Los astrónomos han hallado pruebas directas de la presencia de oxígeno atómico flotando sobre las nubes tóxicas de nuestro “malvado” planeta vecino, desvelando un aspecto hasta ahora desconocido de la atmósfera venusiana.
En nuestro sistema solar encontramos dos planetas sorprendentemente similares: la Tierra y Venus. Probablemente, comparten la misma edad, tienen dimensiones similares y es muy probable que se formaran a partir de los mismos componentes básicos. A pesar de ello, estos cuerpos celestes presentan diferencias significativas.
La Tierra, por ejemplo, tiene un cielo azul brillante y una atmósfera rica en oxígeno. Al mismo tiempo, Venus está rodeado por una densa nube de dióxido de carbono, nitrógeno y diversos gases traza. Pero el oxígeno también puede encontrarse en la embriagadora atmósfera de nuestra “malvada” hermana gemela, según demuestran ahora los investigadores.
Oxígeno atómico en Venus
Para que quede claro: se trata de una forma de oxígeno distinta de la que encontramos en la Tierra. En el caso de Venus, se trata de oxígeno atómico. “El oxígeno atómico está formado por un solo átomo de oxígeno”, explica el investigador Heinz-Wilhelm Hübers. “Así que es algo diferente del oxígeno molecular, que consta de dos átomos de oxígeno y que necesitamos para respirar”.
Los investigadores localizaron este oxígeno atómico utilizando el espectrómetro de terahercios upGREAT a bordo de SOFIA (ver recuadro). Tras analizar los datos recogidos, descubrieron claros indicios de oxígeno atómico tanto en el lado diurno como en el nocturno del planeta.
Más información sobre SOFIA
SOFIA son las siglas de Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (Observatorio Estratosférico para la Astronomía Infrarroja). Se trata de un observatorio a bordo de un avión Boeing 747SP modificado que se utiliza para observaciones astronómicas en el rango infrarrojo. SOFIA se eleva a la estratosfera, donde se sitúa por encima de gran parte del vapor de agua de la atmósfera terrestre, lo que le proporciona una visión más clara del universo.
El descubrimiento es extraordinario. “Hasta ahora no se había observado oxígeno atómico en el lado diurno de Venus”, afirma Hübers. “Sin embargo, según los modelos, debería existir y generarse bajo la influencia de la radiación solar. Nuestras mediciones confirman esta predicción”. Además, los resultados muestran que la concentración de oxígeno atómico disminuye a medida que se reduce la radiación solar. Los vientos diurnos transportan el oxígeno atómico hacia el lado nocturno, donde se acumula localmente.
Esto significa que el oxígeno atómico puede encontrarse tanto en el lado diurno como en el nocturno de Venus. Y esto se ha medido directamente por primera vez. Aunque sabemos que el oxígeno atómico desempeña un papel crucial en la fotoquímica y el equilibrio energético de la atmósfera de Venus, hasta ahora, como se ha mencionado, no se había observado directamente en el lado diurno de Venus. Las observaciones anteriores en el lado nocturno se limitaban a estudiar el débil resplandor del aire de Venus, una sutil radiación de luz a través de la atmósfera del planeta.
¿Cómo se forma?
¿Cómo ve realmente la luz del día el oxígeno atómico de Venus? Esta forma de oxígeno se produce en la cara diurna de Venus mediante la descomposición del dióxido de carbono (CO₂) y el monóxido de carbono (CO) y, a continuación, se transporta a la cara nocturna. “El oxígeno atómico se forma por fotólisis”, explica Hübers cuando se le pregunta. “La radiación solar descompone las moléculas de CO₂, y el oxígeno de estas moléculas de CO₂ se libera como oxígeno atómico (esto también ocurre en mucha menor medida con el CO)”. El equipo examinó 17 puntos a ambos lados del planeta y comprobó que se detectaba oxígeno en todas las localizaciones, con las concentraciones más altas a unos 100 kilómetros por encima de la superficie.
Que se acumule aquí no es sorprendente en sí mismo. En la atmósfera de Venus prevalecen dos fuertes movimientos de aire: por debajo de una altitud de 70 kilómetros, soplan vientos huracanados en dirección contraria a la rotación de Venus, mientras que por encima de una altitud de 120 kilómetros, se mueven potentes vientos en el sentido de la rotación. Entre estas corrientes atmosféricas en conflicto se encuentra la capa de oxígeno atómico. La temperatura del oxígeno atómico oscila entre unos -120 grados Celsius en el lado diurno y -160 grados Celsius en el lado nocturno. Su concentración es unas 10 veces inferior a la de la atmósfera terrestre.
Una mejor comprensión
La detección de oxígeno atómico en la turbulenta atmósfera venusiana supone un gran paso adelante. “Nuestras mediciones contribuyen a una comprensión más profunda de la fotoquímica de la atmósfera venusina”, explica Hübers. “Además, demuestran que el oxígeno atómico puede servir como trazador de los movimientos del viento a una altitud de unos 100 kilómetros. Asimismo, gracias a nuestras mediciones, los modelos existentes pueden confirmarse y perfeccionarse”.
Al mismo tiempo, el estudio también amplía nuestros conocimientos sobre nuestro aún enigmático planeta vecino. “Por ejemplo, ahora comprendemos mejor cuánto oxígeno atómico se produce en la cara diurna de Venus y cómo está relacionado con la radiación del Sol que incide sobre Venus”, explica Hübers. “Así que, poco a poco, estamos empezando a saber más y más sobre Venus, que todavía está menos estudiado que nuestro otro vecino más cercano, Marte”.
En última instancia, los investigadores esperan averiguar cómo es que Venus y la Tierra, a pesar de sus grandes similitudes, tomaron caminos tan distintos y son tan diferentes hoy en día. Aunque no sabemos exactamente cómo Venus y la Tierra tomaron caminos tan divergentes, la investigación sobre nuestro planeta vecino puede darnos alguna pista. ¿Tenía Venus el mismo rumbo que la Tierra y se equivocó de camino? ¿O fue el gemelo malvado de nuestro planeta desde el principio?
Más información sobre Venus
Venus se parece a la Tierra en muchos aspectos. Aunque el planeta tiene aproximadamente el mismo tamaño, estructura, masa y densidad, como se ha mencionado anteriormente, las similitudes terminan ahí. Venus sufre un efecto invernadero extremadamente intenso: su espesa atmósfera atrapa todo el calor y las temperaturas de su superficie alcanzan los 465 grados centígrados. Además, el planeta está rodeado de nubes empapadas de ácido sulfúrico cáustico. Sin embargo, los expertos creen que esto no siempre ha sido así. Muchos científicos sospechan que Venus fue originalmente más parecido a la Tierra y que incluso pudo albergar agua. Si esto es cierto, surge la gran pregunta de qué hizo que el planeta tomara un camino tan diferente en algún momento y hoy difiera tanto de la Tierra.
Comprender la atmósfera de Venus puede ayudarnos a dar sentido a los contrastes con la Tierra. Y un método para lograrlo es seguir las huellas del oxígeno. “Los niveles de oxígeno atómico en la atmósfera terrestre difieren mucho de los de Venus”, explica Hübers. “Esto se debe a que en la Tierra el oxígeno atómico se produce por la descomposición del oxígeno molecular, que es esencial para la vida. El estudio del oxígeno atómico puede, por tanto, contribuir a una comprensión más profunda de la historia de ambas atmósferas”.
Además, también hay esperanzas puestas en varias misiones espaciales a Venus. En los últimos años, pocas sondas espaciales se han dirigido hacia Venus. Pero, afortunadamente, eso cambiará pronto. No solo vuelve la NASA (la agencia estadounidense va a enviar nada menos que dos sondas espaciales a nuestro vecino más cercano), sino que la Agencia Espacial Europea también va a invitar a nuestra “hermana” a una visita. Prometen ser misiones apasionantes e interesantes, que acabarán por crear una imagen global de nuestro planeta hermano y caracterizarlo de abajo arriba. Y como resultado, es muy probable que aprendamos mucho más sobre el todavía enigmático planeta Venus.