La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Posts Tagged ‘Cassini’

La Cassini sobrevuela el Polo Sur de Encélado

Posted by Carlos en agosto 15, 2008

El pasado lunes la Cassini realizó una nueva aproximación a Encélado, y las primeras fotos ya están disponibles en la web de la misión. En esta ocasión la Cassini sobrevoló Encélado a una distancia mínima que llegó a ser de apenas 50 km de distancia, concentrándose en la región Sur del satélite en la que se encuentran las conocidas “rayas de tigre”. Tal como comentamos hace algún tiempo, esta zona de Encélado se caracteriza por tener una temperatura superficial notablemente más elevada que las zonas circundantes, lo que puede indicar que hay actividad geológica que calienta las capas internas de la superficie. Esto abre las puertas a la posibilidad de que haya agua líquida en algún estrato interno, lo que dispararía las posibilidades de vida.

NASA/JPL/Space Science Institute

Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

La imagen superior muestra una perspectiva de la rugosa superficie de Encélado. La gran estría que se aprecia en la parte inferior es el conocido como Surco Cairo -Cairo Sulcus (todas los accidentes geológicos de Encélado toman su nombre de personajes o lugares de Las Mil y Una Noches)- visto desde 2,446 km de distancia, con una la escala de 18 metros por píxel. Los objetivos fundamentales de esta aproximación son tomar imágenes en infrarrojos, ultravioleta y luz visible de la zona, para conocer mejor la temperatura y composición química de la región.

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Dione a la luz del Sol

Posted by Carlos en abril 26, 2008

Dione es una de las grandes lunas de Saturno -la cuarta mayor después de Titán, Rea y Jápeto- descubiertas a finales del s. XVII. Básicamente es una gran bola de hielo y silicatos a partes más o menos iguales (si bien estos últimos son más densos y forman el núcleo del satélite). En esto es similar a Rea, lo que es una gran coincidencia si tenemos en cuenta que la figura mitológica de Dione es a veces asociada a la de Rea (por ejemplo en la Iliada). Su superficie helada exhibe una gran cantidad de características orográficas como se aprecia en la siguiente imagen tomada por la Cassini.

North Polar View of Dione
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

La imagen corresponde a una perspectiva del Polo Norte de Dione tomada a unos 650.000 km de distancia y la escala es de 3 km por píxel. Puede apreciarse en el hemisferio iluminado la abundante presencia de cráteres y unos espectaculares acantilados de hielo. Con todo y con eso, quizás sea más espectacular una versión de larga exposición de la imagen anterior en la que el constraste entre el hemisferio iluminado y el oscuro es brutal.

Dione Polar View - Long Exposure
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

A pesar de que la imagen pueda sugerir que el hemisferio iluminado refulge casi incandescente, la temperatura superficial media ronda los -186ºC. En el vídeo inferior pueden verse más detalles superficiales de Dione, captados durante una de las aproximaciones de la Cassini.

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Posibilidades para el desarrollo de vida en Encélado

Posted by Carlos en febrero 8, 2008

Columna de agua en EnceladoCuando se habla de posibilidades de vida en el Sistema Solar exterior los candidatos recurrentes (aparte de la conjetura clásica de Carl Sagan para la vida en gigantes gaseosos) son Europa en el sistema joviano y Titán en el de Saturno. Recientemente ha empezado también a despertar gran interés Encélado, sobre todo gracias a la información que la Cassini está obteniendo de este satélite. Recordemos que a finales del 2005 y principios de 2006 se confirmó visualmente la actividad criovolcánica de Encélado, gracias a unas espectaculares fotografías en la que se apreciaba un gran penacho de vapor de agua en el polo Sur del satélite (a partir de estas fotos se pudo identificar retrospectivamente la presencia de este tipo de fenómenos en imágenes tomadas en 2005). Este tipo de actividad geológica suscitó un gran interés, por lo que la presencia de agua líquida podría suponer en relación a las posibilidades de vida. La interpretación del fenómeno no está totalmente clara en cualquier caso, ya que tal como comentamos en su momento, un trabajo publicado en Science apuntaba la posibilidad de que el penacho hubiera estado producido por la descomposición explosiva de clatratos al ser expuestos al vacío espacial por la actividad geológica de Encélado.

Si bien la anterior hipótesis parecía echar un jarro de agua fría (nunca mejor dicho) sobre las posibilidades de encontrar un medio líquido en Encélado, nuevas observaciones relativas a la actividad geológica del polo Sur proporcionan una perspectiva mucho más optimista al respecto. Para empezar, los penachos observados exhiben una gran abundancia de partículas de hielo cuya expulsión requiere una mayor temperatura en el vapor de agua, lo cual no es compatible con la hipótesis del clatrato. Más aún, el polo Sur de Encélado exhibe unas líneas de fractura en el hielo popularmente conocidas como “rayas de tigre”, cuya temperatura es notablemente superior al de las áreas circundantes (véase la imagen inferior). Los modelos de flujo de calor de los que se dispone indican que dicha diferencia de temperatura no puede ser debida a la irradiación solar, por lo que la causa debe ser el calor interior del satélite. Dicho calor puede ser debido al efecto conjunto de desintegración radiactiva en el núcleo de Encélado y a la fricción causada por las fuerzas de marea (hay que recordar que Encélado se haya en órbita resonante con Dione), y podría suponer la existencia de un núcleo de roca fundida a 1000K.

Enceladus Keeps the Home Fires Burning
NASA/JPL/GSFC/Southwest Research Institute

La existencia de este interior caliente en Encélado sugiere la existencia de una capa intermedia entre el magma y el hielo en la que habría agua líquida, que eventualmente escaparía hacia la superficie a través de fracturas tectónicas en el hielo, dando lugar a los géiseres observados. Algunas de las implicaciones de este nuevo escenario para la posible existencia de vida en Encélado son objeto de estudio en una nota de investigación realizada por C.D. Parkinson y colaboradores, de CalTech, MIT, y ESA entre otras instituciones, que se titula

y que ha sido publicada en Astronomy and Astrophysics. El escenario general es el que se muestra en la figura inferior, y resulta en líneas generales muy similar al que se ha propuesto también para Europa. Sin embargo, Encélado tiene características que no presenta Europa. Mientras que ésta última es una luna cuyo océano interior forma un ambiente cerrado y eventualmente en equilibrio químico, Encélado tiene (1) un ciclo hidrológico, (2) un desequilibrio químico, y (3) una fuente de energía interna. El ciclo hidrológico es el anteriormente descrito, con la aparición de géiseres que dispersan agua por la superficie (y que alimentan también al anillo E de Saturno), y que provocan una continua reconfiguración superficial y el hundimiento de material meteorítico que proporciona una fuente de material orgánico para el satélite (se ha observado la presencia de nitrógeno y metano en los géiseres). En cuanto al desequilibrio químico, éste se produce por reacciones de oxidación-reducción gracias a la presencia de H2O2 en la superficie de Encélado. Dicho H2O2 tiene dos orígenes: por un lado se forma a partir de la irradiación ultravioleta que recibe la superficie (concretamente, se estima una tasa de producción de 1011 moléculas cm-2 s-1); por otra parte, se introduce la noción de que el anillo E de Saturno actúa como procesador químico, generando peróxidos que son en parte devueltos a Encélado.

Enceladus “Cold Geyser” Model
NASA/JPL/Space Science Institute

Todo lo anterior unido al calor latente del interior de Encélado convierte a este lugar en un sorprendentemente acogedor ambiente para el desarrollo de vida, ya sea de origen endógeno o -como de manera sumamente interesante apuntan Parkinson et al.- de origen terrestre, inyectada de manera artificial. Por supuesto, queda mucho por aprender aún sobre Encélado, pero las posibilidades que se abren pueden hacer que se redirijan las prioridades en exploración espacial para el futuro cercano.

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Los satélites pastores de Saturno

Posted by Carlos en enero 25, 2008

Prometeo y Pandora (PIA07712)Uno de los elementos fundamentales en la estabilización de los sistemas de anillos planetarios es la presencia de “satélites pastores“. Dichos satélites orbitan en el interior o en los bordes de estos sistemas de anillos, y contribuyen a que éstos tengan límites definidos o divisiones internas (la imagen de estos satélites “pastoreando” los fragmentos de roca e hielo que constituyen los anillos es una de las maravillosas metáforas que nos proporciona la astronomía). En el caso concreto de Saturno, su espectacular sistema de anillos acoge a varios de estos satélites pastores, como por ejemplo Prometeo y Pandora, custodios del anillo F, y que podemos ver en la animación de la derecha. Otros satélites pastores de Saturno son Mimas, responsable de la División de Cassini, Atlas -pastor del anillo ADafne, responsable de la División Keeler, y Pan, responsable de la División de Encke. Precisamente puede verse este último satélite en la hermosa imagen captada por la Cassini que se muestra más abajo. Puede apreciarse una distorsión en los anillos donde se esconden tras la silueta de Saturno, debida a las capas atmosféricas superiores del planeta, y un pequeño punto cerca del centro de la imagen, en la banda oscura superior de los anillos (la División de Encke).

Pan in View
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Pan (llamado así en honor al dios homónimo de la mitología griega, divinidad de los pastores y rebaños, de la naturaleza salvaje y la música rústica, amén de símbolo de la sexualidad masculina) es un satélite de unos 15 km de radio y una masa de unos 5 billones de toneladas. Fue descubierto en 1990 precisamente gracias a la perturbación gravitatoria que ejerce sobre los bordes de la división, aunque curiosamente las fotos a partir de las que se detectó su presencia datan de 1981. En la animación inferior (obtenida a partir de la composición de diferentes imágenes tomadas por la Cassini) puede apreciarse en más detalle la forma de nuez de Pan, y cómo se desplaza a través de la División de Encke. La escala es de 1 km por píxel.

Cruising with Pan
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

El oscurecimiento de la imagen al final de la secuencia es debido a la sombra que proyecta Saturno. El punto que se aprecia cruzando rápidamente la imagen desde la parte inferior izquierda en los últimos fotogramas es una estrella de fondo.

Actualización. Hay un vídeo muy interesante en el que se muestran vistas recreadas por ordenador de los satélites Pan y Atlas con su característica forma de nuez (o de platillo volante), así como de su proceso de formación por acreción de partículas de los anillos. El vídeo puede verse abajo (¡gracias, emulenews!). Hay un artículo relacionado con el contenido del vídeo en New Scientist.

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El reverso de Rea, captado por la Cassini

Posted by Carlos en diciembre 21, 2007

La Cassini ha captado la bonita imagen de Rea que se ve más abajo. Rea es el segundo satélite más grande de Saturno (sólo superado por Titán), y el noveno mayor del sistema solar, con un diámetro medio de 1529 km (un 44% del de la Luna). Fue descubierto en 1672 precisamente por el astrónomo que le da nombre a la misión, Giovanni Cassini, y debe su nombre a una titánide griega (como Tetis, de la que hablamos la semana pasada). Básicamente se trata de una masa homogénea de roca y agua helada (con material más comprimido en el interior, pero sin diferencias de composición). Con una órbita de 527,000 km de radio, Rea se halla en rotación síncrona en torno a Saturno, al que siempre muestra la misma cara. La foto inferior muestra sin embargo la otra cara, la opuesta al gigante gaseoso.

Rhea Detached
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Cerca del terminador puede verse el gran cráter Tirawa (la convención para Rea es emplear nombres de la mitología china para los valles, y nombres mitológicos no europeos para los cráteres; en este caso, Tirawa es el nombre del dios creador en la mitología de una tribu india norteamericana, los Pawnee). Con unos 360 km de diámetro, y unos 5 km de profundidad, es el resultado de un antiquísimo impacto. Al estar iluminado aquí por el Sol, su temperatura rondará los -174ºC, lo que puede considerarse una cálida recachita habida cuenta de que las temperaturas nocturnas están entre los -200ºC y los -220ºC.

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Tetis ultravioleta y las fases de Saturno

Posted by Carlos en diciembre 10, 2007

Tetis era una titánide de la mitología griega, diosa del mar y personificación de las aguas del mundo. Su nombre le ha sido dado también a Saturno III, uno de los cuatro satélites de Saturno descubiertos a finales del s. XVII (los otros tres eran Dione, Rea y Jápeto; Titán había sido descubierto unos años antes). Los nombres corresponden a titanes, hermanos del dios Saturno, pero en el caso concreto de Tetis se da una casualidad fantástica: la densidad del satélite -el quinto mayor de Saturno, con un diámetro medio de 1066 km- es de 0.97 g/cm3, esto es, prácticamente la del agua, lo que sugiere que es una gran masa de hielo de agua.

NASA/JPL/Space Science Institute)Su superficie es altamente reflectante, con un albedo solo superado por Encélado, y exhibe algunas características morfológicas muy distintivas, como el cráter Odysseus (de 400 km de diámetro, formado probablemente por el impacto de un cometa de unos 25 km), o el valle Ithaca (de 100 km de ancho y 2000 km de longitud). Este valle puede verse en la fotografía de la izquierda, tomada por la Cassini en la banda ultravioleta. El origen de este gigantesco surco se cree que está en los albores de la formación del satélite, cuando su interior líquido se solidificó y la expansión del núcleo provocó está enorme fractura en la superficie. También se especula con que puede ser una fractura asociada al impacto que dio lugar al cráter Odysseus. Resulta significativa también la diferente tonalidad de la superficie, claramente apreciable en la imagen, y quizás debida a procesos geológicos durante la época en la que Tetis era un cuerpo con actividad interna.

Tetis gira en torno a Saturno a una distancia de unas 5 veces el radio del gigante gaseoso, y se halla anclado gravitatoriamente al mismo, por lo que siempre le muestra la misma cara. Desde la misma, un hipotético observador disfrutaría de vistas sobrecogedoras del planeta. En el siguiente vídeo -de producción propia, generado con Celestia- puede verse cómo a medida que Tetis realiza su traslación en torno a Saturno, éste exhibe diferentes fases planetarias, desde Saturno nuevo hasta un imponente Saturno lleno.

La vista durante la fase de Saturno nuevo debe ser en realidad mucho más impresionante, con gran parte del firmamento oscurecida por el gigante, cuyo hemisferio nocturno sería fugazmente iluminado por feroces tormentas eléctricas. Una visión propia de titanes.

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¿Dónde está Dafne?

Posted by Carlos en noviembre 22, 2007

Hace poco más de un mes la Cassini tuvo ocasión de captar la imagen que se ve más abajo: una perspectiva de los anillos de Saturno y de tres de sus satélites: Mimas, Epimeteo y Dafne. Mimas, con sus 397 km de diámetro es claramente visible como una brillante esfera blanca. Tampoco tiene dificultad localizar al más pequeño Epimeteo, el oblongo compañero coorbital de Jano, de 30km de diámetro y situado a la derecha de Mimas en la fotografía. Sin embargo, ¿dónde está Dafne? Pulsando sobre la imagen puede verse una versión de mayor resolución en la que quizás sea más fácil localizar a este tercer satélite (una pista: Dafne está debajo del limbo oriental de Mimas).

NASA/JPL/Space Science Institute)
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

No hay que preocuparse si incluso en la fotografía de mayor resolución no se consigue apreciar a Dafne. Se trata de un satélite de sólo 7km de diámetro, lo que a la escala de 10km por píxel de la imagen apenas da para emborronar un píxel. Sí se podrá distinguir sin embargo una perturbación visible en los anillos, justo en la vertical del extremo derecho de Mimas. Es ahí donde está Dafne, y fue precisamente a partir de estas perturbaciones que hace poco más de dos años se descubrió la presencia de este satélite. Aquí puede verse un vídeo (Quicktime, 2.8MB) bastante impresionante en el que se puede apreciar cómo el paso de Dafne crea una ondulación a lo largo de la División Keeler, un hueco de 46 km en el Anillo A (el más externo de los grandes anillos de Saturno).  Parafraseando la expresión coloquial en inglés, habría que decir en esta ocasión  “do make waves“.

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Galernas en Saturno

Posted by Carlos en noviembre 2, 2007

La troposfera de Saturno es un lugar sumamente peculiar en la que se pueden distinguir tres regiones de diferente composición y temperatura: en la parte superior hay nubes de amoniaco a -153ºC; más abajo se encuentra una capa de nubes de hidrosulfuro amónico a -93ºC; finalmente, hay una capa de nubes de agua a -23ºC. Estas regiones están sometidas a violentos temporales que pueden alcanzar los 1800 km/h en el ecuador. Precisamente la sonda Cassini ha conseguido unas espectaculares imágenes en las que se pueden apreciar estas impresionantes tempestades (imagen tomada a 3.4 millones de km de Saturno, con una escala de 20 km por pixel).

NASA/JPL/Space Science Institute)
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

El estudio del funcionamiento de los chorros atmosféricos en los gigantes gaseosos ha dado lugar a un interesante giro en nuestra compresión de los mismos. Las típicas bandas atmosféricas que observamos en estos planetas son debidas a corrientes que circulan en diferentes sentidos. En las fronteras entre estas corrientes suelen encontrarse remolinos como el que se muestra en la imagen superior, y que según se suponía se alimentaban de estos chorros debido a la fricción contra los mismos. Sin embargo, la creencia actual es que es precisamente al revés: estos remolinos alimentan las corrientes atmosféricas, cediéndoles su energía de rotación. Esto explica que los patrones atmosféricos de Saturno o Júpiter hayan permanecido estables desde que los astrónomos empezaron a estudiarlos.

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Negro sobre blanco en Jápeto

Posted by Carlos en septiembre 15, 2007

Jápeto es la tercera luna más grande de entre las 60 que se conocen de Saturno. Es un satélite peculiar, con un radio medio de 735.6±1.5 km, y una cordillera ecuatorial de unos 20 km de ancho y más de 10 km de altura (como comparación, las mismas proporciones en la Tierra supondrían una cordillera la mitad de ancha que el Himalaya, y unas 10 veces más alta), sobre cuya formación existen varias hipótesis. Esta inusual cordillera le confiere a Jápeto la imagen de una nuez cuyas dos mitades se unen en el ecuador (véase aquí un primer plano de la cordillera). Con todo y con eso, quizás lo más curioso de Jápeto sea su coloración yin-yang, con un hemisferio claro y otro cubierto de un material oscuro. La imagen inferior muestra un primer plano de la transición entre estas dos zonas.

Coated Craters
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Esta imagen se tomó a 5260 km de Jápeto y la escala es de 32 m/pixel. Pueden verse otras espectaculares imágenes de la zona de transición aquí y aquí. No está claro cuál es el motivo de que exista esta diferencia entre los hemisferios de Jápeto. Se sabe que el material oscuro es carbónico, y probablemente incluye cianuro de hidrógeno. Sobre su origen se especula con un origen externo (debido a material expulsado por impactos meteoríticos en otros satélites de Saturno, como Titán), o un origen interno (por ejemplo debido a criovulcanismo, ya que se especula con que en el interior de Jápeto se haya conservado metano y amoniaco primordial de la formación del sistema Solar). Esta última posibilidad cobraría fuerza si se confirmara que el grosor de la superficie oscura (actualmente desconocido) no es elevado, ya que en ese caso la ausencia de cráteres brillantes apuntaría a que el material oscuro se renueva constantemente.

Es de esperar que a medida que la Cassini siga proporcionando datos sobre Jápeto se vayan aclarando algunos de los interrogantes planteados. Mientras tanto, no es de extrañar que con tantos misterios a su alrededor, Jápeto aparezca en numerosas obras de ciencia-ficción.

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Tránsito de Mimas captado por la Cassini

Posted by Carlos en agosto 31, 2007

La Cassini ha captado esta impresionante imagen de un tránsito de Mimas frente a Saturno. La imagen se tomo casi por casualidad, ya que en ese momento la Cassini estaba realizando una observación de las nubes ecuatoriales de Saturno. Mimas es uno de los 60 satélites conocidos de Saturno, y tiene un diámetro de unos 397 km. La imagen se tomó a 3.1 millones de kilómetros de Saturno, y la escala es de 36 km/pixel.

NASA/JPL/Space Science Institute)
Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

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