El lado erróneo de la Luna

A veces hasta las revistas serias meten la pata. Astronomy usó esta imagen para ilustrar una noticia acerca del descubrimiento de una explicación de por qué las rocas lunares tienen menos elementos volátiles que las rocas terrestres. Linda foto. Les faltó poner La imagen es sólo ilustrativa.

¿Por qué?

Porque el lado de la Luna que vemos en la imagen es el que siempre apunta hacia la Tierra. La Luna nunca nos "da la espalda" así.

El lado de la Luna que apunta hacia la Tierra se llama, con propiedad, lado cercano. Y el otro lado (el que debería verse en la imagen) es el lado lejano. Muchas veces se le dice lado oscuro al lado lejano, aunque es un nombre disparatado. Es cierto que la Luna (como la Tierra, o cualquier objeto del sistema solar, para el caso) tiene un lado iluminado y un lado oscuro: un día y una noche. El lado lejano y el lado oscuro sólo coinciden durante la luna llena. La foto de Astronomy muestra la cara de una luna llena en la posición de una luna nueva (entre la Tierra y el Sol).

El satélite DSCOVR, que se encuentra a un millón y medio de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol (en el punto de Lagrange L1), observa permanentemente el lado iluminado de la Tierra. Hace poco mostramos que puede ver los eclipses solares desde una perspectiva inusual: la sombra fugaz de la Luna sobre la superficie terrestre. En ocasiones, durante la luna nueva, DSCOVR ve pasar la Luna por delante de la Tierra: algo que podríamos llamar un "eclipse de Tierra"*. Vean qué distinto es el lado lejano de la cara más familiar de la Luna, manchada de mares:
* Estrictamente, un tránsito.

DSCOVR está suficientemente lejos como para que la Luna y la Tierra se vean con sus tamaños relativos casi reales: la Tierra es bastante más grande que la Luna. Así que imaginen la gran cantidad de luz que esta "Tierra llena" hace caer sobre el lado cercano y oscuro de la Luna durante la luna nueva. Se trata, naturalmente, de la familiar luz cenicienta:

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La imagen de Astronomy es de ellos, que se hagan cargo. La de DSCOVR es de NASA/NOAA, y la otra es una foto mía.

El legado de Cassini

Ahora que nuestro robot espacial favorito yace en las profundidades de Saturno, podemos hacer un rapidísimo repaso de sus principales descubrimientos en 13 años de exploración.

1. Los anillos. Los anillos son finísimos (apenas 10 metros para una extensión de 70 mil kilómetros), y tienen una estructura dinámica debido a la interacción de las partículas que los forman y a la acción de pequeñas lunas embebidas en ellos. El Sol rasante del equinoccio permitió ver estructuras "enormes", de algunos kilómetros de alto.

Dafnis es una de la lunitas embebidas, que viaja acompañada por onditas gravitatorias por una de las divisiones principales. Lunitas aún más chicas van acompañadas por "hélices" (propellers, por su parecido con dos aspas de los aviones a hélice).

2. El hexágono. En el casquete polar norte de Saturno hay un sistema permanente de tormentas en forma de hexágono. Los lados del hexágono son más grandes que la Tierra, y está delimitado por una fuerte corriente de chorro a 78° de latitud, que se extiende al menos 100 km en profundidad. Decenas de grandes tormentas lo recorren. En el polo exacto hay un vórtice monstruoso. En el polo sur hay sólo un vórtice tipo ojo de huracán. No hay nada parecido al hexágono en ningún otro lugar del sistema solar.

3. Encélado. El desafío de la blancura lo gana este satélite, el más brillante del sistema solar. Su superficie es un glaciar que encierra un mar tibio. Por grietas cerca del polo sur surgen géiseres que acaban formando el difuso anillo E de Saturno. Cassini fotografió, midió, atravesó y olisqueó estos chorros, que resultan ser de agua, minerales y substancias orgánicas, delatando una actividad hidrotermal que podría albergar vida extraterrestre. Posta.

4. Titán. Un satélite más grande que Mercurio envuelto en permanente bruma anaranjada. El penetrante ojo de Cassini reveló algo que no existe en ningún otro mundo aparte de la Tierra: el reflejo del Sol en la superficie del mar. Mares (y lagos) enormes, que en Titán no son de agua sino de metano y etano, hidrocarburos que pasan por un ciclo como el del agua en la Tierra, con nubes, lluvia, ríos, erosión y cuencas de acumulación. Y envuelto en una atmósfera reductora similar a la que imaginamos tuvo la Tierra prebiótica. Todo híper frío.

El robotito Huygens, a caballito de Cassini hasta llegar a Titán, aterrizó en la superficie barrosa de una de estas cuencas, y nos mandó las primeras fotos de "rocas" erosionadas en uno de estos exóticos mundos de hielo.




5. La Tormenta Serpiente. En febrero de 2011 una erupción de gases profundos desencadenó la tormenta más grande jamás observada en Saturno. Los vientos la estiraron en longitud hasta que la cabeza alcanzó la cola, como se ve en esta foto: una Ouróboros saturniana. Nos hemos ocupado de ella en el blog, por supuesto.

Y mucho más, por supuesto: el zoológico de lunas, incluyendo la naturaleza de los dos colores de Japeto, las lunas en forma de raviol por acumulación de material de los anillos y la rotación caótica del esponjoso Hiperión, los cambios atmosféricos y químicos producidos por las largas estaciones del año saturniano... De muchas de ellas nos hemos ocupado en el blog; pueden revisarse bajo la etiqueta Cassini. Seguramente seguirán apareciendo: Cassini ya no está, pero su enorme legado de datos seguirá revelando descubrimientos por muchos años.

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Las imágenes son de NASA/ESA/JPL/Cassini. Varias de ellas las recorté del lindo librito preparado para la ocasión del fin de misión: The Saturn System through the eyes of Cassini. La última es un panorama tomado durante la última órbita, y muestra a Saturno como no volveremos a verlo en mucho tiempo. Vale la pena verla en grande para apreciar la sutileza de las distintas luces y sombras.

Felices los cuatro

Han pasado 60 años desde octubre de 1957. Sesenta años del estreno de El puente sobre el río Kwai. Del lanzamiento del Sputnik. Del primer Toyota exportado de Japón a Estados Unidos. De la aparición de este número del Reviews of Modern Physics:

Síntesis de los elementos en las estrellas, por Margaret Burbidge, Geoffrey Burbidge, William Fowler y Fred Hoyle. Un tremendo paper de 108 páginas, popularmente conocido como B²FH. Cuando lo fui a buscar en la Biblioteca me sorprendió encontrar que comienza con un par de citas de Shakespeare:

"Son las estrellas, las estrellas sobre nosotros, las que controlan nuestra condición"; pero tal vez: "La culpa, querido Bruto, no está en nuestras estrellas sino en nosotros mismos".

El trabajo es brillante y monumental, y fue revolucionario en su época. Por primera vez había una explicación científica del origen de los elementos químicos, especiamente de los elementos "pesados". Pesados entre comillas, ya que en realidad son todos los elementos excepto el hidrógeno, el helio y el litio. Todos. Paradójicamente, fue una respuesta de Hoyle a la explicación propuesta por Gamow y Alpher (ya conté sobre ellos y el famoso paper alfa-beta-gamma). Gamow era un defensor del comienzo denso y caliente del universo (el Big Bang), pero su modelo, a pesar del pretensioso título del paper, sólo explicaba el origen primordial de los tres elementos más livianos.

Hoyle no creía que el Big Bang fuera cierto; fue él quien le puso el nombre con intención peyorativa, tipo: "No me van a decir que el universo comenzó con una gran explosión". Durante una década buscó una explicación alternativa, un "estado estacionario" que pudiera explicar la formación continua de todos los elementos químicos. Atraído por la capacidad humana y técnica del Laboratorio Kellogg de física nuclear en Caltech, Hoyle empezó a visitarlos frecuentemente. Allí estableció una buena colaboración con William Fowler, recientemente doctorado. Pronto se les unieron los Burbidge, una pareja de astrónomos británicos que habían trabajado con Hoyle en Cambridge. La pasaban bien los cuatro.

El modelo de estado estacionario no prosperó, pero la explicación de los diversos procesos nucleares que dan lugar a todos los elementos químicos, en diversos tipos de estrellas, descriptos con enorme detalle en el paper B²FH, era sensacional y sobrevivió a la intención original de Hoyle. Explicaron cómo las estrellas suficientemente pesadas, las gigantes y supergigantes rojas, podían formar en sus núcleos los elementos hasta el hierro. Y cómo las condiciones extremas de las explosiones de supernova eran capaces de producir el resto, y de liberarlos en el espacio interestelar para la siguiente generación de estrellas y planetas.

Nunca entendí cómo no les dieron el premio Nobel a los cuatro, por haber explicado nada menos que el origen de los elementos químicos de los que estamos hechos: desde nosotros mismos hasta el oro mismo con el que funden las medallas Nobel. En 1983 Fowler recibió medio premio por su trabajo. Murió en 1995. Hoyle falleció en 2001 y Geoffrey en 2010.

Margaret, de 98 años, todavía vive. Este mes, brindemos por ella. La bebida que elijamos estará hecha de átomos forjados en las estrellas, como ella explicó.

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PD: Podés ver mi charla TEDx, donde hablo de ellos.

A correr, que viene TC4

Dentro de pocos días, un asteroide algo más grande que el que explotó sobre Chelyabinsk en 2013 causando 1500 heridos y extensos daños, pasará muy cerca de la Tierra. Se trata de 2012 TC₄, descubierto en 2012 cuando pasó a 94800 km de nosotros, un cuarto de la distancia a la Luna. En aquella ocasión se lo observó apenas durante 7 días, suficientes para determinar aproximadamente su órbita y calcular que volvería a acercarse el 12 de octubre de este año, pero no para calcular por dónde pasaría. ¿Había algún riesgo de que cayera a tierra? Los telescopios "recuperaron" a TC4 a fines de julio, y con las nuevas observaciones resulta que estamos seguros: pasará a unos 50000 km, lo cual es muy cerca, apenas un décimo de la distancia a la Luna, menos del doble de la altura de los satélites de comunicaciones. Rápidamente hice una simulación en Celestia para compartirla aquí:

El aspecto que tiene en el video es imaginado, ya que no conocemos de cerca ningún asteroide de este tamaño. Tal vez sea como uno de los grandes cascotes que cubren la superficie del asteroide Itokawa, visitado por el robot japonés Hayabusa hace unos años. Itokawa es mucho más grande, mide unos 500 metros de punta a punta, y la gran piedra cerca de su extremo más redondeado es probablemente del tamaño de TC4.

El paso cercano de 2012 TC4 es una excelente oportunidad para poner en práctica la flamante Oficina Coordinadora de Defensa Planetaria, creada a propósito del incidente de Chelyabinsk con el objeto de monitorear estos objetos potencialmente peligrosos. Es fácil exagerar el peligro que representan para la humanidad, pero en el fondo nos están cayendo encima todo el tiempo, a razón de 100 toneladas por día. Así que a la larga un evento catastrófico es casi inevitable.

Asteroides como el de Chelyabinsk, o como 2012 TC₄, pueden explotar en la atmósfera con la fuerza de docenas de bombas atómicas. Es improbable que lo hagan sobre una ciudad, pero puede ocurrir. De hecho, Chelyabinsk podría haber sufrido mucho más daño si el ángulo de caída hubiese sido menos rasante.

De todos los desastres naturales, la caída de un asteroide es el único que podemos predecir y evitar con la tecnología actual. No podemos ni apagar un volcán, ni evitar un terremoto, ni desviar un huracán. Pero podemos descubrir todos estos objetos que pasan cerca de la Tierra, monitorearlos para detectar a tiempo los cambios de sus órbitas, y hasta desviarlos si estuvieran en una trayectoria de colisión. Hay ya sistemas automáticos de descubrimiento de asteroides, como Pan-STARRS (el descubridor de TC4, y que comentábamos recientemente como descubridor de supernovas), Neo-WISE y otros.  Todavía no hubo ningún intento serio de atrapar o desviar un asteroide, para poner a prueba los potenciales métodos de protección planetaria. Esperemos que finalmente se hagan, como la propuesta Asteroid Redirect Mission, para que cuando llegue el momento no haya que echarse a correr.

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El video de Itokawa es de ISAS/JAXA. La foto del observatorio Pan-STARRS es de Pan-STARRS. La adaptación de los datos orbitales del Minor Planets Center para usar en Celestia está hecha con mi script MPCORB2SSC.