Venus, alias.El “planeta hermano” de la Tierra siempre ha sido un misterio para los astrónomos.A pesar de ser el vecino más cercano del planeta Tierra, los científicos aún ignoraban cómo era la superficie de Venus hasta el siglo XX, gracias a su superficie increíblemente densa y opaca.Incluso en la era de la exploración espacial robótica, su superficie era casi inaccesible para sondas y módulos de aterrizaje.
Entonces, el misterio de Venus ha persistido, algunas de sus propiedades más básicas tienen que ver con algunas, como su distribución de masa interna y los cambios en la duración del día.Gracias a las observaciones realizadas por un equipo de UCLA que han reflejado repetidamente el radar de la superficie del planeta durante los últimos 15 años, los científicos ahora estánDuración exacta de un día en Venus, la pendiente del eje y el tamaño del núcleo.
Un estudio de equipo titulado “Estado de rotación y momento de inercia de Venus”, publicado recientemente en la revista Nature Astronomy.El equipo fue dirigido por Jean-Luc Margot, profesor de Ciencias Planetarias y de la Tierra y Astrofísica en UCLA.Trabajó en la Universidad de Cornell, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA yObservatorio Nacional de Radioastronomíade (NRAO)Observatorio Banco Verde.
En resumen, Venus y la Tierra se consideran correctamente hermanos dado lo similares que son en tamaño, composición, masa y densidad.Sin embargo, los caminos evolutivos separados que siguieron produjeron resultados muy diferentes.¡La Tierra tiene una atmósfera que puede mantener una temperatura habitable, mientras que Venus tiene una atmósfera ultradensa lo suficientemente caliente como para derretir plomo y tóxico!
Para comprender por qué y cómo nuestros dos planetas tienen historias tan diferentes, los científicos necesitan conocer los conceptos básicos, como cuántas horas al día hay en Venus.Saber esto puede proporcionar información valiosa sobre la rotación, orientación, estructura interna y distribución de masa del planeta.Las mediciones precisas de estas propiedades pueden, en última instancia, proporcionar información sobre la formación de planetas y la historia volcánica, y sobre cómo han evolucionado las superficies a lo largo del tiempo.
Los datos precisos también son importantes para planificar misiones a la superficie, ya que la rotación del planeta puede retrasar los intentos de aterrizaje hasta 30 km (~18,5 millas).“Venus es nuestro planeta hermano, pero estas propiedades fundamentales aún se desconocen”, dijo Margot.Sala de prensa de UCLAliberación“Sin estas medidas, estamos esencialmente ciegos”.
Para obtener una estimación precisa de la rotación de Venus, Margot y sus colegas utilizaron una antena de radio de 70 metros (230 pies).Complejo de comunicaciones del espacio profundo de Goldstone, se encuentra en el desierto de MojaveRed de espacio profundo de la NASA(DNS).Entre 2006 y 2020, el equipo realizó 21 mediciones separadas de la superficie de Venus al recibir señales de radio de la superficie de Venus y recibir señales de radio recibidas por Goldstone y Green Bank.
Margotexplicación, el proceso es análogo a iluminar una luz (antena de radio) en millones de pequeños reflectores (paisajes planetarios) y medir el reflejo para detectar qué tan rápido se mueve.
“Usamos el Venus como una enorme bola de discoteca.Se ilumina con una linterna muy potente que es unas 100.000 veces más brillante que una linterna normal.Y al rastrear el reflejo de la bola de discoteca, podemos inferir propiedades sobre el [estado] de giro”.
Debido a la forma compleja en que refleja las señales de radio, Venus se ilumina y se oscurece irregularmente antes de que las señales de radio sean recibidas en la Tierra.La antena Goldstone primero intercepta la señal de retorno, seguida por la antena Green Bank después de unos 20 segundos.El momento preciso del retraso permite a los científicos saber qué tan rápido gira Venus y medir la inclinación del eje del planeta en ciertas ventanas de tiempo donde los ecos son más similares.
Lo que encontraron fue bastante interesante.Primero, encontraron que el día promedio en Venus dura 243.022 días terrestres. Esto equivale a aproximadamente 2/3 de un año en la Tierra.Además, como resultado, se encontró que la velocidad de rotación de Venus varía de un momento a otro.Esto se indica por cómo cada medición de radar individual se vuelve más pequeña o más grande que la medición anterior y una diferencia de al menos 20 minutos por medición.
Estas fluctuaciones, probablemente inconsistentes con las estimaciones anteriores, probablemente sean el resultado de la pesada atmósfera de Venus.A medida que gira alrededor del planeta, intercambia mucho impulso con la superficie para acelerar y ralentizar su rotación.Lo mismo sucede en la Tierra, pero la baja densidad de la atmósfera significa solo unos pocos milisegundos por día.
Margot y sus colegas también midieron la inclinación axial de Venus, que tiene una inclinación de 2,6392 grados, con una precisión mucho mayor (en comparación con la inclinación de 23 grados de la Tierra).Sus mediciones son diez veces mejores que las mediciones anteriores, y también revelaron la velocidad a la que el eje de Venus cambia de dirección con el tiempo.La precesión de nuestra inclinación axial en la Tierra tarda unos 26.000 años en completar un solo ciclo, mientras que en Venus tarda unos 29.000 años.
Además, estas medidas precisas permitieron al equipo medir el núcleo de Venus y determinar que tiene aproximadamente 3500 km (2175 millas) de diámetro.Es similar a la de la Tierra, que se estima en unos 3485 km (2165 millas) de diámetro, pero aún no se sabe si es líquida o sólida.El campo magnético de la Tierra es el resultado del efecto dínamo creado por el núcleo externo fundido de la Tierra que gira alrededor de un núcleo interno sólido.
Por esta razón, es importante conocer el estado del núcleo de Venus para comprender si la ausencia del campo magnético terrestre contribuyó a la evolución de Venus.Obtener mediciones precisas de esta manera presenta una serie de desafíos, incluido el tiempo excepcional requerido para garantizar que Venus y la Tierra estén posicionados correctamente.
Al mismo tiempo, ambas estaciones deben funcionar perfectamente para interceptar de manera confiable la señal de retorno.“Me resultó muy difícil hacer que todo funcionara correctamente en 30 segundos”, dijo Margot.“La mayoría de las veces obtenemos datos.Pero obtener todos los datos que queremos obtener es inusual”.
A pesar de estas dificultades, Margot y sus colegas planean continuar estudiando Venus utilizando esta tecnología de eco de radio.Cada señal reflejada en la superficie permite a los investigadores aprender un poco más sobre la superficie, su formación y su compleja historia.¡Este conocimiento no solo desbloqueará el misterio del “planeta hermano”, sino que también mejorará en gran medida nuestra comprensión de cómo un planeta habitable puede convertirse en un verdadero infierno!
De manera similar, Margot y su equipo esperan usar este mismo método para estudiar las lunas de Júpiter, Europa y Ganímedes.Durante décadas, los astrónomos han sospechado fuertemente que estas lunas contienen vastas aguas cálidas en su interior (especialmente Europa).Se espera que las mediciones de radar en tierra de este satélite refuercen el caso del océano interior y revelen el grosor de la corteza de hielo. Ambos servirán como información para encontrar vida allí en futuras misiones.
Esta investigación se realizó con el apoyo de NASA JPL y National Science Foundation (NSF).
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