¿Por qué las sondas Pioneer salieron fuera de su curso? Este es un tema desconcertante para los astrofísicos, y probablemente la pregunta más difícil de responder en las observaciones del Sistema Solar.
La Pioneer 10 fue lanzada desde Cabo Cañaveral el 2 de marzo de 1972, para una primera misión de sobrevuelo a Júpiter. Fue la primera nave espacial en llegar a Júpiter y enviar las primeras imágenes del planeta gigante. Su última señal fue recibida el 23 de enero de 2003, cuando estaba a casi 13 mil millones de kilómetros de la Tierra. La Pioneer 10 fue el objeto más remoto lanzado por el hombre al espacio hasta que la Voyager 1 la superó.

La Pioneer 11 fue lanzada el 5 de abril 1973, en una misión similar, excepto que fue enviado en la dirección opuesta al movimiento del Sol a través de la galaxia. A diferencia de la Pioneer 10, cuya trayectoria iba hacia arriba y fuera del plano de la eclíptica, la Pioneer 11 fue dirigida hacia Saturno y las más remotas regiones del sistema solar, pasando a 21.000 kilómetros de las nubes superiores de Saturno. El 30 de noviembre de 1995, la Pioneer 11 llegó al final de su fuente de alimentación y se silenció para siempre.

Las sondas Pioneer 10 y 11 se pusieron en marcha en 1972 y 1973 para explorar los confines del Sistema Solar. A lo largo de su camino, los científicos de la NASA notaron que ambas sondas estaban experimentando algo bastante extraño, estaban experimentando una aceleración inesperado pese a que sus motores hace años que se apagaron, empujándolas fuera de su curso. A pesar de que esta desviación no es enorme para los estándares astronómicos (386.000 kilometros fuera de curso después de 10 mil millones de kilometros de viaje), que era una desviación de todos modos y astrofísicos están intentando averiguar lo que está pasando.
Una de las principales teorías dice que la radiación infrarroja no uniforme alrededor de la carrocería de las sondas (desde el isótopo radiactivo de plutonio situado en sus generadores termoeléctricos de radioisótopos) puede estar creando emisiones de fotones en uno de sus lados, dando un pequeño empuje hacia el sol. Otras teorías son un poco más exóticas. Tal vez la teoría de la gravedad de Einstein tenga que ser modificada para las largas caminatas en el espacio profundo, o quizás la materia oscura juegue un papel en todo esto y que tenga un efecto de ralentización en la nave espacial Pioneer?
Hasta ahora, sólo el 30% de la desviación se puede fijar con una teoría de la distribución de calor no uniforme y los científicos están perdidos en encontrar una respuesta obvia (ver La Anomalía Pioneer: una desviación de la teoría de la gravedad de Einstein).

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¿Por qué el Cinturón de Kuiper desapareció derepente? El cinturón de Kuiper es una vasta región del sistema solar que forma un anillo alrededor del Sol más allá de la órbita de Neptuno. Es igual que el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, el Cinturón de Kuiper contiene millones de pequeños cuerpos rocosos y metálicos, pero es 200 veces más grande. También contiene una gran cantidad de agua, metano y amoníaco helados, que forman parte de los núcleos cometarios procedentes de allí. El cinturón de Kuiper es también conocida por su planeta enano, Plutón y (más recientemente) compañero plutoide “Makemake”.

El cinturón de Kuiper es una región bastante inexplorada del Sistema Solar, hasta ahora (esperamos con impaciencia que la misión New Horizons a Plutón de la NASA para llegar allí en 2015), pero ya ha tenemos algunos componentes de este rompecabezas. La población de los objetos del Cinturón de Kuiper (KBO) cayo de pronto a una distancia de 50 UA del sol. Esto es bastante extraño que los modelos teóricos predicen un aumento en el número de los KBO más allá de este punto. La bajada es tan dramática que esta característica se ha denominado el “Acantilado de Kuiper”.

Actualmente no tenemos ninguna explicación para el acantilado Kuiper, pero hay algunas teorías. Una idea es que en realidad hay un montón de KBOs más allá de 50 UA, es sólo que no han crecido para formar objetos más grandes, por alguna razón (y por lo tanto no se puede observar). Otra idea más controversa es que los KBO más allá del acantilado Kuiper han sido barridos por un cuerpo planetario, posiblemente del tamaño de la Tierra o Marte.

Muchos astrónomos argumentan en contra de esta teoria citando la falta de evidencia de observación de algo tan grande en órbita fuera del Cinturón de Kuiper. Esta teoría planetaria sin embargo, ha sido muy útil para los agoreros, constituyen “pruebas” de la endeble teoría de la existencia de Nibiru, o “Planeta X” Si hay un planeta ahí fuera, sin duda no es información nueva y ciertamente se habría sabido en 2012.

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¿Cómo puede surgir el polvo formado a temperaturas intensas de los cometas helados? La superficie de los cometas, los nómadas del sistema solar, están heladas. Cree que han evolucionado en los límites exteriores del espacio, en el Cinturón de Kuiper (alrededor de la órbita de Plutón) o en una región misteriosa llamada la Nube de Oort, estos cuerpos en ocasiones desaparecen cuando caen bajo la atracción gravitatoria del sol. A medida que caen hacia el sistema solar interior, el calor del Sol hace que el hielo se evapore, creando una cola cometaria conocida como la coma. Muchos cometas caen directamente al Sol, pero otros son más afortunados, completando un corto período (si es que se originó en el Cinturón de Kuiper) o un período largo (si se hubieran originado en la Nube de Oort) en la órbita del sol.

Pero algo extraño ha sido encontrado en el polvo recogido en 2004 la misión Stardust de la NASA al cometa Wild-2. Los granos de polvo de este cuerpo congelado parecen haberse formado a altas temperaturas. Se cree que el cometa Wild-2 que tienen su origen y se desarrolló en el Cinturón de Kuiper, así que ¿cómo podrían formarse estas pequeñas muestras en un entorno con una temperatura de más de 1.000 Kelvin?.
El Sistema Solar se desarrolló de una nebulosa hace unos 4600 millones años y formó un disco de crecía medida que se enfriaba. Las muestras recogidas de Wild-2 sólo pueden haber sido formados en la región central de la creación del disco, cerca del joven Sol y algo les transporta a los confines del Sistema Solar, eventualmente terminando en el Cinturón de Kuiper. Pero, ¿qué mecanismo podría hacer esto? No estamos muy seguros (el polvo del cometa es muy similar los asteroides).

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¿Por qué la atmósfera solar más caliente que la superficie solar?. Esta es una pregunta que ha traido de cabeza a físicos solares durante más de medio siglo.

Por extraño que esto parezca es lo que ocurre exactamente en el Sol, la fotosfera solar tiene una temperatura de unos 6000 grados Kelvin, mientras que la temperatura del plasma, sólo unos pocos miles de kilómetros por encima de la fotosfera es de más de 1 millón de grados Kelvin. Como podemos ver, esto viola todo tipo de leyes de la física.

Sin embargo, los físicos solares están cerrando poco a poco posibilidades de lo que puede ser la causa de este misterioso calentamiento coronal. Como las técnicas de observación y los modelos teóricos se vuelven más sofisticados, la atmósfera solar puede ser estudiada más a fondo que nunca. Ahora se cree que el mecanismo de calentamiento de la corona puede ser una combinación de efectos magnéticos en la atmósfera solar. Hay dos principales candidatos que explicarían el calentamiento de la corona: nanoflares y las ondas mageticas. Por mi parte, siempre he sido un gran defensor de las teorías de calentamiento por onda (una gran parte de mi investigación se dedicó a la simulación de las interacciones de ondas magnetohidrodinámicas lo largo de arcos coronales), pero no hay pruebas sólidas de que los nanoflares puedan influir también en calentamiento de la corona, posiblemente trabajando en conjunto con las onda magnéticas.

Aunque estamos bastante seguros de que el calentamiento por onda y / o nanoflares pueden ser los responsables, hasta que podamos insertar una sonda en lo profundo de la corona solar (cosa que se está planeando actualmente en la misión, Sonda Solar), para poder realizar mediciones in situ del medio coronal, no podremos saber a ciencia cierta a qué se debe el calentamiento de la corona.

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¿Por qué Titán tiene una atmósfera?

Titán, una de las lunas de Saturno, es la única luna del Sistema Solar con una atmósfera significativa. Es la segunda luna más grande del Sistema Solar (sólo superada por la luna de Júpiter Ganímedes) y alrededor del 80% más grande que la Luna de la Tierra. Aunque pequeña en comparación con los estándares terrestres, es más parecido a la Tierra de lo que podemos creer.

Marte y Venus se citan a menudo como los hermanos de la Tierra, pero sus atmósferas son 100 veces más delgada y 100 veces más gruesa, respectivamente. La atmósfera de Titán por el contrario es sólo una vez y media más gruesa que la de la Tierra, además de que se compone principalmente de nitrógeno. El nitrógeno domina la atmósfera de la Tierra (en composición 80%) y domina atmósfera de Titán (en composición 95%). ¿Pero de dónde viene todo este nitrógeno? Al igual que en la Tierra, es un misterio.

Titán es una luna muy interesante, y se está convirtiendo rápidamente en el blanco principal para la búsqueda de vida extraterrestre. No sólo tiene una atmósfera gruesa, su superficie está repleta de hidrocarburos y de “tolinas”, o sustancias químicas prebióticas. Añádase a esto la actividad eléctrica en la atmósfera de Titán y tenemos una luna increíble con un gran potencial para que la vida evolucione. Pero en cuanto a de donde llegó su atmósfera … simplemente no lo sabemos.

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