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Ultima y Thule

14/01/2019
Por: Por: Jorge I. Zuluaga - Profesor Instituto de Física- Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El primero de enero de 2019, cerca de la media noche en Colombia, mientras la mayoría celebraban la llegada del año nuevo, una nave espacial del tamaño de un piano se preparaba para tomar la fotografía más lejana conseguida por la humanidad. 

A las 12:33 a.m. del primer día del último año de esta década, el navío espacial New Horizons consiguió un nuevo hito en la exploración robótica del espacio. Mientras viajaba rauda y veloz a 50,000 km/h y después de un viaje de 12 años, alcanzó y sobre voló de cerca a una roca de hielo de 30 km de extensión que estaba parqueada desde hace 4,560 millones de años en una órbita redondeada a 6,400 millones de kilómetros del Sol.

¿Qué vio la New Horizons? ¿qué importancia tiene esta fotografía remota para la humanidad? 

Un viaje de 12 años

La historia de esta misión comenzó en el año 2015, después de que la New Horizons consiguió el que era originalmente su objetivo primario, pasar cerca y fotografiar a Plutón, el “explaneta”, y a su séquito de lunas. Aquella no era la primera vez que una nave espacial llegaría cerca a un cuerpo planetario remoto. Ya a finales de la década de 1980, la nave Voyager 2 había pasado cerca a Neptuno, que está casi tan lejos del Sol como Plutón. La misión de la New Horizons era una misión única, no solo porque no teníamos una imagen nítida del remoto y pequeño Plutón, sino también porque su posición exacta no se conocía tan bien y la débil gravedad del planeta enano apenas si desviaría un pelito el camino de la nave. Era como un disparo a ciegas con un dardo (la nave) de apenas 700 millones de dolares. 

El viaje hasta Plutón de la New Horizons duró 9 años. El tiempo en el que estuvo cerca y lo fotografió fue de apenas 2 miserables horas. Pero la espera y lo fugaz del momento, valió la pena. Las imágenes conseguidas de este remoto mundo le dieron la vuelta a la Tierra y hoy están entre las más exóticas conseguidas por el hombre de algún lugar del Sistema Solar.

Plutón se encuentra en una remota “zona de desechos” del sistema solar conocida por los astrónomos como el cinturón de Kuiper. Allí residen en hibernación perpetua tal vez un centenar de cuerpos casi tan grandes como él (la mayoría todavía por descubrir) y cerca de 100,000 pedazos de hielo del tamaño de una ciudad. Estos pedazos de hielo están entre los fragmentos más antiguos del Sistema Solar, los “ladrillos” que quedaron de la construcción de los planetas gigantes.

No fue realmente muy difícil encontrar una roca que se interpusiera en el camino de la New Horizons después de visitar a Plutón.  

En 2014, usando el telescopio espacial Hubble, los astrónomos descubrieron una roca más allá de Plutón y que se encontraría casualmente en el camino de la nave. Bautizaron al nuevo miembro del sistema solar 2014 MU69, o simple MU69 para los amigos.  

La distancia del MU69 al lugar en el que se encontraba la nave era enorme. Después de que la nave terminó su periplo por Plutón, el nuevo destino estaba a la medio bicoca de 10 unidades astrónomicas (1 unidad astronómica es igual a la distancia que hay en promedio de la Tierra al Sol), la misma distancia que separa a Saturno del Sol.  

Harían falta más de tres años para que la nave alcanzará a MU69 y, bueno, un pequeño empujoncito también (para pasar de cerca, la New Horizons debía desviarse un poco de su trayectoria y por lo tanto debía utilizar parte del combustible con el que se la había cargado desde la Tierra).

Para evitar referirse al nuevo mundo con un nombre que recordaba el turno en una fila de banco, la NASA organizó una encuesta internet para encontrarle un nombre más apropiado. Después de unas semanas, decenas de ideas y miles de votos, el veredicto estaba listo. La roca de hielo se llamaría (no oficialmente) “Ultima Thule”, en referencia al sitio más remoto en los mares del norte en la mitología de los pueblos del Mediterráneo.

Ad Ultima Thule per aspera

Fueron unos largos 3 años y medio de espera hasta el encuentro con su nuevo destino.  

New Horizons, naturalmente, no estuvo cruzada de brazos durante todo ese tiempo. Afortunadamente sus diseñadores la dotaron de telescopios relativamente poderosos desde los que observó otros objetos del cinturón de Kuiper, convirtiéndose así en el primer telescopio espacial enviado por la humanidad al vacío más allá de los planetas.  

También estuvo vigilando desde la distancia remota a su objetivo, Ultima Thule. Necesitaba refinar su posición para no ir a pasar muy lejos o peor a estrellarse catastróficamente contra su superficie.

Años antes de llegar y después de conocer mejor la posición de la isla de hielo, quedó fijada la fecha de la “llegada”: sería justo después de la media noche del primero de enero de 2019.  

No era una fecha muy conveniente, especialmente para los científicos y encargados de la misión y sus familias, que vivirían un fin de año bastante sui generis; pero el sistema solar no sabe de nuestras celebraciones y viajando a 50,000 km/h no se puede aplazar o adelantar una aventura de estas.

¿Cúal sería el tamaño y forma de Ultima Thule? fue la primera pregunta que se hicieron. En 2017 un evento asombroso ocurrió aquí en la Tierra, la sombra de Ultima Thule, iluminada por una estrella lejana, pasaría sobre Argentina. El equipo de la misión se afanó a llamar a los aficionados y profesionales del país austral para que registraran el evento.  

El 3 Junio de 2017 lo consiguieron. Equipos de profesionales y aficionados vieron con telescopios relativamente pequeños como una estrella más del cielo desaparecía durante menos de 2 segundos en su telescopio, mientras la misteriosa roca se le atravesaba por delante. Al ver el fenómeno desde lugares muy lejanos, el tamaño y la forma de la roca empezaron a adivinarse. Inicialmente parecía tratarse de otra aburrida papa espacial. Pero no, algo le sobresalía. Ultima Thule parecía tener, o bien un súper chichón, o una roca compañera.  

En Agosto de 2018 otra vez la sombra se proyectaría sobre la Tierra. Esta vez pasaría sobre Colombia, Medellín exactamente, y luego de atravesar el Atlántico, sobre Senegal. Tres equipos de aficionados y astrónomos profesionales nos preparamos en Medellín y San Vicente de Ferrer (además de otros 7 grupos en el resto del país) para registrar el histórico eventoLa primera tarea, fotografiar la estrella que desaparecería temporalmente el día anterior al evento. ¡Lo logramos! Sin embargo, el día de la ocultación llovió como no lo había hecho en semanas en toda Antioquia. Nos perdimos la oportunidad de participar en esta aventura sin precedentes. Gracias, clima tropical.

El día de la verdad

El día de la verdad al fin llegó. El primero de enero de 2019 y a la hora exactamente predicha por los magos de la navegación espacial (astrónomos e ingenieros), la nave New Horizons pasó a 3,500 km de la roca misteriosa. ¿Qué fue lo que vimos? Nada en absoluto.  

A esa hora la nave estaba muy ocupada tomando fotos y datos como para contarnos que se veía desde allí. Una vez se desocupó, sin embargo, la New Horizons empezó a enviar los datos a la Tierra.  

Pero la cosa no sería fácil. En primer lugar, estando situados a una distancia de 6,400 millones de km, incluso la luz (las ondas de radio para ser precisos), viajando a la máxima velocidad del Universo, tarda 6 horas y pico en llegar hasta la Tierra. Habría que esperar hasta bien entrada la mañana del primero de enero para tener los primeros datos (después de que también pasará la resaca de muchos en Colombia).  

En segundo lugar, comunicarse con un piano espacial por walkie talkie al otro lado del sistema solar no es cosa fácil. El ancho de banda de las comunicaciones de la New Horizons es, en modo turbo, cerca de 1 kbps (kilo bit por segundo). Para que se hagan a una idea, una conexión a internet mediocre hoy es de 1,000 kbps y lo normal en los hogares colombianos es más de 10,000 kbps. Bajar a esa velocidad datos de la nave, es 15 veces peor que reproducir hoy un video de YouTube usando una conexión telefónica a internet de los años 90.

En la mañana del primero de enero llegaron los primeros datos. La nave había sobrevivido el sobrevuelo, y lo mejor, había tomado los datos solicitados por los humanos. Pero las imágenes tardarían un poco más en llegar. Tan solo un día después, el 2 de enero de 2019, los encargados dejaron ver las primeras imágenes de buena resolución. Era nuestra primera mirada a un objeto congelado en el tiempo por 4,560 millones de años.

Las fotografías de baja resolución reveladas (las mejores fotos solo llegarán en semanas y hasta meses después, a la velocidad de tortuga del internet planetario) nos mostraron un mundo sorprendente. El chichón que creíamos tenía la roca, no lo era. Tampoco se trataba de dos montañas de hielo bailando una alrededor de la otra.  

Ultima Thule resultó ser un cuerpo siamés. Lo que creíamos era simplemente una papa (a lo sumo con la forma de una mancuerna), en realidad eran dos bolas de hielo unidas por un estrecho cuello y pegadas por su mutua atracción gravitacional. Ultima y Thule, las bautizaron de inmediato los científicos de la misión.

La forma y el tamaño de la roca siamés se ajusta exquisitamente a lo que “vieron” aquellos aficionados y profesionales en Argentina en 2017, lo que representa un impresionante logro para la ciencia hecha con las uñas desde nuestra diminuto grano de polvo, la Tierra. Un logro que nos da la confianza de que lo que hacemos con nuestro limitado acceso al Universo se parece realmente a lo que hay allá afuera.

Ultima (el “gordo”) está sutilmente pegada a Thule (el “flaco”), como dos bolas de plastilina manipuladas tiernamente por un niño. Los astrónomos creen que se pegaron suavemente hace 4,560 millones de años, cuando muchas bolas parecidas a ellas flotaban por el sistema solar recién nacido. La velocidad con la que se pegaron, sería, según mis propios cálculos, la misma con la que chocan accidentalmente dos carritos de supermercado. Pero la masa de estas dos montañas de hielo espacial, casi dos veces la del monte Everest en la Tierra, sería suficiente para mantenerlas pegadas por su propia gravedad.

Las superficie de las dos bolas de hielo, con un diámetro de 19 y 14 k.m. respectivamente, ha sido enrojecida por la acción continua de la luz ultravioleta del Sol, que modifica la química de su superficie (los cuerpos están hechos de una mezcla de hielos de agua, amoníaco y otras sustancias orgánicas simples) convirtiendo esas sustancias en Tolinas, que son residuos orgánicos más complejos y de colores rojizos.

El cuello que las une sin embargo esta blanqueado, según los científicos de la misión, por granos de hielo más pequeño, que rueda por la redondeada superficie de las dos bolas, hasta acumularse en el lugar donde la extraña gravedad del objeto las lleva. 

¿Qué nos enseña hasta ahora y nos enseñaran las fotografía y datos científicos recogidos por la New Horizons en Ultima Thule? Aunque ya habíamos visto objetos con forma y colores parecidos, este objeto es único en su clase. 

Ultima y Thule pertenecen a una “población” muy antigua de cuerpos, los primeros bloques de construcción del Sistema Solar. Ver uno de ellos, es como ver las piedras con las que se construyeron las casas de las primeras ciudades en la Tierra. Lo que aprendamos sobre su naturaleza e historia nos enseñará lecciones nuevas sobre lo que pasó en los primeros miles de años de vida del Sistema Solar.   

La New Horizons con sus fotografías se convierte así en una increíble máquina del tiempo que nos transporta a una época en la que ni siquiera la Tierra existía. 

Pero la historia no termina aquí. Se calcula que en el sobre vuelo, la New Horizons habría acumulado hasta 7 giga bytes de datos y fotografías. Tomará más de 20 meses descargarlos completamente en el internet de tortuga del sistema solar, y tal vez décadas analizar completamente la información científica que ellos contienen. 

¿Valió la pena tomar estas fotos a 6400 millones de km de la Tierra? El tiempo lo dirá.

Otros, más sinceros y prácticos, reconocemos que la razón principal para ir hasta allá y tomar estas fotos, se podría resumir en la respuesta que valientemente le soltó George Mallory, pionero de la exploración del monte Everest, a un periodista un día lo importunó al preguntarle ¿por qué quiere usted escalar el monte Everest?” Como Mallory, los astrónomos de hoy y del futuro, deberíamos responder, sin sonrojarnos, fuimos hasta Ultima Thule, simplemente “porque está ahí”.

Reacciones en la Universidad de Antioquia

Hablamos con Ignacio Ramón Ferrín, profesor titular del Instituto de Física y miembro del Grupo de Física Planetaria, del Sol y de la Tierra (SEAP) de la Universidad de Antioquia —que estudia la física, dinámica y origen de cuerpos pequeños del sistema solar como Ultima Thule—. Ferrín es una autoridad mundialmente reconocida en el estudio de los cometas, cuerpos que alguna vez fueron como Ultima Thule y que se precipitaron cerca al Sol por las perturbaciones gravitacionales de los planetas gigantes o incluso de otras estrellas.

Según el profesor Ferrín “este es el encuentro de un navío espacial terrestre más lejano logrado hasta ahora”, y agrega que “desde ya debemos reconocer que esta es no sólo una hazaña científica sino tecnológica. Una pequeña partícula de polvo del tamaño de un grano de arroz, pudo haber estropeado el navío, pero no ocurrió. Además, como el tamaño aproximado es el de una esfera de 30 km diámetro y la distancia era de unos 6500 millones de kilómetros, esta hazaña puede ser comparada con lo siguiente: tome una pistola calibre 45 y apúntele a una mosca que está en la Luna moviéndose en una cierta dirección. Este es el verdadero significado de esta hazaña tecnológica”.

Sobre la naturaleza de Ultima Thule, declara: “Hace pocos años se pensaba que todos los objetos del sistema solar estaban solos y aislados. El paradigma ha cambiado, se confirma que un enorme porcentaje, que quizá llega al 10%, son dobles o tienen satélites”.

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