Amaneceres en el Sistema Solar

Atmósfera superior de Saturno. Procesado usando imágenes calibradas de infrarrojo cercano de ángulo estrecho (CB3) y ultravioleta (UV3) y gran angular de Saturno filtradas en rojo, verde y violeta tomadas por Cassini el 17 de Noviembre de 2007.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / SSI / CICLOPS / Kevin M. Gill.

Por qué estudiar loa amaneceres y los atardeceres

Los científicos han aprendido mucho sobre las atmósferas en varios mundos de nuestro Sistema Solar simplemente de los amaneceres o atardeceres planetarios. La luz solar que fluye a través de la neblina de una atmósfera se puede separar en los colores que la componen. Da origen a espectros, tal como lo hacen los prismas con la luz solar. A partir de los espectros, los astrónomos pueden interpretar las medidas de la luz para revelar la composición química de una atmósfera.

En los amaneceres y atardeceres, los rayos del Sol fluyen a través de una capa más gruesa de la atmósfera en un ángulo oblicuo. Proporcionan así más detalles y datos, y a veces una explosión de color por la dispersión de la luz, llamada dispersión de Rayleigh.

Gracias a nuestras naves espaciales en órbita o en la superficie de varios mundos, podemos observar un amanecer o un atardecer como si estuviéramos allí. Pero con el beneficio adicional de los instrumentos a bordo que pueden ver en longitudes de onda invisibles para los ojos humanos.

El amanecer o el anochecer se ven diferentes en cada planeta como resultado de cómo la luz del Sol interactúa con la atmósfera del planeta. Pero también hay similitudes. Eche un vistazo a nuestra imagen principal, que es una foto de la nave espacial Cassini de las capas de la atmósfera superior de Saturno.

Amanecer en Saturno. Kevin Gill y los colores de las imágenes.

¿Te engañaron? Se parece mucho a la atmósfera de la Tierra. La imagen de Cassini fue procesada por el gurú de la edición de imágenes Kevin Gill. Nos llamó la atención debido a las similitudes con una imagen del transbordador espacial que se ve a menudo. Ésta tiene el telón de fondo de las capas de la atmósfera terrestre.

En la imagen de arriba , el Transbordador Espacial Endeavour fue fotografiado cerca del horizonte de la Tierra a medida que se acercaba a la ISS. Son visibles varias capas de la atmósfera terrestre. Directamente detrás del transbordador está la mesosfera, que aparece en azul. La capa atmosférica que parece blanca es la estratosfera, mientras que la capa naranja es la troposfera de la Tierra.
Crédito: NASA.
 

«Esa es exactamente la imagen en la que estaba pensando cuando procesé la imagen de Saturno», dijo Gill. Agregó que tiene una advertencia sobre la imagen de Saturno. “No tengo la mayor confianza en que obtuve el color y la alineación 100% correctos. Además es un color falso porque usa longitudes de onda que van desde el infrarrojo cercano (.938 micrones) al ultravioleta (.338 micrones). Así que no estoy seguro de que esta imagen sea algo más que una imagen bonita hasta que reciba más análisis y correcciones científicas «.

Los colores de las imágenes no son verdaderos ni falsos.

Pero al igual que todas las imágenes del espacio, como las del telescopio espacial Hubble, los colores en realidad no son colores «verdaderos» ni «falsos». Sino que son representativos de los procesos físicos subyacentes a los sujetos de las imágenes. El procesamiento realizado por los editores de imágenes es la mejor manera de representar en una sola imagen tanta información como sea posible.Información que está disponible en los datos. ( Lea nuestro artículo sobre el arte de la fotografía extraterrestre).

Pero la imagen de Kevin es una hermosa mirada a las capas en la parte superior de la atmósfera de Saturno. Simplemente «se siente» como si Saturno tuviera al menos algunas similitudes y se familiarizara con nuestra propia Tierra. Sin embargo la atmósfera de Saturno está compuesta aproximadamente en un 75% de hidrógeno y un 25% de helio, como el resto del planeta. Contiene además trazas de otras sustancias como el hielo de agua y el metano.

Titán

Titán y su atmósfera, en falso color. Procesada utilizando imágenes calibradas de Titán filtradas en el infrarrojo cercano (CB1), verde y azul tomadas por Cassini el 21 de Mayo de 2012.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / SSI / CICLOPS / Kevin M. Gill.

Titán, la luna de Saturno, es el único satélite del Sistema Solar que se sabe que tiene una atmósfera mensurable. Se compone principalmente de nitrógeno (alrededor del 95 por ciento) y metano (alrededor del 5 por ciento). En lo alto de la atmósfera de Titán, las moléculas de metano y nitrógeno son divididas por dos agentes. Uno es la luz ultravioleta del Sol y el otro las partículas de alta energía aceleradas en el campo magnético de Saturno. Algunos de los compuestos producidos por esa división crean una especie de smog, una neblina espesa de color naranja. Esto hace que la superficie de la luna sea difícil de ver desde el espacio.

Delucindando un misterio en la atmósfera de Titán

Y hasta que la nave espacial Cassini-Huygens llegó al planeta anillado en 2004, había un poco de misterio sobre la atmósfera de Titán.

La Dra. Sarah Hörst, Científica Planetaria de Johns Hopkins compartió recientemente una historia en Twitter. Recuerda cómo al comenzar la década de 1980, las observaciones desde la Tierra revelaron que se descubrió monóxido de carbono en la atmósfera de Titán. Pero hasta 2008, los modelos químicos no pudieron explicar por qué.

“Había muchas teorías diferentes, pero nada se ajustaba a todas las diferentes pruebas y limitaciones que existían”, explicó Hörst. Resulta que faltaba una pieza clave de información: Encelado lanza agua al sistema de Saturno y parte de ella termina en la atmósfera de Titán. Los géiseres de Encelado no se descubrieron hasta 2005, por lo que este hecho no se pudo incluir en los modelos químicos de Titán porque no se conocía. 

«Cuanto menos sepas acerca de una atmósfera, más difícil será utilizar un modelo para sacar conclusiones sobre ella», dijo Hörst. «Entonces más cuidadoso debes ser acerca de cómo se usa». (Lo que también podría aplicarse a las noticias recientes de posibles signos de vida en la atmósfera de Venus).

Imagen de Cassini de Titán, procesada usando filtros calibrados rojo, verde y azul. 
Se realizaron mejoras de contraste de luz en las brumas atmosféricas superiores. 
Tomada el 1 de Febrero de 2016.

Créditos: NASA / JPL-Caltech / SSI / CICLOPS / Kevin M. Gill.

Para ver imágenes más impresionantes de Titán y su atmósfera, Kevin Gill ha compilado una galería de imágenes de Titán “manchadas de café”.

Venus

Imagen de Venus, procesada usando imágenes filtradas infrarrojas y ultravioletas (IR1, IR2, UV1) de Venus tomadas por Akatsuki el 5 de Septiembre de 2016.
Créditos: JAXA / ISAS / DARTS / Kevin M. Gill.

Venus está cubierto de nubes que reflejan y dispersan la luz solar, por lo que desde el espacio Venus puede parecer bastante brillante. Pero en la superficie, se pudo determinar que las rocas tienen diferentes tonos de gris, muy parecidas a las rocas de la Tierra. Esto fue posible a partir de imágenes tomadas por los módulos de aterrizaje rusos Venera que pudieron soportar la aplastante atmósfera durante unos minutos. Pero la atmósfera espesa filtra la luz del Sol para que todo se vea naranja. El Sol mismo probablemente se vería como una mancha de color claro en el cielo turbio.

La superficie de Venus capturada desde la nave espacial Venera 13 de la ex Unión Soviética, que aterrizó en Marzo de 1982.
Crédito de la imagen: NASA.

La atmósfera de Venus se compone principalmente de dióxido de carbono, con nubes de gotas de ácido sulfúrico. La atmósfera espesa atrapa el calor del Sol, lo que resulta en temperaturas superficiales superiores a los 880 grados Fahrenheit (470 grados Celsius). La atmósfera tiene muchas capas con diferentes temperaturas. En el nivel donde están las nubes, a unas 30 millas (50 km) de la superficie, la temperatura es aproximadamente la de la superficie terrestre. Ahí es donde se descubrió la fosfina.

Marte

Esta fue la primera puesta de Sol observada en color por el rover Curiosity. El color ha sido calibrado y equilibrado en blanco para eliminar los artefactos de la cámara. Mastcam ve el color de manera muy similar a como lo hace el ojo humano, aunque es un poco menos sensible al azul. El propio disco del Sol parece rosado porque todos los colores más fríos se han dispersado. Es similar a por qué el Sol en la Tierra aparece naranja o rojo cuando está cerca del horizonte.. Observe la cresta rocosa en primer plano. 
Créditos: NASA / JPL-Caltech / MSSS / Texas A&M Univ.

Los rovers y módulos de aterrizaje en la superficie de Marte han tomado varias imágenes de puestas de Sol en el Planeta Rojo. Como Marte está más lejos del Sol que la Tierra, el Sol aparece aproximadamente con dos tercios del tamaño visto desde nuestro planeta . La puesta de Sol en Marte cambia de un color marrón a un tono azulado como resultado del polvo en la atmósfera marciana que dispersa el color azul de manera más efectiva.

El módulo de aterrizaje InSight usó la Cámara de Implementación de Instrumentos (IDC), para obtener imágenes de esta puesta de Sol en Marte. Dicha cámara está ubicada en el extremo de su brazo robótico. La imagen fue tomada el 25 de Abril de 2019, el 145o día marciano, o sol, de la misión. Era, alrededor de las 6:30 pm hora local de Marte.
Créditos:
NASA / JPL-Caltech
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Plutón

El 14 de julio de 2015, la nave espacial New Horizons de la NASA miró hacia atrás y capturó esta vista cercana al atardecer. Se ven las escarpadas montañas heladas y las llanuras de hielo que se extienden hasta el horizonte de Plutón. Son visibles más de una docena de capas en la atmósfera de Plutón. La imagen fue tomada desde una distancia de 11.000 millas (18.000 kilómetros) de Plutón. La escena tiene 230 millas (380 kilómetros) de ancho. 
Créditos: NASA / JHUAPL / SwRI)
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Sí, Plutón también tiene una atmósfera, que fue destacada por la nave espacial New Horizons. Solo 15 minutos después de su máxima aproximación a Plutón el 14 de Julio de 2015, New Horizons miró hacia el Sol. Entonces capturó esta vista cercana al atardecer de las escarpadas montañas heladas y las llanuras de hielo que se extienden hasta el horizonte de Plutón. La retroiluminación resalta más de una docena de capas de neblina en la tenue pero dilatada atmósfera de Plutón. Los científicos no esperaban ver este tipo de detalles, pero la luz del Sol que atraviesa la atmósfera lo hizo posible.

Cerca de la parte posterior de Plutón, esta imagen tomada por New Horizons, muestra múltiples capas de neblina en su atmósfera principalmente de nitrógeno. 
Crédito: NASA.

Otra vista de New Horizons muestra las brumas azules del planeta enano brillando contra la negrura del espacio. Según la NASA, la foto fue procesada para parecerse mucho a los colores que una persona vería si mirara a Plutón desde ese mismo ángulo. Los científicos dicen que si estuvieras en Plutón durante el amanecer y el atardecer, probablemente verías un amanecer o un atardecer azul desde la superficie.

Una compilación de amaneceres

Para ver más vistas de puestas de Sol en otros mundos de nuestro Sistema Solar, mire este divertido video creado por Geronimo Villanueva. Él es un Científico Planetario argentino, del Goddard Space Flight Center de la NASA. Creó este «simulador de puesta de Sol» mientras construía una herramienta de modelado por computadora para una posible misión futura a Urano. Lea más sobre esto aquí.

Para obtener más vistas planetarias, Kevin Gill tiene una galería completa de crecientes planetarios.

Fuente: Universe Today.

Artículo original: «Sunrises Across the Solar System«. Nancy Atkinson. Sep 16, 2020.

Material relacionado

El caso peculiar de Mercurio: un planeta con 2 amaneceres

Mercurio no posee una atmósfera sino una exósfera, similar a lo que sucede en la Luna.

Presenta una particular relación dinámica entre el día (período de rotación entorno a su eje) y el año (tiempo empleado en completar una órbita) de Mercurio. Esto junto a la gran excentricidad de su órbita, producen efectos en el movimiento aparente del Sol visto desde la superficie del planeta. Efectos que no son observados en ningún otro planeta del Sistema Solar. La siguiente animación lo muestra.

Doble Amanecer. 3DS Max AnimationTOROYD. Dec. 20, 2010.

Para una explicación ver:

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