Extraño gradiente de temperatura en Mimas

30 de marzo de 2010

Se ha elaborado un nuevo mapa de la superficie de la luna de Saturno, Mimas, gracias a los datos capturados por el espectrómetro de infrarrojos térmico CIRS, de la Cassini. Estas nuevas tomas fueron obtenidas en el sobrevuelo del pasado 13 de febrero. Estos nuevos datos han resultado desconcertantes para los científicos encargados de la misión, tal y como ha confirmado John Spencer, un miembro de este equipo. En el siguiente mapa se ilustra un patrón inesperado y extraño de las temperaturas diurnas de Mimas.
La imagen superior izquierda muestra la distribución esperada de las temperaturas sobre la superficie de la luna. El símbolo del Sol blanco muestra el punto sobre el que se encuentra nuestra estrella. Estos datos han sido tomados en el mediodía de Mimas, cuando el Sol se encontraba casi sobre el ecuador. Tal y como ocurre en la Tierra, se preveía que las temperaturas más altas se produjeran después del mediodía, hacia la tarde. Pero en la imagen superior derecha podemos ver el patrón observado realmente por Cassini, un patrón completamente diferente a lo esperado. Se ha encontrado que  un lado de Mimas, el izquierdo, se encuentra más caliente que el lado dercho de la luna, con una frontera con forma de "V" que separa las dos zonas. La parte caliente tiene una temperatura de unos 92 grados kelvin, mientras que las temperaturas en la zona fría se sitúan cerca de los 77 grados kelvin. En la zona inferior de la imagen podéis ver la comparación del mapa de temperaturas de Mimas con una fotografía tomada en el visible.


CIRS es un sensor de infrarrojos que puede detectar la emisión térmica de la mayoría de las superficies del sistema de Saturno (aunque algunas de las superficies son tan frías que la emisión térmica ocurre a longitudes de onda más largas que CIRS no puede "ver").
La temperatura es una forma de estudiar la superficie superior de una luna helada. Todos estos satélites giran, por lo que tienen días y noches, al igual que la Tierra. Vamos a enumerar alguna de las características extrañas que se han encontrado en la distribución de temperaturas de Mimas.
-La región que se esperaba más cálida es en realidad la más fría.
-Las áreas que se esperaban más frías, son las más cálidas.
-La frontera entre estas dos regiones tiene una frontera muy notable en términos de la física, es decir, el gradiente de temperaturas entre la región fría y cálida es muy fuerte.
-No hay diferencia evidente entre la región CIRS caliente y la región fría en los datos fotográficos visuales.
En un principio puede parecer que el cráter Herschel se encuentra en el centro de la zona fría y que por ello el impacto que lo produjo puede estar relacionado con esta distribución de temperaturas. Pero un segundo análisis de los datos mostró que Herschel no se encontraba en el medio de la zona fría. Segín indica John Spencer, el área fría parece centrada en el hemisferio de avance, es decir que se encuentra a una longitud de 90º. En cambio, Herschel, se desplaza hacia el oeste a una longitud de 120º. Pero con los datos actuales, es difícil calcular dónde está el centro de la zona fría.
En cuanto a los motivos de esta distribución de temperaturas, John Spencer, apunta a que la causa puede deberse a una inercia térmica. La inercia térmica es la propiedad física que mide la rapidez con la que una sustancia se calienta o se enfría. Por ejemplo, el agua líquida y sólida, y una roca, tienen una alta inercia térmica. Sin embargo, el polvo marciano posee una menor inercia térmica.
Los primeros datos de Cassini ya apuntaron a que las lunas de Saturno, en general, tienen una inercia térmica mucho más baja que la del gigante gaseoso.
Pero otros científicos de la NASA creen que este fenómeno se debe no a la inercia térmica, sino a la conductividad térmica. Según esta hipótesis, la parte fría debe esta temperatura a que los materiales de esta superficie no tienen una mayor conductividad térmica, por lo que el Sol absorve la energía en el subsuelo en lugar de calentar la superficie.
Sin embargo, si se trata de la inercia térmica o de la conductividad térmica, no está del todo claro por qué existe este espacio tan grande en el hemisferio de avance de Mimas, donde las propiedades son tan diferentes del resto de la luna.
Para avanzar en las causas de estas diferencias térmicas, los científicos están comparando los mapas de temperaturas con los mapas de colores de las lunas de Saturno. Paul Schenk elaboró unos mapas en los que descubrió unos patrones interesantes. Muchas de las lunas poseían colores rojizos en los hemisferios de cola. Y dos de ellas, Mimas y Tetis,poseían una franja de color azul en el hemisferio de avance. En el caso de Mimas,tal y como se puede ver en la ilustración superior derecha, la región azul tiene forma de lente, y es muy similar a la región de bajas temperaturas en el mapa CIRS.
Los datos utilizados para crear estas imágenes proceden de las medidas tomadas por la Cassini en el infrarrojo, en el verde y con filtros ultravioletas, por lo que cubren una amplia región del espectro electromagnético que el ojo humano no puede ver. En cada mapa, el hemisferio de cola está a la izquierda, el punto anti-Saturno está en el centro, y el hemisferio de avance es el de la derecha.
John Spencer piensa que esta correlación es sugerente, pero no está convencido de la relación entre los colores y los datos térmicos. En cambio, Paul Schenk sí cree que existe una relación. Para tratar de resolver definitivamente este dilema, los científicos han recopilado datos más antiguos de Mimas , y así intentar confirmar o de desmentir esta relación entre color de los mapas de Schenk y la temperatura. Para ello también se está tratando de ver si en un próximo sobrevuelo de la Cassini pueden obtener más datos, del gradiente térmico de Mimas.
Estos nuevos descubrimientos de Cassini confirman una vez más el éxito de la misión.

Más información en el enlace.

Comparte esta entrada

votar