Un año en Venus, y a toda máquina

El brillo nocturno de Venus

25 abril 2007

Ha pasado un año desde que Venus Express, la primera misión de Europa a Venus y la única nave actualmente en órbita del planeta, llegara a su destino, el 11 de Abril de 2006. Desde entonces esta avanzada sonda, creada para explorar uno de los más misterios planetas del Sistema Solar, ha estado revelando detalles hasta ahora desconocidos

Venus, visitada con asiduidad por numerosas naves rusas y estadounidenses desde los años sesenta hasta principios de los noventa, ha representado siempre un objetivo complejo, difícil de entender para los científicos de todo el mundo. Venus Express, diseñada y construida en un tiempo récord por la ESA, fue concebida con el propósito de estudiar Venus –adonde no se dirigía ninguna misión desde 1994- de la forma más exhaustiva y sistemática posible, saldando así una deuda largamente mantenida con este planeta tan interesante como críptico.

	El oxígeno hace brillar a Venus por la noche

Venus Express, con su instrumentación de última generación, está abordando el estudio de Venus a escala global. La sonda está recogiendo información acerca de la tóxica e inquieta atmósfera venusiana (incluyendo sus nubes y sus rápidos vientos, tal como recoge este vídeo obtenido por la cámara VMC, a bordo de Venus Express). Venus Express analiza igualmente la interacción de la atmósfera con el viento solar y el entorno interplanetario. Y por último, aunque no en importancia, Venus Express busca indicios de actividad superficial, como volcanismo activo.

“En sólo un año de observaciones hemos recopilado una cantidad ingente de datos, que es exactamente lo que necesitamos para descodificar los secretos de una atmósfera tan compleja como la de Venus”, afirma Håkan Svedhem, Jefe Científico de Venus Express, de la ESA. “Los equipos científicos están haciendo un gran esfuerzo para analizar los datos, y a la vista de los resultados está valiendo la pena”.

Las primeras, impresionantes imágenes globales del torbellino con doble núcleo en el polo sur de Venus; los paquetes de datos 3D sobre la estructura y la dinámica de las nubes de ácido sulfúrico que integran la gruesa cortina de nubes entorno al planeta; y los mapas de temperatura de la superficie y de la atmósfera a diferentes altitudes son sólo algunos de los resultados obtenidos hasta ahora.

“Si seguimos al ritmo actual no hay duda de que Venus Express mejorará nuestros conocimientos globales sobre este planeta”, prosigue Svedhem. “Se beneficiarán de nuestros resultados no sólo las ciencias planetarias en general; lo que aprendamos en Venus, de su clima y de la dinámica de su atmósfera, nos permitirá comprender mejor los mecanismos que rigen la evolución a largo plazo del clima en nuestra propia Tierra”.


La ‘linterna nocturna’ venusiana

El brillo del oxígeno de Venus es un fenómeno que se aprecia en el lado nocturno del planeta, y que convierte a éste en una ‘linterna espacial’. Venus Express ha proporcionado ahora nuevos datos sobre este fenómeno.

“El brillo del oxígeno se descubrió por primera vez gracias a observaciones basadas en Tierra. También fue observado por otras misiones a Venus, como la nave rusa Venera y el módulo orbital estadounidense Pioneer Venus”, dijo Pierre Drossart, Investigador Principal en el instrumento VIRTIS, de Venus Express. “Sin embargo, la visión tanto a escala global como en detalle que estamos obteniendo gracias a Venus Express realmente no tiene precedentes”.

La fluorescencia se produce cuando los átomos de oxígeno presentes en la atmósfera se ‘recombinan’ en oxígeno molecular (o O2), emitiendo luz. ¿De dónde procede el oxígeno?

Oxygen makes Venus glow at night

“El oxígeno es un elemento muy escaso en la atmósfera de Venus”, prosigue Drossart. A gran altitud en la atmósfera, en el lado diurno de Venus, el intenso flujo de radiación ultravioleta procedente del Sol rompe las moléculas de dióxido de carbono presente en grandes cantidades en la atmósfera, liberando átomos de oxígeno. “Estos átomos son entonces transportados hacia el lado nocturno del planeta por la así llamada circulación atmosférica ‘sub-solar’ y ‘anti-solar’. Aquí los átomos migran de la alta atmósfera hacia una capa inferior, llamada ‘mesosfera’, donde se recombina en O2. Haciendo esto emiten luz en longitudes de onda específicas que pueden ser observadas tanto desde la Tierra como con Venus Express”, añadió Drossart.

La detección del brillo, y la capacidad de estudiar su evolución en el tiempo, es muy importante por diversas razones.

“En primer lugar podemos usar la distribución y el movimiento de estas ‘nubes’ de O2 fluorescente para entender cómo se mueven y comportan las capas atmosféricas inferiores”, señala Giuseppe Piccioni, el otro co-investigador principal de VIRTIS. “En este sentido, el brillo de O2 es un marcador real de la dinámica atmosférica en Venus.

“Segundo, el análisis de este fenómeno proporcionará nuevas pistas sobre cómo funciona la química atmosférica global –un reto realmente complejo, y un campo de investigación aún abierto-”, continuó Piccioni. “Calculando la velocidad a la que tiene lugar esta ‘recombinación’ química podríamos ser capaces en el futuro de entender si hay mecanismos que favorecen o catalizan esta recombinación, y aprenden más sobre la producción y recombinación de otras especies químicas en la atmósfera venusiana.

“Tercero, la observación del brillo del oxígeno permite también una mejor comprensión del intercambio energético global entre la mesosfera de Venus –en cuya frontera superior se sitúa el brillo- y la termosfera, una capa aún más alta influenciada directamente por el Sol”.

Esquema de la generación del brillo

Nota a los editores

El mecanismo para la producción del brillo fue descrito en 1979 por P. Connes, después de que se descubriera la emisión gracias a las observaciones desde tierra.

Venus Express fue lanzada el 9 de Noviembre de 2005 desde el cosmódromo de Baikonur en Kazajstán, en un cohete Soyuz-Fregat de Starsem. Llegó a Venus unos cinco meses más tarde, el 11 de Abril de 2006, cuando tras una delicada maniobra fue insertada en la órbita del planeta. Después de un período de entrega de la nave y los instrumentos, Venus Express comenzó sus operaciones científicas nominales el 4 de Julio de 2006.

fuente: ESA

Primera detección de un anillo de materia oscura en un cúmulo de galaxias

El anillo de materia oscura

Un fantasmagórico anillo de materia oscura en un cúmulo de galaxias, detectado con el telescopio espacial Hubble, se ha convertido en una de las evidencias más sólidas disponibles hasta ahora de la existencia de materia oscura en el universo.

El hallazgo, que será publicado el 1 de Junio en la revista Astrophysical Journal, representa además el primer ejemplo en que la materia oscura se distribuye de forma sustancialmente distinta de la materia ordinaria.

El cúmulo ZwCl0024+1652 (llamado Cl 0024+17 en la publicación) está a 5.000 millones de años luz de la Tierra. El anillo, que mide 2.6 millones de años luz de lado a lado, fue hallado de forma inesperada, mientras el grupo de astrónomos estudiaba la distribución de materia oscura dentro del cúmulo.

Los astrónomos sospechan desde hace tiempo que la materia oscura es una fuente adicional de gravedad, que mantiene unidos a los cúmulos de galaxias. Si los cúmulos contaran sólo con la gravedad generada por la masa de las estrellas visibles, se disgregarían.

Aunque se desconoce la naturaleza de la materia oscura, se especula con que esté hecha de un tipo de partícula elemental que inunda el Universo.

Anillo de materia oscura entorno a ZwCl0024+1652

“Es la primera vez que detectamos materia oscura en una única estructura, diferente de la distribución del gas y de las galaxias del cúmulo”, ha dicho el astrónomo M. James Jee, de la Universidad Johns Hopkins, EEUU, y uno de los miembros del equipo que detectó el anillo de materia oscura.

"Aunque ya se ha encontrado materia oscura en otros cúmulos de galaxias, nunca hasta ahora se había detectado [constituyendo una estrcutura] tan separada del gas caliente y de las galaxias que integran el cúmulo”, prosigue Jee. Este descubrimiento “nos permite estudiar cómo de diferente es el comportamiento de la materia oscura con respecto a la materia ordinaria”.

El cúmulo de galaxias ZwCl 0024+17

Al estudiar la materia oscura los investigadores detectaron una ondulación en la misteriosa sustancia, algo así como las ondas que forma una piedra al caer en el agua de un estanque.

“Al principio me molestaba este anillo porque creía que era un artefacto en los datos, lo que hubiera implicado fallos en la reducción de datos”, ha explicado Jee. “Ni siquiera después de muchas iteraciones conseguía creerme los resultados. He observado muchos cúmulos y nunca antes había visto nada como esto”.

Galaxias distorsionadas por una lente gravitgacional

Investigando por qué podría estar el anillo en el cúmulo, y cómo se habría formado, Jee halló un trabajo previo que sugería que el cúmulo había chocado con otro cúmulo hace entre mil y dos mil millones de años. Este resultado, publicado en 2002 por Oliver Czoske, del Argelander-Institut für Astronomie en la Universidad de Bonn (Alemania), se basaba en observaciones espectroscópicas de la estructura en 3D del cúmulo. El estudio reveló dos agrupaciones distintas de cúmulos de galaxias, lo que indica una colisión entre ambos.

Interacciones entre cúmulos de galaxias

Los astrónomos tienen una vista frontal del choque porque, accidentalmente, ocurrió en la línea de visión de la Tierra. Desde esta perspectiva la estructura de la materia oscura parece un anillo.

El equipo creó simulaciones por ordenador sobre lo que ocurre cuando chocan los cúmulos de galaxias: que la materia oscura cae al centro del nuevo cúmulo combinado y rebota fuera. A medida que la materia oscura se mueve hacia afuera empieza a ralentizarse por el tirón de la gravedad, y se acumula.

“Estudiando este choque estamos viendo cómo responde la materia oscura a la gravedad”, ha dicho Holland Ford, también de la Universidad Johns Hopkins y miembro del equipo. “La naturaleza está haciendo un experimento que nosotros no podemos hacer en el laboratorio, y está de acuerdo con nuestros modelos teóricos”.

El cúmulo de galaxias ZwCl0024+1652

La materia oscura constituye la mayor parte de la materia del Universo. La materia ordinaria, de la que están hechos las estrellas y planetas, da cuenta sólo de un pequeño porcentaje de la materia del Universo.

Detectar la materia oscura no es fácil, porque no brilla ni refleja luz. Su influencia puede detectarse por sus efectos gravitacionales sobre la luz. Por ello para localizar la materia oscura los astrónomos estudian cómo la luz de galaxias más distantes es distorsionada en arcos o filamentos por la gravedad de la materia oscura que está en primer plano del campo de visión. Es una técnica llamada lente gravitacional, y permite deducir la masa del cúmulo y la distribución de materia oscura.

“La colisión entre ambos cúmulos de galaxias creó una onda de materia oscura que dejó huellas claras en la forma de las galaxias en el fondo”, ha explicado Jee.

“Puede compararse a mirar los guijarros del fondo de un estanque con ondas en la superficie. La forma de los guijarros parece cambiar cuando las ondas pasan encima. De forma similar, las galaxias tras el anillo muestran cambios en su forma, debido a la presencia de ese denso anillo de materia oscura”.

Vista de un cúmulo de galaxias

En otras observaciones de otro cúmulo, el ‘Bullet Cluster’, con el Hubble y el telescopio de rayos X Chandra, se analizó otro encuentro similar entre dos cúmulos, pero vistos de lado. En esa colisión la materia oscura estaba fuera del gas caliente del cúmulo, pero su distribución aún seguía la del cúmulo.

ZwCl0024+1652 es el primer cúmulo que muestra una distribución de materia oscura significativamente distinta tanto de la distribución de las galaxias como del gas en el cúmulo.


fuente: ESA