Introducción a la ciencia. Una guía para todos (o casi) (35 page)

Marte describe una órbita completa alrededor del Sol cada 686'98 días terrestres a una distancia que oscila entre 1'38 y 1'67 UA. El día en Marte dura 24 horas 37 minutos y 23 segundos, casi lo mismo que el día en la Tierra, pero sólo tiene una delgada atmósfera (siendo la presión un 0'7 por 100 de la presión de la atmósfera de la Tierra al nivel del mar), formada en su mayor parte por dióxido de carbono y las temperaturas en su superficie varían desde -140° C hasta (en raras ocasiones) justo por encima del punto de congelación, pero en la mayoría de sus zonas las temperaturas nunca se elevan por encima del punto de congelación. El diámetro de Marte es de 6.795 km (aproximadamente la mitad del radio de la Tierra); su masa es sólo un poco más de un décimo de la masa de la Tierra. Como el resto de los planetas interiores, su superficie está marcada por gran cantidad de cráteres. En muchos lugares la superficie aparece también excavada por las cuencas de ríos desaparecidos hace tiempo, presentando una serie de cañones y valles, pero hace al menos varios cientos de millones de años que Marte perdió su atmósfera original y el planeta se congeló cuando el efecto invernadero se debilitó. Cualquier resto de agua que se encuentre aún en Marte está en forma de hielo perpetuo, encerrado bajo la superficie. En ocasiones, debido al calor generado por el impacto de algún asteroide, se podría liberar temporalmente parte de su agua congelada y sería posible que ésta fluyera en algunos lugares concretos.

Marte se parece mucho a una imitación del planeta Tierra y está claro que habría tenido océanos de agua líquida actualmente si fuera tan grande como nuestro planeta. Del mismo modo, Venus habría sido también muy parecido a la Tierra solamente con que hubiera comenzado su existencia un poco más alejado del Sol (o el Sol hubiera estado un poco más frío), ya que en tal caso se habría formado agua líquida y ésta habría disuelto parte de su espesa atmósfera de dióxido de carbono. Se da la intrigante consecuencia de que la «zona con vida» en torno a una estrella como el Sol, la región en la que se podrían formar planetas habitables, se extiende desde un poco más allá de Venus hasta un poco antes de llegar a la órbita de Marte. En vez de considerar que el sistema solar ha sido afortunado por tener un planeta como la Tierra en su familia, podría resultar, cuando consigamos explorar otros sistemas planetarios, que es un infortunio no tener dos planetas como la Tierra.

Sin embargo, en nuestro sistema, Marte es significativamente distinto de la Tierra y, desde luego, también distinto de Venus. Hay tantos cráteres en Marte que resulta claro que lo que vemos hoy es con mucho su superficie primitiva, y que, a diferencia de Venus, dicha superficie no ha sido renovada por ningún cataclismo volcánico durante los últimos cuatro mil millones de años. Incluso así, Marte ha estado geológicamente activo durante todo el tiempo de su existencia y puede estarlo aún. El mayor volcán de Marte es el Olympus Mons, que se eleva hasta los 23 km sobre las planicies que lo rodean y tiene un diámetro de 500 km. En comparación, el mayor volcán de la Tierra, el Mauna Loa en Hawai, se eleva sólo 9 km sobre el fondo marino y su diámetro no mide más de 200 km.

Como ya hemos dicho, a Marte lo acompañan dos diminutas «lunas». Se trata de dos bultos con forma de patata. Fobos, la mayor de las dos, tiene un tamaño de unos 28 km por 20 km y describe una órbita en torno a Marte cada 0'3 días a una distancia de 9.380 km; la otra, Deimos, viene a ser de unos 16 km por 12 km y describe una órbita en tomo a Marte cada l'3 días a una distancia de 23.460 km. Ambas están llenas de cráteres (el mayor cráter de Fobos tiene un diámetro de 10 km, en un satélite cuya anchura máxima es de 28 km) y no pueden ser sino fragmentos de detritos del cercano cinturón de asteroides capturados por la gravedad de Marte. Esto nos lleva directamente a tratar sobre otra característica del sistema solar: el cinturón de asteroides.

Los asteroides son bloques pequeños y rocosos, formados por detritos, mucho más pequeños que los planetas. Muchos de ellos describen órbitas en una franja situada entre las órbitas de Marte y Júpiter. Debido a que tienen un tamaño tan pequeño, los asteroides reflejan muy poca luz solar, por lo que el cinturón de asteroides no fue descubierto hasta el siglo
XIX
; ahora bien, se han identificado y catalogado más de 2.500 de estos objetos en órbitas que se encuentran a distancias de entre 2'2 UA y 3'3 UA del Sol. Otros cientos de asteroides se han visto intermitentemente, pero nunca durante el tiempo preciso para calcular sus órbitas con exactitud; en el cinturón de asteroides puede haber alrededor de medio millón de objetos lo suficientemente grandes como para ser fotografiados por el telescopio de 200 pulgadas situado en Monte Palomar. Pero, entre todos estos bloques de escombros, sólo unos 250 tienen más de 100 km de anchura máxima. La mayoría de los asteroides conocidos miden alrededor de un kilómetro en su parte más ancha. Sumando la masa total de todos los objetos que se encuentran en el cinturón de asteroides sólo se obtiene algo más de un cuarto de la masa de la Luna; tardan entre tres y seis años en describir una órbita alrededor del Sol, dependiendo de su distancia exacta a esta estrella.

La razón por la cual todos estos detritos no llegaron a adherirse entre sí para formar un único objeto de gran tamaño es que están afectados constantemente por la atracción gravitatoria de Júpiter, que arrastró los primitivos fragmentos hasta situarlos en una confusión de órbitas en las que era lo más probable que chocasen violentamente entre sí, en vez de aproximarse para adherirse unos a otros. En la zona que ahora ocupa el cinturón de asteroides, los modelos sugieren que podía haber habido materia prima suficiente como para hacer cuatro planetas rocosos del tamaño de la Tierra (o un planeta que tuviera cuatro veces la masa de la Tierra). Algunos de los meteoritos que alcanzan la Tierra, y que, según se cree, proceden del cinturón de asteroides, contienen materiales metálicos, lo que demuestra que alguna vez estuvieron en el núcleo de cuerpos celestes mayores.

Uno de los modelos actuales favoritos (por desgracia no hay forma de probarlo) afirma que la materia original que hay en el cinturón de asteroides constituía en realidad ocho objetos del tamaño de Marte, pero la mayoría de ellos se deshicieron, en aproximadamente cien millones de años, como resultado de las colisiones causadas por la influencia perturbadora de Júpiter. Uno de los superasteroides fue afectado de tal manera que cayó en el sistema solar interno, colisionando con la Tierra y dando lugar a la formación de la Luna en el Big Splash. Uno de los objetos está aún ahí: el propio Marte. Los demás se fragmentaron al sufrir colisiones y se dispersaron de tal modo que la mayor parte de los detritos producidos fue arrojada fuera del cinturón de asteroides, unas veces para describir órbitas que tenían un final abrasador en el Sol, y otras veces para salir del sistema solar.

Es evidente la importancia que tiene todo esto. Aunque los asteroides que quedan describen órbitas relativamente estables (porque todos los que estaban en órbitas inestables hace tiempo que fueron expulsados), Júpiter todavía funciona, ejerciendo su atracción gravitatoria sobre ellos. Aún se producen colisiones entre asteroides y hay fragmentos originados en estas colisiones que a veces se ven arrastrados a órbitas que les hacen cruzar la órbita de la Tierra. La lluvia de detritos cósmicos que marcó las superficies de los planetas interiores cuando el sistema solar era joven no se ha detenido todavía, sino que tan sólo se ha reducido, pero hay que tener en cuenta que el impacto de un bloque de detritos de unos diez kilómetros con la Tierra fue suficiente para poner fin a la era de los dinosaurios. Por fortuna, tales acontecimientos son raros actualmente; sin embargo, a muy largo plazo, si se desea que la civilización sobreviva en la Tierra, habrá que encontrar un modo de protegerse de los impactos cósmicos.

El paso para ir más allá del cinturón de asteroides hasta el siguiente miembro de la familia del Sol ofrece el mayor contraste que se puede observar en el sistema solar. De los guijarros planetarios de más o menos un kilómetro de amplitud, se pasa al mayor planeta del sistema solar, Júpiter, cuyo diámetro es de unos 143.000 km (una décima parte del diámetro del Sol) y cuya masa es 318 veces la masa de la Tierra (un 0'1 por 100 de la masa del Sol). Es esta masa, que para ser un planeta es enorme, la que hace a Júpiter tan importante como fuerza gravitatoria que actúa sobre el resto del sistema solar, y debe su masa al hecho de que se formó lo suficientemente lejos del Sol como para retener grandes cantidades de los gases originales: en un 90 por 100 Júpiter está constituido por hidrógeno, en un 10 por 100 por helio, y sólo tiene algunos vestigios de otros gases tales como el metano y el amoniaco. Recorre su órbita a una distancia media del Sol de 5'2 UA y tarda 11'86 años en describir una órbita completa.

Todo lo que se refiere a Júpiter se expresa mediante superlativos. Aparece rayado por bandas de colores producidas por la circulación en su atmósfera, el equivalente a las estelas de los aviones que vuelan por la Tierra a gran altitud. Sin embargo, una única tormenta en Júpiter, la Gran Mancha Roja, ha estado produciendo remolinos por todo el planeta durante los últimos trescientos años y es lo bastante grande como para tragar a toda la Tierra.

Pero la característica más impresionante de Júpiter es que tiene su propia familia de lunas, como un sistema solar en miniatura. Hay cuatro grandes satélites jovianos (Ío, Europa, Ganimedes y Calisto), que fueron descubiertos por Galileo a principios del siglo
XVII
. Este descubrimiento de satélites en órbita alrededor de un planeta de la familia contribuyó a desarrollar la idea de que la Tierra recorre una órbita en torno al Sol de una manera similar, lo cual hizo añicos el dogma que proponía que la Tierra ocupaba el centro del universo. Júpiter posee también al menos una docena de satélites menores (su número sigue creciendo a medida que se descubren más), muchos de los cuales son asteroides capturados.

Los cuatro satélites galileanos son objetos que en sí mismos resultan extraordinarios. Las sondas espaciales han mostrado que ío es una bola brillante de un material sulfuroso rojo y anaranjado que brota de los volcanes activos que puntean toda la superficie de este satélite. El calor que da potencia a estos volcanes proviene de las fuerzas de atracción de Júpiter, las cuales ejercen presión sobre el interior de este satélite. Como contraste, Europa aparece enteramente cubierto de hielo, que presenta una maraña de oscuras grietas. Como también se calienta por la presión que produce la atracción de Júpiter, Europa posee un mar de agua líquida bajo su corteza de hielo y podría ofrecer un lugar para albergar vida. Sin embargo, Calisto está demasiado alejado de Júpiter, por lo que no puede calentarse mucho por efecto de la presión que produce la atracción del planeta, y en consecuencia está cubierto por una espesa capa de hielo sólido, fuertemente marcada por cráteres, como no se ha visto en ningún otro objeto del sistema solar. Finalmente, Ganimedes, el mayor satélite del sistema solar, tiene una superficie de hielo que está parcialmente marcada por cráteres, como Calisto, pero en otras partes es lisa, cubierta en apariencia por hielo fresco que se debe de haber extendido por la superficie en algún cataclismo relativamente reciente.

Después de Júpiter, el resto de los planetas del sistema solar son algo así como un anticlímax. Saturno es un Júpiter más pequeño, con un diámetro que sólo es 9'4 veces el de la Tierra y una masa que es 95 veces la de nuestro planeta. Describe una órbita alrededor del Sol cada 29'46 años a una distancia que varía entre 9 UA y 10 UA. Pero el sistema de Saturno se distingue de otros sobre todo por dos características: los famosos anillos, que en las fotografías astronómicas le confieren el aspecto más hermoso en comparación con el resto de los planetas exteriores, y el poseer una familia de satélites que incluye a Titán, la luna más intrigante del sistema solar. Titán tiene un diámetro de 5.150 km, lo que le hace ser un poco más pequeño que Ganimedes (diámetro 5.262 km). Sin embargo, el rasgo especial de Titán es que posee una espesa atmósfera, compuesta principalmente por nitrógeno, pero también rica en metano. La presión en la superficie de Titán es l'6 veces la presión atmosférica al nivel del mar en la Tierra, y la temperatura que hay allí es de -180° C. Puede haber lagos u océanos de metano líquido en su superficie y es posible que caiga lluvia de metano de las nubes. Titán es como una segunda versión de la Tierra en sus primeros tiempos, pero helada y de menor tamaño. Cuando el Sol se acerque al final de su vida y se infle hasta convertirse en un gigante rojo, los planetas interiores, incluida la Tierra, se freirán como churros, pero Titán podría calentarse lo suficiente como para que la vida tuviera una segunda oportunidad dentro del sistema solar (o podría ser una tercera oportunidad, si el satélite Europa, de Júpiter, es realmente otro lugar adecuado para albergar vida). Pero todo esto queda muy lejos en el futuro. Como hecho más inmediato, podemos mencionar que la nave espacial Cassini, enviada a finales del año 1997, dejará caer un módulo en la atmósfera de Titán a principios del siglo
XXI
, con la esperanza de que el estudio de su atmósfera helada pueda aportar claves para saber cómo era la atmósfera de la Tierra hace mucho tiempo, y quizá también algunas ideas sobre el origen de la vida.

Más allá de Saturno hay otros dos gigantes de gas. Urano describe una órbita alrededor del Sol cada 84'01 años, a una distancia que oscila entre 18'31 UA y 20'07 UA. Sin embargo, tiene una masa que sólo es 14'5 veces la masa de la Tierra y un diámetro que es cuatro veces el de nuestro planeta. Neptuno, el planeta real más distante dentro de la familia del Sol, describe una órbita en torno a éste cada 164'79 años, a una distancia de 30'06 UA. Su masa es un poco mayor que la de Urano, 17'2 veces la masa de la Tierra, pero su diámetro es ligeramente menor (alrededor del 0'1 por 100) que el de Urano. El último de los planetas gigantes está sólo unas treinta veces más lejos del Sol que nosotros y, en comparación con las distancias entre las estrellas, toda la familia de planetas se apiña muy cerca en torno a su centro, el fuego solar. Utilizando como medida el tiempo que tarda la luz en viajar por el espacio, la distancia de Neptuno al Sol no llega a 4'2 horas luz; sin embargo, la distancia desde el Sol a las más próxima de las demás estrellas es más de 4'2 años luz (casi nueve mil veces más). No obstante, hay algo entre Neptuno y la estrella más próxima, y ese algo sigue siendo justamente parte de la familia del Sol.