El blog de chaba

Cuando observamos el cielo en una noche despejada y sin contaminación lumínica, vemos un cielo oscuro inmenso con incontables estrellas. Con un telescopio pequeño también podemos ver galaxias, nebulosas y planetas. Si observáramos el cielo con un detector de rayos X, veríamos muchos de estos mismos objetos celestes; pero además veríamos todo el cielo resplandeciendo. A este resplandor se le conoce como "fondo difuso de rayos X".

Aunque, para energías altas, la emisión difusa es ocasionada por fuentes puntuales demasiado lejanas y débiles para ser observadas de forma individual, el origen del resplandor de rayos X de baja energía ha sido motivo de controversia, incluso 50 años después de su descubrimiento. Este añejo debate se centra en si dichos rayos X de baja energía provienen de fuera de nuestro sistema solar, concretamente de una burbuja de gas caliente conocida como la burbuja local caliente y en cuyo interior está nuestro sistema solar y una porción del cosmos local, o si provienen de dentro del sistema solar, siendo originados cuando el viento solar choca con el gas difuso.

Nuevos hallazgos han resuelto esta controversia. Un estudio reciente, llevado a cabo por el equipo del físico Massimiliano Galeazzi, de la Universidad de Miami en Florida, Estados Unidos, y científicos de instituciones en este país y en Francia, muestra que la emisión proviene mayormente de la burbuja local caliente (integrada por plasma interestelar a un millón de grados de temperatura), y, como máximo, un 40 por ciento de la emisión se origina dentro del sistema solar.

Los nuevos resultados han zanjado una controversia de décadas de existencia sobre una "niebla" luminosa de rayos X de baja energía observada en todo el cielo, confirmando ahora la sospecha de que gran parte de este resplandor se genera por la acción de una inmensa burbuja, que alberga plasma interestelar a un millón de grados, y en cuyo interior está nuestro sistema solar y una porción del cosmos local. (Imagen: Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA)

Los resultados de esta investigación deberían por tanto zanjar el desacuerdo sobre el origen de dicha emisión de rayos X, y además confirman la existencia de la burbuja local caliente.

Gracias a la detallada información recogida por la sonda Rosetta de la ESA durante sus dos primeras semanas junto al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, ya se han identificado cinco lugares en los que podría aterrizar el módulo Philae el próximo mes de noviembre, en el que será el primer aterrizaje sobre un cometa de la historia.

Antes de la llegada de la sonda europea no se disponía de información sobre la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, por lo que el equipo de la misión empezó a buscar un lugar apropiado para el aterrizaje del módulo de 100 kg tan pronto como Rosetta alcanzó su objetivo el pasado día 6 de agosto.

Está previsto que el módulo Philae aterrice a mediados de noviembre, cuando el cometa todavía se encuentre a unos 450 millones de kilómetros del Sol, y antes de que la actividad del cometa alcance un nivel que pudiera poner en peligro la maniobra o alterar la composición de la superficie.

El cometa 67P recorre una órbita heliocéntrica cada 6.5 años. Ayer se encontraba a 522 millones de kilómetros del Sol y cuando alcance el punto de máxima aproximación, a una distancia de 185 millones de kilómetros, la intensidad de la radiación solar será ocho veces superior a la actual. Rosetta y el cometa alcanzarán este punto el 13 de agosto de 2015, en algo menos de un año.

Rosetta utilizará su conjunto de instrumentos científicos para observar cómo evoluciona el cometa a medida que aumenta su temperatura, estudiando cómo se desarrolla el coma y cómo se altera su superficie. Mientras tanto, el módulo Philae tomará datos complementarios in situ, sobre la superficie del cometa. El satélite y el módulo de aterrizaje trabajarán juntos en el experimento CONSERT, enviando y detectando ondas de radio a través del interior de la roca helada para estudiar su estructura interna.

El proceso de selección del lugar idóneo para el aterrizaje de Philae es muy complejo. La zona de aterrizaje tiene que satisfacer las necesidades técnicas del satélite y las del módulo de aterrizaje durante las fases de separación, descenso y aterrizaje, y tiene que ser relevante para las operaciones en superficie de los 10 instrumentos científicos que transporta Philae.

Las incertidumbres en la navegación de Rosetta cuando opera tan cerca del cometa implican que Philae aterrizará en algún punto dentro de una elipse de un kilómetro cuadrado de extensión.

Para cada posible lugar de aterrizaje hay que analizar factores como si el módulo de aterrizaje será capaz de mantener un enlace apropiado con Rosetta, la presencia de peligros como grandes rocas, grietas profundas o pendientes pronunciadas o si las condiciones de iluminación serán las adecuadas para las observaciones científicas y para recargar las baterías del módulo de aterrizaje, sin llegar a sobrecalentarlo.

Durante esta fase de evaluación se analizaron los datos recogidos por Rosetta a una distancia de 100 kilómetros del cometa, entre los que destacan las fotografías de alta resolución de la superficie, las medidas de la temperatura del cometa y de la presión y la densidad del gas que rodea a su núcleo. En paralelo, también se ha determinado la orientación del cometa con respecto al Sol, su velocidad de rotación, masa y gravedad en la superficie. Todos estos factores juegan un papel importante a la hora de estudiar la viabilidad técnica de cada uno de los posibles lugares de aterrizaje.

Posibles lugares para el aterrizaje de Philae. (Foto: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA)

El pasado fin de semana se reunió en Toulouse el Grupo para la Selección del Lugar de Aterrizaje (formado por ingenieros y científicos del Centro de Ciencia, Operaciones y Navegación de Philae del CNES, el Centro de Control del Módulo de Aterrizaje del DLR, los científicos responsables de los instrumentos de Philae y el equipo de Rosetta de la ESA), para evaluar los datos disponibles y reducir a cinco la lista de posibles candidatos.

“Es la primera vez en la historia que se evalúan lugares para aterrizar en un cometa”, explica Stephan Ulamec, Responsable del Módulo de Aterrizaje para el DLR.

“Teniendo en cuenta la forma y la topografía tan particular del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, no sorprende que hayamos tenido que descartar muchos candidatos. Pensamos que los lugares preseleccionados son viables desde un punto de vista técnico, basándonos en los análisis preliminares de la dinámica del vuelo y de otros factores como, por ejemplo, que todos ellos proporcionen al menos seis horas de luz solar durante cada rotación del cometa y que presenten un suelo plano. Por supuesto, en cada uno de estos lugares se podrían realizar descubrimientos científicos sin precedentes”.

“Este cometa no se parece a nada que hayamos visto antes, y presenta espectaculares formaciones que todavía no terminamos de comprender”, explica Jean-Pierre Bibring, uno de los científicos del módulo de aterrizaje e investigador principal del instrumento CIVA.

“Los cinco lugares preseleccionados ofrecen las mejores condiciones para aterrizar y para analizar la composición, la estructura interna y la actividad del cometa con los diez experimentos de Philae”.

Los diez candidatos iniciales fueron designados con letras del abecedario, que no guardan relación con un orden de preferencia. Tres de los cinco finalistas (B, I y J) se encuentran en el más pequeño de los dos lóbulos del cometa, y los otros dos (A y C) en el mayor.

El siguiente paso será realizar un análisis detallado de cada uno de estos candidatos, determinando las estrategias orbitales y operacionales que tendría que utilizar Rosetta para posar a Philae en cualquiera de ellos. Mientras tanto, Rosetta se acercará a 50 kilómetros del cometa para estudiar mejor cada uno de los posibles lugares de aterrizaje.

El 14 de septiembre habrá concluido la evaluación de los cinco candidatos, que se ordenarán por orden de preferencia. Esto permitirá elegir el lugar principal y el secundario, para los que se desarrollará una estrategia detallada para las operaciones de aterrizaje.

Durante esta fase, Rosetta se acercará a 20-30 kilómetros del cometa para estudiar con gran nivel de detalle la distribución de rocas en estos dos lugares. Esta información podría ser fundamental para decidir en cuál de los dos se aterrizará finalmente.

El equipo de la misión está utilizando el 11 de noviembre como referencia para el aterrizaje, pero la fecha definitiva y el lugar de aterrizaje se anunciarán el día 12 de octubre. A continuación, la ESA tomará la decisión final en consenso con el equipo del módulo de aterrizaje, tras la revisión del estado de la misión que tendrá lugar el 14 de octubre.

“El proceso de selección de un lugar de aterrizaje es extremadamente complejo y dinámico. Cuanto más nos acerquemos al cometa veremos más y más detalles, que influirán en la decisión final de dónde y cuándo podremos aterrizar”, explica Fred Jansen, responsable de la misión Rosetta para la ESA.

“Tuvimos que completar el análisis preliminar de los posibles lugares de aterrizaje antes de llegar al cometa, y ahora tenemos unas pocas semanas para decidir cuál será el lugar principal. El tiempo se acaba y nos enfrentamos al gran reto de elegir el mejor candidato posible”.

Rosetta es una misión de la ESA en la que participan sus Estados miembros y la NASA. El módulo de aterrizaje Philae ha sido desarrollado por un consorcio dirigido por el DLR, MPS, CNES y ASI. Rosetta será la primera misión de la historia en reunirse con un cometa, acompañarlo en su órbita alrededor del Sol, y posar un módulo sobre su superficie.

Los cometas son cápsulas del tiempo que todavía contienen materiales de la época en la que se formaron el Sol y los planetas. Al estudiar el gas, el polvo, la estructura del núcleo y los materiales orgánicos del cometa, tanto a distancia como sobre su superficie, la misión Rosetta podría ser la clave para descifrar la historia y la evolución de nuestro Sistema Solar, y para encontrar respuestas sobre el origen del agua en la Tierra, y quizás incluso de la vida. (Fuente. ESA)

Las tormentas solares comunes causan a veces problemas en infraestructuras y aparatos eléctricos de la Tierra. Pero, ¿qué ocurriría hoy si se repitiera una supertormenta solar como la de 1859, conocida como el Evento Carrington? Nuestra civilización depende muchísimo más de la electricidad ahora que en aquel año. Un superapagón provocado por una supertormenta solar haría detenerse la civilización, y hasta que no se arreglasen los desperfectos, la humanidad viviría una situación de caos logístico difícil de imaginar.

Una tormenta solar es una erupción violenta en el Sol, que envía miles de millones de toneladas de plasma al espacio a una velocidad de más de un millón y medio de kilómetros por hora. La nube de plasma lleva consigo un fuerte campo magnético. Cuando, de uno a tres días más tarde, la nube magnetizada llega a la Tierra, una gran cantidad de energía se deposita en la magnetosfera terrestre. Normalmente la magnetosfera de la Tierra nos resguarda de muchas de las emisiones problemáticas del Sol, incluyendo bastantes tormentas solares y lo que se conoce como viento solar. Sin embargo, algunas tormentas solares tienen el potencial de sobrepasar esa barrera de protección y provocar trastornos geomagnéticos que a su vez producen efectos nocivos sobre una amplia gama de sistemas tecnológicos, incluyendo satélites, redes eléctricas de alta tensión, cables de comunicaciones submarinas, redes telefónicas y telegráficas, e incluso vías ferroviarias, oleoductos y gasoductos. Ha sucedido en muchas ocasiones, pero afortunadamente el nivel de daños no ha sido catastrófico.

Sin embargo, una supertormenta paralizaría el mundo moderno. Devastaría infraestructuras de comunicaciones y de suministro eléctrico, inutilizando servicios vitales tales como el transporte, la atención clínica, el sistema bancario y muchos otros.

La supertormenta solar más grande que se haya registrado en la historia ocurrió en 1859 y es conocida como Evento Carrington, en recuerdo al astrónomo británico Richard Carrington, quien observó la erupción solar que la originó.

Normalmente la magnetosfera de la Tierra nos resguarda de muchas de las emisiones problemáticas del Sol, incluyendo bastantes tormentas solares y lo que se conoce como viento solar. Pero una supertormenta traspasaría con tremenda violencia esta barrera defensiva, causando innumerables estragos en sistemas e infraestructuras de la Tierra. (Imagen: NASA)

Esta gran eyección de masa coronal (CME por sus siglas en inglés) liberó la energía equivalente a 10.000 millones de bombas atómicas como la arrojada en Hiroshima explotando al mismo tiempo, y lanzó alrededor de un billón de kilogramos de partículas cargadas hacia la Tierra a velocidades de hasta 3.000 kilómetros por segundo. Su impacto sobre la población humana, no obstante, fue relativamente benigno, ya que nuestra infraestructura electrónica en ese momento apenas suponía unos 200.000 kilómetros de líneas telegráficas.

¿Cuándo podría repetirse una supertormenta como la de 1859? Según predicciones de los científicos de la NASA, la Tierra está en situación de sufrir un Evento Carrington una vez cada 150 años, en promedio. Esto significa que actualmente nos hemos pasado ya cinco años del intervalo promedio, y que la probabilidad de que ocurra uno durante la próxima década es tan alta como un 12 por ciento.

En el marco de la iniciativa SolarMAX, un equipo de expertos, que incluye a Ashley Dale, de la Universidad de Bristol en el Reino Unido, se ha puesto a trabajar hacia el objetivo de identificar los riesgos de una supertormenta solar y cómo su impacto podría ser minimizado. Ya hay algunas conclusiones firmes, y varias recomendaciones.

La estrategia para que la civilización soporte lo mejor posible los efectos de una supertormenta pasa por la alerta temprana. Las eyecciones de masa coronal se ven a menudo precedidas por una masiva erupción o llamarada desde el Sol en la forma de una emisión de rayos gamma, rayos X, protones y electrones. Una detección inmediata de estas erupciones sería la base de cualquier plan de protección.

Una capacidad razonablemente buena de hacer pronósticos de “meteorología espacial” se podría conseguir simplemente enviando un grupo de 16 satélites con el tamaño de fiambreras a una órbita alrededor del Sol.

Esta red podría darnos un aviso con hasta una semana de tiempo de antelación sobre dónde, cuándo y con qué magnitud se producirán tormentas solares, proporcionando un margen adecuado de tiempo para desconectar las líneas eléctricas vulnerables, reorientar satélites, hacer aterrizar todos los aviones, e iniciar programas nacionales de recuperación.

En cuanto a la protección de los vehículos espaciales, Ashley propone diseñar satélites y demás naves de manera que sus instrumentos más sensibles instalados a bordo estén mejor protegidos contra súbitos incrementos en la radiación procedente de las tormentas solares. Sugiere redistribuir la actual arquitectura interna de las naves de modo que las cargas sensibles estén rodeadas por componentes que no lo sean.