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A casi 4.7 mil millones de millas del Sol, hay más en el horizonte para la misión New Horizons

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Alan Stern recuerda la noche en que vio por primera vez a Arrokoth. El extraño objeto del cinturón de Kuiper que capturaría la curiosidad de millones todavía estaba al acecho en algún lugar desconocido esa noche de junio de 2014, cuando el calor del verano de Houston se había enfriado en todas partes excepto en el control de la misión.



Eran las 3 de la madrugada, y los científicos impulsados ​​por el café esperaban ansiosos a que New Horizons enviara algo de regreso a la Tierra. Stern observó con nerviosismo la sonda espacial interplanetaria, que ya había estado en un peligroso viaje a Plutón y más allá, navegar por el borde del sistema solar. La habitación bullía de cafeína y anticipación. Buscaba en los confines del sistema solar objetos del cinturón de Kuiper, que parecían eludirlo hasta que algo se materializó en la pantalla: una roca de dos lóbulos que no se parecía a ningún objeto extraterrestre que él o cualquier otra persona hubiera vislumbrado antes.

Dijimos, ¿qué es eso? Stern, el investigador principal de New Horizons y científico planetario del Southwest Research Institute (SWRI), le dice a SYFY WIRE. Fue simplemente increíble. Esta cosa, acaba de salir del cielo y resulta ser espectacular. No podría haber esperado un resultado más grande que el sobrevuelo de Arrokoth, y nadie realmente lo anticipó.







El objeto fue identificado como planetesimal 2014 MU69, posteriormente renombrado Arrokoth después de la palabra Powhatan para 'cielo'. Ese encuentro cambiaría la forma en que la NASA llevaría a cabo sobrevuelos planetesimales. El pasado sábado por la noche, siete años después, New Horizons alcanzó una distancia poco común de 50 UA, o casi 4,7 mil millones de millas del Sol. Lo que distingue a New Horizons de misiones como Juno o Perseverance es que Plutón había vivido principalmente a la sombra de las misiones de la NASA protagonizadas por planetas más conocidos como Júpiter y Marte. La misión se lanzó para explorar los misterios que este cuerpo celeste, que (algunos piensan injustamente) había sido degradado del estado planetario , podría haber estado escondido.

La misión no ha estado exenta de riesgos desde su lanzamiento en 2006. A diferencia de las misiones anteriores que la NASA había enviado al sistema solar exterior, no había una Voyager 2 para respaldar la nave espacial en caso de que algo fallara. Stern y su equipo tuvieron que esperar nueve años insoportables, más cerca de una década, para ver finalmente llegar a Plutón sin estrellarse y quemarse en el borde literal de la nada.

Nuevos horizontes

New Horizons en el espacio profundo. Crédito: NASA

Con New Horizons, simplemente no teníamos un presupuesto para construir dos como los Voyagers, dice Stern. Entonces, si algo había sucedido, eso sería todo, lo cual estaba muy en mi mente. Queríamos que tuviera éxito porque sabíamos que Plutón iba a ser realmente interesante, pero honestamente, superó con creces mis expectativas cuando lo vimos de cerca. Es solo un país de las maravillas científicamente.





Cuando se estaba construyendo New Horizons, estaba en los extremos donde la tecnología podía aventurarse entonces. Lo que obsesionaba a Stern era que podría terminar como misiones pasadas de los años 60, 70 y 80, con información sobre regiones inexploradas del espacio que se pierde y deja a los científicos sin otra opción que recoger cualquier fragmento de datos que tuvieran. a la izquierda y volver a ponerlo junto con las imágenes que tenían.

La ciencia de cómo son en realidad los planetas alienígenas ha demostrado ser incluso más fascinante de lo que la ficción ha soñado sobre ellos. Incluso las predicciones científicas no se acercaron a las maravillas que esperaban ser encontradas. Antes de que fueran posibles misiones tan avanzadas como New Horizons, nadie esperaba ríos, o realmente algún signo de agua, en las tierras baldías de Marte bombardeadas por radiación. Nadie podría haber hecho que Mercurio fuera un núcleo de hierro expuesto de un planeta primordial, o que Júpiter tuviera lunas en erupción con criovolcanes, algo que Plutón haría eco. El no del todo un planeta reveló un paisaje fantástico de montañas, cráteres, inundaciones criovolcánicas y picos de hielo irregulares que cortan como cuchillos en la extensión oscura de arriba.

Somos la primera misión del siglo XXI en irnos a otro planeta, dice Stern. Con toda la perspectiva de misiones anteriores, la tecnología mejorada hizo mucho y nuestras predicciones se confirmaron. Estábamos reaccionando porque era tan espectacular. Habíamos estado tratando de reconstruir toda la historia a partir de los datos que teníamos, y aunque obtenemos una A por ejecución, por ese sobrevuelo perfecto, obtenemos una F por predictibilidad científica '.

Lo que Stern y su equipo descubrieron sobre Plutón casi resultó como una película de ciencia ficción. Engañosamente parece una esfera de hielo muerta. Los satélites y sondas que se han acercado a otros objetos en el sistema solar habían revelado previamente que cuanto más pequeño era el objeto, menos características geológicas, pero esto obviamente no se aplicaba a Plutón. Era más complejo geológicamente de lo que el equipo de New Horizons podría haber imaginado. Muchas vastas formaciones en su superficie apenas nacieron ayer, al menos en términos cosmológicos, cuando ese ayer son millones de años.

Arrokoth

Arrokoth. Crédito: NASA

La científica planetaria Cathy Olkin, co-investigadora principal del instrumento Ralph de New Horizons, estaba igualmente sorprendida. Ralph es una cámara a color y un dúo de espectrómetros de imágenes de infrarrojo cercano que pudieron obtener imágenes de Plutón con un detalle sin precedentes.

Sabíamos que proporcionaría imágenes detalladas de la superficie de Plutón y sus satélites que no eran posibles desde la Tierra, dijo Olkin a SYFY WIRE. Como tal, esperábamos que estos datos transformaran nuestra comprensión del sistema de Plutón. Pero no me di cuenta de la complejidad y los procesos activos que podríamos ver como resultado de los datos de Ralph. El encuentro con Plutón superó mis excepciones y me asombró.

No solo se asumió que Plutón estaba tan geológicamente muerto como parecía, sino que cualesquiera que sean sus poderes, sus fuerzas geológicas de alguna manera continúan funcionando de manera aislada. La mayoría de los cuerpos pequeños, como las lunas, son impulsados ​​por las fuerzas de las mareas entre ellos y los planetas masivos que orbitan. Aunque Stern esperaba que cualquier leve signo de actividad geológica fuera un gran avance, ni él ni sus colegas estaban preparados para los enormes y sorprendentemente jóvenes criovolcanes que estaban viendo en sus pantallas a través del ojo robótico de New Horizons.

Plutón acaba de romper el molde, dice. Los criovolcanes nos dejaron boquiabiertos. Realmente reescribió todo lo que pensábamos que sabíamos, y todavía no estamos seguros de cómo el motor geológico de Plutón continúa haciendo eso y no se ha agotado.

Para Olkin, una de las características más sorprendentes que New Horizons vio en Plutón fue un enorme glaciar, y el instrumento Ralph usó espectroscopía infrarroja para decirles a los científicos en el control de la misión que el glaciar estaba brotando con nitrógeno congelado, metano y monóxido de carbono.

Fue sorprendente ver procesos geológicos activos, como evidencia de convección en los hielos glaciares y el flujo de hielos del terreno desde una elevación más alta a una elevación más baja, dijo.

Al igual que las columnas de vapor de agua de las lunas Encélado y Europa sugieren que hay aguas profundas muy por debajo de sus costras glaciales, la actividad volcánica en Plutón podría significar un océano subterráneo. Después del sobrevuelo de Plutón, Stern se dio cuenta de que el cráter de impacto Sputnik Planitia entregó evidencia potencial de un océano bajo millas de hielo y roca que protegería cualquier vida hipotética de los peligros del espacio. Plutón está demasiado lejos del Sol para ser golpeado por los rayos cósmicos, las tormentas solares y las eyecciones de masa coronal que continúan torturando a Marte, pero aún podría chocar inesperadamente con objetos rebeldes o incluso nubes moleculares más frías mientras orbita el Sol.

Porque Plutón tiene un equilibrio de mareas , toda su capa se mueve con ese equilibrio, que probablemente se alcanza desde un océano interior global. Aunque solo una sonda podría probar que Plutón es realmente un extraño mundo oceánico posiblemente repleto de vida, las observaciones del Sputnik Planitia lo hicieron mucho más probable, y la materia orgánica que rezuma de sus inundaciones criovolcánicas en la superficie podría ser una prueba más de eso.

Debido al Sputnik, existe un argumento circunstancial muy fuerte de que hay un océano dentro de Plutón, dice Stern. Es una posibilidad muy remota que lo hayamos inventado por casualidad.

Sputnik Planitia en Plutón

Sputnik Planitia, el 'corazón' blanco de Plutón. Crédito: NASA

Las lunas de Plutón eran aún más extrañas para aquellos de nosotros en la Tierra que el objeto que orbitaban. Al entrar en New Horizons, todo lo que Stern y su equipo realmente sabían sobre ellos era su brillo y espectros relativos, pero nada sobre sus geologías o formaciones. También sabían que la luna más grande, Caronte , tenía una superficie compuesta principalmente de agua helada. Aunque Caronte no está ni cerca de Plutón desde el punto de vista geológico, sigue siendo mucho más activo de lo que esperaba cualquiera en la misión. Los volátiles que escaparon de la atmósfera de Plutón continúan acumulándose en las trampas frías que son sus casquetes polares inusualmente oscuros.

Los sensores de plasma de New Horizons detectaron la tasa de escape de gases en la atmósfera de Plutón, que fue mil veces menor de lo previsto. También se esperaba que su atmósfera fuera más parecida a la de un cometa, pero sorprendentemente resultó ser más parecido a la Tierra que cualquier otra cosa. Lo que entra en Caronte y se transforma en hielo negro casi podría haber venido de nuestro propio planeta.

Con Charon, a menudo se oye a los científicos decir: 'Arruinamos el libro de texto con esta misión', explica Stern. Realmente escribimos el libro de texto desde cero. No sabíamos nada sobre Caronte, pero resulta que Caronte es un mundo espectacularmente interesante. También hay algo de ciencia ficción en sus casquetes polares, donde los gases de la atmósfera de Plutón se procesan en materiales oscuros.

Hydra es una luna plutoniana que podría contarnos más sobre el pasado de la Tierra. Stern cree que es la analogía más cercana a la formación de la Tierra cuando nuestro planeta era solo un protoplaneta que todavía estaba sufriendo colisiones cósmicas y acumulando más material en el caos que una vez fue nuestro sistema solar. Los satélites como Hydra son restos de la formación de lunas y planetas rocosos más grandes (y como quieras llamar Plutón).

115 número de ángel

New Horizons descubrió que la materia de Caronte creó todas las lunas de Plutón, ya que todas se formaron en el mismo disco protoplanetario con objetos volando por todas partes como si fueran lanzados en una máquina de pinball cósmica. Las cámaras LORRI y NVIC de New Horizons trabajaron en conjunto para ver cómo se formaban algunas de las impresionantes cadenas montañosas de Plutón. Algunas fueron las secuelas de impactos que dejaron cráteres como el Sputnik Planitia. Otros podrían haberse formado tectónicamente, lo que podría explicar los criovolcanes que explotan en hielos exóticos. Todavía hay otras formaciones que aún no se han entendido.

Otro objeto que Stern cree que podría enviarnos de regreso al sistema solar naciente es Arrokoth. Después de años de controversia sobre qué modelos y teorías eran los más viables para explicar cómo se formaron los planetas cuando el universo aún era joven y estaba caliente y molesto, este objeto que apareció de la nada probablemente tenga la respuesta.

Arrokoth es un planetesimal; podría decirnos cómo se forman los planetesimales, dice. Presenta evidencia de que tales objetos pueden formarse sin colisiones, y eso puede suceder con acreción binaria. Es ampliamente aceptado que Arrokoth más o menos resolvió el asunto. Mostró estabilidad en lo que se conoce como modelo de colapso , que descarta otros modelos de formación planetaria, y eso fue algo muy importante para New Horizons, fue algo que no anticipamos.

Descubrir esto no hubiera sido posible sin el instrumento Ralph, que observó el objeto primitivo para comprender su origen y formación.

A partir de los datos de Ralph, sabemos que los dos lóbulos tienen colores y composiciones superficiales similares, señala Olkin. Esto nos ayuda a comprender cómo se formó Arrokoth, probablemente a partir de una fusión lenta de dos objetos que se formaron en el mismo entorno, de ahí el color y la composición similares. Me encantaría que New Horizons vuele cerca de otro objeto en los confines de nuestro sistema solar para aprender aún más sobre esta enigmática región del espacio ”.

Caronte

La luna más grande de Plutón, Caronte, y sus casquetes polares oscuros. Crédito: NASA

Stern también es optimista sobre volar junto a otro objeto misterioso del cinturón de Kuiper, siempre y cuando New Horizons no queme todo su combustible tratando de encontrar uno. El cinturón de Kuiper es una mezcla heterogénea de objetos. Desde partículas de polvo hasta enormes asteroides y planetesimales como Arrokoth, se formaron inicialmente en diferentes poblaciones, que son de todo el sistema solar. Algunos incluso pueden haber sido arrojados allí desde el espacio interestelar.

Por ahora, New Horizons está buscando un objeto de una población diferente a la de Arrokoth, y ese objeto puede tener algo más que decirnos a aquellos de nosotros en la Tierra sobre eventos que solo podrían estar escritos en el extraño lenguaje de las rocas espaciales.

Esta es una misión de puro descubrimiento, dice Stern. No sabíamos lo suficiente sobre Plutón como para tener muchas preguntas científicas, e incluso ahora que sabemos más, las cosas siguen sorprendiéndonos. Quizás tengamos otro momento Arrokoth.