LOS PLANETAS Y NUESTRO SISTEMA SOLAR

Todos los planetas y las lunas de nuestro sistema solar emiten intensamente en el infrarrojo. Esta emisión infrarroja se debe al calor generado por sus atmósferas y superficies, las cuales alcanzan su máxima intensidad en el infrarrojo mediano y lejano (ondas de 15 a 100 micrones). Los objetos del sistema solar también reflejan la radiación infrarroja del sol, y su máxima intensidad tiene lugar en el infrarrojo cercano a 0,5 micrones. El estudio de la radiación infrarroja nos ha proporcionado amplia información sobre su temperatura y composición química. En el caso de planetas y lunas con atmósfera, los estudios infrarrojos nos muestran la cantidad y la composición de los gases atmosféricos, así como la variación de la temperatura atmosférica en función de la altitud. Además, la astronomía infrarroja hizo posible descubrir nuevos cometas, asteroides y bandas de polvo en nuestro sistema solar.

VENUS: La luz solar que atraviesa la atmósfera de Venus es absorbida por su superficie, que a su vez irradia principalmente en la banda infrarroja. El dióxido de carbono de la gruesa capa atmosférica de Venus atrapa esta radiación y calienta aún más su superficie hasta unos 750 K (480 °C), un valor tan alto que podría derretir el plomo. Al estudiar los espectros infrarrojos de Venus, los astrónomos descubrieron la presencia de gotas de ácido sulfúrico suspendidas en su atmósfera. Compare la imagen infrarroja de las nubes de Venus* [página en Inglés], a la izquierda, con la imagen de su luz visible* [página en Inglés], a la derecha. Ambas imágenes fueron tomadas por la nave espacial Galileo.

JÚPITER: Este planeta irradia 1,6 veces más ondas infrarrojas que las recibidas del Sol, lo cual indica que posee una fuente de energía interna; probablemente se trate de calor generado por el colapso gravitacional ocurrido durante su formación. Estudiando la emisión infrarroja de Júpiter, hemos aprendido mucho sobre la estructura de sus nubes. Las oscuras bandas horizontales de Júpiter son más brillantes en el infrarrojo que sus brillantes franjas horizontales. Esto significa que se trata de zonas de gas caliente. A continuación incluimos una imagen infrarroja de Júpiter y una de sus lunas* [página en Inglés], tomada por Phil Nicholson (Universidad de Cornell), Mike Meyer (Universidad de Massachusetts) y Guy Worthey (Universidad de St. Ambrose).

SATURNO: Al igual que Júpiter, Saturno también irradia dos veces más energía infrarroja que la que recibe del sol. El observatorio espacial infrarrojo (ISO) estudió recientemente la concentración de hidrógeno y de elementos pesados en la atmósfera de Saturno. Estas mediciones nos dieron información sobre la composición de la nube de gas y polvo primordial de la cual se formaron el sol y los planetas. A continuación, vemos una imagen infrarroja de Saturno tomada por HST/NICMOS* [página en Inglés], que muestra detalles de la estructura de sus nubes.


Imagen: Cortesía de NASA/AURA/STScI

TITÁN: En 1944, Gerard Kuiper descubrió que Titán, la luna más grande de Saturno y del sistema solar, tenía una atmósfera. Kuiper detectó metano estudiando la emisión infrarroja. Las primeras imágenes de la superficie de Titán fueron obtenidas en 1994 por astrónomos que utilizaron la cámara planetaria de campo amplio del telescopio espacial Hubble. Estas imágenes fueron tomadas en el infrarrojo cercano, puesto que la radiación infrarroja puede penetrar la atmósfera. Titán es más grande que Mercurio y sólo un poco más pequeño que Marte. Las imágenes infrarrojas de su superficie muestran un área brillante con un tamaño de unos 4000 km, es decir, casi tan grande como Australia. La ilustración de abajo a la izquierda es un conjunto de cuatro imágenes de Titán en el infrarrojo cercano * [página en Inglés]. Compárese con la imagen óptica de Titán* [página en Inglés], a la derecha, tomada por el Voyager 2. Ambas imágenes son cortesía de la NASA y del NSSDC.

ASTEROIDES: Los asteroides son objetos rocosos y metálicos cuyos tamaños oscilan entre 1 y 1000 km. Se mueven en órbita alrededor del Sol y se cree que son materia remanente de la formación de los planetas de nuestro sistema solar. La mayoría de los asteroides se encuentran en un cinturón o banda ubicado entre las órbitas de Júpiter y Marte. Los astrónomos también han identificado un grupo de asteroides que, en su movimiento alrededor del Sol, cruzan la órbita de la tierra. La radiación infrarroja de un asteroide* [página en Inglés] se puede utilizar para conocer su posición, composición química, forma y tamaño. El satélite astronómico infrarrojo IRAS descubrió unos 400 nuevos asteroides y tomó datos de otros 1800 ya conocidos.

COMETAS: Los cometas son básicamente bolas de nieve y polvo que orbitan alrededor del Sol. Consisten en un núcleo helado, rodeado por una gran nube de gas y polvo, llamada cola. La cola del cometa se forma cuando el hielo del núcleo se calienta y se evapora. Los cometas tienen dos colas: una está compuesta de gas; la otra, de polvo. La cola de gas es creada por el viento solar, cuyo campo magnético empuja el gas y lo aleja del núcleo del cometa. La cola de polvo no es afectada por los campos magnéticos, sino por la radiación solar. La cola de polvo refleja la luz solar e irradia en la banda infrarroja. Esta radiación permite estudiar la composición del cometa, así como la velocidad de pérdida de masa de su núcleo. Gracias a IRAS, los astrónomos han descubierto que el espacio interplanetario del sistema solar está ocupado por polvo de cometas, y que los cometas tienen más polvo de lo que se creía. Los meteoros que caen a través de nuestra atmósfera —y que vemos como estrellas fugaces— son probablemente los trozos más grandes de este polvo de cometas, el cual se torna incandescente al penetrar en la atmósfera terrestre. IRAS fue el primer satélite que descubrió un cometa (el IRAS-Araki-Alcock). En total, IRAS descubrió 6 nuevos cometas y tomó datos de otros 25 ya conocidos.

IMPACTO DE UN COMETA CONTRA JÚPITER: En 1994, varios fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9, que se había roto durante su órbita anterior de 1992, chocaron contra Júpiter. Estos impactos liberaron una enorme cantidad de energía en la atmósfera de Júpiter. Algunas de las imágenes más espectaculares del cometa Shoemaker-Levy en colisión con Júpiter* [página en Inglés] fueron tomadas en el infrarrojo. La primera imagen muestra el impacto del fragmento A* [página en Inglés] (cortesía de NASA/NSSDC; Tom Herbst, Instituto de Astronomía Max Planck, Alemania; Doug Hamilton, Instituto de Física Nuclear Max Planck, Alemania; Hermann Boehnhardt, Universidad de Sternewarte, Alemania; José Luís Ortiz Moreno, Instituto de Astrofísica de Andalucía, España). La segunda fotografía es una imagen infrarroja que muestra los fragmentos A, E, F, G y H mientras chocan con Júpiter (cortesía de NASA/NSSDC).

BANDAS DE POLVO ZODIACAL: IRAS también descubrió la emisión infrarroja que proviene de las bandas de polvo zodiacal que rodean nuestro sistema solar. Es muy probable que este polvo provenga de colisiones entre asteroides. Dos de estas bandas se encuentran 9° por encima y 9° por debajo del plano de la eclíptica (el plano formado por la órbita de la Tierra alrededor del Sol). Las bandas zodiacales son el resultado de fragmentos que transcurren más tiempo en los extremos de su órbita, lo que produce un aumento evidente de la densidad a ±9°. Otra banda se encuentra en el plano de la eclíptica. La emisión infrarroja de estas bandas indica temperaturas de 165 a 200 K (-258 a -73 °C) y distancias al sol de 2,2 a 3,5 UA (una unidad astronómica es la distancia de la Tierra al Sol y mide unos 150.000.000 km). Por lo tanto, las bandas se encuentran entre las órbitas de Júpiter y Marte, en la zona del cinturón de asteroides. IRAS también encontró evidencia de bandas zodiacales alrededor de otras estrellas.

* Sitio web externoÚltima actualización: 7 de setiembre de 2000


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