Traen a la Tierra muestras del asteroide Itokawa

13 01 2011

Diciembre 29, 2010: La sonda espacial Hayabusa, de la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa (Japanese Aerospace Exploration Agency o JAXA, por su sigla en idioma inglés) ha traído a la Tierra diminutos trozos de un mundo alienígeno: el asteroide Itokawa.

“Es una sensación increíble tener otro mundo justo en la palma de tu mano”, dijo Mike Zolensky, quien es curador asociado del Departamento de Polvo Interplanetario (Interplanetary Dust, en idioma inglés) del Centro Espacial Jonhnson (Johnson Space Center, en idioma inglés), y también es uno de los tres miembros del equipo científico que no son japoneses. “¡Estamos viendo, de cerca y por primera vez en la historia, de qué está realmente hecho un asteroide!”

Arriba: La sonda Hayabusa fotografía su propia sombra sobre el asteroide Itokawa, en 2005, antes de recolectar muestras de la enorme roca espacial.

Zolensky tiene buenas razones para estar emocionado. Los asteroides se formaron en los albores de nuestro sistema solar, así que estudiar estas muestras nos puede enseñar cómo se formaron y evolucionaron.

La sonda Hayabusa fue lanzada al espacio en 2003 con el fin de emprender un viaje de mil millones de kilómetros hasta el asteroide Itokawa, al cual llegó poco más de dos años más tarde. En 2005, la sonda realizó una hazaña espectacular: aterrizó sobre la superficie del asteroide(1). El objetivo era recolectar muestras de un mundo alienígeno.

Pero hubo un problema. Los proyectiles programados para hacer volar polvo desde la superficie fallaron, lo que dejó para recolección únicamente las partículas levantadas durante el aterrizaje. ¿Había acaso logrado entrar algo de polvo en la cámara de recolección?

Arriba: El retorno de la sonda Hayabusa se produjo exactamente como estaba planeado, de acuerdo con lo expresado por la agencia JAXA

Zolensky y otros científicos ansiosos, con los ojos clavados en el cielo, vieron al fin cómo la respuesta se zambullía en la atmósfera terrestre a 43.450 kilómetros por hora (27.000 millas por hora) la noche del 13 de junio de 2010. El vehículo principal del Hayabusa se desintegró sobre una llanura australiana al finalizar el reingreso y la cápsula que contenía la muestra intacta descendió lentamente por el aire hacia la Tierra con ayuda de un paracaídas.

“Estábamos fascinados”, dice Zolensky. “Conforme esperábamos que descendiera, nadie se movía”.

Pero la espera apenas comenzaba. Debido a que tratar de recuperar la cápsula en la oscuridad era demasiado peligroso, él tuvo que pasar una noche en vela antes de poder dar una mirada más de cerca.

“Fui uno de los primeros en abordar el helicóptero que voló hasta el sitio de aterrizaje a la mañana siguiente. Y fui la primera persona en caminar hasta la cápsula”.

Zolensky tuvo que detenerse a menos de 3 metros (10 pies) de distancia. Más espera.

“Observé al equipo cuando la recuperaba. Usaron máscaras, guantes y trajes mullidos de color azul. Tuvieron que deshabilitar las cargas de despliegue del paracaídas que no se usaron y eso ponía realmente los pelos de punta. Entonces recogieron la cápsula con muchísimo cuidado y la colocaron en una caja”.

La valiosa carga fue llevada en un avión hasta Japón para su análisis. ¿Adivinen quién la estaba esperando cuando llegó?

“Estaba listo para trabajar”, dijo Zolensky, quien junto a su compañero de equipo, Scott Stanford, del Centro de Investigaciones Ames, de la NASA, había viajado a Japón para presenciar la apertura de la cápsula.

“Los primeros resultados fueron desalentadores. Cuando exploramos la cápsula con un equipo especial de barrido tomográfico axial computarizado (TAC, por su sigla en idioma español), pareció que no había nada en el interior”.

A continuación, los miembros japoneses del equipo desmantelaron la cápsula minuciosamente, pieza por pieza. “Tuvieron que usar un micromanipulador para evitar la contaminación y el proceso tomó meses”.

Más espera.

Arriba: Fotografías del material encontrado en el interior del contenedor de retorno de muestras de la sonda Hayabusa, tomadas con un microscopio electrónico. Las flechas rojas apuntan a las partículas del asteroide

“Una vez que observamos el interior de la cápsula, pudimos ver polvo en las paredes internas. Pensé: ‘¡ya tenemos algo de polvo de asteroide aquí!’, pero aún existía la posibilidad de que el contenido pudiese estar contaminado durante el lanzamiento o el reingreso y aterrizaje”.

El siguiente paso fue extraer y analizar las partículas —otro proceso agonizantemente lento, y más espera.

“Las partículas son, cada una de ellas, más pequeñas que el diámetro de un cabello humano. Finalmente usamos una espátula de teflón para recolectar una gran cantidad de minúsculas partículas”.

Aunque la mayoría de las partículas aún están en la cápsula, el equipo ha extraído y analizado 2.000 de ellas con un microscopio electrónico.

¿Y entonces?

“¡Al menos 1.500 de ellas provienen del asteroide! Estamos viendo trozos que provienen de otro mundo. Parece ser un asteroide de un tipo muy primitivo. Les contaremos más en el mes de marzo de 2011, durante la Conferencia de Ciencias Lunares y Planetarias (Lunar and Planetary Science Conference, en idioma inglés), la cual se llevará a cabo en Houston”.

Esta es apenas la tercera vez en la historia que se logra traer a la Tierra muestras de un cuerpo extraterrestre sólido. Los astronautas de la misión Apollo, así como los robots soviéticos Luna, fueron los primeros —nos trajeron muestras de polvo lunar. Y la sonda Stardust, de la NASA, recolectó y trajo a la Tierra muestras del cometa Wild 2, en 2006.

“Los japoneses están encantados, y nosotros también. Incluso el emperador ha solicitado que se le permita hacer una visita personal a la cápsula. Esta es la misión Apollo, pero japonesa. ¡Nos están mostrando a todos un nuevo mundo!”

Artículo cedido por.    Noticias Ciencia de la NASA

El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.

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¿La vida podría haber surgido en el cielo? Titán brinda algunas pistas

13 01 2011

“… somos hijos tanto de la Tierra como del cielo”. (Carl Sagan)

Diciembre 30, 2010: En las películas de ciencia ficción, los primeros indicios de vida aparecen usualmente en un espeso charco de cieno primigenio. Sin embargo, nuevas investigaciones sugieren que la acción se inició en los tormentosos cielos, muy por encima de la superficie de la Tierra.

La idea surgió de la investigación dirigida por Sarah Hörst, quien trabaja en la Universidad de Arizona. Su equipo recreó, en el laboratorio, las reacciones químicas que se llevan a cabo en la atmósfera de Titán, la luna más grande de Saturno.

Una fotografía de las lunas de Saturno: Titán (en primer plano) y Tetis (en segundo plano), tomada por la nave espacial Cassini

“Estamos descubriendo que el tipo de química que puede ocurrir en una atmósfera tiene intrigantes implicancias para la vida en la Tierra y en cualquier otro lugar del sistema solar”, dice Hörst. “Los cielos de Titán podrían producir una química interesante: la fabricación de los bloques de construcción básicos para que exista la vida”.

Hörst y sus colegas mezclaron diversas moléculas (monóxido de carbono(1), nitrógeno molecular y metano) halladas en la atmósfera de Titán. Luego, bombardearon dicha mezcla con radiación electromagnética con el fin de simular la radiación solar.

Lo que ocurrió después quizás no hizo que los científicos gritaran “¡vive!”, pero fue muy intrigante. Apareció un conjunto de múltiples moléculas complejas, que incluye a los aminoácidos y a los nucleótidos.

“Nuestro experimento es el primero en demostrar que se puede fabricar los precursores de la vida arriba, en una atmósfera, sin la necesidad de contar con agua líquida(2). ¡Esto quiere decir que los componentes básicos de la vida podrían formarse en el aire y luego llover desde el cielo!”

Titán es única en nuestro sistema solar. Está moteada por lagos y dunas, y se encuentra envuelta en una espesa atmósfera de nitrógeno y metano; esta luna es una cápsula del tiempo congelada que alberga las condiciones que existían en la Tierra en sus inicios. A pesar de que el líquido que hay en la superficie de Titán es metano en lugar de agua, esta luna es el único cuerpo en el sistema solar, aparte de la Tierra, que tiene líquido en su superficie.

Cuando volví y miré la pantalla, pensé: esto no es posible", dijo Sarah Hörst

“Nuestra intención inicial no fue demostrar que se puede crear ‘vida’ en los cielos de Titán”, explica Hörst. “Estábamos tratando de resolver un misterio. La nave espacial Cassini detectó moléculas pesadas(3) en la atmósfera de Titán, y queríamos averiguar qué podrían ser”.

En busca de indicios vinculados con las moléculas misteriosas, Hörst empleó códigos de computadora para buscar fórmulas moleculares conocidas en los resultados del laboratorio. Casi por capricho, decidió buscar nucleótidos y aminoácidos.

“Cuando oprimí la tecla ‘enter’, esperaba recibir un claro: ‘no, no hay nada allí'”.

Salió un rato y, cuando regresó, recibió una gran sorpresa.

“¡La computadora estaba imprimiendo un listado tan extenso que pensé que había cometido un error!”

Pero no había ningún error.

“Teníamos alrededor de 5.000 moléculas que contenían los componentes adecuados: carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno. Sabíamos que teníamos los elementos de las moléculas orgánicas, pero no podíamos determinar cómo estaban organizados. Es como los ‘legos’: cuanto más de ellos tengamos, más estructuras se podrán construir. Y pueden ser dispuestos de muchas maneras distintas”.

Entre las estructuras que ya han identificado en el experimento de laboratorio hay cinco nucleótidos que se encuentran en el ADN y en el ARN, y dos aminoácidos. Pero ella sospecha que podría haber más aminoácidos en la mezcla.

 

¿Cómo podría generarlos la atmósfera de Titán?

La respuesta se encuentra en otro descubrimiento de la sonda Cassini: columnas de agua que son eyectadas desde la luna hermana de Titán, Encélado. Los investigadores tienen evidencia sólida de que estos géiseres son la fuente del oxígeno que se requiere para poner en marcha las primeras reacciones en cadena necesarias para la vida.

“El agua que es eyectada en las columnas se descompone en hidrógeno y oxígeno. Y la cantidad de oxígeno que ingresa a la atmósfera de Titán desde afuera es precisamente la necesaria para fabricar la cantidad de monóxido de carbono detectada en esa atmósfera”.

Después, tienen lugar otras reacciones químicas(4), las cuales producen las moléculas pesadas que detectó la nave espacial Cassini. Si los resultados de laboratorio son correctos, en esa mezcla hay aminoácidos y nucleótidos.

“Aún no sabemos con certeza cuáles son las moléculas que se encuentran en la atmósfera de Titán”, dice Hörst, “pero hay una posibilidad bien definida de que los precursores de la vida estén cayendo en forma de lluvia sobre la superficie de Titán”.

Imagínelo: una luna que rocía a otra con agua para generar los bloques de construcción básicos de la vida, los cuales luego caen sobre la superficie de la luna en forma de tormenta de metano.

Después de todo, la vida real podría ser más extraña que la ficción.

Más información

La bruma de Titán podría contener los ingredientes para la vida —Comunicado de prensa de la Universidad de Arizona (en idioma inglés).

Notas finales:

(1) Los investigadores utilizaron monóxido de carbono en la simulación debido a que es la molécula que contiene oxígeno más abundante en la atmósfera de Titán. Se cree que la cantidad de oxígeno que existía en la atmósfera de la Tierra en sus inicios es muy similar a la cantidad que existe actualmente en la atmósfera de Titán, aunque se encontraba bajo la forma de dióxido de carbono, en vez de bajo la forma de monóxido de carbono, como en Titán. Después, la vida en la Tierra introdujo una cantidad significativa de oxígeno a la atmósfera terrestre. Titán tiene todavía muy poco oxígeno, especialmente comparado con la Tierra en la actualidad. Los rayos UV del Sol descomponen el metano y el nitrógeno molecular en la atmósfera de Titán; de modo que ellos usaron radiación electromagnética con el propósito de recrear el proceso y permitir que las moléculas se recombinen libremente para formar nuevos tipos de moléculas.

(2) Las teorías convencionales indican que los aminoácidos y los nucleótidos, que son los componentes básicos y característicos de la vida, surgieron originalmente en la superficie de la Tierra, la cual tenía grandes extensiones de agua. Para reproducir esa química, en el pasado, los investigadores emplearon agua en sus simulaciones. Ellos producían los elementos de la vida en el laboratorio agregando agua al nitrógeno y al metano, los cuales, según se sabe, predominaban en la atmósfera de la Tierra primitiva. El equipo dirigido por Hörst se saltó el paso: “agregue agua y revuelva”. (En todas las formas de vida, los aminoácidos forman las proteínas que constituyen los bloques de construcción básicos de la vida. Los nucleótidos forman el ADN que guía la construcción de dichas proteínas.)

(3) La sonda Cassini detectó iones de oxígeno que fluían hacia la parte superior de la atmósfera de Titán. La nave espacial también encontró moléculas pesadas en la bruma, 100 veces más grandes que el metano. Pero los instrumentos ubicados a bordo de la nave Cassini no eran lo suficientemente sensibles como para identificarlas.

(4) El agua se descompone ya sea por las partículas energéticas que existen en torno a Saturno, o bien por la radiación solar. Luego, el campo magnético de Saturno transporta el hidrógeno y el oxígeno hasta Titán, donde reaccionan con el metano, también descompuesto por la radiación solar, para crear monóxido de carbono. La radiación solar descompone el nitrógeno, el metano y el carbono, iniciando de este modo reacciones que producen las moléculas más pesadas que detectó la nave espacial Cassini.

Artículo cedido por.    Noticias Ciencia de la NASA

El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.