¿El lugar más frío del Sistema Solar? (¡No!)

Hace unos días pudimos ver los resultados científicos preliminares del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), obtenidos durante los últimos dos meses mientras la sonda estaba calibrando sus instrumentos antes de entrar en la órbita de trabajo definitiva -a sólo 50 km de altura de la superficie lunar-, hecho que se produjo el pasado día 15.

Los resultados científicos son, obviamente, incompletos, pero han servido para que la NASA -que es una experta en estas lides- haga un magnífico ejercicio de relaciones públicas, con sus consabidos excesos e interpretaciones erróneas por parte de muchos medios. Además, debido a que la LRO está en una órbita lunar polar, los datos obtenidos sobre la mayoría de la superficie de nuestro satélite son aún muy escasos, pero no así en lo que respecta a los polos. De hecho, como la órbita inicial de la LRO era elíptica y tenía su perilunio sobre el polo sur, los datos de esta zona adquiridos durante esta fase inicial van a tener una resolución mayor a los que se puedan obtener desde la órbita de trabajo.

Se ha comprobado que todos los instrumentos de la sonda trabajan excelentemente y varios resultados han saltado a la prensa estos días. Los más llamativos han sido los obtenidos por el experimento Diviner (DLRE). Diviner es un radiómetro multicanal, es decir, un instrumento que mide la temperatura de la superficie lunar. Los resultados indican que en el polo sur hay zonas situadas dentro de algunos cráteres que se encuentran en sombra perpetua y con temperaturas de sólo 35 K (-238º C), lo que ha dado pie a numerosos titulares a lo largo y ancho de la red del tipo: “el lugar más frío del Sistema Solar”.

¿Es esto cierto? Pues obviamente no. Para ser justos, lo que los investigadores del LRO han dicho es que se trata de la temperatura más baja medida jamás en cualquier cuerpo del Sistema Solar, incluyendo Plutón. Por supuesto, que no se haya medido directamente no significa que no existan lugares del Sistema Solar -que los hay- donde la temperatura se aproxime aún más al cero absoluto. Los datos de distribución global de temperaturas de Plutón, por poner un ejemplo, son prácticamente inexistentes. Cuando la New Horizons sobrevuele el planeta enano favorito de los niños norteamericanos, seguramente podrá encontrar lugares con una temperatura menor que la medida en el polo sur lunar. Y aunque no fuera el caso, cualquier objeto transneptuniano -de los cuales hay miles- lo suficientemente alejado del Sol tendrá una temperatura de pocos Kelvin. En todo caso, ¿estamos ante un descubrimiento sorprendente? Pues una vez más, no. Ya se sabía que la temperatura de las zonas de sombra perpetua en la Luna eran de unas pocas decenas de Kelvin (como mucho 100 K), así que los datos eran algo esperado. Bien es cierto que una cosa es la teoría y otra muy distinta la verificación empírica, pero sinceramente sigo sin entender el revuelo provocado por la noticia.


Mapas de la temperatura máxima y mínima del polo sur lunar obtenidos por Diviner (NASA).

Por supuesto, todos sabemos por qué es importante este resultado: cuanta más baja sea la temperatura, más probabilidades hay de que se haya conservado hielo de agua en los polos. Este hielo estaría originado por los impactos cometarios y su presencia sería un impulso decisivo para la exploración lunar.

¿Y qué nos dice el resto de instrumentos sobre la posible presencia de hielo en los polos? El instrumento más importante a este respecto es el LEND, un detector de neutrones ruso que nos da pistas sobre la presencia de hidrógeno en la superficie lunar. El problema de los detectores de neutrones es que detectan la presencia de hidrógeno, no de agua. Y el hidrógeno podría, efectivamente, estar presente en moléculas de agua, pero también podría ser hidrógeno atómico o molecular. Es decir, un alto contenido de hidrógeno no es indicativo inequívoco de la presencia de hielo. Los resultados preliminares del LEND confirman los obtenidos por la misión Lunar Prospector en los 90, aunque la mayor resolución del instrumento ha dado ya algunas sorpresas: las mayores concentraciones de hidrógeno NO coinciden con las zonas de sombra perpetua, lo que puede indicar que no estamos viendo concentraciones de hielo o, por el contrario, que éste se encuentra bajo la superficie en zonas distintas a las esperadas. De todas formas, LEND requiere tiempos de integración mayores para alcanzar su resolución espacial máxima de 5 km, así que habrá que esperar para tener mejores resultados.


Resultados preliminares de LEND (NASA).

Otro instrumento, LAMP, está específicamente diseñado para observar en el ultravioleta zonas de hielo o escarcha en las regiones no iluminadas de la superficie. Aún es muy pronto para sacar conclusiones, pero por ahora no se ha detectado nada. Incluso si LAMP diese resultados negativos, lo único que implicaría es que el hielo no está en la superficie, pero por supuesto podría estar bajo el regolito.

Otro instrumento relacionado con la búsqueda del hielo es el radar Mini-RF, que es capaz de descubrir bloques de hielo subterráneos. Una vez más, los resultados son por ahora negativos, pero el equipo de la LRO ha señalado lo que parecen ser evidencias de la presencia de hielo en el fondo de algunos cráteres. El problema es que el tiempo apremia, ya que la sonda LCROSS debe impactar contra el cráter Cabeus A dentro de unas semanas, pero precisamente este cráter no presenta evidencias de hielo. La NASA tiene hasta el día 26 de septiembre para cambiar el blanco de esta sonda suicida.


El polo sur visto por el radar Mini-RF (NASA).

Otro punto que me gustaría destacar es la facilidad de los medios para olvidarse tan pronto de la sonda japonesa Kaguya. Este olvido es especialmente hiriente en el caso del instrumento LOLA, un altímetro láser. LOLA ha sido anunciado en algunas páginas como el instrumento que nos va a revelar una nueva faceta de la Luna gracias al mapa del relieve lunar global que se podrá realizar a partir de sus datos. Pero lo cierto es que ya contamos con un mapa topográfico lunar en alta resolución realizado por el instrumento LALT de Kaguya. Es cierto que LOLA es mucho más potente que el LALT (10 cm de resolución vertical frente a 5 metros), pero el instrumento de la LRO apenas ha empezado a funcionar, mientras que los datos de LALT están en la red a disposición de todos desde hace tiempo.

Por supuesto, que nadie me malinterprete: la sonda LRO es una maravillosa pieza de ingeniería que sin duda revolucionará nuestros conocimientos sobre la Luna, pero empieza a ser una mala costumbre olvidarnos de todos los resultados de sondas anteriores cada vez que una nave de la NASA comienza a funcionar.



13 Comentarios

  1. Mal que nos pese los americanos tienen un gran afan de protagonismo en todos los asuntos espaciales.(entre otros).

    ¿Los mapas conseguidos por la sonda japonesa son accesibles al público en la red?

    Posdata sobre los americanos: me escuece que siendo, aún , la primera potencia mundial no sean capaces de entender una sanidad gratuita.
    Quizás sea el momento de que los americanos pierdan su protagonismo internacional y lo gane otro pais “Emergente”.
    Sinceramente son demasiado exhibicionistas y soberbios.Su actitud nacionalista es pesada y pegajosa.

    Un saludo.

  2. Y digo yo, si el LEND detecta neutrones ¿como detecta el hidrógeno normalito, un protón y un neutrón? Mas que un detector de hidrógeno es un detector de deuterio. No lo entiendo.

    Por otra parte, ¿en el resto de las mediciones tendrán en cuenta los átomos de hidrógeno que se producen por la neutralización de protones provenientes del viento solar? Este dato es reciente, de abril de este año. Véase (perdón por la autocita): http://cesartomelopez.blogspot.com/2009/06/atomos-de-hidrogeno-selenitas.html

    Un cordial saludo.

  3. Constantino: los mapas topográficos de la Luna realizados por Kaguya los puedes encontrar “googleando” los términos “Kaguya, LALT map”.

    César: los detalles de la detección de elementos mediante scattering de neutrones son un poco complejos para explicarlos aquí, pero la técnica podemos resumirla de la siguiente forma:

    El LEND (y otros detectores de neutrones similares) captan los neutrones resultantes de las interacciones nucleares entre los rayos cósmicos y los núcleos atómicos de la materia superficial de la Luna (hasta una profundidad de pocos metros). Como resultado de estos impactos se producen neutrones de alta energía (neutrones rápidos, de unos 10 MeV), que son rápidamente frenados a través de interacciones (scattering inelástico y elástico) con los núcleos cercanos. Estos neutrones “frenados” se denominan “térmicos”. Los neutrones acaban capturados por el material superficial o son emitidos al espacio.

    El hidrógeno y el hierro son los elementos que producen la mayor variación en el flujo de neutrones rápidos. La sección eficaz del hidrógeno (o sea, un protón a efectos de colisiones nucleares) es muy elevada a la hora de capturar neutrones. Parte del flujo de neutrones se dirige hacia el espacio donde es captada por el LEND. La relación entre el flujo de neutrones térmicos, rápidos y epitérmicos nos da una idea aproximada del porcentaje de hidrógeno presente en el suelo lunar.

    En cuanto a la fuente de hidrógeno proveniente del viento solar, deberá ser tenida en cuenta a la hora de calibrar los resultados, pero todo dependerá de la abundancia de este hidrógeno. Me imagino (aquí hablo por hablar, puede que esté equivocado) que el flujo de neutrones del regolito lunar generados en reacciones con átomos de hidrógeno será mayor que el proveniente de esta nueva fuente, básicamente debido a la importante diferencia de densidades y abundancias.

    Un saludo.

  4. O sea, que la distribución de velocidades de los neutrones finalmente emitidos al espacio de los resultantes de las interacciones de los rayos cósmicos con el regolito, depende de la composición del regolito y, especialmente, de la cantidad de hidrógeno presente. ¿Correcto?

    ¿Y qué nivel de fiabilidad tiene esto? Se me ocurren varias cosas que pueden hacer que el error de la medición se dispare. Me parece a mi que esto es el equivalente a chuparse el dedo para saber de donde sopla el viento. Y esto no es malo, al menos sabes si hay viento y más o menos de donde viene.

    Muchas gracias por la explicación, Daniel

  5. Hola César. Efectivamente, el margen de error de estos instrumentos es muy grande, pero sirve para dar una idea aproximada de la composición de un cuerpo hasta una profundidad de varios metros, algo que compensa su poca precisión.

    No soy un experto en detectores de neutrones, pero creo que las mayores dificultades en el diseño de estos aparatos consisten en dotarlos con la suficiente resolución para poder discriminar las distintas energías de los neutrones captados y que puedan tener una resolución espacial mínimamente aceptable. Esto último implica un eleborado apantallamiento para evitar que neutrones no provenientes de la zona de estudio alcancen el detector.

    Saludos!

  6. Si alguien tiene la culpa de la poca atención recibida por Kaguya en comparación a la actual LRO son los propios Japoneses…las Norteamericanos saben vender el producto y hacerlo de una forma que les permite acceder incluso los que no tengan un interes demasiado grande sobre el tema…pasarte por la Web de la NASA, o del JPL, entre otros, es todo un placer por la forma en que todo se explica y la facilidad para obtener información y datos, por no decir la manera en que te prmiten seguir toda la actividad espacial(como olvidar la magnifica cobertura hecha a los aterrizajes de Spirit, Opportunity y Phoenix, que casi era como estar alli mismo?), no solo la suya sino incluso la de otros…dice mucho del tema que tengamos mas información, imagenes y videos del ATV-1 a traves de la web de la NASA que no de la JAXA.

    Los japonenes y Europeos deberian aprender la lección, pues su forma de tratar estos temas y darles cobertura mediática, sin pensar demasiado en cultivar su imagen publica, los mantiene alejados y casi desconectados de la gente, dando esa imagen de “grupo cerrado y elitista” que despues genera tanta incompresión entre la opinión publica cuando se habla de misiones y presupuestos.

    Personalmente apluado la forma con que la NASA lleva estos temas…en ocasiones pude que exageren en el ruido que hace y la publicidad que le da (exagerando, pero no mintiendo, como es este caso)pero, en definitiva, consigue atraer la atención y que la gente, o al menos parte de ella, se interese por estos temas.

    Si la JAXA (y Europa) aprendiera esta leccion, que tambien tienen que mirar hacia fuera y “vender marca” en lugar de cerrarse en su propio mundo, quizas conseguira que sus misiones no caieran rapidamente en el olvido, un olvido del que ellos son los responsables

  7. a/a Cesar.
    Si la clave de la detección de los neutrones del LEND es localizarlos cuando surgen por la interacción entre raciación cosmica con el deuterio …¿Por qué no puede hacerse lo mismo con el Oxigeno Atómico (o el molecular,que está constituyendo el agua) y todos sus isótopos posibles?
    Estoy seguro de que al recibir radiación cosmica (o rayos cósmicos) hay algún tipo de interacción con el Oxigeno , al igual que con el Hidrogeno.

    Otra cosa.
    Si el isótopo de hidrogeno más habitual es el de un solo neutron (fuera parte del deuterio y el tritio)…
    ¿Que importa que el Hidrogeno del supuesto agua ,que esta bajo los regolitos, tenga deuterio o no?
    ¿El Hidrogeno habitual no puede interactuar igual con las particulas e alta energia ,o rayos cosmicos?

    Resumiendo. Si el LEND estudia neutrones provenientes de la interación rayos cósmicos-deuterio…¿Que pasa con las demás interacciones posibles?
    Como el Oxigeno tiene también sus isótopos.
    ¿Los neutrones , a estos niveles de interacción, no son todos iguales e independientes del núcleo del que provienen?
    ¿Por que tienen que ser del deuterio los que pueden detectarse, o se detectan?
    ¿?¿?

    Un saludo agradecido.

  8. Toakidin: estoy de acuerdo contigo en que la JAXA y la ESA deberían aprender de la NASA en materia de comunicación, aunque a veces puedan haber alguno excesos. Lo que no me gusta tanto es el tratamiento poco crítico de muchos medios, que se limitan a buscar el titular más sensacionalista y quedarse en la mera anécdota, desvirtuando la noticia.

    Constantino: la detección de hidrógeno del LEND se basa en la interacción de los rayos cósmicos con átomos de hidrógeno, no de deuterio. El deuterio tiene su propia firma neutrónica, pero es mucho menos intensa debido a la menor cantidad de este isótopo que existe.

    Otros núcleos atómicos también tienen su propia firma, pero en el caso del oxígeno hay que tener en cuenta que este elemento puede formar parte de muchos minerales rocosos, no sólo hielo. Además, el hidrógeno tiene una sección efectiva mayor que el oxígeno en colisiones con neutrones.

    Un saludo.

  9. a/a Daniel.
    ¿Una sección efectiva mayor?

    No entiendo el concepto.

    En base a mis conocimientos me resulta extraño ,también, el concepto:

    firma neutrónica.

    Necesito saber y por eso pregunto. No te ofendas ni molestes.

    Se supone que todos los neutrones , constituidos por sus tres quiarks -segun el modelo físico que conozco-, del núcleo son iguales. Entonces:
    ¿Cómo van a tener una firma propia?

    No me cuadra en mis esquemas.

    También entendí,quizás mal, que el LEND detectaba mejor los neutrones del deuterio que los del hidrógeno. Esto tampoco me cuadraba mucho pese a que el deuterio tenga dos en su nucleo atómico. ¿También por la susodicha “firma neutrónica”?
    ¿?¿?¿?¿?
    Si soy muy pregunton incómodo dímelo. Mi saciedad de conocimiento es infinita, y necesito alimentarla.

    Saludos.

  10. Hola Constantino: la de sección efectiva es la facilidad que tiene una partícula para chocar con otra, dicho de forma simple.

    Con firma neutrónica no me refiero a distintos tipos de nutrones (que como bien indicas, son iguales), sino a neutrones de diferentes energías, que es el criterio empleado para clasificarlos.

    Efectivamente, el LEND detecta mejor neutrones que hayan chocado con el hidrógeno normal (un protón) que con el deuterio (un protçon y un neutrón).

    Un saludo

  11. Entonces,mezclando tus comentarios con los de César los neutrones que detecta el LEND…

    Son neutrones muy energéticos (provenientes de los rayos cósmicos: protones,neutornes y fotones altamente “energizados”(por definirlo de alguna manera)) que han chocado con un nucleo de hidrógeno (con un solo protón en su nucleo) situado a cierta profundidad de la superficie marciana; y han “rebotado” hacia el detector LEND…
    hiuffff

    Ahora comprendo el comentario de Cesar que decia : “chuparse el dedo para saber de donde viene el viento”…

    Entiendo ahora que la clave es…
    ¿Que pasa si no hay viento?
    En este caso.
    ¿Que pasa si no hay suficientes rayos cósmicos ,con neutrones energéticos ,que impacten contra la superficie?
    El lector LEND no lee nada o casi nada.

    Se me ocurre que…
    ¿Cómo interaccionan los rayos cósmicos (subparticulas altamente energéticas) con el enlace de puente hidrogeno del agua?

    Pregunto esto porque el enlace puente de hidrogeno es un enlace singular y los rayos cómicos llevan protones y fotones altamente energéticos (además de los neutrones).
    ¿No se han observado reaciones como ese color verde que se observa en el fondo de un reactor de fusión? (no recuerdo el nombre).
    Sé que al agua irradiada por los productos de la fisión toma un color que tiene un nombre ruso.

    Un saludo y gracias por atenderme.

    Seguiré aprendiendo.

  12. Huffff
    Quise decir superficie lunar ,no superficie marciana.

    Disculpa.

    Al principio entendía que los neutrones venian del hidrógeno subterráneo. En ese lugar estaba mi confusión. Gracias a ustedes he captado que son los propios neutrones de la radiación cosmica los que interactuan , de forma específica (a nivel energético-meV-), con el Hidrogeno ,de un solo proton en su núcleo, que hay en el subsuelo lunar.

    Gracias de nuevo.

  13. Buenas tengan todos! primeramente si esta teoria de que la luna es el lugar mas Frio del sistema solar significa que la temperatura de la luna varia osea si en los polos hay menos 238° C osea que en la superficie pueden haber por lo menos unos -100° grados C o talvez menos, mi teoria es que los americanos nunca fueron a la luna, puesto que no sabia ni que se iban a encontrar alla arriba como sabian que era frio o caliente ese traje los hubiera protejido? no creo verdad? o talvez estare equivocado si estoy equivocado pro favor corrijanme gracias

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 19 septiembre, 2009
Categoría(s): ✓ Astronomía • Luna • NASA • Sistema Solar