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  • AGUA EN LA LUNA

    AGUA EN LA LUNA

    Para el guion de 2001 Una odisea espacial, la espectacular producción fílmica de Stanley Kubrick de 1968, Arthur C. Clarke imaginó una estación lunar estadounidense en el cráter Clavius, cercano al polo sur de nuestro satélite natural.[1] En el sitio de aterrizaje de la estación, los visitantes podían ver un cartel de bienvenida:

    WELCOME TO CLAVIUS BASE
    U.S. ASTRONAUTICAL ENGINEERING CORPS
    1994

    La estación podía ser totalmente autosuficiente en caso de emergencia. «Se podían producir todas las necesidades vitales a partir de las rocas del lugar», explica Clarke en la novela que escribió en paralelo con la producción de la película. «El hidrógeno, el oxígeno, el carbono, el nitrógeno, el fósforo, todos los elementos básicos para la vida podían hallarse en la Luna…si uno sabía en donde buscarlos».

    En la vida real no existen todavía estaciones en la Luna, ni necesidad urgente de hallar fuentes de elementos químicos o moléculas vitales en el satélite. De todas maneras, un par de artículos publicados en Nature Astronomy el 26 de octubre sugieren que la molécula de la vida por excelencia, la del agua, podría existir en cantidades suficientes en la superficie lunar como para hacer realidad la fantasía de Clarke de una estación autosuficiente en nuestro satélite.

    En el primero de los artículos[2], un equipo encabezado por Casey I. Honniball, hoy en día investigadora posdoctoral en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, examinó la luz solar reflejada en la superficie lunar y encontró un patrón en el espectro de rayos infrarrojos en una longitud de onda particular (6 micrómetros) que se puede interpretar como evidencia de la presencia de agua en la Luna, porque la molécula de H2O absorbe la luz infrarroja precisamente en esa longitud de onda.

    Este procedimiento, que suena muy sencillo, requirió en realidad de instrumentos y análisis muy sofisticados, además del uso del Observatorio Estratosférico para la Astronomía en Infrarrojo (conocido como SOFIA por sus siglas en inglés). SOFIA es un enorme telescopio que capta energía en las longitudes de onda de la luz infrarroja; para poder hacerlo, el instrumento tiene que montarse en un avión Boeing 747 y volar a más de 13,000 metros de altitud para evitar la interferencia de la atmósfera terrestre.

    El Boeing 747 del observatorio SOFIA de la NASA

    Los datos compilados por los investigadores permitieron confirmar la presencia de agua precisamente en el cráter Clavius, donde Clarke imaginó la estación lunar, pero no en otros sitios más cercanos al ecuador de la Luna. El agua en Clavius podría estar atrapada en pequeños cristales, explica la Dra. Honniball[3], porque de otra manera se evaporaría y escaparía al espacio en las condiciones que prevalecen en la Luna. En lugares más ecuatoriales, la exposición más continua a los rayos solares habría ya evaporado cualquier rastro de agua hace ya mucho tiempo, tal vez incluso millones de años.

    El segundo artículo[4] es un análisis de imágenes de orbitadores lunares en el que se modela la distribución en la superficie del satélite de «trampas de frío» que permitirían la existencia de agua congelada en grandes porciones de la Luna. Estas trampas de frío no son otra cosa que zonas de sombra que, al tener relativamente poca exposición a la luz solar, permanecen a temperaturas que evitan la pérdida del agua atrapada en las rocas. Las simulaciones mostraron la existencia de numerosas, aunque pequeñas trampas de frío principalmente en el hemisferio sur, en donde se encuentra Clavius.

    Desde los tiempos de las misiones Apolo en los años sesenta y setenta se tenían indicios de la presencia de agua en la Luna, pero los análisis de Honniball y colaboradores son la primera prueba aparentemente irrefutable de la presencia de la molécula de H2O en la Luna. En 2009 ya se había detectado absorción de luz infrarroja en la longitud de onda de 3 micrómetros, lo que sugería la presencia de agua, pero que podía deberse también a la presencia del grupo hidroxilo (un átomo de hidrógeno y uno de oxígeno unidos a otros átomos) y no necesariamente de agua (dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidos en una molécula).[5]

    Localización aproximada del cráter Clavius, cerca del polo sur lunar

    Es importante recalcar que la detección de H2O en la Luna no implica depósitos extensos de agua en nuestro satélite. La concentración probable, según explica la Dra. Honniball, sería equivalente a dispersar unas doce onzas de líquido en un metro cúbico de material de la superficie lunar. (Esto es como derramar el contenido de una lata estándar de cerveza o refresco, unos 350 mililitros, en un tinaco común de mil litros de capacidad).

    Los exploradores que vivían en la Estación Clavius podían hallar en las rocas lunares todos los elementos naturales necesarios para la vida, según el relato imaginario de A. C. Clarke, «si sabían en donde buscar». Hoy, gracias al trabajo de Honniball y otros científicos, los colonizadores lunares del futuro sabrán «en donde buscar» agua: justo en Clavius, en donde Clarke lo imaginó hace más de cincuenta años.

    NOTAS Y REFERENCIAS

    [1] Kubrick y Clarke escribieron juntos el guion de 2001 Una odisea espacial, inspirados por el relato El centinela que el propio Clarke había escrito en 1951. En paralelo a la producción de la película, Clarke escribió la novela del mismo nombre, de donde se tomaron las citas para esta nota (edición 2006 de la serie Penguin Galaxy, Penguin Random House LLC, Nueva York.

    [2] Honniball, C.I., Lucey, P.G., Li, S. et al. (2020) Molecular water detected on the sunlit Moon by SOFIA. Nature Astronomy. https://doi.org/10.1038/s41550-020-01222-x

    [3] Las declaraciones de C. I. Honniball aparecen en la nota de Kenneth Chang en la edición en línea de la sección de ciencia del New York Times (26 de octubre de 2020).

    [4] Hayne, P.O., Aharonson, O. & Schörghofer, N. (2020) Micro cold traps on the Moon. Nature Astronomy  https://doi.org/10.1038/s41550-020-1198-9

    [5] Pieters, C. M., Goswami, J. N., Clark, R. N., Annadurai, M., Boardman, J., Buratti, B. & Hibbitts, C. (2009). Character and spatial distribution of OH/H2O on the surface of the Moon seen by M3 on Chandrayaan-1. Science326(5952): 568-572.

  • Luna roja: ¿Qué pasa durante un eclipse lunar?

    Desde los comienzos de la historia los eclipses de Luna han sido fuente de misterio y de asombro.  La desaparición paulatina de la Luna tras un velo oscuro y rojizo y su posterior resurgimiento de las tinieblas generaron en las sociedades pre-científicas toda suerte de imágenes e historias maravillosas para explicar tan inusitado y bello fenómeno.  En la antigua China se creía que un prodigioso sapo engullía por completo la Luna durante un eclipse.  En otras partes de Asia era un dragón el responsable de la desaparición de la luminaria nocturna, mientras que en Mesoamérica se trataba de un jaguar o de una serpiente.

    Uno de los mitos más antiguos de Egipto explica que el Sol y la Luna son los ojos de Horus, el dios con rostro de halcón.  El ojo izquierdo, que corresponde con la Luna, es menos brillante porque fue lesionado durante una batalla celestial.  Los eclipses de Luna recrean una de las historias egipcias en la que Set hurta el ojo izquierdo de Horus, sumiendo al universo en oscuridad.  Toth, el sabio dios con aspecto de ibis, logra recuperar el ojo perdido y lo restituye en su lugar, permitiendo el renacimiento de la Luna.  En versiones más recientes del panteón egipcio, Toth aparece como el dios de la Luna.

    Un eclipse lunar se produce cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna.  Para que ello suceda, el Sol y la Luna tienen que estar en puntos opuestos con respecto a la Tierra, de manera que los eclipses siempre se producen en luna llena.  Además, el plano de la órbita lunar debe coincidir con el de la Tierra respecto al Sol para que la sombra de nuestro planeta se proyecte sobre el satélite.

    Desde la Luna el tamaño relativo de la Tierra es mayor que el del Sol, de tal suerte que en la mayoría de los casos la Luna es completamente envuelta en la sombra terrestre y el eclipse es total.  Cuando esto sucede, solamente la luz que se refracta en la atmósfera terrestre alcanza el satélite, iluminándolo tenuemente con un color rojo bellamente fantasmal semejante al que se produce durante los amaneceres y los atardeceres.  Esta fase de totalidad perdura normalmente unos 40 o 50 minutos y durante ella se puede gozar la vista de una luna roja de belleza difícilmente descriptible.

    Si la vista desde la Tierra es tan fascinante, tratemos de imaginarnos cómo se debe ver lo que llamamos un eclipse lunar desde la propia Luna.  Desde la perspectiva lunar, un eclipse de este tipo es solar, es decir, es el Sol el que se ve opacado por la sombra de otro cuerpo, en este caso la Tierra.  Como ningún ser humano ha estado en la Luna durante un eclipse, no es posible saber con absoluta certeza cómo se ve la sombra de la Tierra desde nuestro satélite, pero un poco de ciencia y una pizca de imaginación nos permiten visualizar la imagen.

    Lo que veríamos desde la Luna sería sólo un anillo de luz roja rodeando la sombra de la Tierra.  Esta luz atraviesa la atmósfera terrestre, y por efecto de la refracción y la difracción producida por las partículas flotantes en la atmósfera se torna roja.  Tal vez alcancemos a ver un tenue resplandor alrededor del anillo rojo, producido por la luz solar que no es completamente desviada hacia nosotros.  Sobre la superficie lunar veríamos solamente un juego de luces y sombras de color rojo vivo, produciendo un paisaje desolado y espeluznante, literalmente fuera de este mundo.

    Los diferentes pueblos de la Tierra se imaginaron historias fantásticas para explicar los eclipses lunares.  Si existieran civilizaciones en la Luna, ¿Qué clase de mitos hubieran creado para explicar la oscuridad y el enrojecimiento del satélite completo durante un eclipse?

    Figuras

    1. El eclipse de Luna del 20 de diciembre de 2010.  ©H.T. Arita 2010.
    2. El ojo de Horus.
    3. Un eclipse «lunar» como probablemente se vería desde la Luna.  La silueta de la Tierra está enmarcada por la luz solar refractada en la atmósfera terrestre, produciendo la tenue luz roja que ilumina la superficie lunar.  La imagen de la superficie lunar es de una foto de la Agencia Espacial Japonesa (JAXA).