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Polvo de estrellas

Ángel Gómez Roldán / 20-01-2006

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Es la fría madrugada de un domingo de enero en las regiones del noroeste de los Estados Unidos: California, Oregón, Nevada y Utah. Los que están despiertos pueden observar un brillante bólido procedente del espacio exterior que cruza el firmamento a gran velocidad. No se trata de un trozo más de materia interplanetaria, sino de un objeto construido por el hombre que regresa a la Tierra después de más de siete años de viaje espacial.

La cápsula de muestras de la sonda de la NASA Stardust (polvo de estrellas) penetró en la atmósfera de nuestro planeta a la velocidad de 45.760 km/h, suficiente para cruzar el Océano Atlántico en menos de diez minutos y, hasta el momento, la más elevada de un artefacto humano de vuelta a la Tierra.

Sin embargo, la fricción desaceleradora con la atmósfera terrestre (que calentó su escudo térmico hasta más de 2.000 ºC) junto con los paracaídas, que frenaron aún más su descenso, hicieron que se posase a apenas 10 km/h a las tres horas y diez minutos de la noche del 15 de enero en el desierto salado de un vasto campo de tiro militar en Utah. Poco después, la cápsula, de 80 cm de diámetro y 46 kg de peso, era localizada por los helicópteros de búsqueda, recuperada intacta y llevada temporalmente a una sala limpia, desde donde se transportó un día más tarde a la definitiva sala limpia del Centro Espacial Johnson en Houston, Texas.

¿Por qué este interés en esta pequeña cápsula? ¿Cuál era su valiosa carga para tener que regresar a la Tierra?

La misión Stardust se lanzó el 7 de febrero de 1999. Se posicionó en una órbita solar con su punto más alejado a la distancia del cinturón de asteroides. A lo largo de casi cinco años, dio más de dos vueltas alrededor del Sol. En dos periodos, de febrero a mayo de 2000 y de agosto a diciembre de 2002, la cápsula de muestras se abrió exponiendo al vacío del espacio una raqueta de paneles de aluminio en cuyas celdillas se alberga una sustancia conocida como "aerogel".

El aerogel es un compuesto de silicio poroso en el cual el 99,8% de su volumen es espacio vacío. Se trata de un material extremadamente liviano. Mil veces menos denso que el cristal (otro compuesto de silicio), el aerogel sirve de freno para capturar partículas de polvo en el espacio. A la elevada velocidad con que estas partículas se mueven, de kilómetros por segundo, su recogida sería poco menos que imposible con otros materiales, ya que las partículas se vaporizarían o alterarían su composición química al chocar con la sonda. Sin embargo, cuando una partícula de polvo impacta con el aerogel, penetra creando un largo surco en forma de punta de flecha, siendo frenada y atrapada en la masa esponjosa. Como ésta es casi transparente, los científicos pueden usar estas diminutas marcas para buscar las partículas de polvo que hayan chocado con el colector.

Gracias a misiones espaciales anteriores, como Ulysses o Galileo, los investigadores sabían que en el Sistema Solar existen granos de polvo de procedencia interestelar. Y de ahí el objetivo y el nombre de Stardust: recoger polvo de estrellas. Los meses que las celdillas de aerogel permanecieron expuestas al espacio se obtuvieron las primeras muestras directas de polvo interestelar. Los científicos piensan que estos granos de polvo, mucho más pequeños que un grano de arena, pueden contener elementos químicos pesados sintetizados en el interior de otras estrellas, y su estudio en detalle en los laboratorios de la Tierra puede arrojar luz sobre los procesos de formación de estos elementos, y, en última instancia, de nosotros mismos, ya que estamos compuestos de materiales que en su día ardieron en el seno de estrellas ya desaparecidas.

No obstante, y a pesar de su nombre, el objetivo de Stardust no era únicamente la cosecha de polvo interestelar. El 2 de enero de 2004, la sonda pasó a 240 km del núcleo del cometa Wild 2. A lo largo de miles de kilómetros, cruzó su envoltura de gases y polvo y obtuvo, entre otra valiosa información, las imágenes hasta entonces más cercanas de un núcleo cometario activo. Pero lo más relevante del encuentro fueron las partículas de polvo cometario que la sonda interceptó con su colector de aerogel.

El lado de la raqueta de aluminio que se orientó hacia el cometa fue el opuesto al que se expuso al polvo interestelar, de tal manera que los miles de granos de polvo recogidos se diferenciaran de sus primos de más allá del Sistema Solar. Se piensa que el análisis físico-químico exhaustivo, e incluso en el ámbito molecular, de estas muestras cometarias puede revolucionar nuestras ideas acerca de la formación del sistema planetario.

Después de la misión soviética Luna 24, que trajo unos gramos de nuestro satélite en agosto de 1976, se trata de la primera vez en la historia de la exploración espacial que una cápsula automática con muestras de material extraterrestre regresa a la Tierra. Aunque, estrictamente hablando, Stardust ha sido la segunda. El 8 de septiembre de 2004, la cápsula de la sonda Genesis volvió con su preciada carga de partículas de viento solar de una manera un tanto accidentada, puesto que su paracaídas no se abrió y se estrelló contra el suelo a 311 km/h. Por fortuna, se han podido recuperar algunas de las muestras y se espera cumplir con gran parte de los objetivos científicos de la misión.

En cambio, los investigadores de todo el mundo que tendrán acceso a las muestras de Stardust han recuperado una cápsula intacta, y esperan poder comenzar a estudiar los granos de cometa. El objetivo es analizar lo que se cree son los bloques primigenios que dieron origen a nuestro Sistema Solar, y ser capaces de determinar no sólo los orígenes de los planetas, sino posiblemente también los de la vida.

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Multimedia

La sonda Stardust
Impresión artística de la sonda Stardust ...
Apertura de la cápsula de muestras de Stardust
Los científicos han detectado ya en un análisis preliminar miles de impactos de polvo cometario ...

El autor

Ángel Gómez Roldán es Divulgador científico especializado en astronomía y ciencias del espacio, y director de la revista "AstronomíA".

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Glosario

Atmósfera

Capa gaseosa que rodea los planetas, estrellas y demás cuerpos celestes. Por la tendencia natural del gas a la expansión, sólo los cuerpos con suficiente fuerza gravitatoria pueden mantenerla. Cuerpos pequeños como la luna, con velocidad de escape muy baja, carecen de ella. Inglés: atmosphere.
Órbita

Recorrido de un cuerpo celeste alrededor de otro. Puede ser circular o elíptica. Una órbita circular aparece cuando el cuerpo se mueve con velocidad y radio constantes, en cambio una órbita elíptica cuando el cuerpo se mueve con velocidad y radio variables. En cualquiera de los casos el área barrida por la órbita es constante. Inglés: orbit.
Asteroide

Objeto rocoso en órbita alrededor del Sol. Es un cuerpo menor, más pequeño que un planeta, aunque puede alcanzar cientos de kilómetros de diámetro. Se conocen unos 1.000 asteroides, pero se estima que son sólo un 10% de los reales. Su existencia es muy abundante en el cinturón de asteroides situado entre Marte y Júpiter. El riesgo de colisión con la Tierra es bajo. Inglés: asteroid.
Sol

Nuestra estrella más cercana, a 149.600.000 km de promedio. Es una gran esfera gaseosa constituida por H (70% de la masa), He (28%) y elementos pesados. Su masa es de 1,989*10³⁰ kg, con un diámetro lineal de 1.392.000 km y un diámetro angular de unos 32 minutos de arco. Tiene unos 4.600 millones de años. La superficie visible del Sol, la fotosfera, consiste en gases a una temperatura aproximada de 6.000 ºC. Observando la fotosfera a través de un telescopio, se pueden identificar pequeñas áreas oscuras denominadas manchas solares. Estas manchas consisten en gases relativamente fríos (4.500 ºC) que hacen que esa región de la fotosfera aparezca más oscura que el área que la rodea. Las fáculas son regiones brillantes de la fotosfera, observadas preferentemente cerca del borde, y se denomina granulación al aspecto moteado de la fotosfera debido a células turbulentas de unos 2.000 km de tamaño medio y con unos 8 minutos de vida. La atmósfera solar más externa contiene dos componentes principales: la cromosfera (gas de color escarlata de unos 14.000 km de ancho situado a unos 500-1.000 km encima de la fotosfera y debajo de la corona, junto a cuya base alcanza los 2.000.000 ºC) y la corona (parte visible formada por un gas muy tenue color perla, desde 10.000 km hasta unos 750.000 km más allá de la fotosfera). Las reacciones en el centro del Sol, en el núcleo, generan una gran cantidad de energía por fusión termonuclear, que es transferida a través de la zona de radiación y la envoltura de convección a la fotosfera, donde esta energía es enviada al espacio. Inglés: Sun.
Estrella

Cuerpo compuesto mayoritariamente de hidrógeno y helio y, en menor medida, de oxígeno, nitrógeno y carbono cuya energía procede de reacciones de fusión como las producidas en una bomba de hidrógeno. Se forma por colapso gravitatorio a partir de materia interestelar que, generalmente, ha constituido otras estrellas de las que ha sido expulsada tras algún proceso violento o explosivo. Las estrellas más calientes son blancoazuladas y las más frías son rojas. El brillo de una estrella depende de su distancia a la Tierra y de su luminosidad (brillo intrínseco). Inglés: star.
Cometas

"Bolas de nieve sucia" constituidas por un conglomerado de partículas sólidas y hielo. Están formados por la cabeza, que contiene el núcleo y la coma, siendo normalmente la parte más brillante, y la cola, una estructura luminosa que rodea al núcleo, que es la parte central del cometa.Los cometas habitan como núcleos cometarios en una gigantesca envoltura compuesta por la Nube de Oort y el Cinturón de Kuiper, en los confines del Sistema Solar, probablemente desde hace unos 4.500 millones de años. Sometidos a la fuerza de la gravedad, como cualquier objeto del Universo, de vez en cuando son arrancados de su nube por choques entre ellos o por el «tirón gravitatorio» de una estrella cercana y se precipitan hacia el Sol. Entonces, son visibles debido a que el hielo se evapora y partículas e iones se desprenden de él formándose una larga cola empujada por el viento solar. Pueden iniciar un viaje sin fin alrededor del Sol o perderse para siempre. Un cometa periódico (periodical comet) es el que se mueve en una órbita cerrada alrededor del Sol en un intervalo de tiempo específico. Inglés: comets.
Sistema Solar

Término que engloba al Sol y todos los objetos sometidos a su fuerza gravitatoria (cometas, planetas, satélites, asteroides, meteoroides, gas y residuos). Inglés: solar system.
Aluminio

Elemento químico de símbolo Al, número atómico 12, masa atómica 26.98154, y configuración electrónica (Ne)3s23p1, con 8 nucleidos, de los cuales sólo uno es estable. Es metálico, con estructura cristalina cúbica compacta. Inglés: aluminum.
Atmósfera terrestre

Envoltura gaseosa que rodea a la Tierra, a la que se mantiene unida, girando con ella, por efecto de la gravitación. Sus principales componentes son el nitrógeno (78%) y el oxígeno (21%), en los primeros 80 km que constituyen la homosfera. Por encima, en la heterosfera, su composición varía con la altura, en virtud de los procesos de disociación del oxígeno y de la difusión. Se considera dividida en varias capas, caracterizadas por diferencias de densidad y composición (estratosfera, ionosfera, mesosfera y ozonosfera). Inglés: Earth´s atmosphere.
Silicio

Elemento químico de símbolo Si, número atómico 14, masa atómica 28.0555+3 y configuración electrónica (Ne)3s23p2, con 11 nucleidos, 3 de los cuales son estables. Es polimorfo. Forma cristales con estructura cúbica tipo diamante. Es semiconductor. A altas presiones, la estructura es semejante a la del estaño blanco. Inglés: silicon.
Vacío

Interior de un recinto o región del espacio en el que la presión se ha reducido a valores notablemente inferiores al de la atomosférica normal, bien por medio de procesos físicos, bien debido a causas naturales. De acuerdo con la presión, se puede clasificar en vacío bajo, para valores comprendidos entre 1.013x105 Pa y 102 Pa. Inglés: vacuum.

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Enlaces

Misión Stardust (NASA)