La Voyager 2 tomó esta imagen cuando se acercó al planeta Urano el 14 de
Enero de 1986. El color azulado y nebuloso del planeta se debe al
metano en su atmósfera, que absorbe las ondas de luz rojas. Image Credit: NASA/JPL-Caltech
Ocho
años y medio después de su gran recorrido por el sistema solar, la nave
espacial Voyager 2 de la NASA estaba lista para otro encuentro. Era el
24 de Enero de 1986, y pronto se encontraría con el misterioso séptimo
planeta, el helado Urano.
Durante las siguientes horas, la Voyager
2 voló a 81.433 kilómetros de las cimas de las nubes de Urano,
recopilando datos que revelaron dos nuevos anillos, 11 lunas nuevas y
temperaturas inferiores a menos 214 ºC. El conjunto de datos sigue
siendo la única medida de cerca que hemos hecho del planeta.
Tres décadas después, los científicos que volvieron a inspeccionar esos datos encontraron un secreto más.
Sin el conocimiento de toda la comunidad
de física espacial, hace 34 años, la Voyager 2 voló a través de un
plasmoide, una burbuja magnética gigante que pudo haber estado llevando
la atmósfera de Urano al espacio. El hallazgo plantea nuevas preguntas
sobre el entorno magnético único del planeta.
Atmósferas planetarias en todo el
sistema solar se están escapando al espacio. El hidrógeno brota de Venus
para unirse al viento solar, la corriente continua de partículas que
escapa del Sol. Júpiter y Saturno expulsan burbujas de su aire cargado
eléctricamente. Incluso la atmósfera de la Tierra tiene fugas. (No se
preocupe, se quedará por otros mil millones de años más o menos).
Los efectos son pequeños en las escalas
de tiempo humanas, pero pasado el tiempo suficiente, el escape
atmosférico puede alterar fundamentalmente el destino de un planeta. Un
caso en concreto es Marte.
"Marte solía ser un planeta húmedo con
una atmósfera espesa", dijo Gina DiBraccio, física espacial en el Centro
de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y científica de la misión MAVEN.
"Evolucionó con el tiempo" - 4 mil millones de años de fuga al espacio -
"para convertirse en el planeta seco que vemos hoy".
El escape atmosférico es impulsado por
el campo magnético de un planeta, que puede ayudar y dificultar el
proceso. Los científicos creen que los campos magnéticos pueden proteger
un planeta, evitando las explosiones del viento solar que destruyen la
atmósfera. Pero también pueden crear oportunidades para escapar, como
las burbujas gigantes que se desprenden de Saturno y Júpiter cuando las
líneas del campo magnético se enredan. De cualquier manera, para
comprender cómo cambian las atmósferas, los científicos prestan mucha
atención al magnetismo.
Esa es una razón más por la que Urano es
un misterio. El sobrevuelo de la Voyager 2 de 1986 reveló lo
magnéticamente extraño es el planeta.
"La estructura, la forma en que se mueve ...", dijo DiBraccio, "Urano está realmente solo".
A diferencia de cualquier otro planeta
en nuestro sistema solar, Urano gira casi perfectamente de
lado, como
una brocheta asada, completando una vuelta una vez cada 17 horas. Su eje
de campo magnético apunta a 60 grados de distancia de ese eje de giro,
por lo que a medida que el planeta gira, su magnetosfera, el espacio
tallado por su campo magnético, se tambalea como un balón de fútbol mal
lanzado. Los científicos aún no saben cómo modelarlo.
Esta rareza atrajo a DiBraccio y su
coautor Dan Gershman, un compañero físico espacial de Goddard, al
proyecto. Ambos formaban parte de un equipo que elaboraba planes para
una nueva misión a los 'gigantes de hielo' Urano y Neptuno, y buscaban
misterios que resolver. El extraño campo magnético de Urano, medido por
última vez hace más de 30 años, parecía un buen lugar para comenzar.
Entonces descargaron las lecturas del
magnetómetro de la Voyager 2, que monitorearon la fuerza y la dirección
de los campos magnéticos cerca de Urano mientras la nave espacial pasaba
volando. Sin tener idea de lo que encontrarían, se acercaron más que
los estudios anteriores, trazando un nuevo punto de datos cada 1.92
segundos. Las líneas suaves dieron paso a puntas y salientes
irregulares. Y fue entonces cuando lo vieron: un pequeño zigzag con una
gran historia.
"¿Crees que podría ser ... un plasmoide?" Gershman le preguntó a DiBraccio, al ver al garabato.
Poco conocido en el momento del
sobrevuelo de la Voyager 2, los plasmoides han sido reconocidos como una
forma importante en la que los planetas pierden masa. Estas burbujas
gigantes de plasma, o gas electrificado, se desprenden del extremo de la
cola magnética de un planeta, la parte de su campo magnético expulsado
por el Sol como una manga de viento. Con suficiente tiempo, los
plasmoides que escapan pueden drenar los iones de la atmósfera de un
planeta, cambiando fundamentalmente su composición. Habían sido
observados en la Tierra y en otros planetas, pero nadie había detectado
plasmoides en Urano, todavía.
DiBraccio ejecutó los datos a través de
su canal de procesamiento y los resultados volvieron a estar limpios.
"Creo que definitivamente lo es", dijo.
Los plasmoides que DiBraccio y Gershman
encontraron ocuparon apenas 60 segundos del vuelo de 45 horas de
duración de la Voyager 2 a Urano. Apareció como una señal rápida de
arriba a abajo en los datos del magnetómetro. "Pero si lo trazaras en
3D, se vería como un cilindro", dijo Gershman.
Al comparar sus resultados con los
plasmoides observados en Júpiter, Saturno y Mercurio, estimaron una
forma cilíndrica de al menos 204.000 kilómetros de largo, y hasta
aproximadamente 400.000 kilómetros de ancho. Al igual que todos los
plasmoides planetarios, los autores creen que estaba lleno de partículas
cargadas, principalmente hidrógeno ionizado.
Las lecturas del interior del plasmoide,
cuando la Voyager 2 voló a través de él, apuntaron a sus orígenes.
Mientras que algunos plasmoides tienen un campo magnético interno
retorcido, DiBraccio y Gershman observaron bucles magnéticos suaves y
cerrados. Tales plasmoides en forma de bucle se forman típicamente a
medida que un planeta giratorio arroja fragmentos de su atmósfera al
espacio.
“Las fuerzas centrífugas se hacen cargo, y el plasmoide se
comprime”, dijo Gershman. Según sus estimaciones, los plasmoides como
ese podrían representar entre el 15 y el 55% de la pérdida de masa
atmosférica en Urano, una proporción mayor que Júpiter o Saturno. Bien
puede ser la forma dominante en que Urano arroja su atmósfera al
espacio.
¿Cómo ha cambiado el escape de plasmoides de Urano con el tiempo? Con solo un conjunto de observaciones, es difícil de decir.
“Imagínese si una nave espacial volase a
través de esta habitación y tratase de caracterizar a toda la Tierra”,
dijo DiBraccio. “Obviamente no le mostraría nada sobre cómo es el Sahara
o la Antártida”.
Pero los hallazgos ayudan a enfocar
nuevas preguntas sobre el planeta. El misterio restante es parte del
estudio. “Es por eso que amo la ciencia planetaria”, dijo DiBraccio.
“Siempre vas a un lugar que realmente no conoces”.
Actualizado: 26/3/2020
