El año de la conquista de Júpiter

Si los astrónomos de una civilización en otro lugar de la galaxia comenzaran a estudiar el Sistema Solar, lo primero que verían alrededor de esa estrella que nosotros llamamos Sol sería el planeta Júpiter: su masa es más que el doble de la masa de todos los demás planetas del Sistema Solar juntos y su volumen es más de mil veces más grande que el de la Tierra. Aunque nuestro planeta es el lugar en donde ha florecido nuestra especie, nuestro mundo de agua y roca es minúsculo comparado con el titán del Sistema Solar.

Visto desde la Tierra, Júpiter es el tercer objeto más brillante en el cielo nocturno, después de la Luna y Venus, y sus movimientos han sido registrados por los humanos desde el siglo VIII antes de nuestra era. Su observación ha sido crucial para nuestro entendimiento del universo desde que en 1610 Galileo Galilei descubrió cuatro de sus lunas a través de un telescopio y comprobó por primera vez que los movimientos de los cuerpos celestes no necesariamente están centrados en nuestro planeta.

Resulta paradójico imaginar que el objeto más sobresaliente de nuestro sistema planetario aún encierra profundos misterios para nosotros, sus vecinos más curiosos. Las mejores estimaciones indican que la composición de Júpiter es muy similar a la de una estrella, pero no tenemos suficiente información para relacionar su origen con el del Sistema Solar. Tampoco sabemos lo que se esconde detrás de la espesa atmósfera que lo cubre, ni cuál es el origen del potente campo magnético que lo rodea y atrae gran cantidad de rayos cósmicos produciendo brillantes auroras. Estamos fascinados por los patrones de densas nubes en su atmósfera y por la gran tormenta que produce su característica mancha roja. Apenas sabemos sobre la compleja dinámica que mantiene su estructura.

Este año puede convertirse en uno memorable para la exploración de Júpiter cuando la sonda Juno de la NASA llegue a su órbita en el mes de julio y realice una aproximación sin precedentes a este planeta, intentando recolectar información crucial para responder a estos y muchos otros interrogantes.

Juno se convertirá en la novena misión en explorar Júpiter, 44 años después de que las sondas Pioneer 10 y 11 obtuvieron las primeras imágenes cercanas de su atmósfera. En 1979, las sondas Voyager 1 y 2 exploraron sus lunas, revelaron la presencia de anillos en su órbita y confirmaron la rotación en el interior de la gran mancha roja.

Múltiples misiones han sobrevolado a Júpiter en su camino a regiones más apartadas del Sistema Solar, como fue el caso de Ulysses en 1992 y 2004, Cassini en 2000 y New Horizon en 2007, pero Juno es la primera misión exclusiva a ese planeta desde que la sonda Galileo llegó a su órbita en 1995. A pesar de sufrir graves daños en una de sus antenas, registró la colisión del cometa Shoemaker-Levy 9 con el planeta y reveló la presencia de tenues atmósferas en las lunas Europa, Ganímedes y Calisto. Juno hace parte del programa New Frontiers de la NASA, el mismo que llevó a la sonda New Horizon a Plutón y lanzará la misión Osiris-REx para recoger muestras de la superficie de un asteroide y traerlas a la Tierra.

Aunque las perspectivas de exploración humanas de Júpiter son nulas, haciéndolo en principio menos atractivo que Marte, nuestra comprensión de Júpiter es esencial para entender la forma en la que se formó el Sistema Solar y para compararlo con la infinidad de sistemas planetarios que han sido descubiertos en los últimos años.

Hasta la fecha, los astrofísicos han identificado más de dos mil planetas en más de mil doscientos sistemas planetarios diferentes a nuestro Sistema Solar. Los primeros en ser descubiertos fueron planetas muy grandes, con tamaños similares a Júpiter pero girando rápidamente alrededor de sus estrellas en órbitas más pequeñas que las de Mercurio, el planeta más cercano al Sol. Para entender la forma en que estos gigantes dominan la dinámica de sus sistemas solares y permiten la formación de planetas como la Tierra, es necesario aprender sobre Júpiter, su contraparte en el Sistema Solar.

Así es la sonda que llegará a Júpiter

Juno cuenta con nueve instrumentos a bordo: MWR, un sensor para detectar las microondas que logran escapar de la atmósfera de Júpiter y permite determinar la cantidad de agua y amoniaco hasta 500 kilómetros en su interior; Jiram, un sensor infrarrojo para estudiar la circulación en las capas más altas de la atmósfera; MAG, que mide con precisión el campo magnético alrededor del planeta; GS, que mide las perturbaciones gravitacionales para hacer un mapa de la distribución de masa en el planeta; JADE, JEDI y Waves, que miden la energía y la velocidad de las partículas en la aurora de Júpiter; UVS, que permitirá producir imágenes de la radiación ultravioleta. Finalmente, JunoCam, una cámara de luz visible cuyas imágenes estarán disponibles a través de internet para que cualquier persona pueda colaborar en el proceso de reconstrucción y análisis.

Júpiter cuenta con un campo magnético 20 mil veces más poderoso que el de la Tierra, probablemente producido por un inmenso océano de hidrógeno líquido que se arremolina mientras el planeta gira, que crea una enorme cavidad en el Sistema Solar. Las partículas del viento solar, electrones y protones expedidos por el Sol, quedan atrapadas en este campo magnético formando cinturones de radiación que afectan los instrumentos electrónicos en las sondas que utilizamos para explorar esta región.

Aunque la trayectoria de Juno, orbitando sobre los polos en lugar de seguir la rotación del planeta, está diseñada para reducir la exposición a la radiación, la mayoría de sus instrumentos solamente podrán sobrevivir menos de ocho órbitas de 14 días cada una. Después de 37 órbitas, cuando ni siquiera la bóveda de titanio de un centímetro de espesor pueda detener el deterioro de los sistemas de control, Juno concluirá sus observaciones orbitales y se precipitará hacia Júpiter, transmitiendo información hasta ser destruida por la implacable fricción de la atmósfera.

El épico final de Juno será apenas el inicio del camino de exploración que seguirán las misiones Juice de la Agencia Espacial Europea y Europa Clipper de la NASA, programadas para comenzar sus travesías en 2022 y 2025, respectivamente.

Como una metáfora de la historia en que Juno, la diosa romana esposa de Júpiter que da nombre a la misión, logró ver a través del halo de nubes que el dios utilizó para ocultarse, la sonda nos ayudara a revelar la naturaleza del planeta y dará pistas sobre su origen. Luego de una pausa de más de cuatro décadas entre las misiones Pioneer y Voyager, la llegada de New Horizons a Plutón nos hizo soñar con nuevas fronteras en 2015. Apenas empezamos a conocer nuestro propio vecindario.

* Astrofísico, PhD.

Si los astrónomos de una civilización en otro lugar de la galaxia comenzaran a estudiar el Sistema Solar, lo primero que verían alrededor de esa estrella que nosotros llamamos Sol sería el planeta Júpiter: su masa es más que el doble de la masa de todos los demás planetas del Sistema Solar juntos y su volumen es más de mil veces más grande que el de la Tierra. Aunque nuestro planeta es el lugar en donde ha florecido nuestra especie, nuestro mundo de agua y roca es minúsculo comparado con el titán del Sistema Solar.

Visto desde la Tierra, Júpiter es el tercer objeto más brillante en el cielo nocturno, después de la Luna y Venus, y sus movimientos han sido registrados por los humanos desde el siglo VIII antes de nuestra era. Su observación ha sido crucial para nuestro entendimiento del universo desde que en 1610 Galileo Galilei descubrió cuatro de sus lunas a través de un telescopio y comprobó por primera vez que los movimientos de los cuerpos celestes no necesariamente están centrados en nuestro planeta.

Resulta paradójico imaginar que el objeto más sobresaliente de nuestro sistema planetario aún encierra profundos misterios para nosotros, sus vecinos más curiosos. Las mejores estimaciones indican que la composición de Júpiter es muy similar a la de una estrella, pero no tenemos suficiente información para relacionar su origen con el del Sistema Solar. Tampoco sabemos lo que se esconde detrás de la espesa atmósfera que lo cubre, ni cuál es el origen del potente campo magnético que lo rodea y atrae gran cantidad de rayos cósmicos produciendo brillantes auroras. Estamos fascinados por los patrones de densas nubes en su atmósfera y por la gran tormenta que produce su característica mancha roja. Apenas sabemos sobre la compleja dinámica que mantiene su estructura.

Este año puede convertirse en uno memorable para la exploración de Júpiter cuando la sonda Juno de la NASA llegue a su órbita en el mes de julio y realice una aproximación sin precedentes a este planeta, intentando recolectar información crucial para responder a estos y muchos otros interrogantes.

Juno se convertirá en la novena misión en explorar Júpiter, 44 años después de que las sondas Pioneer 10 y 11 obtuvieron las primeras imágenes cercanas de su atmósfera. En 1979, las sondas Voyager 1 y 2 exploraron sus lunas, revelaron la presencia de anillos en su órbita y confirmaron la rotación en el interior de la gran mancha roja.

Múltiples misiones han sobrevolado a Júpiter en su camino a regiones más apartadas del Sistema Solar, como fue el caso de Ulysses en 1992 y 2004, Cassini en 2000 y New Horizon en 2007, pero Juno es la primera misión exclusiva a ese planeta desde que la sonda Galileo llegó a su órbita en 1995. A pesar de sufrir graves daños en una de sus antenas, registró la colisión del cometa Shoemaker-Levy 9 con el planeta y reveló la presencia de tenues atmósferas en las lunas Europa, Ganímedes y Calisto. Juno hace parte del programa New Frontiers de la NASA, el mismo que llevó a la sonda New Horizon a Plutón y lanzará la misión Osiris-REx para recoger muestras de la superficie de un asteroide y traerlas a la Tierra.

Aunque las perspectivas de exploración humanas de Júpiter son nulas, haciéndolo en principio menos atractivo que Marte, nuestra comprensión de Júpiter es esencial para entender la forma en la que se formó el Sistema Solar y para compararlo con la infinidad de sistemas planetarios que han sido descubiertos en los últimos años.

Hasta la fecha, los astrofísicos han identificado más de dos mil planetas en más de mil doscientos sistemas planetarios diferentes a nuestro Sistema Solar. Los primeros en ser descubiertos fueron planetas muy grandes, con tamaños similares a Júpiter pero girando rápidamente alrededor de sus estrellas en órbitas más pequeñas que las de Mercurio, el planeta más cercano al Sol. Para entender la forma en que estos gigantes dominan la dinámica de sus sistemas solares y permiten la formación de planetas como la Tierra, es necesario aprender sobre Júpiter, su contraparte en el Sistema Solar.

Así es la sonda que llegará a Júpiter

Juno cuenta con nueve instrumentos a bordo: MWR, un sensor para detectar las microondas que logran escapar de la atmósfera de Júpiter y permite determinar la cantidad de agua y amoniaco hasta 500 kilómetros en su interior; Jiram, un sensor infrarrojo para estudiar la circulación en las capas más altas de la atmósfera; MAG, que mide con precisión el campo magnético alrededor del planeta; GS, que mide las perturbaciones gravitacionales para hacer un mapa de la distribución de masa en el planeta; JADE, JEDI y Waves, que miden la energía y la velocidad de las partículas en la aurora de Júpiter; UVS, que permitirá producir imágenes de la radiación ultravioleta. Finalmente, JunoCam, una cámara de luz visible cuyas imágenes estarán disponibles a través de internet para que cualquier persona pueda colaborar en el proceso de reconstrucción y análisis.

Júpiter cuenta con un campo magnético 20 mil veces más poderoso que el de la Tierra, probablemente producido por un inmenso océano de hidrógeno líquido que se arremolina mientras el planeta gira, que crea una enorme cavidad en el Sistema Solar. Las partículas del viento solar, electrones y protones expedidos por el Sol, quedan atrapadas en este campo magnético formando cinturones de radiación que afectan los instrumentos electrónicos en las sondas que utilizamos para explorar esta región.

Aunque la trayectoria de Juno, orbitando sobre los polos en lugar de seguir la rotación del planeta, está diseñada para reducir la exposición a la radiación, la mayoría de sus instrumentos solamente podrán sobrevivir menos de ocho órbitas de 14 días cada una. Después de 37 órbitas, cuando ni siquiera la bóveda de titanio de un centímetro de espesor pueda detener el deterioro de los sistemas de control, Juno concluirá sus observaciones orbitales y se precipitará hacia Júpiter, transmitiendo información hasta ser destruida por la implacable fricción de la atmósfera.

El épico final de Juno será apenas el inicio del camino de exploración que seguirán las misiones Juice de la Agencia Espacial Europea y Europa Clipper de la NASA, programadas para comenzar sus travesías en 2022 y 2025, respectivamente.

Como una metáfora de la historia en que Juno, la diosa romana esposa de Júpiter que da nombre a la misión, logró ver a través del halo de nubes que el dios utilizó para ocultarse, la sonda nos ayudara a revelar la naturaleza del planeta y dará pistas sobre su origen. Luego de una pausa de más de cuatro décadas entre las misiones Pioneer y Voyager, la llegada de New Horizons a Plutón nos hizo soñar con nuevas fronteras en 2015. Apenas empezamos a conocer nuestro propio vecindario.

* Astrofísico, PhD.