¿Un Motor Universal de la Química Prebiótica en Titán?

26.07.17.- La misión internacional Cassini ha detectado por sorpresa una molécula que resulta fundamental en la producción de moléculas orgánicas complejas en la neblinosa atmósfera de Titán.

Esta luna saturniana presenta una densa atmósfera de nitrógeno y metano con una de las químicas más complejas conocidas en el Sistema Solar. Se cree que incluso podría parecerse a la atmósfera de las primeras fases de la Tierra, antes de la formación de oxígeno. Así, Titán puede considerarse un laboratorio a escala planetaria para estudiar e intentar comprender las reacciones químicas que podrían haber dado lugar a la vida en la Tierra y que podrían estar desarrollándose en planetas situados alrededor de otras estrellas. 

En la atmósfera superior de Titán, el nitrógeno y el metano se hallan expuestos a la energía del Sol y a las partículas energéticas de la magnetosfera saturniana. Estas fuentes de energía desencadenan reacciones de nitrógeno, hidrógeno y carbono, que originan compuestos prebióticos más complicados. 

Estas grandes moléculas descienden hacia la baja atmósfera, formando una densa neblina de aerosoles orgánicos que se cree que podrían llegar a la superficie. No obstante, el proceso según el cual las moléculas simples de la alta atmósfera se transforman en la neblina orgánica compleja a altitudes menores es complicado y difícil de determinar.

Un resultado sorprendente de la misión Cassini ha sido el descubrimiento de un tipo concreto de molécula cargada negativamente en Titán. Los científicos no preveían encontrar estos iones con carga negativa, o ‘aniones’, dado que son altamente reactivos y no deberían durar mucho en la atmósfera de Titán antes de combinarse con otros materiales. Su detección ha dado un vuelco a nuestros conocimientos actuales de la atmósfera de esta luna. 

En nuevo estudio publicado en Astrophysical Journal Letters, los científicos identifican algunos de los tipos cargados negativamente como ‘aniones de cadena carbonada’. Se entiende que estas moléculas lineales son los componentes de moléculas más complejas y podrían ser la base de las formas más antiguas de vida en la Tierra.

La compleja atmósfera de Titán. Image Credit: NASA/ESA

Las detecciones se efectuaron con el espectrómetro de plasma de Cassini, denominado CAPS, mientras la misión atravesaba la alta atmósfera de Titán, entre 950 y 1.300 km por encima de la superficie. Cabe destacar que los datos mostraron que las cadenas de carbonos se iban agotando cuanto menor era la distancia a la luna, mientras que los precursores de moléculas de aerosoles mayores iban aumentando rápidamente, lo que sugiere una estrecha relación entre ambos, con las cadenas dando lugar a las moléculas mayores.

“Por primera vez hemos identificado claramente aniones de cadena carbonada en una atmósfera planetaria, iones que consideramos clave a la hora de producir moléculas orgánicas más grandes y complejas, como las grandes partículas que forman la bruma de Titán”, indica Ravi Desai, del University College London y autor principal del estudio. 

“Se trata de un proceso conocido en el medio interestelar, pero que ahora hemos visto en un entorno completamente distinto, por lo que podría representar un proceso universal que da lugar moléculas orgánicas complejas”. 

“La pregunta es: ¿podría suceder lo mismo en otras atmósferas formadas por nitrógeno y metano, como Plutón o Tritón, o en exoplanetas con propiedades similares?” 

“La idea de una proceso universal que dé lugar a los ingredientes para la vida determinaría lo que debemos buscar si queremos encontrar vida en el Universo”, explica Andrew Coates, también del University College London, coautor del estudio y coinvestigador de CAPS. 

“Titán constituye un ejemplo local de química exótica y apasionante de la que tenemos mucho que aprender”. 

Los 13 años de odisea de Cassini en el sistema saturniano pronto llegarán a su fin, pero misiones futuras como el telescopio espacial James Webb (JWST) y la misión de búsqueda de exoplanetas PLATO de la ESA cuentan con lo necesario para identificar este proceso, no solo en nuestro Sistema Solar sino también más allá. Además, instalaciones terrestres avanzadas como ALMA también serían capaces de llevar a cabo desde la Tierra observaciones de seguimiento de este proceso que se está produciendo en la atmósfera titánica. 

“Estos reveladores resultados de Cassini muestran la importancia de rastrear el recorrido desde las especies químicas menores a las mayores, para así comprender cómo se producen las moléculas orgánicas más complejas en atmósferas similares a las de la antigua Tierra”, añade Nicolas Altobelli, científico del proyecto Cassini de la ESA. 

“Aunque no hemos detectado vida como tal, encontrar sustancias orgánicas complejas, y no solo en Titán, sino también en cometas y a lo largo del medio interestelar, nos acerca cada vez más al descubrimiento de sus precursores”.

Este gráfico muestra la composición química en la atmósfera de Titán. Image Credit: ESA

El Hubble Observa a Fobos Orbitando Marte

21.07.17.- El agudo ojo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA ha capturado la diminuta luna Fobos durante su recorrido orbital alrededor de Marte. Es tan pequeña que parece una estrella en las imágenes del Hubble.

En el transcurso de 22 minutos, el Hubble tomó 13 exposiciones separadas, permitiendo a los astrónomos crear un video de lapso de tiempo mostrando el trayecto orbital de la diminuta luna.

Con un volumen de 26 por 21 por 17 kilómetros, Fobos es una de las lunas más pequeñas en el sistema solar. Completa una órbita en sólo 7 horas y 39 minutos, que es más rápido de lo que Marte gira. Al levantarse en el oeste marciano, da tres vueltas alrededor del Planeta Rojo en el curso de un día marciano, que es de aproximadamente 24 horas y 40 minutos. Es el único satélite natural en el sistema solar que circunda su planeta en un tiempo más corto que el día del planeta padre.

Unas dos semanas después del aterrizaje lunar tripulado del Apolo 11 el 20 de Julio de 1969, la sonda Mariner 7 de la NASA voló sobre el Planeta Rojo y tomó la primera instantánea en bruto de Fobos. El 20 de Julio de 1976, la Viking 1 de la NASA aterrizó en la superficie marciana. Un año más tarde, su nave nodriza, el Viking 1 orbiter, tomó la primera fotografía detallada de Fobos, revelando un cráter abismal de un impacto que casi destrozó la luna.

Fobos fue descubierto por Asaph Hall el 17 de Agosto de 1877 en el Observatorio Naval de los Estados Unidos en Washington, DC, seis días después de encontrar la luna más pequeña y externa llamada Deimos. Hall buscaba deliberadamente lunas marcianas.

Ambas lunas llevan el nombre de los hijos de Ares, el dios griego de la guerra, que era conocido como Marte en la mitología romana. Fobos (pánico o miedo) y Deimos (terror o temor) acompañaron a su padre a la batalla.

Fotos en primer plano de una nave espacial en órbita de Marte revelan que Fobos parece estar siendo desgarrado por la atracción gravitatoria de Marte. La luna está empañada por surcos largos y poco profundos que probablemente son causados por interacciones de marea con su planeta padre. Fobos se acerca a Marte alrededor de 2 metros cada cien años. Los científicos predicen que dentro de 30 a 50 millones de años, o bien se estrellará contra el Planeta Rojo o será despedazado y quedará disperso como un anillo alrededor de Marte.

Orbitando a casi 6.000 kilómetros sobre la superficie de Marte, Fobos está más cerca de su planeta padre que cualquier otra luna en el sistema solar. A pesar de su proximidad, los observadores en Marte verían a Fobos con apenas un tercio de la anchura de la luna llena vista desde la Tierra. Por el contrario, alguien de pie en Fobos vería a Marte dominando el horizonte, ocupando un cuarto del cielo.

Desde la superficie de Marte, Fobos se puede ver eclipsando el Sol. Sin embargo, es tan pequeño que no cubre completamente nuestra estrella. Los tránsitos de Fobos a través del sol han sido fotografiados por varias naves espaciales.

El origen de Fobos y Deimos todavía está siendo debatido. Los científicos concluyeron que las dos lunas estaban hechas del mismo material que los asteroides. Esta composición y sus formas irregulares llevaron a algunos astrofísicos a teorizar que las lunas marcianas provenían del cinturón de asteroides.

Sin embargo, debido a sus órbitas estables, casi circulares, otros científicos dudan que las lunas nacieron como asteroides. Tales órbitas son raras para los objetos capturados, que tienden a moverse erráticamente. Una atmósfera podría haber frenado a Fobos y Deimos y haberlos acomodado en sus órbitas actuales, pero la atmósfera marciana es demasiado delgada para circularizar las órbitas. 

Además, las lunas no son tan densas como los miembros del cinturón de asteroides.

Fobos puede ser un montón de escombros que se mantiene unido por una fina corteza. Puede haberse formado a medida que el polvo y las rocas que circundan Marte fueron unidas por la gravedad. O puede haber experimentado un nacimiento más violento, donde una gran cantidad de estrellas contra Marte lanzó pedazos hacia el cielo, y esas piezas fueron reunidas por la gravedad. Tal vez una luna existente fue destruida, reducida a los escombros que se convertirían en Fobos.

El Hubble tomó las imágenes de Fobos orbitando el Planeta Rojo el 12 de mayo de 2016, cuando Marte estaba a 75 millones de kilómetros de la Tierra. Esto fue sólo unos días antes de que el planeta pasara más cerca de la Tierra en su órbita en los últimos 11 años.

Espectacular Vídeo de un Sobrevuelo Sobre Plutón con Datos de New Horizons

14.07.17.- El 14 de Julio de 2015, la nave espacial New Horizons de la NASA envió a la Tierra las primeras imágenes de Plutón y sus lunas, increíbles imágenes que inspiraron a muchos a preguntarse cómo sería un vuelo sobre el terreno helado de estos lejanos mundos.

Utilizando los datos actuales de New Horizons 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 vista aún más cercano que la propia nave espacial.

Este impresionante sobrevuelo por Plutón comienza sobre las tierras altas al suroeste de la gran extensión plana de hielo de nitrógeno informalmente llamada 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 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 oriental del hemisferio en el que se produjo el sobrevuelo.

El igualmente 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.

El relieve topográfico es exagerado por un factor de dos a tres veces en estas películas para enfatizar la topografía. Los colores de la superficie de Plutón y Caronte también se han mejorado para poner de manifiesto los detalles.

La cartografía digital y la representación fueron realizadas por Paul Schenk y John Blackwell del Instituto Lunar y Planetario en Houston.

Una Espiral Deslumbrante con Corazón Activo

05.07.17.- El telescopio VLT (Very Large Telescope) de ESO ha captado una magnífica imagen frontal de la galaxia espiral barrada Messier 77. La imagen hace justicia a la belleza de la galaxia, destacando sus brillantes brazos entrecruzados con carriles de polvo, pero no desvela la naturaleza turbulenta de Messier 77.

Esta pintoresca galaxia espiral parece tranquila, pero hay más de lo que parece. Messier 77 (también conocida como NGC 1068) es una de las galaxias activas más cercanas, unos de los objetos más espectaculares y energéticos del universo. Sus núcleos suelen ser lo suficientemente brillantes como para eclipsar a todo el resto de la galaxia. Las galaxias activas están entre los objetos más brillantes del universo y emiten luz en la mayoría de longitudes de onda (si no todas), desde los rayos gamma y rayos X hasta las microondas y las ondas de radio. Messier 77 se clasifica, además, como una galaxia Seyfert de tipo II, caracterizada por ser particularmente brillante en longitudes de onda infrarrojas.

El responsable de esta impresionante luminosidad es el intenso chorro de radiación que emana del “motor” central, el disco de acreción que rodea a un agujero negro supermasivo. La materia que cae hacia el agujero negro se comprime y se calienta a temperaturas increíbles, haciendo que irradie una cantidad tremenda de energía. Se cree que este disco de acreción está envuelto en una gruesa estructura en forma de anillo de gas y polvo, llamado "toro". Las observaciones de Messier 77 del año 2003 con el potente interferómetro del VLT (eso0319) fueron las primeras en resolver una estructura de este tipo.

Esta imagen de Messier 77 fue tomada en cuatro bandas de diferentes longitudes de onda, representadas por los colores  azul, rojo, violeta y rosado (hidrógeno alfa). Cada longitud de onda muestra una característica diferente: por ejemplo, los puntos rosados de hidrógeno alfa muestran las estrellas calientes y jóvenes que se están formando en los brazos espirales, mientras que en rojo vemos las finas estructuras filamentosas, parecidas a hilos, del gas que rodea a Messier 77. También vemos, en primer plano, una estrella de la Vía Láctea junto al centro de la galaxia, mostrando delatores picos de difracción. 

Además, pueden verse muchas más galaxias que, en las afueras de los brazos espirales, parecen pequeñas y delicadas en comparación con la colosal galaxia activa.

Situada a 47 millones de años luz, en la constelación de Cetus (el monstruo marino), Messier 77 es una de las más remotas galaxias del Catálogo Messier. Inicialmente, Messier creía que el luminoso objeto que vio a través de su telescopio era un cúmulo de estrellas pero, con el avance de la tecnología, se acabó descubriendo su verdadera naturaleza de galaxia. Con un tamaño de unos 100.000 años luz, Messier 77 es también una de las galaxias más grandes del catálogo Messier, tan masiva que su gravedad hace que otras galaxias cercanas se retuerzan y deformen.

Esta imagen fue obtenida con el instrumento FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2, espectrógrafo de baja dispersion y reducción focal 2), instalado en la Unidad de Telescopio 1 (Antu) del VLT, situado en el Observatorio Paranal de ESO, en Chile. Proviene del programa Joyas cósmicas de ESO, una iniciativa de divulgación que produce imágenes de objetos interesantes, enigmáticos o visualmente atractivos utilizando telescopios de ESO, con un fin educativo y divulgativo.

La deslumbrante galaxia Messier 77. Image Credit: ESO

Un Algoritmo Ayuda a Proteger las Ruedas de Curiosity en Marte

30.06.17.- No hay mecánicos en Marte, por lo que la segunda mejor opción para el rover Curiosity de la NASA está en el cuidado al conducir.

Un nuevo algoritmo está ayudando al rover a hacer precisamente eso. El software, denominado control de tracción, ajusta la velocidad de las ruedas de Curiosity dependiendo de las rocas que está subiendo. 

Después de 18 meses de pruebas en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, el software fue cargado en el rover en marzo. La gerencia de la misión del Laboratorio de Ciencia de Marte lo aprobó para su uso el 8 de Junio, después de numerosas pruebas en JPL y múltiples pruebas en Marte.

Incluso antes de 2013, cuando las ruedas comenzaron a mostrar signos de desgaste, los ingenieros de JPL habían estado estudiando cómo reducir los efectos de la rugosa superficie marciana. En terreno nivelado, todas las ruedas del rover giran a la misma velocidad. Pero cuando una rueda va sobre terreno irregular, la inclinación hace que las ruedas empiecen a resbalar.

Este cambio en la tracción es especialmente problemático cuando se recorre sobre rocas puntiagudas e incrustadas. Cuando esto sucede, las ruedas delanteras tiran de las ruedas que se arrastran en las rocas, mientras las ruedas traseras empujan las ruedas delanteras sobre las rocas.

En cualquier caso, la rueda de escalada puede terminar experimentando mayores fuerzas, dando lugar a grietas y pinchazos. Las bandas de rodadura de cada una de las seis ruedas de Curiosity, llamadas grousers, están diseñadas para escalar rocas. Pero los espacios entre ellas están más en riesgo.

"Si se trata de una roca puntiaguda, es más probable que penetre la cubierta entre los grousers", dijo Art Rankin de JPL, jefe del equipo que desarrolló el software de control de tracción. "El desgaste de las ruedas ha sido motivo de preocupación, y aunque estimamos que tienen años de vida todavía por delante, queremos reducir ese desgaste siempre que sea posible para prolongar la vida de las ruedas".

El algoritmo de control de tracción utiliza datos en tiempo real para ajustar la velocidad de cada rueda, reduciendo la presión de las rocas. El software mide los cambios en el sistema de suspensión para determinar los puntos de contacto de cada rueda. A continuación, calcula la velocidad correcta para evitar el deslizamiento, mejorando la tracción del rover.

Durante las pruebas en JPL, las ruedas fueron conducidas sobre un sensor de par de fuerza de 15 centímetros en un terreno plano. Las ruedas delanteras experimentaron una reducción de la carga del 20 por ciento, mientras que las ruedas medias experimentaron una reducción de carga del 11 por ciento, dijo Rankin.

El control de tracción también aborda el problema de los caballitos. De vez en cuando, una rueda que sube continuará levantándose, remontando la superficie real de una roca hasta que esté girando libremente. Eso aumenta las fuerzas sobre las ruedas que todavía están en contacto con el terreno. 

Cuando el algoritmo detecta un caballito, ajusta las velocidades de las otras ruedas hasta que la rueda ascendente vuelve a entrar en contacto con el suelo.

Rankin dijo que el software de control de tracción está actualmente activado de forma predeterminada, pero puede desactivarse cuando sea necesario, como por ejemplo, para la toma de imágenes de ruedas regularmente programadas, cuando el equipo evalúa el desgaste de las ruedas.

Las pruebas se desarrollaron en el JPL antes de ser cargado el software en el rover Curiosity. Image Credit: NAS/JPL-Caltech