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Lo que las nuevas imágenes del telescopio espacial James Webb nos enseñan sobre el planeta Marte

Lo que las nuevas imágenes del telescopio espacial James Webb nos enseñan sobre el planeta Marte

El Telescopio Espacial James Webb nos vuelve a sorprender con nuevas imágenes de un planeta del sistema solar. Esta vez es el turno de nuestro vecino: Marte.

Aunque estos no son tan sorprendentes como los de los gigantes gaseosos Júpiter y Neptuno, brindan mucha información sobre el relieve del Planeta Rojo y las diferencias de temperatura en su superficie.

Además, James Webb también obtuvo el espectro del planeta: una curva característica que permite estudiar, entre otros aspectos, la composición química de la atmósfera de Marte.

Estructura y terreno de Marte

Se le llama el «Planeta Rojo» debido a su color rojizo claro (distinguible a simple vista) debido a la gran cantidad de óxido de hierro presente en su superficie. Su nombre está asociado con Marte, el dios romano de la guerra.

Es el segundo planeta más pequeño del sistema solar después de Mercurio. Con un período de rotación similar al de la Tierra (unas 24 horas y 39 minutos), Marte tarda unos 23 meses en completar una revolución alrededor del Sol.

Comparación de tamaño entre Marte y la Tierra. Envase.

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Debido a su pequeña masa en comparación con la Tierra, la gravedad de Marte es unas 2,6 veces menor que la de nuestro planeta: si consiguieras saltar medio metro en la Tierra, saltarías 1,2 metros en Marte.

Siendo el planeta interior menos denso, Marte tiene una composición rocosa y está construido en diferentes capas: un núcleo metálico denso (compuesto principalmente por níquel y hierro), un manto oceánico de silicatos y una corteza exterior de unos 50 kilómetros de espesor. Los elementos más abundantes en esta última capa son el oxígeno, el silicio, el hierro y otros.

La estructura interna de Marte (la diferenciación entre su corteza, manto y núcleo). Envase.

Comparación del tamaño del Monte Olimpo en Marte y Francia continental. © Semhur / Wikimedia Commons.

Algunas características del terreno marciano son exclusivas de nuestro sistema solar. El monte Olimpo, con una altura de 22,5 kilómetros y un tramo que cubre gran parte de la Francia continental, deja al monte Everest casi insignificante.

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Marte también contiene grandes áreas de terreno rocoso formadas por colinas de baja elevación. En la imagen inferior podemos ver estos grupos de rocas y cerros (el llamado afloramiento de Matusalén) tomados por el robot Spirit Explorer en 2005.

Imagen en falso color de la formación rocosa de Mythosarm en Marte (tomada por el rover espiritual en 2005). Envase.

Es una imagen pseudo-color para una mejor interpretación visual del relieve de Marte, a partir de tres filtros de diferentes colores (rojo, verde y violeta), insertados por la cámara de Spirit.

Excavaciones en la Cuenca de Hellas. ESA/DLR/FU Berlín.

Cabe destacar la Cuenca de Hellas: una llanura de unos 2.300 km de diámetro en el hemisferio sur del planeta, formada tras el impacto de un meteorito. El cráter resultante es el más grande, con una profundidad máxima de unos 6 km.

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Por otro lado, Marte tiene el sistema de cañones más largo del Sistema Solar: Valles Marineris. Esta enorme depresión tiene unos 4.800 km de largo (prácticamente la distancia entre California y Nueva York) y 11 km de profundidad. En comparación, es diez veces más largo que el Gran Cañón de Arizona.

Una imagen del Sistema de Valles Valles Marineris que corre a lo largo del ecuador del planeta Marte. Envase.

Canales de hasta 10 metros de longitud (situados en la cuenca de Hellas) por los que puede circular agua líquida en Marte. NASA/JPL-CalTech.

Se cree que Marte pudo haber tenido agua líquida en su superficie hace millones de años, formando antiguas redes de ríos y deltas. De hecho, la presencia de rocas y minerales en la superficie de Marte, que tomaron su forma por la acción del agua líquida, respalda esta afirmación.

Hielo seco y agua congelada en los casquetes polares

Nuestro planeta vecino tiene dos casquetes polares permanentes en sus polos. al hablar de hielo Nos referimos tanto al hielo seco (compuesto por dióxido de carbono) como al hielo de agua.

El único lugar del planeta donde se puede ver agua congelada en su superficie es el casquete ártico. Por el contrario, en el polo sur de Marte, el agua dura se encuentra debajo de una capa de dióxido de carbono congelado.

El casquete polar norte de Marte. NASA/JPL/MSSS.

Atmósfera delgada compuesta principalmente de dióxido de carbono

El Planeta Rojo tiene una atmósfera muy delgada y escasa que consiste principalmente en dióxido de carbono (95%), nitrógeno y argón.

Si te pararas en la superficie de este planeta y miraras el cielo de Marte, se vería borroso y rojo (debido a las altas concentraciones de polvo en suspensión): perderíamos el hermoso color azul de nuestra atmósfera.

La presión atmosférica en Marte es unas cien veces menor que la presión atmosférica en la Tierra. Esta peculiaridad tiene, entre otras cosas, dos importantes consecuencias:

  1. No hay grandes cantidades de agua líquida en la superficie del planeta. Esto se debe al valor muy bajo de la presión atmosférica, que puede provocar que el agua líquida se evapore (o se congele) rápidamente.

  2. El sonido en el Planeta Rojo sería muy diferente al que podríamos percibir en la Tierra.

Características como la velocidad del sonido (unas 1,4 veces menor que la de nuestro planeta), el volumen (con menor volumen en Marte) y la calidad del sonido (preferencia por los tonos bajos, ya que los tonos altos prácticamente se absorben debido a la alta concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de Marte) serán completamente diferentes a los de nuestro planeta.

La NASA ha recreado diferentes sonidos, tanto en Marte como en la Tierra. Por ejemplo:

Dos satélites naturales que orbitan el planeta rojo

Lunas naturales de Marte: Fobos (arriba) y Deimos (abajo). NASA/JPL/USGS.

En comparación con la gran cantidad de satélites que tienen los planetas gigantes Júpiter y Saturno, Marte tiene solo dos pequeños satélites naturales llamados Fobos y Deimos.

Fobos Es el más grande de los dos y el más cercano al planeta. Su forma es irregular, su tamaño promedio es de unos 22 kilómetros, y siempre muestra la misma cara de Marte (similar a la luna que orbita alrededor de la Tierra, debido a un efecto llamado acoplamiento de marea o rotación sincrónica).

Población Es el satélite natural más pequeño de todo el sistema solar. Con un tamaño medio de unos 12 kilómetros, orbita el Planeta Rojo a mayor distancia que Fobos (también en rotación síncrona) en unas 30 horas.

Las nuevas imágenes de Marte de James Webb

Volviendo a las nuevas imágenes de Marte proporcionadas por James Webb, debemos recordar que este telescopio espacial opera en el rango infrarrojo.

Esto significa que los colores que se muestran en las siguientes tomas no son reales: cada color representa áreas de Marte en las que se refleja más o menos la luz solar, o regiones más cálidas o más frías del planeta.

Las primeras imágenes de Marte fueron registradas por el instrumento NIRcam del Telescopio James Webb. Envase.

Así, por ejemplo, la imagen de arriba a la izquierda fue grabada por el instrumento NIRcam de Webb en una longitud de onda infrarroja de 2,1 micras (las longitudes de onda detectables por el ojo humano van desde 0,38 micras en violeta hasta 0,75 micras en rojo).

Cabe señalar que esta toma contiene mucha luz solar reflejada por el Planeta Rojo. Por esta razón, los detalles del terreno marciano como el cráter Huygens, el volcán Sirtes principal y la cuenca Hellas se pueden distinguir de manera similar a la imagen en el visible (es decir, en color verdadero).

Por otro lado, la imagen superior derecha muestra la radiación infrarroja emitida desde Marte con una longitud de onda de 4,3 μm. Los colores cálidos representan regiones del planeta con temperaturas más altas (como la región alrededor de la cuenca Hellas), mientras que los tonos violetas se asocian con regiones más frías (como las regiones polares, donde la energía disminuye menos). radiación solar).

Se notan las diferencias de temperatura con la latitud del lugar, así como el oscurecimiento de la cuenca Hellas provocado por las influencias atmosféricas.

¿A qué se debe la gran región amarilla que rodea el punto subsolar de Marte, que es la región que más radiación solar recibe? La explicación radica en la enorme sensibilidad de los dispositivos de James Webb (diseñados originalmente para detectar débiles señales infrarrojas de objetos distantes).

Dado que Marte está tan cerca del telescopio, la brillante luz infrarroja del planeta provoca una cegador En James Webb Tools: Este efecto se denomina saturación del detector.

Específicamente, esta gran región amarilla se encuentra directamente en el límite de saturación del detector, lo que evita que el telescopio registre valores infrarrojos más altos de Marte.

El espectro nos habla de la atmósfera de Marte

El Telescopio James Webb no solo es capaz de registrar imágenes infrarrojas de determinadas longitudes de onda, como en tomas anteriores: también puede obtener valores de radiación en un rango de longitudes de onda (las llamadas Dominio). La herramienta de James Webb responsable de esta tarea es NIRSpec.

Espectro infrarrojo de Marte (registrado por el instrumento NIRSpec en el Telescopio James Webb). Envase.

De esta forma, el gráfico de la figura superior representa la radiación infrarroja reflejada y emitida por Marte, versus las longitudes de onda infrarrojas a las que está operando el instrumento NIRSpec (eje horizontal, 1 a 5 micras).

Se sabe que para longitudes de onda específicas, la curva sufre algunas caídas espectrales: esto se debe a que la radiación infrarroja es absorbida por moléculas en la atmósfera marciana, específicamente dióxido de carbono, monóxido de carbono y vapor de agua.

En otras palabras, estas curvas espectrales nos permiten identificar los compuestos químicos presentes en la atmósfera de Marte (y cualquier otro planeta cuya señal infrarroja James Webb pueda detectar).

Implicaciones futuras de estos nuevos hallazgos en Marte

Estos prometedores resultados sobre el espectro marciano serán de gran utilidad a la hora de buscar trazas de otros gases menos abundantes en la atmósfera marciana (como el metano o el cloruro de hidrógeno).

Además, debido a su ubicación privilegiada, James Webb podrá estudiar diversos fenómenos como tormentas de polvo o patrones climáticos específicos en el Planeta Rojo. Se espera que exista una estrecha cooperación entre este telescopio y las diversas misiones desplegadas en la superficie de Marte.

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