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updated 6:59 PM CET, Dec 16, 2017

'Viento eléctrico' puede despojar a planetas similares a la Tierra de océanos y atmósferas

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viento eléctrico de Venus

La densa atmósfera de Venus tiene entre 10.000 y 100.000 veces menos agua que la atmósfera de la Tierra

Venus tiene un "viento eléctrico" lo suficientemente fuerte como para eliminar los componentes del agua de su atmósfera superior, lo que puede haber jugado un papel importante en la destrucción de los océanos del planeta gemelo de la Tierra, según los nuevos resultados de la misión Venus Express de la ESA (Agencia Espacial Europea) financiada por investigadores de la NASA.

"Es sorprendente, impactante", dijo Glyn Collinson, un científico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Nunca soñamos que un viento eléctrico podría ser tan poderoso que pudiese aspirar el oxígeno desde una atmósfera al espacio. Esto es algo que tiene que estar en la lista de verificación cuando vamos en busca de planetas habitables alrededor de otras estrellas". Collinson es el autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado el 20 de junio de 2016 en la revista Geophysical Research Letters.

Venus es en muchos aspectos muy parecido a la Tierra como en términos de su tamaño y peso, pero no hay evidencia de que una vez tuviese océanos de agua en su pasado lejano. Sin embargo, con temperaturas de superficie alrededor de 860 F (460º C), los océanos se hubiesen evaporado desde hace mucho tiempo y Venus es hoy inhabitable.

Sin embargo, la densa atmósfera de Venus, cerca de 100 veces la presión de la Tierra, tiene entre 10.000 y 100.000 veces menos agua que la atmósfera de la Tierra. Algo tenía que haberle quitado todo el vapor y el pensamiento actual es que gran parte del vapor temprano se disoció en hidrógeno y oxígeno: escapándose el hidrógeno ligero, mientras que el oxígeno oxidó rocas durante miles de millones de años. También el viento solar, una corriente de millones de millas por hora de gas conductor de electricidad que sopla desde el Sol podría haber actuado sin prisa pero sin pausa erosionado el resto de un probable océano de oxígeno y el agua de la atmósfera superior de Venus.

"Hemos encontrado que el viento eléctrico, que la gente pensaba era sólo una pequeña pieza de una gran máquina es, de hecho, un gran monstruo que es capaz de succionar el agua de Venus por sí mismo", dijo Collinson.

campo eléctrico de Venus comparado con la Tierra

Al igual que cada planeta tiene un campo de gravedad, se cree que cada planeta con una atmósfera también está rodeado por un débil campo eléctrico. Mientras que la fuerza de gravedad está tratando de mantener la atmósfera en el planeta, la fuerza eléctrica (la misma fuerza que pega la ropa junta en un secador y empuja la electricidad a través de cables) puede ayudar a empujar las capas superiores de la atmósfera hacia el espacio. En Venus, el hidrógeno escapa fácilmente mucho más rápido, pero este campo eléctrico es tan fuerte que puede acelerar incluso el componente de oxígeno más pesado cargado eléctricamente en los iones de agua a velocidades lo suficientemente rápido para escapar de la gravedad del planeta. Cuando las moléculas de agua se elevan en la atmósfera superior, la luz del Sol rompe el agua en iones de hidrógeno y oxígeno, que se mueven a continuación a distancia por el campo eléctrico.

"Si tuviera la mala suerte de ser un ión de oxígeno en la atmósfera superior de Venus entonces habría ganado una terrible lotería", dijo Collinson, "Yo y todos mis amigos iones seríamos arrastrados a regañadientes al espacio por una mano invisible, y nada podría salvarnos".

El equipo descubrió el campo eléctrico de Venus utilizando el espectrómetro de electrones, un componente del instrumento ASPERA-4, a bordo del Venus Express de la ESA. Ellos controlaron los electrones que fluyen fuera de la atmósfera superior cuando observaron que estos electrones no se escapaban a las velocidades esperadas. El equipo se dio cuenta de que estos electrones se habían remolcado por el potente campo eléctrico de Venus. Midiendo el cambio en la velocidad, el equipo fue capaz de medir la intensidad del campo, encontrando que era mucho más fuerte de lo que nadie había esperado, y por lo menos cinco veces más potente que en la Tierra.

comparación de temperaturas de Venus y la Tierra

"No se sabe muy bien por qué es mucho más fuerte en Venus que en la Tierra", dijo Collinson, "pero pensamos que podría tener algo que ver con que Venus está más cerca del Sol, y la luz ultravioleta del Sol es dos veces más brillante. Es una cosa difícil de medir e incluso en la Tierra hasta la fecha todo lo que tenemos son los límites superiores de lo fuerte que puede ser".

Dicha información también nos ayuda a comprender otros mundos en todo el sistema solar.

"Hemos estado estudiando los electrones que fluyen lejos de Titan [una luna de Saturno] y Marte, así como de Venus, y los iones que se arrastran al espacio", dijo Andrew Coates, que lidera el equipo del espectrómetro de electrones en la Universidad College de Londres en el Reino Unido "el nuevo resultado muestra aquí que el campo eléctrico que hace posible esta fuga es sorprendentemente fuerte en Venus en comparación con otros objetos. Esto nos ayudará a entender cómo funciona este proceso universal".

Otro planeta donde el viento eléctrico puede jugar un papel importante es Marte. La misión MAVEN de la NASA está actualmente en órbita alrededor de Marte para determinar qué causó que el planeta rojo perdiese gran parte de su atmósfera y agua. "Estamos cazando activamente la energía eólica eléctrica de Marte con todo el arsenal de instrumentos científicos de MAVEN", dijo Collinson. "MAVEN es un detective robótico en este misterio de cuatro mil millones de años de edad, de dónde fueron la atmósfera y los océanos, y el viento eléctrico ha sido durante mucho tiempo el principal sospechoso".

comparación del radio de Venus y la Tierra

Tomar el viento eléctrico en cuenta también ayudará a los astrónomos a mejorar las estimaciones del tamaño y la ubicación de las zonas habitables alrededor de otras estrellas. Estas son áreas donde la temperatura podría permitir que exista agua líquida en la superficie de mundos alienígenas, es decir, los lugares donde se podría hallar vida. Algunas estrellas emiten más luz ultravioleta que el Sol, por lo que si esto crea fuertes vientos eléctricos en cualquier planeta en órbita alrededor de ellas, la zona habitable alrededor de tales estrellas puede estar más lejos y ser más estrecha de lo que pensamos. "Incluso un débil viento eléctrico aún podría desempeñar un papel en la pérdida de agua de la atmósfera en cualquier planeta", dijo Alex Glocer de la NASA Goddard, un co-autor del artículo. "Podría actuar como una cinta transportadora, moviendo los iones más alto en la ionosfera donde otros efectos del viento solar podrían llevar la basura".

Venus Express de la ESA fue lanzada el 9 de noviembre de 2005 para estudiar la compleja atmósfera de Venus. El espectrómetro de electrones fue construido por el Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio, Texas, y está dirigido por el University College de Londres. La nave espacial estuvo en órbita alrededor de Venus entre 2006 y diciembre de 2014. Después de una exitosa misión que superó con creces su vida útil prevista, la nave agotó su suministro de combustible y se quemó al entrar en la densa atmósfera de Venus. La investigación fue financiada por la misión MAVEN de la NASA (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) y el programa Solar System Workings de la NASA.

Artículo científico: The electric wind of Venus: A global and persistent “polar wind”-like ambipolar electric field sufficient for the direct escape of heavy ionospheric ions

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