Misterios de Urano II: Anillos oscuros.

Anillos de Urano.

El sistema de anillos de Urano, es otro misterio planetario sin resolver, tienen una complejidad intermedia, entre los intrincados anillos de Saturno y los relativamente simples anillos de Júpiter. Fueron descubiertos el 10 de marzo de 1977 por James L. Elliot, Edward W. Dunham, y Douglas J. Mink aprovechando que el planeta pasaba por delante de un estrella lejana, vista desde la tierra. Poco antes de que Urano ocultara a dicha estrella, se registraron bruscas reducciones en la luz que llegaba de ella, indicando la presencia de algún cuerpo bloqueando parcialmente su luz. Hace más de 200 años,el gran William Herschel (descubridor de Urano) también anunció la observación de anillos, pero los astrónomos modernos se muestran escépticos ante el hecho de que realmente pudiera haberlos observado, ya que son muy oscuros y débiles, además del hecho de que en estos 200 años nadie afirmó volver a verlos por el telescopio. 

Organización del sistema de anillos de Urano.

El porque son tan oscuros es también un enigma, el albedo (capacidad de reflejar la luz que recibe un cuerpo) de las partículas de los anillos no excede el 2%. Probablemente están compuestos por hielo de agua con el añadido de algunos compuestos orgánicos oscuros procesados por la radiación. El origen de dichos anillos parece ser reciente de tal vez unos 600 millones de años. Al estar los anillos orientados con el inclinado ecuador del planeta, sugiere que el choque entre pequeñas lunas, fueron las responsables de formar dicho sistema de anillos.

Detalle de los anillos de Urano. El porque son tan estrechos es todavía un misterio.

Pero los misterios no terminan ahí, a diferencia de los anchos anillos de Saturno, los de Urano son extremadamente estrechos. Aún no se comprende bien el mecanismo por el que se confina a los anillos a ser tan delgados. Al principio se asumía que cada anillo estrecho era pastoreado por un par de satélites cercanos que le daban forma (estas lunas son llamadas, "Lunas pastoras"). Pero en 1986 la Voyager 2, que estaba sobrevolando el planeta, descubrió sólo uno de esos pares de satélites, (Cordelia y Ofelia) sobre el anillo más brillante, llamado epsilon (ε). Por lo tanto el motivo por el cual los anillos son tan finos, es actualmente desconocido.

Imágenes de los anillos de Urano tomadas desde los telescopios terrestres.

Por si todo esto no fuera suficiente, existe otro punto de discusión sobre el sistema de anillos de Urano,  los mismos están casi libres de polvo. Según las teorías más aceptadas, los anillos planetarios son formados por colisiones entre sus satélites, formando restos de todos los tamaños, desde granos de polvo minúsculos hasta fragmentos del tamaño de una casa, pues bien algo en Urano ha retirado casi todo el polvo (o sea las partículas pequeñas) de los anillos. La relativa carencia de polvo en el sistema de anillos se debe, probablemente, a la resistencia aerodinámica de la parte más externa de la atmósfera de Urano, la exósfera, que es la capa de la atmósfera en la que los gases poco a poco se dispersan hasta que la composición es similar a la del espacio exterior. Dicho de otra forma, la exósfera "frena" lentamente a las partículas componentes de los anillos hasta que caen al planeta, como es mucho más rápido frenar los fragmentos más pequeños (menor masa) que los grandes (mayor masa), actualmente los anillos están compuestos casi en su totalidad solo por fragmentos grandes.

Anillos conocidos de Urano, actualmente.

Esto plantea un problema, aunque tarde más tiempo, eventualmente los fragmentos más grandes se precipitarán en Urano, por lo que debe existir un mecanismo que paulatinamente "reponga" el material perdido por los anillos, se ha sugerido que cada pocos cientos de millones de años algunas pequeñas lunas colisionan aportando nuevo material.

Fotografía infrarroja que muestra a los anillos de Urano y a las pequeñas lunas cercanas, posiblemente futuras colisiones entre estas lunas repondrán el material perdido por los anillos.

Estos son los principales misterios relacionados con los anillos de Urano, no se ustedes pero al preparar este artículo me puse a pensar en lo maravillosa que es la exploración del espacio y la ciencia en general, cuantos misterios nos aguardan en este gigante de hielo apenas visto por la humanidad. Aún nos quedan otros misterios Uranianos por comentar.

Cambio de perspectiva de los anillos vistos desde la tierra, en un periodo de 7 años.

Misterios de Urano I: Inclinación extrema

Planeta Urano, visto por el telescopio espacial Hubble.

Todos estamos familiarizados con el movimiento de rotación de la tierra, el planeta gira alrededor de un eje imaginario que pasa por los polos y que son lo responsables del día y la noche. Este movimiento (rotación) se halla presente en todos los cuerpos del sistema solar, algunos lo hacen más rápido, otros más lento, mientras que están los que, como nuestra luna, tienen su rotación sincronizada con su traslación mostrando siempre la misma cara a su planeta. Pero el séptimo planeta de nuestro sistema solar, posee el movimiento de rotación más extraño, sencillamente Urano rota de costado.

Urano.

El eje de rotación de Urano está de lado con respecto al plano del Sistema Solar, con una inclinación del eje de 97,77°. El cómo se produjo esto es aún un misterio. La teoría más aceptada presume que un cuerpo planetario del tamaño de la tierra, se estrelló contra el planeta en una etapa temprana de su formación, provocando el cambio drástico en la inclinación del eje. Otra posibilidad es que las perturbaciones gravitatorias ejercidas por los otros planetas gigantes del Sistema Solar lo hayan forzado a inclinarse de esta manera.

Esta inclinación produce cambios en las estaciones de un modo completamente diferente al de los demás planetas principales. Podemos visualizar la rotación de otros planetas como peonzas inclinadas (en Paraguay las llamamos "trompos" que en realidad es solo un tipo particular de peonza) respecto al plano del Sistema Solar, mientras que el dichoso Urano rota más bien como una pelota rodando inclinada. Cuando se acercan los solsticios de Urano (verano en un hemisferio e invierno en el otro), un polo mira continuamente en dirección al Sol mientras que el otro está en el sentido contrario. Sólo una banda estrecha alrededor del ecuador experimenta un ciclo rápido de día y noche, pero con el Sol muy bajo sobre el horizonte como en las regiones polares de la Tierra. Al otro lado de la órbita de Urano, la orientación de los polos en dirección al Sol es inversa. Cada polo recibe alrededor de 42 años de luz solar continua, seguidos por 42 años de oscuridad, dicho de otra manera en los polos de Urano se dan el día y la noche más largos del sistema solar. Cuando se acercan los equinoccios, el Sol se alinea con el ecuador de Urano creando un período de ciclos día-noche parecidos a los que se observan en la mayoría de los otros planetas.

Si las regiones polares reciben durante el transcurso del año más energía solar que las regiones ecuatoriales, la lógica nos dice que debería aumentar la temperatura mucho en verano, pues no ocurre así, la temperatura de Urano es más elevada en su ecuador que en sus polos en cualquier momento del año. El mecanismo que causa este fenómeno es aún desconocido. Es uno de los mayores misterios que posee el planeta, que tal vez deba esperar a la llegada de un orbitador robótico, en algún momento del siglo XXI.

Urano: Misterios en las afueras del sistema solar

Urano es un mundo fascinante y a la vez muy misterioso, ubicado en las afueras de nuestro sistema solar, visitado por tan solo una sonda espacial, la venerable "Voyager 2", aprovechando una alineación planetaria que no se repetirá en doscientos años. El planeta es un claro testimonio de los violentos procesos de formación planetaria que tuvieron lugar en esa región del sistema solar, mundos inclinados, anillos más oscuros que el carbón, lunas aparentemente formadas con los escombros de otras que ya no existen, polos magnéticos in ninguna  relación con los polos geográficos y muchas otras anormalidades hacen a este planeta un verdadero rompecabezas. En próximos artículos hablaré más detalladamente sobre los misterios Urano

La Vía Láctea desde el VLT.

Las dos estrellas más brillantes visibles desde la tierra se observan en la parte superior de este maravilloso cielo estrellado (Sirio a la izquierda y Canopo a la derecha). Este fragmento de la Vía Láctea, de mejor visualización durante el verano austral, esconde verdaderas joyas celestes especiales para el deleite de los aficionados. La fotografía fue tomada en uno de los caminos adyacentes a las instalaciones del VLT (Very Large Telescope, telescopio muy grande), propiedad del Observatorio Europeo Austral ESO, ubicado en cerro Paranal, al norte de Chile. Desde estos cielos privilegiados los astrónomos estudian al universo.

M104 Galaxia "Sombrero".

¿Qué está pasando en el centro de esta galaxia espiral? La galaxia recibe el apodo de "Galaxia Sombrero" (sombrero galaxy) por su semejanza con un sombrero mexicano. También conocida como M104, cuenta con un sendero de polvo prominente y un halo brillante de estrellas y cúmulos globulares . Esta galaxia posee un abultamiento central inusualmente grande y extendido de estrellas, así como senderos de polvo oscuro que aparecen en un disco visto casi de canto . Miles de millones de viejas estrellas causan el resplandor difuso de la protuberancia central. Una inspección detallada de dicha protuberancia muestra varios puntos de luz que son en realidad los cúmulos globulares que orbitan a esta galaxia. M104 muestra además un espectacular anillo de polvo y muchos detalles intrincados que los astrónomos todavía no entiende completamente, por si fuera poco, se cree que el núcleo alberga un gran agujero negro. La galaxia se encuentra a unos 50 millones de años luz en dirección de la constelación de Virgo, y puede ser vista con telescopios pequeños desde un sitio oscuro.

Destino Europa

Superficie de Europa, luna de Júpiter.

No solo de Marte viven los entusiastas de encontrar vida en el sistema solar, el otro gran candidato es la luna Europa de Júpiter, que desde hace varias décadas ha estado pidiendo una misión para estudiarla. Las posibilidades de la existencia de cuerpos acuosos incluso mares u océanos bajo la superficie helada, donde algún tipo de vida pudiera prosperar hacen que este cuerpo celeste sea un objetivo prioritario (con el permiso de Marte) en la búsqueda de vida extraterrestre.

Europa.

Pues bien, la NASA está planeando enviar un orbitador a la luna Europa como parte de de una flota de sondas espaciales destinadas a explorar el entorno de Júpiter. El plan actualmente conocido como Europa Jupiter System Mission, (EJSM), incluye una sonda de la NASA y otra de la agencia espacial europea (ESA).

Europa Jupiter System Mission (EJSM). 

Antes de que comencemos a ilusionarnos demasiado, hay que dejar una cosa en claro: EJSM no pretende explorar directamente la superficie de Europa o su océano mediante un vehículo aterrizador (lander), pues esa misión mucho más compleja le correspondería a una sonda posterior. Esto es lógico si tenemos en cuenta  que, realmente, no hay evidencias directas de la existencia de ningún océano. Aunque recientemente se han presentado algunos papers muy interesantes donde sugieren la existencia de lagos en la corteza helada de Europa, casi en la superficie.

Posibles lagos superficiales en Europa.

EJSM es una misión en la que participarían dos naves. Por un lado tendríamos la sonda principal, construida por la NASA y denominada Jupiter Europa Orbiter (JEO), que estudiaría el sistema joviano y posteriormente se situaría en órbita alrededor de Europa. Una vez allí exploraría el satélite mediante radar para buscar pruebas de su océano. La agencia espacial europea ESA contribuiría con una sonda separada denominada Jupiter Ganymede Orbiter (JGO), que sería lanzada por separado el mismo año (2020). Como su nombre indica, JGO deberá orbitar Ganímedes y estudiar su compleja estructura interna. 

Jupiter Europa Orbiter, JEO. Esta sonda deberá buscar pruebas concretas acerca de la existencia de los océanos bajo la superficie helada de dicha luna.

Jupiter Ganymede Orbiter JGO. Sonda de la ESA que estudiaría ganímedes y complementaría las investigaciones sobre el sistema joviano.

Existió una posibilidad aunque solo en una etapa temprana de discusión de que una nave rusa fuera lanzada de forma separada para aterrizar en Europa. Esta sonda hubiera estado sincronizada para llegar poco después de que JEO haya obtenido datos sobre posibles lugares de aterrizaje, cuyo objetivo preciso podría ser programado en ruta.

Una aterrizaje en Europa no es algo fácil de conseguir, principalmente puesto que no sabemos cómo es la superficie de a una escala métrica y submétrica no sabemos si el hielo es áspero o si las pendientes son abruptas. Recoger esta información será el objetivo central del Orbitador JEO, con estos datos recién se podrá planear una misión de aterrizaje en la luna.

Futura misión de aterrizaje en Europa.

Ambas sondas (JEO y JGO) explorarán conjuntamente el sistema de satélites de Júpiter durante unos 30 meses, así como la atmósfera y magnetosfera del gigante gaseoso. Gracias al uso de órbitas resonantes y sobrevuelos, JGO también podrá estudiar Calisto en detalle y JEO examinará Ío con una resolución sin precedentes. Además, JEO realizará 4 sobrevuelos de Ío, 6 de Ganímedes, 9 de Calisto y 6 de Europa antes de entrar en órbita "europea". JEO orbitaría Europa a una altura de 200-100 km, por lo que, además de los datos del radar, podrá realizar fotografías de la superficie con una resolución de 1 m/píxel. La principal diferencia entre ambas sondas es que JEO usaría generadores  termoeléctricos de radioisótopos (RTGs, o dicho de otra forma baterías nucleares) para generar electricidad, mientras que JGO emplearía los clásicos paneles solares (sin duda por motivos políticos). JEO deberá soportar además mayores dosis de radiación, pues pasará con frecuencia por las cercanías de Ío. El coste estimado de JEO es de unos 3800 millones de dólares, mientras que JGO saldrá por 650 millones de euros.

Configuración de la sonda JEO.

Europa es un objeto fascinante, es en esencia un mundo rocoso como nuestra Luna pero que tiene una capa de agua a su alrededor de un espesor desconocido, o sea la superficie está congelada con hielo de agua. Podría estar congelada hasta el fondo, pero en realidad no lo sabemos. Tal vez  la costra de hielo sea relativamente delgada, pero esto es algo que JEO deberá averiguar. Europa puede tener tres veces la cantidad de agua líquida de la Tierra.

Los objetivos del Jupiter Europa Orbiter (JEO) son:

• Objetivo A: verificar la existencia de un océano en Europa. Los instrumentos claves serán el radar y el magnetómetro. El radar, a 50 MHz, estudiará las profundidades desde 100 m a 3 km, con 10 m de resolución vertical. El magnetómetro tiene una sensibilidad de 0,1 nT.

• Objetivo B: espesor y estructura de la capa de hielo de Europa. Las teorías actuales no se ponen de acuerdo sobre si esta capa mide unos pocos kilómetros o varias decenas. Los instrumentos claves, además del radar, serán la cámara de alta resolución y un altímetro láser. El altímetro tendrá una resolución de 1 m. La cámara de alta resolución tendrá una resolución inferior a 1 m.

• Objetivo C: química de Europa.
• Objetivo D: geología de Europa.
• Objetivo E: estudiar el sistema de Júpiter. En concreto, la atmósfera de Júpiter y su magnetosfera, además de Ío, son objetivos prioritarios.

Un modelo de la posible estructura interna de Europa.

Esta misión nos revelará como nunca la naturaleza de júpiter y sus lunas, si es que consigue salir adelante. JEO ya ha sido aprobada por la NASA como su próxima sonda a Júpiter, pero el actual desconcierto en que vive la agencia espacial americana, la necesidad urgente de desarrollar un vehículo tripulado para acceder al espacio, y los recortes en el presupuesto amenazan con truncar la misión. Lastimosamente volvemos a ver como la ciencia no es prioridad para los políticos.

Todas las sondas marcianas.

Ver la imagen en tamaño completo.

Cualquier entusiasta del espacio podrá confirmar que el planeta Marte es el objetivo favorito para la exploración del sistema solar (con permiso de la luna terrestre). En el gráfico superior se puede ver un retrato de todas las sondas que fueron enviadas para explorar al planeta rojo. La configuración de todas las sondas es la correspondiente a la que tuvieron o tendrían al llegar a Marte. Se detalla, además del país de origen, su fecha de lanzamiento y una breve descripción de la misión. Están todas, incluso las que aún no han llegado siquiera, como es el caso de la sonda Curiosity de la NASA, que debe partir este 26 de noviembre y la rusa Fobos-Grunt, que lamentablemente se encuentra en órbita terrestre, y cuyo futuro aún es incierto. En todo caso ningún otro planeta (salvo la tierra) puede enorgullecerse de recibir tanta atención por parte de la humanidad.

Cúmulo de galaxias de Perseo.

Aquí pueden ver uno de los objetos más grandes que cualquiera haya podido ver en el cielo. Cada una de estas manchas borrosas es una galaxia, todas ellas componen el cúmulo de Perseo, uno de los más cercanos cúmulos de galaxias. El grupo se ve a través de un primer plano de estrellas débiles pertenecientes a nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Cerca del centro del cúmulo,ubicado aproximadamente a unos 250 millones de años luz de distancia, Observamos a la galaxia dominante, la gigantesca NGC 1275,  es la más brillante a la izquierda de la fotografía.Dicha galaxia es una fuente prodigiosa de rayos X y ondas de radio, NGC 1275 acumula la materia circundante, como el gas, y las galaxias terminan cayendo en ella, aumentando su tamaño. El racimo de galaxias de Perseo, también catalogado como Abell 426, es parte del supercúmulo Piscis-Perseo que contiene más de 1.000 grandes galaxias.

Los puntos Lagrangianos (puntos Lagrange)

Puntos lagrangianos del sistema Sol-Tierra.

Las interacciones gravitatorias entre dos objetos celestes son generalmente concebidas como cuerpos pequeños dando vueltas alrededor de uno mucho más grande, esta descripción es muy simple pero esencialmente correcta. Claro que existen otras formas de interacciones gravitatorias, y los viajeros espaciales tanto humanos como roboticos, las deben tener en cuenta. Para esta entrada quiero hablarles de unos puntos (más bien áreas) específicos, los puntos langranianos.

Imaginemos que queremos colocar una sonda en un lugar del espacio en dirección al Sol, dónde nos avisará de las tormentas solares que se avecinan y que podrían dañar nuestros dispositivos electrónicos Para ello, la sonda, tendría que mantenerse en una línea recta con el Sol y nuestro planeta para mantener la misma perspectiva del Sol pero orbitando a una distancia más cercana a nuestra estrella que la Tierra. En principio esto es aparentemente imposible de conseguir, ya que al estar más cerca del Sol, las leyes de Kepler le obligan a girar más deprisa por lo que pronto adelantaría a la Tierra y no vería el Sol desde la misma posición que nosotros, convirtiéndose en un satélite más de nuestra estrella.

Sonda ACE

Sin embargo, el matemático ítalo-francés Joseph-Louis Lagrange descubrió en el siglo XVIII que existe un lugar en esa linea recta con el Sol, en el cual las fuerzas de atracción de la Tierra y el Sol se igualan y se contrarrestan, anulándose casi por completo, por lo que al ser menor la atracción solar en ese punto, la sonda necesita menos velocidad para orbitarlo y se mantiene en línea constantemente con la Tierra.

Matemático ítalo-francés Joseph-Louis Lagrange, descubridor de los puntos lagrangianos. 

Éste punto es conocido como L1 y se encuentra a un millón y medio de kilómetros en dirección hacia el Sol. Hay otro punto equivalente en la dirección opuesta conocido como L2 pero en ese punto las gravedades se suman la una a la otra, o sea debería orbitar más lento al sol debido a que se encuentra más lejos pero al sumarse las gravedades del sol y la tierra, la atracción gravitatoria es más fuerte, por tanto su velocidad orbital es mayor, y acompaña a la tierra. Si tomamos como referencia el sistema Tierra-Luna nos encontraremos otros dos puntos conocidos como L4 y L5, que no se encuentran en la línea Tierra-Luna, sino que están a la misma distancia que la Luna pero formando un ángulo de 60º y que son extraordinariamente estables. El quinto y último punto llamado L3 se encuentra también en la línea Tierra-Sol pero al otro lado de la órbita a la misma distancia de la Tierra, pero es un lugar muy inestable debido a la casi nula influencia de la Tierra sobre él y la mayor influencia del resto de los planetas en ese lugar. Estos 5 puntos existirán siempre entre dos cuerpos celestes siempre que uno de ellos sea considerablemente mayor que el otro.

Punto Lagrange L1.

En realidad las posiciones L1 y L2 no son totalmente estables ya que el vehículo tendrá una cierta velocidad al llegar allí y necesitará estabilizarse. Además existen otros factores como los otros planetas, asteroides, variabilidad del viento solar, etc., que tienden a sacar a la sonda de ese punto por lo que tienen que estar bien provistas de combustible para poder efectuar las continuas maniobras necesarias para permanecer allí. De hecho, las naves se 'estacionan' en zonas un poco hacia la derecha o izquierda de ese punto para permitir las comunicaciones con la nave ya que las antenas, aquí en la Tierra, no pueden apuntar directamente hacia el Sol y permanecen girando alrededor del punto central. La gran ventaja de este punto y que contrarresta de sobra los inconvenientes, es que permite estudiar el Sol desde una zona privilegiada, libre de interferencias de la Tierra y en contacto continuo e inmediato con nuestro planeta. 

Observatorio solar SOHO, este y otros vehículos similares,estudian a nuestra estrella desde el punto L1.

El punto L1, es ideal para los observatorios solares de investigación y alerta temprana, ya que en caso de producirse una tormenta solar, las sondas en ese punto nos alertarían con 45 minutos de antelación aproximadamente. El punto L1 es actualmente usado por los satélites SOHO, WIND y ACE, todos dedicados a estudiar al sol. además los puntos lagranianos pueden ser utilizados como ayuda gravitatoria como es el caso de la sona GRAIL, cuyo destino final es la luna. 

Punto Lagrange L2.

El punto L2, es ideal para la observación del universo, sin interferencias debidas a la cercanía a la tierra, por lo que muchos telescopios espaciales modernos eligen este punto como destino como el telescopio europeo Herschel (actualmente el telescopio espacial más grande), el observatorio Planck y el futuro sucesor del Hubble, el telescopio James webb.

Telescopio espacial Herschel, estudia al universo infrarrojo, desde la favorable ubicación en el punto Lagrange L2.

En nuestro Sistema Solar tenemos numerosos ejemplos de satélites naturales y asteroides que se sitúan en estos puntos naturales, como los asteroides 'Troyanos' que están en la misma órbita de Júpiter pero adelantados o retrasados 60º y el satélite Helene está en un punto Lagrange del satélite Dione de Saturno.

En la parte superior vemos a Helene, troyano natural de Dione ubicado el punto Lagrange L4 de dicho sistema.

Los cielos del sur

Este precioso cielo estrellado fue tomado desde Brasil, nos muestra a la Vía Láctea austral, desde las constelaciones del Escudo (Scutum) hasta la Cruz del Sur (Crux). cielos similares solo pueden conseguirse alejándose de las molestas luces de una ciudad.

Para aquellos que aún les cuesta orientarse en la observación del firmamento nocturno, aquí está la versión con las constelaciones señaladas.

Mars Science Laboratory (MSL) Curiosity

Excelente animación que nos muestra las distintas fases del viaje del nuevo vehículo explorador de la NASA, Curiosity, que partirá el 26 de noviembre rumbo al planeta Marte. Esta misión de 2500 millones de dolares promete revolucionar nuestros conocimientos acerca del planeta rojo, y convertirse en el explorador marciano definitivo.

Grupo galáctico Hickson 44 en Leo

Explorando el cielo en busca de galaxias, el astrónomo canadiense Paul Hickson y sus colegas identificaron unos 100 grupos compactos de galaxias, ahora llamado apropiadamente grupos compactos Hickson. Las cuatro galaxias prominentes vistas en este fascinante paisaje celeste pertenecen a uno de esos grupos, Hickson 44, ubicado a unos 100 millones de años luz de distancia en dirección de la constelación de Leo. Las dos galaxias espirales en el centro de la imagen son, NGC 3190 con sus distintivos caminos de polvo deformados, y NGC 3187 con su forma de S. Junto con la brillante galaxia elíptica NGC 3193, a la derecha, también se les conoce como Arp 316. La espiral en la esquina superior izquierda es NGC 3185, el cuarto miembro del grupo de Hickson. Al igual que otras galaxias en los grupos Hickson, estas muestran signos de distorsión y un aumento en la formación estelar la cual es una evidencia de un tirón gravitacional que con el tiempo dará lugar a la fusión de galaxias (en una escala de tiempo cósmica). El proceso de fusión se entiende ahora como una parte normal de la evolución de las galaxias, incluyendo nuestra propia galaxia la Vía Láctea.

Planetas de carbono.

Planeta de carbono.

Los planetas han demostrado ser de una variedad tan grande que apenas estamos comenzando a conocerlos a todos, en esta entrada hablaremos acerca de otra clase de planeta exótico, los planetas de carbono.

Pero antes hablemos un poco de química planetaria. El elemento químico mas abundante en el sistema solar es el hidrógeno, ocupando dicho elemento un 70.6% de la masa, luego le sigue el Helio con 27.5% en figuras aproximadas. Estas proporciones son algo bastante conocido  en astronomía, y casi cualquier astrónomo aficionado las ha oído mencionar (antes de que me digan nada les recuerdo que las típicas  cantidades de 75% de Hidrógeno y un 25% de Helio con una cantidad mínima del resto, es la mezcla asociada a "todo el universo", aquí estoy hablando solo del sistema solar). Pero lo que casi no se sabe es cuales son los otros dos elementos mas abundantes, son el Oxigeno y el Carbono.

Disco Protoplanetario.

 Ya que entre el Hidrógeno y el Helio se llevan el 98.1% de la masa del sistema solar, ¿cuanto le toca a los otros dos? Pues son casi 0.6% para el Oxigeno y 0.3% para el Carbono. A pesar de que esto es poco en comparación con la enorme cantidad de los dos principales, la abundancia del Carbono y el Oxigeno son fundamentales para determinar que tipo de planetas se forman en un sistema solar dado.

En el caso del nuestro, donde el Oxigeno es abundante se han formado compuestos que contienen importantes cantidades de este elemento. Adicionalmente la química del planeta esta regulada por estos compuestos. Pero es la estructura misma del planeta lo que mas se ve afectado. Por ejemplo, la Tierra y los planetas terráqueos (pequeños y sólidos) del sistema solar (así como asteroides y algunas lunas) están hechos de compuestos de Silicio con Oxigeno lo que constituye la litosfera.

Pero ¿que pasaría que la química del sistema solar estuviera dominada por el Carbono?¿Como serían los planetas? La respuesta es "Planetas de Carbono".

Planeta de carbono.

 Un planeta de carbono, también denominado planeta de diamante o planeta de carburo, es un tipo teórico de planeta terrestre que estaría formado con capas internas de diamante de varios kilómetros de espesor. Los planetas de este tipo podrían formarse en los discos protoplanetarios encontrados alrededor de muchas estrellas, si estos son ricos en carbono y pobres en oxígeno. En nuestro sistema solar la proporción entre estos compuestos es de 2 a 1 siendo más abundante el oxigeno.

En primer lugar, la litosfera estaría, obviamente, formada por compuestos basados en Carbono con posibles cuerpos de líquidos similares a la brea (si se dan las condiciones de temperatura) y en las profundidades del planeta se podrían encontrar formas del Carbono tales como diamante. Y muy probablemente la atmósfera estaría dominada por monóxido o bióxido de Carbono, metano, butano y otros gases orgánicos. Lo que queda en duda en como sería la conducta de la magnetósfera y demás sistemas que tendría el planeta.

Planeta de carbono.

Esta clase de planeta tendría que desarrollarse de manera diferente a la de la Tierra, Marte y Venus, que son planetas de silicatos formados principalmente de compuestos de oxígeno y silicio. Las teorías predicen que los mundos de carbono probablemente tendrían un núcleo de hierro similar al de los planetas terrestres conocidos y un manto liquido de carbonatos. Tendrían una superficie de carburo de silicio y carburo de titanio, cubierta con una capa de carbono. El carbono se encontraría en forma de grafito, posiblemente con una capa de diamante en el interior si el planeta es lo bastante grande para producir la presión suficiente.

¿Qué posibilidades tendría la vida en un mundo como este? La vida sería posible en este tipo de planetas, sobre todo si el agua está presente, pero el fuerte carácter reductor de dicho medio ambiente podría causar que las formas de vida de estos planetas tengan un "metabolismo invertido" al de las formas de vida terrestre que predominan en la actualidad, usando compuestos ricos en oxígeno como alimento para reaccionar con la atmósfera rica en carbono.

Los planetas del púlsar PSR 1257+12 podrían ser planetas de carbono, posiblemente formados a causa del colapso de una estrella de carbono al envejecer. Otros buenos candidatos a ser planetas de carbono podrían ser aquellos localizados cerca del centro de la galaxia, donde las estrellas tienen más carbono que el Sol. Se ha detectado que el disco de polvo de la estrella Beta Pictoris es rico en carbono y podrían estar formándose planetas de este tipo.

Dado que las estrellas al morir expulsan al espacio grandes cantidades de carbono, en el futuro al ir sucediéndose generaciones de estrellas y aumentar la cantidad presente de dicho elemento, el número de planetas de carbono irá aumentando hasta que quizás en un futuro lejano todos los planetas que se formen acaben por ser de éste tipo.

Galaxia de la Vía láctea, los planetas de carbono pueden ser muy comunes cerca del núcleo galáctico.

Vídeo de la rotación de Júpiter

Este espectacular vídeo del planeta más grande del sistema solar  fue elaborado en base a imágenes obtenidas en el Observatorio Midi-Pyrénées, que muestran una rotación completa de Júpiter sobre su eje. El día joviano  dura tan solo casi 10 horas terrestres, ahí si que el tiempo pasa volando. Realmente "sin palabras".

El triplete de Leo.

Este popular grupo de galaxias es conocido como el Triplete de Leo. Una de las más espectaculares vistas celestes, con tres galaxias visibles en el mismo campo de visión a través de fotografías e incluso con telescopios modestos. Estas galaxias son NGC 3628 (izquierda), M66 (abajo a la derecha ) y M65 (arriba derecha). Las tres son grandes galaxias espirales. Se observan diferentes debido a que sus discos galácticos están inclinados en ángulos diferentes a nuestra línea de visión. NGC 3628 se ve de canto, con franjas de polvo oscuro que cortan el plano de la galaxia, mientras que los discos de M66 y M65 están inclinados lo suficiente como para mostrar su estructura espiral. Las interacciones gravitacionales entre las galaxias del grupo también han dejado signos evidentes, incluyendo la deformación del disco de NGC 3628 y los brazos espirales separados de M66 . Esta hermosa vista profunda de la región se extiende por alrededor de un grado (dos lunas llenas) en el cielo. El campo cubre más de 500 mil años luz a la distancia estimada del trío de 30 millones de años luz.

Planetas sin núcleo.

En una entrada anterior hablamos acerca de los planetas Chitonios, posibles planetas gaseosos que se vieron despojados de su atmósfera, una característica de estos mundos era que poseían grandes núcleos metálicos en su interior. Pero para demostrar que no existe blanco sin su negro, se ha propuesto la existencia de planetas opuestos a los Chinotios, planetas sin núcleo.

Planetas rocosos de nuestro sistema solar.

Como sabemos existen cientos de exoplanetas detectados, algunos de esos exoplanetas podrían ser rocosos como la Tierra, pero carecer de su fluido núcleo metálico. Un planeta sin núcleo es un tipo teórico de planeta terrestre que ha sido objeto de diferenciación planetaria ( durante la formación del planeta los elementos más pesados se hunden hacia el centro del protoplaneta, mientras que los elementos más ligeros ascienden a la superficie) pero sin embargo estos planetas no tienen un núcleo metálico, es decir, el planeta es en realidad un manto gigante de roca.

Principales lunas de nuestro sistema solar junto a plutón, algunas de estas lunas tal vez sean cuerpos sin núcleo.

Los planetas rocosos se consideraron en una época que tenían tres capas principales: una delgada corteza sólida, un viscoso manto rocoso y un núcleo de hierro fundido o sólido.

Esta estratificación, o diferenciación, se cree que tuvo lugar en los inicios de la historia del Sistema Solar, cuando las colisiones entre cuerpos rocosos y el decaimiento de isótopos radiactivos fundían el interior de los grandes objetos, permitiendo que los materiales más densos cayeran hacia el centro.

Capas internas de la tierra.

De acuerdo con un documento del 2008 de Sara Seager y Linda Elkins-Tanton, hay probablemente dos maneras en que un planeta sin núcleo pueden formarse. En el primero, el planeta acrecienta a partir de materiales tipo condrita, totalmente oxidados, ricas en agua, donde la totalidad del hierro metálico se consolida en forma de cristales minerales de silicato. Tales planetas pueden formarse en las regiones más frías y más alejadas de la estrella central. En el segundo, el planeta acrecienta tanto de materiales ricos en agua y ricos en metales de hierro. Sin embargo, el hierro metálico reacciona con el agua para formar óxido de hierro y emite hidrógeno antes de que la diferenciación del núcleo de metal haya tenido lugar. Siempre que las gotas de hierro se mezclan bien y sean lo suficientemente pequeñas (<1 centímetro), el resultado final previsto es que el hierro se oxide y sea atrapado en el manto, incapaz de formar un núcleo.

Un completo planeta sin núcleo de silicato no tendrá un núcleo fundido y por lo tanto no habrá ningún campo magnético. Esto podría descartar a este tipo de planetas como posibles hábitats para la vida extraterrestre. 

El campo magnético de la Tierra se genera por la circulación de hierro fundido en su núcleo. Éste protege la vida de la Tierra de las dañinas partículas cargadas del espacio conocidas como rayos cósmicos. 

Pero tal vez un campo magnético podría no ser clave para la vida alienígena. Después de todo solo conocemos como es la vida aquí en la tierra y no podemos descartar formas exóticas de seres vivos capaces de sobrevivir y prosperar en un ambiente tan hostil.

Actualmente, los astrónomos no tienen una forma clara de determinar si un exoplaneta rocoso lejano tiene núcleo. Esto se debe a que los telescopios aún no son lo bastante poderosos para fotografiar tales planetas, mucho menos para estudiar su composición química. Pero esto es algo que se resolverá en un futuro próximo, nuestro viaje de descubrimiento acerca de otros mundos apenas comienza.