Ciencia en el borde del Sistema Solar

Interrumpimos esta transmisión regular de resúmenes de publicaciones académicas para presentar estos mensajes de la sonda New Horizons… (Astrobite original por Becky Smethurst)

Es febrero de 1930 en el Observatorio Lowell, Arizona de los Estados Unidos.  Un hombre de 23 años, Clyde Tombaugh, examinaba algunas placas fotográficas para encontrar cualquier cosa que se moviera. Él ha estado haciendo esto desde hace casi un año, buscando el por mucho tiempo teorizado “Planeta X” que está contribuyendo a la perturbación de la órbita de Urano.  Por fin, encuentra algo y el descubrimiento es anunciado al mundo en marzo de 1930.  Y 85 años más tarde, la sonda New Horizons de la NASA finalmente nos ha dado un vislumbre de este mundo extraño.

En circulación en todo el mundo bajo el hashtag #PlutoFlyBy, la sonda New Horizons se acercó a 7.700 millas (12.500 km) en un sobrevuelo fugaz del sistema de Plutón.  Lanzada en enero de 2006, cuando Plutón todavía era clasificado como un planeta (degradado a planeta enano en agosto de 2006 por la Unión Astronómica Internacional, o IAU por su sigla en inglés), la sonda completó finalmente su viaje de 9 años a la períferia del Sistema Solar.

Aquí está lo que pensamos que Plutón parecía:

Plutón observado por el Telescopio Espacial Hubble en 2002-2003. Imagen de la NASA.

Durante doce años, esta fue nuestra vista más clara de la superficie del Plutón.  El descubrimiento de Caronte en 1978 nos permitió medir la masa de Plutón, y observaciones espectrales desde la Tierra nos confirmaron que tenía una atmósfera delgada de nitrógeno, metano, y monóxido de carbono.

New Horizons ha convertido esta burbuja difusa y sus satélites en un mundo real con rasgos y cráteres en sólo un par de días:

Plutón y Caronte se hacen mas claros como New Horizons se acerca a su destino final a partir del 8 a 11 julio de 2015. Imágenes de la NASA/JHUAPL/SwRI/Emily Lakdawalla.

Además de la fotografía, mientras se acercaba, los demás instrumentos de New Horizons, como su espectrógrafo, tomaron medidas y ¡empezamos a conseguir algo de la ciencia!  Nos enteramos que Plutón era un poco más grande de lo que se pensaba anteriormente, unos 80 km más grande, y que por lo tanto es menos denso.  Esto significa que debe estar presente más hielo que roca en Plutón, respaldada por la observación que las capas polares parecen estar hechas de nitrógeno y metano en forma de hielo; este pensamiento ha emocionado a muchos científicos planetarios. También significaba que Eris es el más grande de los planetas enanos, pero todavía es un poco más pequeño que nuestra Luna.

La sonda también detectó la atmósfera de Plutón, una oportunidad rara porque a una distancia tan larga del Sol es tan frío que los gases se congelen en la superficie.  En 1989, Plutón estaba en el punto de su órbita más cercana al Sol, lo que dio lugar al calentamiento de los gases de la atmósfera,  que se ha mantenido hasta hoy.  Si hubiéramos esperado más tiempo para enviar esta sonda, no lo habríamos visto.

Un resultado raro fue que parte del nitrógeno que se observó viene de la superficie de Plutón. Esto incitó mucha discusión entre los científicos, que se encontraban agradecidos por tener información con la que trabajar mientras que esperaban el momento de la máxima aproximación.  El acercamiento estaría cargado de preocupación debido a la naturaleza peligrosa del sistema de Plutón.  Una colisión con una partícula de polvo suficientemente grande podría destruir los delicados instrumentos de la sonda y hacerla incapaz de comunicarse con la Tierra.

Así que, horas antes del acercamiento, la sonda tomó una imagen de alta resolución de Plutón y la mandó a la Tierra.  Después de descargarla, todo el mundo estaba gratificado con esta imponente imagen de un mundo extraño finalmente enfocado:

Plutón fotografiado por el instrumento LORRI a bordo de New Horizons apenas a unas horas antes de su mayor acercamiento. Imagen de la NASA.

Esta imagen tiene una resolución 10 veces mayor a las imágenes previamente publicadas por la NASA.  La variedad en el terreno es impresionante: grandes cráteres, montañas, regiones lisas, parches oscuros y claros.   Con estas imágenes, los científicos empezaron a especular sobre todo acerca de la característica más llamativa de la imagen, la que también generaba la mayor cantidad de memes del día: el liso, brillante corazón ahora apodado la región Tombaugh en honor a nuestro buen amigo Clyde Tombaugh (¿lo recuerdan desde el comienzo de la historia?).  El hecho de que la región es llana sugiere que es joven – mientras más cráteres tenga un área, es más probable que el área sea más vieja ya que la cantidad de impactos aumenta con el tiempo. La gente ha especulado que incluso podría haber sido creada por decantación de hielo en la superficie.

En esa imagen también nos dieron un vistazo a Caronte, la luna más grande de Plutón, que resultó ser igual de emocionantemente desconcertante como el propio Plutón:

Caronte, la luna más grande de Plutón, fotografiada por New Horizons justo antes de la máxima aproximación. Imagen de la NASA.

Otra vez hay cráteres, pero no tanto como en otros satélites del mismo tamaño como las lunas del Saturno, Dione y Tethis, que tienen muchos cráteres.  Esto sugiere inesperadamente una superficie más joven, pero con más detalles de lo previsto.  Al lado noreste (desde nuestra perspectiva) se puede ver una muesca en el borde de su superficie que desemboca en un profundo cañón con cicatrices en la superficie — ¡se calcula en alrededor de 10.06 km (4.6 millas) de profundidad!  Los cañones de Caronte sobrepasan al Gran Cañón de la Tierra literalmente por millas.  Se observa también un parche oscuro rojizo en el norte de la luna, una región cariñosamente apodada “Mordor” (de El Señor de los Anillos) por los científicos de la misión. ¿Recuerdan el problema del nitrógeno que se escapa de la superficie del Plutón? Los científicos piensan que es en ese lugar donde ha terminando; se deposita en el polo de Caronte y se procesa en un cóctel de nuevos hielos, creando una superficie que parece aún más joven.

Durante que el máximo acercamiento tenía lugar, el mundo entero esperaba ansiosamente para que la sonda “llamara a casa” y 14 horas más tarde, el equipo publicó una imagen aún más detallada de Plutón. Esta imagen tiene una escala de color distinta para mostrar los distintos materiales en la superficie.  Con su lanzamiento, el corazón más querido de la Internet se rompió en dos:

Imagen en color del Plutón (izquierda) y Caronte (derecha) para mostrar características de las superficies. Imagen de la NASA.

Ahora el lado derecho del corazón parece mucho más viejo, cubierto con cráteres y hecho de hielo. La especulación crecía entre los científicos de la misión y en todo el Internet.  Tal es la manera de la ciencia que provoca a especular, debatir, discutir, especular un poco más y entonces esperar a estar de acuerdo con lo que suene como una teoría coherente.

El equipo de la misión fue recompensados alrededor de las 21:00 (ET) del martes cuando la sonda finalmente mandó el mensaje que dijo que todo había salido bien y los discos duros estaban llenos, a mucho júbilo en la sala de control de la misión:

El equipo de New Horizons de la NASA celebra en la sala de control de la misión el martes, 13 de julio, cuando la señal de la sonda fue recibido precisamente a las 20:52:37 ET. Imagen: Bill Ingalls/AP

El miércoles la sonda mandó todos los datos importante.  Son muchos datos, tanto es así que aún con los 1,68 kilobits por segundo de velocidad de descarga (por referencia, una conexión de Internet moderna tiene una velocidad de ~ 20 kilobits por segundo) va a tomar meses para descargar todo.

El miércoles se publicó la primera imagen descargada: esta imagen increíble, tomada apenas una hora o así antes de que fuera la máxima aproximación a la superficie de Plutón en el lado derecho de la región Tombaugh (el corazón):

Montañas en el superficie del Plutón, en una foto tomada unas 1,5 horas antes de la máxima aproximación de New Horizons cuando estaba 770.000 km por encima de la superficie. Imagen de la NASA.

Esta increíble imagen detallada reveló montañas que tienen más de 3.500 m de altura — compare esto con Mauna Kea de Hawaii (4.205 m) y el Mont Blanc en Francia (4.807 m), pero en un planeta sólo la mitad del tamaño de los EE.UU. de diámetro.  Plutón tiene algunos graves terrones y golpes.

Lo que no se observa en esta región son cráteres.  Ninguno ha sido encontrado todavía en esta imagen, lo que sugiere una vez más que estas montañas son increíblemente jovenes en el Sistema Solar, sólo unos 100 millones de años.  Además, se cree que estas montañas son hechas de hielo de agua pura.  Así es, yo he dicho agua.  Es tan frío que el hielo parece roca; tal vez la idea de un viaje para esquiar a Plutón no sería tan malo después de todo (si no fuera por las temperaturas de -240 centigrado, y la falta de fricción para reducir la velocidad, ¡sería perfecto!).

La pregunta sin respuesta es: ¿cómo se produjeron esas montañas?  Anteriormente, cuando hemos observado montañas heladas de este tipo en otros satélites en el Sistema Solar (como la luna del Saturno Iapetus, o del Júpiter Io) hemos especulado que han llegado de las interacciones de marea entre una pequeña luna y el planeta grande.  Pero Plutón ya es el “gran planeta” del sistema, por lo que estas montañas no pueden haber resultado de ese proceso.  Es una pregunta desconcertante, una que ha confundido a los científicos y geofísicos. Tal vez el núcleo de Plutón es radiactivo, y a pesar de estar helado en el exterior es capaz de almacenar una gran cantidad de calor en el interior para poder producir formaciones geológicas como estas.  No hay duda de que habrá mucha más especulación y discusión antes de que los científicos se pongan de acuerdo.

Hasta entonces, lo único que podemos hacer es esperar.  Esperar más datos.  Esperar más resultados científicos.  Sobre todo, esperar a ser sorprendido una vez más por las maravillas del descubrimiento humano.