Lo que sea que los astrónomos vislumbraron durante una breve observación de Venus en 2010 no debería haber estado allí. Durante una observación fortuita de 36 minutos en una noche excepcionalmente despejada, un instrumento experimental registró algo en la atmósfera del planeta que nunca antes se había visto.
Vastos anillos concéntricos rodeaban gran parte del lado diurno del planeta, completamente invisibles excepto cuando se veían bajo luz polarizada, como si Venus estuviera sonando como una campana.
Los investigadores dedicaron los siguientes años a intentar demostrar que la observación era errónea… pero la señal persistió en todas las pruebas realizadas. Ahora, han publicado sus hallazgos con la esperanza de que otros investigadores también busquen respuestas.
“Resulta bastante frustrante tener observaciones potencialmente únicas que no se pueden confirmar”, declaró a ScienceAlert Gourav Mahapatra, físico atmosférico de la Universidad de Delft en los Países Bajos y primer autor del artículo.
Finalmente, llegamos a la conclusión de que el enfoque científico correcto no era esperar a poder demostrar la interpretación a partir de un conjunto de datos irrepetible, sino publicar exactamente lo que teníamos, explicar las limitaciones con claridad, demostrar que la interpretación atmosférica es físicamente plausible y permitir que la comunidad científica la pusiera a prueba. Las extrañas observaciones se realizaron utilizando un instrumento experimental llamado Polarímetro Extremo (ExPo), diseñado por el astrofísico experimental Michiel Rodenhuis durante su doctorado en el Instituto Astronómico de Utrecht e instalado en el Telescopio William Herschel en las Islas Canarias.
A diferencia de una cámara convencional, ExPo registraba luz polarizada linealmente, suprimiendo la luz ordinaria no polarizada. Dado que la luz se polariza linealmente al dispersarse a través de gases y polvo, el instrumento podía revelar sutiles características atmosféricas que de otro modo permanecerían ocultas.
Una noche de 2010, mientras esperaba a que oscureciera lo suficiente para realizar sus observaciones, Rodenhuis notó que Venus brillaba intensamente en el crepúsculo. Tras una breve conversación con su colega Daphne Stam, del Observatorio de Leiden, Rodenhuis dirigió el instrumento hacia el planeta y registró 36 valiosos minutos de observaciones. No fue hasta meses después, mucho después de que el instrumento hubiera sido desmantelado y sus componentes utilizados para otros fines, que los investigadores detectaron algo extraño en los datos de Venus.
“Las primeras impresiones fueron que se debían a un efecto instrumental, especialmente porque los anillos parecen ser concéntricos alrededor del área más brillante del planeta: podrían deberse a un proceso de digitalización en el detector o a algún tipo de distorsión de la señal”, explicó Mahapatra.
Los investigadores hicieron un primer intento por comprender la señal. Si bien no pudieron explicarla como un artefacto instrumental, consideraron que la evidencia era demasiado limitada para respaldar una interpretación física fiable.
Para cuando Mahapatra llegó en 2017 para realizar su doctorado, dos cosas habían cambiado. Stam había formulado una hipótesis de trabajo sobre la naturaleza de los anillos; y la sonda japonesa Akatsuki había observado una onda de polo a polo en la atmósfera venusina, lo que demostraba que el planeta era capaz de generar ondas atmosféricas a escala planetaria.
Mahapatra se propuso poner a prueba la idea mediante simulaciones por ordenador, preguntándose si las sutiles variaciones en la densidad de la atmósfera superior de Venus, causadas por las ondas gravitatorias atmosféricas, podrían producir la misteriosa señal. Y consiguió un hit.
El equipo descubrió que variaciones de densidad realistas de entre el 5 y el 10% podrían producir anillos de polarización similares a los observados en las observaciones de 2010. Dado que el resultado se basa únicamente en una observación que aún no se ha replicado, es demasiado pronto para afirmar que los anillos realmente existen; pero, de existir, abrirían una nueva ventana a Venus.
“Si se confirman, creo que el resultado más importante sería la evidencia de que la actividad ondulatoria a gran escala puede producir estructuras de densidad coherentes en enormes regiones de la atmósfera superior de Venus”, dijo Mahapatra.
“Eso es fascinante porque estas ondas transportan energía por todo el planeta. Dichos procesos podrían ser cruciales para comprender uno de los misterios más antiguos de Venus: la superrotación atmosférica, donde las nubes circulan alrededor del planeta mucho más rápido que la rotación del planeta sólido”.
Las ondas atmosféricas no son nada inusual. Al igual que las ondas que se extienden por un estanque, las perturbaciones pueden viajar a través de la atmósfera de un planeta, comprimiendo y expandiendo el gas a su paso.
En la Tierra, a veces se puede observar el efecto de las ondas gravitatorias en las nubes. En Venus, pueden extenderse a lo largo de miles de kilómetros, transportando energía e impulso entre las diferentes capas de la atmósfera.
Los científicos sospechan que desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la extraña superrotación del planeta, en la que vientos huracanados azotan todo el planeta en tan solo cuatro días terrestres, a pesar de que Venus tarda 243 días terrestres en completar una sola rotación. Los anillos descritos por Mahapatra y sus colegas no son las ondas en sí mismas, sino la huella de polarización que dejan los pequeños cambios en la densidad a medida que las ondas se propagan a través de la densa atmósfera de Venus.
“Consideramos que nuestras observaciones no son evidencia de un tipo de física atmosférica completamente desconocida, sino potencialmente una nueva forma de observar la dinámica atmosférica de la que ya tenemos indicios prometedores gracias a las mediciones de las naves espaciales”, dijo Mahapatra.
“De hecho, si bien Venus tiene una atmósfera muy diferente a la de la Tierra —mucho más densa, más caliente, con una composición distinta y nubes de ácido sulfúrico—, una mejor comprensión de Venus también ayuda a comprender mejor la Tierra, porque los procesos físicos subyacentes son los mismos”.
“Venus ayuda a poner a prueba y a mejorar nuestro conocimiento fundamental sobre las atmósferas, incluida la de la Tierra”.
Aún se desconoce qué desencadena exactamente estas ondas. Según los modelos del equipo, parecen surgir poco después del mediodía local, lo que sugiere que podrían estar relacionadas con la forma en que la atmósfera de Venus responde al calentamiento solar a medida que la energía se transporta a través de sus densas capas de nubes.
Sin embargo, eso podría requerir análisis futuros. Por ahora, la atención se centra en determinar si la señal era real.
Aunque la Expo ya pasó, demostró que tal observación es posible con la tecnología actual. El siguiente paso es simplemente apuntar una nueva generación de polarímetros hacia Venus.
“Con un telescopio en la Tierra, estos anillos pueden observarse en principio: desde 2010, se han instalado nuevos polarímetros en telescopios, también instrumentos que quizás desconocíamos porque son experimentales, como lo fue la ExPo”, dijo Mahapatra.
“¡Esperamos que nuestro artículo inspire a otros a observar Venus y a buscar y capturar estos anillos en nuevas observaciones!”
La investigación puede leerse en The Planetary Science Journal.
Fuente: Science Alert.