II. EL SOL Y SU DOMINIO

EL NUEVO MUNDO QUE SE VA A EXPLORAR

SILVIA BRAVO*

EL SOL se encuentra a 150 millones de kil�metros de la Tierra, una distancia tan grande que cabr�an en ella m�s de 10 000 Tierras. Es una estrella m�s o menos joven, de mediano tama�o y de luminosidad mediocre, que en el marco general de la poblaci�n estelar no tiene nada de especial. Sin embargo, a los habitantes de su planeta, la Tierra, su familiar imagen, su regular aparici�n sobre el horizonte nos hace sentir seguros del ma�ana y no podemos dejar de considerarlo hermoso.

El Sol, como fuente de luz y calor, fue reconocido seguramente desde tiempo muy remoto, desde que el hombre adquiri� conciencia de lo que le rodeaba. Los antiguos humanos adoraron al Sol como un dios en todas las culturas, conscientes de que sin �l la vida ser�a imposible. Pero el hombre tard� muchos siglos en darse cuenta de que el Sol hace algo m�s que enviar calor y luz a la Tierra. Hace apenas tres siglos que, gracias a los trabajos sobre la gravitaci�n realizados por Newton, la humanidad aprendi� a ver tambi�n al Sol como el origen de la fuerza que mantiene a nuestra Tierra y a muchos otros cuerpos celestes en �rbita alrededor de �l. Sin la fuerza gravitacional del Sol, la Tierra y todos los cuerpos del Sistema Solar escapar�an, perdi�ndose en los negros confines de un espacio inh�spito. As�, el Sol mantiene unidos a �l, girando armoniosamente, a un gran conjunto de cuerpos entre los que est�n los planetas y sus sat�lites, un gran n�mero de asteroides y una infinidad de cometas, que juntos constituyen el Sistema Solar.

Figura 9. Grupo de manchas solares (zonas oscuras) mostrando la granulaci�n convectiva.

Desde que Galileo apunt� su telescopio al Sol hace casi cuatrocientos a�os, �ste dej� de ser s�lo un objeto m�tico o un centro geom�trico para convertirse en un objeto f�sico digno de un estudio cient�fico. El descubrimiento de las manchas solares represent� para algunos una desilusi�n —�el Sol no es perfecto!—. Pero para otros represent� un reto a la investigaci�n. �Qu� son las manchas solares? �C�mo se producen �C�mo y por qu� evolucionan? Signific� el descubrimiento de la gran actividad en la superficie del Sol, la posibilidad de medir su alt�sima temperatura y observar su campo magn�tico. La inferencia de la existencia de un gran reactor natural de fusi�n en su n�cleo, y la b�squeda de explicaciones f�sicas coherentes para los procesos que en �l se dan, abrieron para el hombre un vast�simo campo de investigaci�n en el cual todav�a hay camino por andar.

Se sabe ya que la actividad del Sol es peri�dica, con �pocas de gran actividad seguidas por �pocas de calma en ciclos de aproximadamente once a�os. La aparici�n, desplazamiento y final desaparici�n de las manchas solares son un buen fen�meno indicativo de esta actividad. El Sol, por ser la estrella m�s cercana, representa adem�s un bot�n de muestra de los procesos que se deben estar dando en los miles de millones de estrellas que componen nuestro Universo. Y es un gran laboratorio para el desarrollo de varias de nuestras teor�as fundamentales del mundo f�sico.

Para el hombre de hace 30 a�os, el Sol era un enorme cuerpo masivo que manten�a una gran corte a su alrededor. Un gran horno nuclear lleno de actividad que prodigaba calor y luz y muchas otras formas de radiaci�n electromagn�tica. La radiaci�n electromagn�tica que emite el Sol ocupa todo el rango de frecuencias, desde los energ�ticos rayos gamma, hasta las enormes ondas de radio, pasando por el intervalo de luz visible y los rayos infrarrojos y ultravioleta. Algunas de estas radiaciones son nocivas para la vida, pero nuestra atm�sfera nos proporciona una coraza protectora que s�lo permite la llegada a la superficie de la Tierra de dos tipos de radiaciones: la radiaci�n visible (la luz), con algo de ultravioleta e infrarrojo, y cierto rango de microondas. El hombre de hace 30 a�os sab�a muy bien esto y se alegraba de vivir en la superficie y de haber pertenecido a la especie afortunada que gener� ojos para ver uno de estos dos tipos de radiaciones y ser favorecido en la selecci�n natural respecto a otras especies que quedaron en tinieblas.

Pero el hombre de hace 25 a�os ya sab�a algo m�s. Con el advenimiento de la era espacial, los sentidos del hombre pudieron orientarse hacia el espacio. Y aunque no se esperaban mayores sorpresas, la era espacial ha cambiado muy profundamente la imagen que el hombre ten�a del mundo que lo rodea cuando s�lo lo observaba desde la Tierra. As�, hace m�s de 25 a�os que el hombre pudo, gracias a sus exploradores espaciales, detectar la existencia del viento solar. Supo que el Sol, adem�s de emitir radiaci�n electromagn�tica, emite part�culas en forma continua. Un veloc�simo viento de 400 kil�metros por segundo fluye constantemente por el medio interplanetario procedente del Sol. Este viento solar no es m�s que la continua expansi�n de la corona (la parte m�s alta de la atm�sfera solar), la cual es demasiado caliente para poder ser retenida por el campo gravitacional del Sol. El viento solar, que a la altura de la Tierra tiene una densidad del orden de 10 part�culas por cent�metro c�bico, consiste principalmente de hidr�geno ionizado, esto es, protones y electrones libres de la uni�n at�mica y mezclados en lo que se conoce como un plasma. Este plasma, un trill�n de veces m�s tenue que nuestra atm�sfera, es capaz de trasmitir hacia el espacio interplanetario muchas de las caracter�sticas de la actividad solar hasta una distancia mayor que la �rbita de Plut�n. Su alcance delimita lo que se conoce como heli�sfera y su continuo fluir es responsable en gran medida del llamado clima heliosf�rico.

Una de las caracter�sticas m�s impresionantes de este viento solar es su capacidad de deformar y confinar el campo magn�tico de los planetas que lo tienen, como la Tierra, en cavidades alrededor del planeta; impidiendo su extensi�n en el medio interplanetario. Estas cavidades, llamadas magnet�sferas, no pueden ser observadas �pticamente y su descubrimiento y mapeo es posible solamente por medio de mediciones magn�ticas in situ proporcionadas por veh�culos espaciales. Estas magnet�sferas sirven a su vez de corazas protectoras del viento solar que impiden que �ste penetre hacia los planetas que las poseen, como es el caso de nuestra Tierra. J�piter, con un campo magn�tico 19 000 veces m�s intenso que el de la Tierra tiene una magnet�sfera mucho mayor. Saturno, Urano y Neptuno tienen magnet�sferas de tama�os intermedios entre la de la Tierra y la de J�piter. Al peque�o Mercurio se le ha descubierto tambi�n una magnet�sfera y �stos parecen ser los �nicos planetas que las tienen, pues son los �nicos que poseen campos magn�ticos intr�nsecos considerables. En los planetas donde no hay campo magn�tico importante, el viento solar choca directamente con la parte alta de la atm�sfera, como en el caso de Venus y posiblemente el de Marte. Y en cuerpos como los sat�lites, como la Luna, que carecen en general de atm�sfera, el viento solar golpea directamente sobre su superficie.

Figura 10. Fotograf�a del Sol en Hα mostrando su granulaci�n y una enorme protuberancia.

El plasma emitido por el Sol es tambi�n responsable de los cinturones de radiaci�n atrapada que rodean a los planetas con campos magn�ticos importantes, y que en el caso de la Tierra son dos, llamados Cinturones de Van Allen. Es tambi�n el causante de los bell�simos espect�culos conocidos como auroras, que llenan de ondulantes cortinas de luz los cielos de las regiones cercanas a los polos. Y es el viento solar tambi�n el que define la orientaci�n de las colas que los cometas adquieren al pasar cerca del Sol, las cuales se orientan radialmente hacia afuera a lo largo de su �rbita.

Pero no s�lo sabemos m�s del Sol ahora que hemos entrado en la era espacial. Nuestro conocimiento de los planetas mismos tambi�n se ha beneficiado con las t�cnicas que han sido desarrolladas en los �ltimos 30 a�os. Hace m�s de 400 a�os, Cop�rnico hab�a ya reconocido al Sol como centro de nuestro sistema y ordenado alrededor de �l a los seis planetas m�s cercanos Mercurio, Venus, Tierra, Marte, J�piter y Saturno, los cuales son observables a simple vista. Urano, Neptuno y Plut�n debieron esperar al telescopio para poder ingresar legalmente a la familia. La Luna, reconocida ya como sat�lite de la Tierra, fue observada por Galileo a trav�s de un lente hace casi cuatrocientos a�os, descubriendo grandes irregularidades en su superficie, algunas de las cuales se llamaron "mares" por considerarlas cuencas llenas de agua. La Luna fue el primer cuerpo exterior al que se envi� un veh�culo espacial y el �nico hasta ahora fuera de la Tierra donde el hombre ha dejado su huella.

Ahora sabemos que nuestro sat�lite es un mundo desolado, sin aire ni agua y aparentemente sin ning�n tipo ya de actividad interior. Sus "mares" son s�lo cuencas vac�as y su superficie, marcada por hondos cr�teres y altas y agudas monta�as, cubierta totalmente de arena, nos muestra un mundo inh�spito donde no pueden existir ni las formas m�s simples de vida. Con un campo gravitatorio de alrededor de un sexto del de la Tierra, ha perdido su atm�sfera y con ello su capacidad de almacenar calor y mantener una temperatura relativamente constante. Debido a esto, la superficie de la Luna se encuentra por encima del punto de ebullici�n del agua durante el d�a y su temperatura desciende a 140°C bajo cero durante la noche.

El an�lisis de las rocas lunares, tra�das por los astronautas que han pisado su suelo, revela una composici�n qu�mica y una historia geol�gica muy diferente a la de la Tierra; por lo que ya no se cree en la posibilidad de que alguna vez haya sido parte de nuestro planeta, como se pens�.

Pero aunque la huella del hombre s�lo se ha estampado en la Luna, sus veh�culos exploradores han visitado ya casi todos los planetas.

Mercurio, por su diminuto tama�o y su cercan�a al Sol, ha sido muy dif�cil de observar telesc�picamente en detalle. Pero cuando el veh�culo espacial Explorador X se acerc� a �l y envi� im�genes de su superficie, se encontr� un mundo muy semejante a la Luna. Seco y sin atm�sfera, con cr�teres y mares, con temperaturas de casi 400°C del lado d�a y cercanas a -200°C del lado noche, Mercurio es a�n m�s inh�spito que nuestro sat�lite. Siendo su periodo de rotaci�n dos terceras partes de su periodo de traslaci�n alrededor del Sol, el d�a mercuriano resulta ser m�s largo que su a�o y como su eje es pr�cticamente perpendicular a la el�ptica, las estaciones en Mercurio se alternan por longitudes y no por latitudes como en la Tierra.

Figura 11. Un astronauta con su equipo de exploraci�n sobre la superficie de la Luna.

Venus, la estrella de la ma�ana que Galileo descubri� que era un cuerpo opaco que s�lo refleja la luz del Sol, es, a pesar de su bello aspecto, lo m�s parecido a un infierno. Con una atm�sfera de bi�xido de carbono sumamente densa, con lluvias corrosivas de �cido sulf�rico y tan caliente que el hierro en la superficie est� fundido, no s�lo impide cualquier tipo de actividad org�nica sino que ha estropeado muy r�pidamente el funcionamiento de los veh�culos espaciales que se han logrado posar en su superficie. S�lo los Venera rusos han logrado permanecer activos durante un corto periodo, soportando una presi�n noventa veces mayor que la de la Tierra y nos han dado a conocer las terribles condiciones ambientales de este planeta que alguna vez fue considerado el gemelo de la Tierra. Sondeos realizados por medio de radar han revelado la presencia de abruptas cordilleras y hondos barrancos y han mostrado que Venus gira alrededor de su eje una vez cada 245 d�as y en sentido contrario al de la Tierra.

Marte, el peque�o planeta rojo, cuyos canales han hecho desbordar la imaginaci�n de los autores de ciencia ficci�n y han agitado el inter�s de los cient�ficos, es ahora un mundo bastante conocido. Las misiones espaciales Mariner y Vikingo nos han mostrado un mundo muy distinto a lo que suger�an las observaciones telesc�picas, aunque con parajes sorprendentemente similares a algunos desiertos de nuestro planeta. Marte es un planeta �rido y fr�o con casquetes de hielo carb�nico, sin agua en su superficie ni ox�geno en su ligera atm�sfera y poseedor de la monta�a m�s alta que conoce el hombre, con m�s de tres veces la altura del monte Everest. Su suelo rojizo, lleno de arenas y pedruscos se ve azotado por veloces vientos que levantan grandes tormentas de polvo que pueden durar varios meses. Ahora seco y aparentemente est�ril se especula que tal vez en el pasado pudo haber tenido condiciones adecuadas para mantener la vida y se plantean posibilidades de volver a convertirlo en un mundo f�rtil.

Mercurio, Venus, la Tierra y Marte constituyen los planetas terrestres, peque�os y de superficies s�lidas, que son los que se encuentran m�s cercanos al Sol. M�s all� se encuentran los gigantes gaseosos, J�piter, Saturno, Urano y Neptuno, animados de r�pidos movimientos de rotaci�n y cuyas atm�sferas est�n constituidas principalmente de hidr�geno y helio —aunque es posible que posean n�cleos s�lidos— de tipo terrestre. Las misiones espaciales del hombre, Pioneer y Voyager, tambi�n nos han ayudado a conocer mejor a estos enormes y lejanos parientes.

Figura 12. Fotograf�a de J�piter mostrando la gran mancha roja de su atm�sfera.

J�piter, el hermoso gigante de nuestro Sistema Solar, que concentra m�s del 70% de la masa planetaria, ha proporcionado las fotograf�as m�s bellas que han resultado de las misiones espaciales. Es el �nico planeta que tiene una cierta emisi�n de luz propia, semejante a una estrella, y posee una superficie turbulenta y agitada, arrastrada por un movimiento de rotaci�n sumamente r�pido que hace que un d�a en J�piter dure menos de 10 horas. El gran gigante anaranjado presenta tempestades violent�simas y perturbaciones electromagn�ticas intensas que descargan en forma de rel�mpagos, y su conocida mancha roja, en el hemisferio sur, no es m�s que un virulento torbellino cuyo origen a�n se desconoce.

Los sat�lites de J�piter, visibles casi todos ellos a trav�s del telescopio, revelaron grandes sorpresas cuando fueron observados de cerca por los exploradores espaciales. Io, su sat�lite m�s cercano, posee una intensa actividad volc�nica que lanza bocanadas de gases sulfurosos a grandes distancias. Europa y Calisto, otros dos de los grandes sat�lites de J�piter, est�n dando ahora mucho tema de estudio a los ge�logos planetarios por sus interesantes configuraciones superficiales. J�piter tiene adem�s otras lunas peque�as, como Amaltea, que hacen un total de por lo menos 14, y un anillo tenue, como el de Saturno, que no es visible desde la Tierra.

Saturno, el planeta de los anillos, tambi�n nos ha sido acercado por los ojos de los veh�culos espaciales. El bello espect�culo que este planeta ofrece a trav�s de un telescopio, es a�n superado por una visi�n cercana que nos muestra la estructura de sus anillos extensos y planos, compuestos de infinidad de rocas de hielo. Saturno, un gigante menos grande que J�piter, parece tener una atm�sfera menos turbulenta y es de una densidad tan baja que si se pudiera colocar en un gran estanque todo �l flotar�a. Tiene por lo menos 10 sat�lites; el mayor, Tit�n, es el �nico sat�lite del Sistema Solar que posee una atm�sfera. �sta est� constituida principalmente de nitr�geno, como la nuestra, y ha proporcionado tema para especulaciones sobre sus posibilidades de generar vida en el futuro.

Urano, un apacible gigante verdoso, poseedor de 11 sat�lites y unos hermosos aunque tenues anillos, ha resultado una sorpresa al descubrirse que su eje de rotaci�n est� casi acostado sobre el plano de su �rbita; La reciente visita del Voyager 2, en enero de 1986, mostr� que Urano tiene tambi�n un campo magn�tico y un anillo semejante a los anillos de Van Allen de la Tierra. Sin embargo, la inclinaci�n tan grande entre su eje magn�tico y su eje de rotaci�n ha resultado una sorpresa y un misterio que a�n no ha podido resolverse. La variedad de caracter�sticas superficiales que se observaron en sus sat�lites muestran historias geol�gicas muy diversas e interesantes.

M�s all�, Neptuno, el gigante gaseoso m�s lejano, es un mundo muy similar a Urano, al cual se le conocen dos sat�lites y parece tambi�n tener anillos. Y finalmente, Plut�n, el extra�o de la familia, es un peque�o planeta de tipo terrestre que se cree que fue un sat�lite de Neptuno. Fr�o y sin atm�sfera se encuentra a su vez acompa�ado por un peque�o sat�lite y es poco a�n lo que sabemos de �l.

Es indudable que ahora, el hombre conoce mucho mejor el espacio en el que habita. Sabe que su Sol es s�lo una de las miles de millones de estrellas de una galaxia entre las miles de millones de galaxias que pueblan nuestro Universo. Y en b�squeda del conocimiento de su entorno, ha recurrido a su ciencia y a su capacidad t�cnica, a su valor y pericia, y ha echado mano de todo tipo de posibilidades observacionales por medio de telescopios �pticos, radiotelescopios, laboratorios espaciales, y aun detectores de radiaci�n c�smica, para explorar y comprender mejor la parte del Universo donde le toc� nacer.

Desde los tiempos de la adoraci�n primitiva hasta la �poca de los ojos electr�nicos de los viajeros espaciales, mucho hemos aprendido ya del Sol y su dominio. El enorme �mbito de la familia planetaria del Sol nos es ahora un paisaje familiar y el vasto Universo que se encuentra m�s all� ya no se nos antoja inaccesible. Lo que alguna vez perteneci� a la ciencia ficci�n no s�lo nos parece ahora posible, sino que nos resulta familiar. Y alg�n d�a tal vez no muy lejano, la casa del hombre se extender� hacia un espacio que sentimos que ya nos pertenece. Pero podemos estar seguros de que a pesar de nuestro esp�ritu aventurero, a�n durante muchas generaciones m�s, este hermoso planeta azul seguir� siendo "nuestro hogar en el espacio".