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GRAIL y el misterio de la luna perdida

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Septiembre 26, 2011: El 10 de septiembre, despegó la misión GRAIL (sigla en idioma inglés de Gravity Recovery and Interior Laboratory o Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad, en idioma español), de la NASA, con el propósito de descubrir algunos de los misterios que yacen debajo de la superficie de la Luna. Ese exterior gris, repleto de cráteres, esconde algunas cosas excitantes (incluso, tal vez, una compañera perdida desde hace mucho tiempo).

GRAIL (big splat, 200 px)
La "Gran Hendidura". Cuatro fotografías de una colisión entre la Luna y una compañera más pequeña, creadas mediante una simulación hecha en computadora, muestran cómo la luna compañera hendida forma una región montañosa en un lado de la Luna. M. Jutzi y E. Asphaug, Nature. [Más información]

Si el artículo publicado recientemente en la revista Nature* está en lo correcto, alguna vez dos lunas agraciaron nuestro cielo nocturno. La propuesta no ha sido probada, pero ha llamado mucho la atención. "Es una idea intrigante", dice David Smith, quien es el investigador principal adjunto de la misión GRAIL, en el MIT (Massachusetts Institute of Technology o Instituto Tecnológico de Massachusetts). "Y sería una forma de explicar una de las grandes perplejidades del sistema Tierra-Luna; la extraña naturaleza asimétrica de la Luna. Sus lados (visible y oculto) son sustancialmente diferentes".

El lado visible de la Luna (o sea, el lado cercano) está dominado por vastos y tranquilos "océanos" de antigua lava endurecida. En contraste, el lado oculto (es decir, el lado lejano) está marcado por altas tierras montañosas. Los investigadores han luchado durante mucho tiempo para explicar las diferencias y la teoría de las "dos lunas", la cual fue presentada por Martin Jutzi y Erik Asphaug, de la Universidad de California, en Santa Cruz, es el intento más reciente que se ha llevado a cabo.

Los científicos están de acuerdo en que cuando un planeta del tamaño de Marte se estrelló contra el nuestro, hace aproximadamente 4 mil millones de años, la nube de restos que de ello resultó se unió para formar la Luna. Jutzi y Asphaug afirman que la nube de restos en realidad produjo dos lunas. La segunda, más pequeña, se formó justo en la órbita correcta para tomar la delantera o seguir a la Luna más grande en su camino alrededor de la Tierra.

"Normalmente, tales lunas experimentan el proceso de acreción y componen un solo cuerpo poco después de su formación", explica Smith. "Pero la nueva teoría propone que la segunda luna terminó en uno de los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Luna".

Los puntos de Lagrange se parecen un poco a trampas gravitacionales. Ellos pueden sujetar un objeto por mucho tiempo; pero no necesariamente para siempre. La segunda luna finalmente escapó de este punto y colisionó con su hermana mayor. La colisión tuvo lugar a tan baja velocidad que el impacto no formó un cráter. En su lugar, la pequeña luna se hundió, formando de este modo lo que hoy son las tierras altas del lado que no es visible desde la Tierra.

En pocas palabras, las tierras altas de la luna son los restos de la luna desaparecida.

GRAIL (technique, 558 ppx)
Volando en formación alrededor de la Luna, las naves gemelas de la NASA que transportan al GRAIL realizarán mediciones precisas del campo gravitacional de la Luna. [Más información]

"Al sondear el campo de gravedad de la Luna, GRAIL 'verá' dentro de la Luna y lo hará iluminando las diferencias entre los dos lados (visible y oculto)".

En la misión GRAIL, dos naves espaciales gemelas volarán alrededor de la Luna durante varios meses. Al mismo tiempo, un sistema de microondas para determinación de distancias tomará medidas muy precisas de la distancia entre dichas naves gemelas. Al observar la distancia de este par de naves al expanderse y contraerse mientras sobrevuelan la superficie lunar, los investigadores podrán confeccionar un mapa del campo de gravedad** subyacente de la Luna.

"Estas mediciones nos dirán mucho acerca de la distribución del material dentro de la Luna y nos darán información muy concluyente sobre las diferencias entre la corteza y el manto en los dos lados de la Luna. Si la densidad del material de la corteza en el lado oculto de la Luna difiere de la que se encuentra en el lado visible en alguna forma particular, el hallazgo respaldará la teoría de las 'dos lunas'".

GRAIL (signup)

Pero esta información es solamente una "pieza del rompecabezas". Para probar que la hermana alguna vez existió, se necesitan otras piezas. El Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO, por su sigla en idioma inglés), de la NASA, ya ha proporcionado información clave respecto de la topografía de la superficie de la Luna. Los científicos pueden también revisar los datos sobre la química de la superficie lunar y consultar la información sísmica provista por la nave espacial Apollo para obtener más pistas.

Pero lo que realmente se necesita, dice Smith, es una misión destinada a recolectar y traer muestras del lado oculto para determinar la edad de las rocas que hay allí.

"La luna más pequeña, si es que hubo una, tendría aproximadamente 1/3 del tamaño de nuestra Luna. De modo que, tras la colisión, debió de enfriarse más rápido y las rocas en el lado oculto, donde se cree que los restos se esparcieron, deberían de ser más viejas que las del lado visible".

En cualquier caso, tenemos algo nuevo en qué pensar. ¿Deberíamos intentar cantar "llévame a las lunas" ("fly me to the moons") o "brilla bajo las lunas de la cosecha" ("shine on harvest moons")?

"Aún no cambien la letra de las canciones; aún no", dice Smith.

Créditos y Contactos
Autor: Dauna Coulter
Funcionaria Responsable de NASA: Ruth Netting
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips
Traducción al Español: Leticia Rivera
Editora en Español: Angela Atadía de Borghetti
Formato: Leticia Rivera y Juan C. Toledo

Más información (en inglés)

Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad (Gravity Recovery and Interior Laboratory) --Página del GRAIL en nasa.gov

Notas a pie de página:

* Jutzi, M. y Asphaug, E. Nature 476, 69-72 (2011)

** Mediante la medición muy precisa de pequeñas perturbaciones gravitacionales experimentadas por los dos satélites en diferentes lugares, y al unir dichas mediciones y relacionarlas con toda la Luna, se obtiene un mapa de la gravedad. Al hacer los cálculos, el equipo del GRAIL realizará las correcciones de factores tales como el tirón gravitacional del Sol, la Tierra y otros planetas, y la relatividad general, sólo para nombrar algunos.

El período de lanzamiento del GRAIL se inició el 10 de septiembre y se extiende hasta el 19 de octubre. Para cada día, hay dos oportunidades de lanzamiento instantáneo separadas en tiempo por aproximadamente 39 minutos. El 10 de septiembre, la primera oportunidad de lanzamiento fue a las 8:37 a.m., hora diurna del Este (5:37 a.m. hora diurna del Pacífico). La segunda oportunidad de lanzamiento fue a las 9:16 a.m., hora diurna del Este (6:16 a.m., hora diurna del Pacífico).

Créditos: El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por su sigla en idioma inglés), de la NASA, ubicado en Pasadena, California, maneja la misión GRAIL. El Instituto Tecnológico de Massachusetts, en Cambridge, es el lugar de trabajo de la investigadora principal de la misión, Maria Zuber. La misión GRAIL forma parte del programa Discovery (Descubrimiento, en idioma español), el cual está manejado por el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la NASA, localizado en Huntsville, Alabama. La firma Lockheed Martin Space Systems, en Denver, construyó la nave. El manejo del lanzamiento de la misión es responsabilidad del Programa de Servicios de Lanzamiento de la NASA, en el Centro Espacial Kennedy, en Florida. El JPL es una división del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena.

El entrevistado David Smith también pertenece al Instituto Tecnológico de Massachusetts.