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Un hallazgo en un cometa complica la búsqueda de vida alienígena

¿Cómo puede un descubrimiento en un cometa complicar la búsqueda de vida alienígena? Si les interesa, sigan leyendo.

Tal vez recuerden que hace dos años y medio hasta algunos telediarios abrieron con el primer aterrizaje de un artefacto espacial en un cometa: se trataba de Philae, un módulo separable de la sonda Rosetta de nuestra Agencia Europea del Espacio (ESA). Philae solo pudo operar durante un par de días debido a que su aterrizaje defectuoso lo dejó en un lugar bastante escondido de la luz del sol, pero su breve vida fue suficiente para hacer ciencia muy valiosa. Por su parte, su nodriza Rosetta concluyó su misión en septiembre de 2016 estrellándose contra el objeto de su estudio, el cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko.

Imagen del cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko tomada por la sonda Rosetta. Imagen de ESA/Rosetta/NAVCAM.

Imagen del cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko tomada por la sonda Rosetta. Imagen de ESA/Rosetta/NAVCAM.

Entre los descubrimientos que Rosetta ha aportado al conocimiento, en 2015 los científicos de la misión anunciaron el hallazgo de oxígeno molecular en la atmósfera del cometa. El oxígeno molecular es lo que respiramos, una molécula formada por dos átomos de oxígeno, O2. Y a pesar de que el oxígeno como elemento es uno de los más abundantes en el universo (el tercero, después de hidrógeno y helio), su forma molecular, la respirable, es extremadamente rara, que sepamos hasta ahora. Hasta 2011 no se confirmó por primera vez su existencia fuera del Sistema Solar, y no fue precisamente aquí al lado: en una región formadora de estrellas de la nebulosa de Orión, a unos 1.500 años luz. Posteriormente se ha detectado también en otra zona de formación de estrellas de la nebulosa Rho Ophiuchi.

La rareza del oxígeno molecular estriba en que es muy reactivo, muy oxidante, por lo que tiende a reaccionar rápidamente con otros compuestos y desaparecer en esta forma; por ejemplo, con el hidrógeno para producir agua. Así que, cuando los científicos encontraron oxígeno molecular en el cometa 67P, la reacción lógica se resumía en tres letras: WTF?

La explicación que sugirieron los investigadores de Rosetta era que el oxígeno estaba congelado en el cometa desde su formación, en los tiempos del origen del Sistema Solar, y que se iba liberando por el calor del sol. Sin embargo, la hipótesis fue cuestionada porque incluso en este caso parecía improbable que el oxígeno pudiera haber permanecido intacto, sin reaccionar, durante miles de millones de años.

Ahora, por fin existe una explicación para el oxígeno de 67P, y ha llegado de una fuente inesperada: un ingeniero químico que se dedica a la investigación de nuevos componentes electrónicos. Konstantinos Giapis, de Caltech (EEUU), se dedica desde hace 20 años a cosas como bombardear semiconductores con chorros de átomos cargados a alta velocidad para estudiar las reacciones químicas que se producen.

Cuando Giapis supo del descubrimiento de Rosetta, de repente se dio cuenta de que el cometa podía ser un ejemplo real de los experimentos que él realiza en el laboratorio: el hielo presente en 67P se calienta con el sol, liberando vapor de agua que se ioniza con la radiación ultravioleta solar y se estrella de nuevo a alta velocidad con el cuerpo del cometa por el efecto del viento solar. Cuando estas moléculas de agua chocan contra la superficie de 67P, arrancan átomos de oxígeno que se combinan con el oxígeno del agua para formar O2.

Ilustración del experimento de Konstantinos Giapis. Al bombardear con moléculas de agua (izquierda) una superficie de materiales similares a los del cometa 67P, se desprende oxígeno molecular (en rojo; el hidrógeno, en azul). Imagen de Caltech.

Ilustración del experimento de Konstantinos Giapis. Al bombardear con moléculas de agua (izquierda) una superficie de materiales similares a los del cometa 67P, se desprende oxígeno molecular (en rojo; el hidrógeno, en azul). Imagen de Caltech.

No es solo una teoría: Giapis lo ha puesto a prueba en su laboratorio, simulando el proceso que tiene lugar en el cometa, y ha demostrado que se produce oxígeno molecular. Así que la presencia de este compuesto en 67P no es una reliquia de la época del nacimiento del cometa, sino una reacción que está ocurriendo ahora para generar oxígeno respirable fresco.

Lo cual nos lleva de vuelta al título de este artículo. Y es que, aunque el estudio de Giapis aporta un interesante hallazgo en el campo de la astrofísica/química, sus repercusiones pueden complicar aún más la búsqueda de firmas de vida en planetas extrasolares: incluso si se detecta oxígeno en la atmósfera de alguno de estos lejanos planetas, ya hay otro mecanismo más que podría explicar su origen sin necesidad de que exista algo vivo allí.

El drama de la búsqueda de vida en el universo es que difícilmente llegaremos jamás a tener una prueba directa, una confirmación absoluta. Todos los intentos de encontrar biología en planetas extrasolares, que cada vez son más (los intentos y los planetas), deben conformarse con buscar indicios indirectos, como señales que no sean fácilmente atribuibles a un fenómeno natural. Los nuevos instrumentos de observación van a facilitar en los próximos años el análisis de las atmósferas de muchos exoplanetas, y con ello será posible sospechar que tal o cual composición atmosférica podría indicar la existencia de vida.

Naturalmente, la más evidente de estas posibles firmas biológicas atmosféricas es el oxígeno. Nunca se ha pretendido que esta fuese una firma definitiva: existen procesos geológicos y químicos que pueden dar lugar a la generación de este gas sin intervención de nada vivo. Por ejemplo, Europa y Ganímedes, dos de las grandes lunas de Júpiter, tienen atmósferas de oxígeno muy tenues, pero allí este gas se forma por la ruptura del agua (H2O) causada por la radiación, o radiolisis.

Sin embargo, con los procesos abióticos (sin vida) de fabricación de oxígeno ocurren dos cosas: primero, no parece fácil que puedan originar enormes cantidades de este gas y sostenidas a lo largo del tiempo. En el caso de la Tierra, el gran inflado de nuestra atmósfera se produjo por la proliferación de microbios fotosintéticos, y si aún hoy podemos respirar es gracias a que seguimos teniendo organismos fotosintéticos.

Segundo, en algunos casos esos procesos requieren condiciones que tampoco son hospitalarias para la vida. Por ejemplo, en planetas muy calientes y próximos a su estrella, la radiación UV de esta puede descomponer el agua. Pero si se encuentra oxígeno en un planeta así, sus propias condiciones hacen muy improbable que exista algo vivo.

En resumen, y aunque detectar oxígeno en abundancia en la atmósfera de un exoplaneta no sería una demostración de vida, sí sería un buen comienzo. O al menos, lo era, hasta el hallazgo de Giapis. Ahora sabemos que hay una manera más de producir oxígeno, que a 67P le funciona muy bien, y en la que no interviene nada parecido a la vida. Desde Caltech ya nos advierten: “otros cuerpos astrofísicos, como planetas más allá de nuestro Sistema Solar, o exoplanetas, también podrían producir oxígeno molecular por el mismo mecanismo abiótico, sin necesidad de vida. Esto puede influir en la futura búsqueda de signos de vida en exoplanetas”.

Los Álvarez y los dinosaurios, un culebrón científico con fabes y hamburguesas

Cuatro generaciones de científicos. De arriba abajo, Luis F. Álvarez, Walter C. Alvarez, Luis Walter Alvarez (1968) y este con su hijo Walter Alvarez (1981).

Cuatro generaciones de científicos. De arriba abajo, Luis F. Álvarez, Walter C. Alvarez, Luis Walter Alvarez (1968) y este con su hijo Walter Alvarez (1981).

Supongan que el que suscribe, que también escribe, se presentara un buen día en el mismo Hollywood tratando de vender un guion para una película, o tal vez una serie. ¿De qué va?, interroga el ejecutivo de la productora. Y uno le espeta lo que sigue:

Va de un médico de Asturias que emigra a Estados Unidos, se casa con la hija de un marino prusiano y se establece en Hawái, donde desarrolla un tratamiento contra la lepra y acumula una fortuna gracias a sus negocios de tabaco, minas y bienes raíces. Su hijo, también médico, describe el Síndrome de Álvarez, consistente en una hinchazón histérica del abdomen sin motivo aparente. Su nieto estudia física y participa en el Proyecto Manhattan para la fabricación de la bomba de Hiroshima, cuyo lanzamiento observa desde un bombardero que vuela junto al Enola Gay. Además, inventa un radar de aproximación para los aviones sin visibilidad, crea el primer acelerador lineal de protones y un sistema para explorar las pirámides de Egipto por rayos X, y explica las trayectorias de las balas del asesinato de Kennedy. Le conceden el premio Nobel de Física y finalmente, junto a su hijo, bisnieto del médico asturiano, descubre por qué se extinguieron los dinosaurios. Fin.

Semejante argumento solo lo compraría, si acaso, aquel ejecutivo de la Fox en Los Simpson al que el director Ron Howard lograba colocar un guion de Homer para una película protagonizada por un robot asesino profesor de autoescuela que viajaba en el tiempo para salvar a su mejor amigo, una tarta parlante. Por lo demás, para un novelista o guionista, los únicos salvoconductos válidos para cruzar la frontera de la verosimilitud sin ser acribillado a balazos se despachan a nombre de Tarantino y alguno más.

Sin embargo, la historia del médico asturiano es cien por cien verídica. Luis Fernández Álvarez, reconvertido en su versión norteamericana a Luis F. Alvarez, nació en 1853 en La Puerta, un barrio de la parroquia de Mallecina en el concejo asturiano de Salas, hijo del bodeguero del infante de España Francisco de Paula de Borbón, a su vez vástago del rey Carlos IV. La saga de científicos que Álvarez fundó en su emigración a las Américas es quizá uno de los ejemplos más tempranos y brillantes de nuestra tradicional fuga de cerebros; un modelo paradigmático de lo que nos hemos perdido.

Los Álvarez son más conocidos por la aportación estrella del nieto del médico, Luis Walter Alvarez, que a pesar de su Nobel de Física hoy es más popular por el estudio que publicó en 1980 en Science junto con su hijo Walter y en el que proponía una solución al enigma de la desaparición de los dinosaurios. Según esta hipótesis, la llamada extinción masiva K/T, que hace 65 millones de años marcó la frontera entre el Cretácico y el Terciario, fue provocada por la colisión de un gran objeto espacial. Años más tarde la teoría cobró impulso al descubrirse el cráter de Chicxulub en la península mexicana de Yucatán, una hoya de 180 kilómetros de diámetro enmascarada por sedimentos posteriores. Recientemente el gobierno de Yucatán ha anunciado que se propone emprender el desarrollo turístico del cráter de Chicxulub, lo que añadirá un atractivo científico a la costa del Caribe mexicano.

La teoría de los Álvarez es la más aceptada, pero no la única, y aún es objeto de investigaciones. Hace poco más de una semana ha aparecido el penúltimo estudio, aún sin publicar, que analiza los datos sobre el impacto para tratar de establecer su naturaleza. En este trabajo, los investigadores Héctor Javier Durand-Manterola y Guadalupe Cordero-Tercero, del Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México, han calculado que el objeto pesaba entre 1 y 460 billones de toneladas y medía entre 10,6 y 80,9 kilómetros de diámetro. Los científicos mexicanos sugieren que probablemente no se trataba de un asteroide sino de un cometa, algo que ya se había propuesto anteriormente.

Hoy el bisnieto del médico, Walter Alvarez, prestigioso geólogo de la Universidad de California en Berkeley, es un estadounidense de cuarta generación de setenta y tres años al que ya poco le liga al origen geográfico de su familia, salvando un doctorado honoris causa por la Universidad de Oviedo y una pertenencia honoraria al Ilustre Colegio Oficial de Geólogos. Aun así, es su regalo el dedicar parte de sus investigaciones a la evolución tectónica de la Península Ibérica. Será que, como sabemos quienes hemos vivido en Asturias, la tierrina nunca deja de tirarle a uno de la sisa.

El cometa ‘marciano’ saluda al Hubble

A la izquierda, la imagen original del cometa C/2013 A1 Siding Spring tomada por el telescopio espacial 'Hubble'. A la derecha, la imagen procesada muestra dos chorros de polvo expulsados por el núcleo. NASA, ESA, and J.-Y. Li (Planetary Science Institute)

A la izquierda, la imagen original del cometa C/2013 A1 Siding Spring tomada por el telescopio espacial ‘Hubble’. A la derecha, la imagen procesada muestra dos chorros de polvo expulsados por el núcleo. NASA, ESA, and J.-Y. Li (Planetary Science Institute)

 

Helo aquí. Esta es la última imagen del cometa C/2013 A1, también llamado Siding Spring, que el 19 de octubre se acercará a Marte y provocará un “huracán de meteoros”, según decíamos ayer. La NASA ha distribuido esta fotografía tomada por el telescopio espacial Hubble el pasado 11 de marzo, cuando el cometa se hallaba a unos 568 millones de kilómetros de la Tierra. El núcleo del cometa no llega a apreciarse porque está rodeado por una nube brillante de gas y polvo llamada coma, como se observa en la imagen original de la izquierda. Esta coma mide unos 19.000 kilómetros de diámetro. A medida que el cometa vaya aproximándose al Sol, el viento solar peinará la coma y se formará la típica cola o cabellera.

La fotografía original fue retocada para eliminar parte del brillo de la coma, revelando lo que parecen ser dos chorros de polvo expulsados por el núcleo en direcciones opuestas, como se observa en la imagen de la derecha, que servirá a los científicos para estudiar las características del cometa y refinar sus cálculos.

El tiempo en Marte para el 19 de octubre: huracán de meteoros

Ilustración del cometa Siding Spring pasando junto a Marte. Glen Nagle.

Ilustración del cometa Siding Spring pasando junto a Marte. Glen Nagle.

Aprovechando que el 19 de octubre de este año caerá en domingo, quizá alguien tenga pensado pasar el fin de semana en Marte. Si es así, que tenga en cuenta el pronóstico del tiempo: para ese día se anuncia un “huracán de meteoros”. Pero el visitante puede estar tranquilo; no se trata de un huracán tal y como lo conocemos, sino de una lluvia de meteoros que podría alcanzar la cifra de unos 25.000 por hora, subiendo al orden de millones si se añaden las partículas microscópicas. En resumen, “algo nunca visto en la Tierra”, señala a Ciencias Mixtas Jeremie Vaubaillon, astrónomo del Instituto de Mecánica Celeste y Cálculo de Efemérides de París y autor principal de un estudio que se publicará en el próximo número de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

La causa de semejante fenómeno será el cometa C/2013 A1, también llamado Siding Spring en referencia al observatorio australiano que lo descubrió en enero de 2013. Los cálculos de su órbita estimaron entonces que el 19 de octubre de 2014 el cometa se acercará a una distancia relativamente corta de Marte, unos 100.000 kilómetros, más o menos el triple de la altura a la que vuelan los satélites de comunicaciones sobre la Tierra. Los datos no descartaban que el cometa pudiera incluso empotrarse contra el planeta, lo que según el observatorio ISON-NM podría provocar una explosión de 20.000 millones de megatones (más de un billón de bombas de Hiroshima) y abrir un cráter de 500 kilómetros.

Esquema de la órbita del cometa Siding Spring.

Esquema de la órbita del cometa Siding Spring.

Sin embargo, el dominguero marciano puede confiar en que la colisión es extremadamente improbable. De hecho, las primeras estimaciones ni siquiera preveían que la visita de Siding Spring provocara una apreciable lluvia de meteoros en Marte, ya que la distancia será considerable y la cola del cometa apuntará en dirección opuesta a la superficie marciana. Con todo, Vaubaillon y sus colaboradores han refinado los cálculos y afirman que Marte atravesará el chorro de material expulsado por el cometa a las 20:10 UT del 19 de octubre, las 22:10 hora peninsular española, y que durante unas cinco horas se producirá lo que el astrónomo califica como “la tormenta perfecta como nunca en Marte”. “¡Ojalá fuéramos marcianos para ver el espectáculo!”, añade.

Lo que el viajero debe evitar a toda costa ese día es circular por la órbita marciana. Vaubaillon y sus colaboradores alertan del riesgo de impactos de partículas mayores de una décima de milímetro. Su tamaño puede parecer irrisorio, pero si viajan a más de 200.000 kilómetros por hora, su efecto puede resultar ligeramente molesto. Como ejemplo, los autores del estudio calculan que la sonda Mars Express de la Agencia Europea del Espacio (ESA) recibirá unos diez impactos de este tipo, lo que convierte el resultado en impredecible. “El peligro para las sondas espaciales es real, en mi opinión”, señala Vaubaillon. “Los operadores deberán situar sus aparatos en el lado opuesto del planeta para protegerlos”.

Imagen del cometa Siding Spring tomada por el Observatorio Vaticano el 20 de enero de 2013, cuando el objeto aún estaba a más de mil millones de kilómetros de la Tierra. Carl Hergenrother.

Imagen del cometa Siding Spring tomada por el Observatorio Vaticano el 20 de enero de 2013, cuando el objeto aún estaba a más de mil millones de kilómetros de la Tierra. Carl Hergenrother.

Dicho todo esto, Vaubaillon reconoce que aún existe un amplio grado de incertidumbre sobre cuál será finalmente el efecto de Siding Spring en Marte, principalmente porque se desconoce el tamaño del núcleo. Para la conveniencia de los viajeros espaciales y con el fin de evitar posibles complicaciones de tráfico en la Operación Retorno a la Tierra ese domingo, los astrónomos irán actualizando su pronóstico a medida que haya nuevos datos disponibles.

Mientras, los que opten por quedarse en la Tierra quizá disfruten del espectáculo. “La observación por astrónomos aficionados es posible pero difícil”, apunta Vaubaillon. “Se ha demostrado que con un telescopio pequeño se pueden ver grandes meteoros en Venus o Marte, y recientemente se ha probado también en Júpiter. Recomiendo observaciones en vídeo, por ejemplo con cámaras Watec 902H2. En Europa Marte estará muy bajo sobre el horizonte y será más difícil, pero desde América debería ser más sencillo”.