Júpiter permite que se acerque mucho a las nubes. durante los sobrevuelos de la colección de ciencia, y literalmente volamos a través de él ".
Esta figura da una mirada hacia la Gran Mancha Roja de Júpiter, utilizando datos del instrumento radiómetro de microondas a bordo de la nave espacial Juno de la NASA. Cada uno de los seis canales del instrumento es sensible a las microondas de diferentes profundidades debajo de las nubes.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI
La nueva zona fue identificada por la investigación del Instrumento de Detección de Partículas Energéticas de Júpiter (JEDI). Se cree que las partículas derivan de átomos neutros energéticos (iones de movimiento rápido sin carga eléctrica) creados en el gas alrededor de las lunas de Júpiter Io y Europa. Los átomos neutros se convierten en iones cuando sus electrones son eliminados por la interacción con la atmósfera superior de Júpiter.
Juno también encontró firmas de una población de iones pesados de alta energía dentro de los bordes internos del cinturón de radiación de electrones relativista de Júpiter, una región dominada por electrones que se mueven cerca de la velocidad de la luz. Las firmas se observan durante los encuentros de alta latitud de Juno con el cinturón de electrones, en regiones nunca exploradas por naves espaciales anteriores. El origen y la especie exacta de estas partículas aún no se comprende. La cámara estrella de la Unidad de Referencia Estelar (SRU-1) de Juno detecta las firmas de esta población como firmas de ruido extremadamente altas en las imágenes recopiladas por la investigación de monitoreo de radiación de la misión.
Hasta la fecha, Juno ha completado ocho pases de ciencias sobre Júpiter. El noveno pase de ciencias de Juno será el 16 de diciembre.
Este gráfico muestra una nueva zona de radiación que Juno detectó alrededor de Júpiter, ubicada justo encima de la atmósfera cerca del ecuador. También se indican las regiones de alta energía, iones pesados que Juno observó en latitudes altas.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI / JHUAPL
Juno se lanzó el 5 de agosto de 2011 desde Cabo Cañaveral, Florida, y llegó a la órbita alrededor de Júpiter el 4 de julio de 2016. Durante su misión de exploración, Juno se eleva bajo sobre las cimas de las nubes del planeta, tan cerca como unas 2.100 millas ( 3.400 kilómetros). Durante estos sobrevuelos, Juno explora bajo la cubierta de nubes oscurecedoras de Júpiter y estudia sus auroras para aprender más sobre los orígenes, la estructura, la atmósfera y la magnetosfera del planeta.
JPL administra la misión de Juno para el investigador principal, Scott Bolton, del Southwest Research Institute en San Antonio. La misión Juno es parte del Programa de Nuevas Fronteras administrado por el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, para el Directorado de Misión Científica. Lockheed Martin Space Systems, Denver, construyó la nave espacial. JPL es una división de Caltech en Pasadena,
Algunas caracterísicas superficiales de Encelado son como cintas transportadoras ?Una interpretación puntera de imagenes recientes tomadas de la luna más explosiva de Saturno indica que si. Esta forma de actividad tectónica asimétrica, muy inusual en la Tierra, probablemente sostiene algunas pistas de la estructura interna de Encelado , que podría contener mares subterráneos donde la vida podría tener lugar. El retrato de arriba es una composición de 28 imagenes tomadas por la sonda robótica Cassini en el 2010 justo después de sobrevolar el helado orbe. La inspección de estas imagenes nos muestran claros desplazamientos tectónicos donde grandes porciones de superficie parecen moverse conjuntamente en una sola dirección. Cerca de la parte superior de la imagen aparece una de las divisiones tectónicas más prominentes: Labtayt Sulci , un cañón de aproximadamente un kilómetro de profundidad.
LA ACTIVIDAD TECTONICA
Científicos e ingenieros de la NASA han concebido y planean construir un ambicioso instrumento de radio o de onda submilimétrica para estudiar la composición de géiseres arrojando vapor de agua y partículas heladas desde el polo sur de la luna pequeña de Saturno, Encelado. El equipo del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, recibió recientemente apoyo para avanzar en las tecnologías necesarias para el Instrumento Submilimétrico Encelado Fundamentos de la Vida, o SELFI. Este instrumento de detección remota representa una mejora significativa con respecto al estado actual de la tecnología en dispositivos de longitud de onda submilimétrica, dijo el Investigador Principal de SELFI, Gordon Chin. SELFI está siendo diseñado para medir rastros de sustancias químicas en las columnas de vapor de agua y partículas de hielo que emanan de las fisuras, también conocidas como rayas de tigre, en Enceladus, la sexta luna más grande de Saturno. Al estudiar las plumas, los científicos creen que pueden extrapolar la composición del océano que yace debajo de la corteza helada de la luna y su potencial para albergar vida extraterrestre. Encelado ha intrigado a los científicos desde que la misión Cassini de la NASA descubrió recientemente las plumas que arrojan partículas, vapor de agua, dióxido de carbono, metano y otros gases de forma continua de alrededor de 100 sitios en la superficie de la luna. Aunque los científicos inicialmente pensaron que Encelado estaba congelado, los datos de Cassini revelaron una ligera oscilación en la órbita lunar que sugiere la presencia de un océano global debajo del hielo. Las fuerzas de marea de Saturno parecen tirar y apretar a Encelado, generando suficiente calor para retener líquido en el interior y romper la capa de hielo. Esto forma fisuras desde las cuales chorros de agua salpican el espacio. La pregunta que los científicos en última instancia quieren responder es si la vida existe en Encelado o en otros mundos helados en el sistema solar exterior. En la parte inferior de los océanos de la Tierra, las fuentes hidrotermales prosperan con la vida. ¿Enceladus tiene respiraderos hidrotermales cálidos en el fondo del océano que podrían soportar la vida? "Las longitudes de onda submilimétricas, que se encuentran en el rango de radio de muy alta frecuencia, nos dan una manera de medir la cantidad de muchos tipos diferentes de moléculas en un gas frío. Podemos escanear todas las plumas para ver qué sale de Encelado ", dijo Chin. "El vapor de agua y otras moléculas pueden revelar parte de la química del océano y guiar a una nave espacial hacia el mejor camino para volar a través de las plumas y realizar otras mediciones directamente"
ATMOSFERA DE SATURNO Cambios de temperatura en el ecuador de Saturno: 2004-2016. (Haga clic aquí para obtener detalles y versiones grandes del video.) Crédito: ESA / NASA
LAS TORMENTAS GIGANTES PROVOCAN PALPITACIONES EN LOS LATIDOS DEL CORAZÓN ATMOSFÉRICO DE SATURNO
Inmensas tormentas del norte en Saturno pueden alterar los patrones atmosféricos en el ecuador del planeta, encuentra la misión internacional Cassini. Este efecto también se ve en la atmósfera de la Tierra, lo que sugiere que los dos planetas son más parecidos de lo que se pensaba anteriormente.
A pesar de sus considerables diferencias, las atmósferas de la Tierra, Júpiter y Saturno muestran un fenómeno notablemente similar en sus regiones ecuatoriales: patrones verticales, cíclicos, descendentes de temperaturas alternas y sistemas eólicos que se repiten en un período de varios años.
Estos patrones, conocidos como Oscilación Cuasi Periódica (QPO) en Saturno y Oscilación Cuasi-Cuatrienal (QQO) en Júpiter, debido a sus similitudes con la llamada Oscilación Cuasi Bienal (QBO) de la Tierra, parecen ser una característica definitoria de las capas medias de una atmósfera planetaria.
El QBO de la Tierra es regular y predecible, repitiéndose cada 28 meses en promedio. Sin embargo, puede verse alterado por eventos que ocurren a grandes distancias desde el ecuador de nuestro planeta, y un nuevo estudio revela que lo mismo es cierto para el QPO de Saturno.
" Estas oscilaciones pueden considerarse como latidos del corazón de un planeta " , dice Leigh Fletcher de la Universidad de Leicester, Reino Unido, autor principal del estudio (publicado en Nature Astronomy ) y co-investigador del espectrómetro infrarrojo compuesto (CIRS) de Cassini. " Cassini los descubrió en Saturno hace aproximadamente una década, y las observaciones basadas en la Tierra también los han visto en Júpiter. Aunque las atmósferas de los gigantes de gas distantes pueden parecer sorprendentemente diferentes a las nuestras, cuando miramos de cerca comenzamos a descubrir estos familiares patrones naturales " .
Cassini observó a Saturno desde junio de 2004 hasta el 15 de septiembre de 2017 cuando la misión concluyó al sumergirse en la atmósfera del planeta gaseoso. Para entender mejor el QPO de Saturno, Fletcher y sus colegas estudiaron los datos del CIRS de Cassini que cubren este período de tiempo completo.
" Observamos los datos del 'latido' de Saturno, que se repite aproximadamente cada 15 años terrestres, y encontramos una gran perturbación -una palpitación, para continuar la metáfora- que abarca de 2011 a 2013, donde toda la región ecuatorial se enfrió de manera espectacular", agrega autora Sandrine Guerlet del Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD), Francia. " Cuando verificamos el momento, nos dimos cuenta de que esto sucedió directamente después de la erupción de una tormenta gigante que envolvió todo el hemisferio norte de Saturno. Esto sugiere un vínculo entre los dos eventos: creemos que la actividad de las olas asociada a esta gran tormenta se dirigió hacia el ecuador e interrumpió el QPO, ¡a pesar de la tormenta que asola decenas de miles de kilómetros! "
Esta tormenta fue conocida como la Gran Tormenta del Norte. Tales tormentas ocurren aproximadamente una vez cada año de Saturnian, que es equivalente a 30 años terrestres. El momento de la tormenta fue fortuito, permitiendo a la Cassini observarlo en Image
Aunque se sabía que la influencia de las tormentas de Saturno era sustancial, este estudio sugiere una influencia incluso mayor de la esperada, y confirma una conexión entre el QPO de Saturno y eventos remotos y distintos que ocurren en otras partes de la atmósfera del planeta.
" Nos sentimos especialmente emocionados cuando comparamos esta palpitación en Saturno con la observada en QBO de la Tierra en 2016: fue perturbada de manera similar por las olas que transportaban el impulso desde el hemisferio norte de la Tierra hacia el ecuador " , agrega Fletcher. " Esa interrupción no tenía precedentes en más de 60 años de monitoreo de la QBO, y sin embargo tuvimos la suerte de capturar un comportamiento similar en el trabajo de Saturno con Cassini " .
En la Tierra, esta relación entre eventos lejanos en el sistema climático de un planeta se conoce como teleconexión. Se sabe que los patrones meteorológicos en todo el mundo están estrechamente vinculados entre sí, y pueden afectarse mutuamente de manera significativa. Un ejemplo clave de esto es la Oscilación del Sur de El Niño, que puede influir en las temperaturas y los patrones climáticos en toda la Tierra.
" Es extraordinario ver este proceso ocurriendo en otro planeta dentro de nuestro Sistema Solar, especialmente uno que es tan completamente diferente al nuestro", dice Nicolas Altobelli, Científico del Proyecto de la ESA para la misión Cassini-Huygens.
" Cassini-Huygens ahora puede haber terminado su misión, pero todavía hay una gran cantidad de datos para explorar, y una gran cantidad de información valiosa para ser recopilada de las observaciones de la nave espacial. Además de decirnos más acerca de Saturno, planetas gigantes gaseosos, y el Sistema Solar en general, este estudio nos ayuda a comprender mejor la Tierra. Este es un factor clave de nuestra investigación en otros planetas: descubrir más sobre el nuestro " .
NOTAS PARA LOS EDITORES
El artículo " Interrupción de la oscilación ecuatorial casi periódica de Saturno por la Gran Tormenta del Norte " por LN Fletcher et al. se publica en la revista Nature Astronomy. doi: 10.1038 / s41550-017-0271-5.
El investigador principal del espectrómetro de infrarrojo compuesto de Cassini (CIRS) es Michael Flasar (NASA / GSFC, EE. UU.).
Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de NASA, ESA y ASI, la agencia espacial italiana.
Puede encontrar más información sobre la misión aquí .
PARA MÁS INFORMACIÓN PÓNGASE EN CONTACTO:
Leigh Fletcher
University of Leicester, Reino Unido
Teléfono: 0116 252 3585
Correo electrónico: leigh.fletcher Imagele.ac.uk
Sandrine Guerlet
Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD), Francia
El vídeo definitivo del sobrevuelo de Plutón y Caronte por New Horizons el dia 14 de julio se cumplieron dos años del sobrevuelo de Plutón por la nave New Horizon de la NASA, que proporcionó cantidad de información y sorpresas sobre el planeta enano. Utilizando los datos recibidos en los meses siguientes desde la nave espacial, y los modelos digitales de elevación de Plutón y su luna más grande, Caronte, los científicos de la misión han creado películas del sobrevuelo de ambos objetos que ofrecen espectaculares nuevas perspectivas de las muchas características inusuales que fueron descubiertas y que han reformado nuestras opiniones sobre el sistema de Plutón, desde un punto de vita aún más cercano que la propia nave espacial. El vídeo definitivo del sobrevuelo de Plutón y Caronte por New Horizons Este paso rasante por Plutón comienza sobre las tierras altas al suroeste de la gran extensión plana de hielo de nitrógeno informalmente llamado Sputnik Planitia. El espectador primero pasa sobre el borde occidental de Sputnik, donde se encuentra el oscuro terreno lleno de cráteres de Cthulhu Macula, con las cadenas montañosas bloqueadas situadas dentro de las llanuras vistas en la derecha. La gira se desplaza hacia el norte pasando por las accidentadas y fracturadas tierras altas El vídeo definitivo del sobrevuelo de Plutón y Caronte por New Horizons de Voyager Terra y luego gira hacia el sur sobre Pioneer Terra - que exhibe profundos y anchos pozos - antes de concluir sobre Tártaro Dorsa en el extremo este del hemisferio en el que se produjo el sobrevuelo, informa la NASA. El vídeo definitivo del sobrevuelo de Plutón y Caronte por New Horizons El emocionante vuelo sobre Caronte comienza en lo alto del hemisferio por el cual New Horizons realizó su acercamiento más cercano, luego desciende sobre el cañón profundo y ancho de Serenity Chasma. La vista se mueve hacia el norte, pasando por el cráter Dorothy Gale y la oscura capa polar de Mordor Macula. El vuelo gira entonces hacia el sur, cubriendo el terreno norteño de Oz Terra antes de terminar sobre las planicies ecuatoriales relativamente planas de Vulcan Planum y las "montañas moated" de Clarke Montes.
Una fulguración solar es una liberación súbita e intensa de radiación electromagnética en la Cromosfera del Sol con una energía de bombas de hidrógeno, de hasta 6 × 1025julios, las cuales aceleran partículas a velocidades cercanas a la de la luz y están asociadas como precursoras de las eyecciones de masa coronal. Las fulguraciones solares tienen lugar en la cromosfera solar, calentando plasma a decenas de millones de kelvin y acelerando los electrones, protones e ionesmás pesados resultantes a velocidades cercanas a la de la luz. Producen radiación electromagnética en todas las longitudes de onda del espectro electromagnético, desde largas ondas de radio a los más cortos rayos gamma. La mayoría de las fulguraciones suceden en las regiones activas asociadas a manchas solares, lazos y filamentos solares, donde emergen intensos campos magnéticos de la superficie del Sol hacia la corona. Las fulguraciones solares tienen duraciones de minutos1
Las fulguraciones solares se observaron por primera vez en el Sol en 1859. Se han observado erupciones estelares en otras estrellas.
La frecuencia de estos sucesos varía, de varios al día cuando el Sol está particularmente "activo" a menos de una semanal cuando está "tranquilo". La actividad solar varía en un ciclo de 11 años (el ciclo solar). En la cúspide del ciclo suele haber más manchas en el Sol, y por lo tanto más fulguraciones solares.
Historia
Las primeras observaciones ópticas fueron realizadas por Richard Christopher Carrington que observó una llamarada por primera vez el 1 de septiembre de 1859, proyectando la imagen producida por un telescopio óptico, sin filtros. Era una extraordinariamente intensa white light flare (llamarada de luz blanca). Dado que las llamaradas producen copiosas cantidades de radiación en Hα, añadir un estrecho filtro de paso de banda (≈ 1 Å) centrado en esta longitud de onda en el telescopio óptico, permite la observación de las fulguraciones no muy brillantes con pequeños telescopios. Durante años Hα fue la principal, si no la única, fuente de información sobre las fulguraciones solares.
Clasificación de fulguraciones
El Sol mostrando una fulguración de tipo C-3.
Las fulguraciones solares se clasifican como A, B, C, M o X dependiendo del pico de flujo de rayos X (en vatios por metro cuadrado, W/m2) de 100 a 800 picómetros en las inmediaciones de la Tierra, medidos en la nave GOES. Cada clase tiene un pico de flujo diez veces mayor que la anterior, teniendo las fulguraciones de clase X un pico del orden de 10-4 W/m2. Dentro de una clase hay una escala lineal de 1 a 9, así que una fulguración X2 tiene dos veces la potencia de una X1, y es cuatro veces más potente que una M5. Las clases más potentes, M y X, están asociadas a menudo con varios efectos en el entorno espacial cercano a la Tierra. Aunque se suele usar la clasificación GOES para indicar el tamaño de una fulguración, es sólo una medición.
Dos de las fulguraciones GOES más grandes fueron los eventos X20 (2 mW/m2) registrados el 16 de agosto de 1989 y el 2 de abril de 2001. Sin embargo, estos dos eventos fueron eclipsados por una fulguración el 4 de noviembre de 2003, que ha sido la fulguración de rayos X más potente jamás registrada. Al principio se la clasificó como una X28 (2.8 mW/m2). Sin embargo, los detectores de GOES quedaron saturados durante el pico de la fulguración, y actualmente se piensa que realmente estuvo entre X40 (4.0 mW/m2) y X45 (4.5 mW/m2), basándose en la influencia del evento sobre la atmósfera terrestre.2 La fulguración se originó en la región de manchas 10486, que se muestra en la ilustración anterior varios días después del evento.
Se cree que la fulguración más poderosa de los últimos 500 años sucedió en septiembre de 1859. Fue observada por el astrónomo británico Richard Carrington y dejó rastros en el hielo de Groenlandia en forma de nitratos y berilio-10, que permite medir su potencia aún hoy.3
Consecuencias
Las fulguraciones solares están asociadas a eyecciones de masa coronal (CME), las cuales influyen mucho nuestra meteorología solar local. Producen flujos de partículas muy energéticas en el viento solar y la magnetosfera terrestre que pueden presentar peligros por radiación para naves espaciales y astronautas. El flujo de rayos X de la clase X de fulguraciones incrementa la ionización de la atmósfera superior, y esto puede interferir con las comunicaciones de radio en onda corta, y aumentar el rozamiento con los satélites en órbita baja, que lleva a decaimiento orbital. La presencia de estas partículas energéticas en la magnetosfera contribuyen a la aurora boreal y a la aurora austral.
Las fulguraciones solares liberan una cascada enorme de partículas de alta energía conocida como tormenta de protones. Los protones pueden atravesar el cuerpo humano, provocando daño bioquímico. La mayoría de estas tormentas tardan dos o más horas en llegar a la Tierra tras su detección visual. Una fulguración ocurrida el 20 de enero de 2005 liberó la concentración de protones más alta medida directamente, que tardó sólo 15 minutos en llegar a la Tierra tras su observación.
El riesgo de irradiación que suponen las fulguraciones solares y CME es una de las mayores preocupaciones en cuanto a las misiones tripuladas a Marte o a la Luna. Se necesitaría algún tipo de blindaje físico o magnético para proteger a los astronautas. Al principio se creía que éstos tendrían dos horas para alcanzar algún refugio. Basándose en el evento del 20 de enero de 2005, podrían tener tan poco como 15 minutos para hacerlo.
La luna de Saturno, Titán, puede estar a casi un billón de millas de distancia de la Tierra, pero un documento recientemente publicado basado en datos de la nave espacial Cassini de la NASA revela una nueva forma en la que este mundo distante y el nuestro son inquietantemente similares. Así como la superficie de los océanos en la Tierra se encuentra a una elevación promedia que llamamos "nivel del mar", los mares de Titán también se encuentran a una elevación promedia.
Este es el último hallazgo que muestra similitudes notables entre la Tierra y Titán, el único otro mundo que conocemos en nuestro sistema solar que tiene líquido estable en su superficie. La diferencia en Titán es que sus lagos y mares están llenos de hidrocarburos en lugar de agua líquida, y el hielo de agua está cubierto por una capa de material orgánico sólido que sirve como el lecho de roca que rodea estos lagos y mares.
El nuevo artículo, dirigido por Alex Hayes en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, y publicado en la revista Geophysical Research Letters, muestra que los mares de Titán siguen una elevación constante en relación con la atracción gravitacional de Titán, al igual que los océanos de la Tierra. Parece que los lagos más pequeños en Titán aparecen a elevaciones varios cientos de metros más altos que el nivel del mar de Titán. Los lagos a gran altura se encuentran comúnmente en la Tierra. El lago más alto navegable por grandes barcos, el Lago Titicaca, está a más de 3.700 metros sobre el nivel del mar.
El nuevo estudio sugiere que la elevación es importante porque los cuerpos líquidos de Titán parecen estar conectados debajo de la superficie por algo parecido a un sistema acuífero en la Tierra. Los hidrocarburos parecen fluir por debajo de la superficie de Titán de forma similar a como el agua fluye a través de roca o grava subterránea porosa en la Tierra, de modo que los lagos cercanos se comunican entre sí y comparten un nivel de líquido común.
El documento se basó en datos obtenidos por el instrumento de radar de Cassini hasta meses antes de que la nave se desintegrase en la atmósfera de Saturno el año pasado.
