La luz brillante en Marte

El pasado 7 de abril empezó a circular en la red y en diversos medios de comunicación, una fotografía que había sido tomada el 3 de abril por una de las cámaras de navegación del vehículo explorador Curiosity. La imagen, con código de identificación PIA18077, fue tomada en una zona llamada Kimberley, y mostraba un singular punto brillante en lo alto de una loma. Además, si la imagen era aumentada, el punto brillante adquiría la apariencia de un foco de luz blanca siendo emitida desde el suelo, dando así lugar a un gran número de especulaciones.

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Imagen 1. Imagen PIA18077 con ampliación, tomada en Marte el 3 de abril de 2014 a las 10:00:03 UTC (Tiempo Universal Coordinado) por la cámara de navegación derecha-B (NAV_RIGHT_B) a bordo del vehículo explorador Curiosity. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Los primeros en hacerse eco de esta curiosa fotografía fueron algunos sitios web y foros de índole ufológico en los que el aparente haz de luz blanca fue gratuitamente calificado de ‘artificial’ y asociado a un origen inteligente. A la vez, también empezaron a surgir en las redes sociales intentos para proporcionar explicaciones más razonables, como que la luz brillante en cuestión podría haberse debido al paso de la luz solar a través de algún tipo de gas que hubiera escapado del subsuelo marciano o que tal vez fuera producto del impacto de algún meteorito de pequeñas dimensiones. La imagen en cuestión ha creado bastante desconcierto; mucha gente me ha preguntado acerca de ella y se ha sugerido incluso (y me lo han sugerido personalmente) que las agencias espaciales no deberían “callar” ante estos fenómenos. Desde el ámbito profesional creo que no debemos soslayar la inquietud que puede llegar a causar este tipo de fenómenos en ciertos sectores de la sociedad y considero que, reconociendo que hay unas pocas personas interesadas en atribuir de forma intencionada orígenes espurios a este tipo de fenómenos y que hay algunas otras con gran propensión a creérselos, también es cierto que la inquietud o curiosidad que pueden generar en muchas personas son perfectamente legítimas. La realidad es que el fenómeno luminoso que aparece en la fotografía PIA18077 no es para nada atípico. Tal como apuntó Justin Maki, responsable del equipo que construyó y que opera las cámaras de navegación del Curiosity, en un comunicado desde el Laboratorio de Propulsión a Chorro de Pasadena, de las miles de imágenes que Curiosity ha enviado a la Tierra, se aprecian puntos o manchas brillantes en ellas prácticamente cada semana. Además, resulta que el fenómeno goza de posibles explicaciones más que razonables.

El vehículo explorador Curiosity posee dos pares de cámaras de navegación llamadas Navcams. Cada par está montado a un lado del mástil del vehículo (derecho o izquierdo) y cada cámara de cada lado está conectada por buses distintos (A y B) al módulo que alberga a la computadora de a bordo, de aquí que la nomenclatura de las cámaras sea NAV_RIGHT_B o NAV_LEFT_B, etc. Las Navcams son cámaras en blanco y negro con un campo de visión de 45 grados y que operan en el rango visible del espectro. Se utilizan para obtener imágenes panorámicas y en tres dimensiones para ayudar principalmente en la planificación de los desplazamientos del vehículo y para ayudar a otros sistemas de cámaras en la evitación de obstáculos en el terreno.

Imagen 2. Lugar donde están instaladas las cámaras de navegación (Navcams) en el vehículo explorador Curiosity. Crédito: NASA/JPL.

En ocasiones, estas cámaras pueden registrar destellos que son producto del reflejo de la luz solar en una roca, de luz solar que llega al sensor de la cámara a través de algún orificio de ventilación en la cubierta que la recubre o del impacto de una partícula de alta energía de origen cósmico en el sensor de la cámara. De hecho, una mínima investigación rigurosa y honesta por parte de los que atribuyeron la luz en cuestión a un origen ‘inteligente’ les habría llevado a comprobar que en el mismo segundo en el que la cámara NAV_RIGHT_B tomó la famosa foto, la cámara NAV_LEFT_B también tomaba una foto de la misma región; sin embargo, la imagen tomada por NAV_LEFT_B no mostraba ningún punto o haz de luz brillante (imagen 3). Las imágenes del Curiosity son públicas y se pueden ver en http://mars.jpl.nasa.gov/msl/multimedia/raw/.

Imagen 3. Imagen tomada en Marte el 3 de abril de 2014 a las 10:00:03 UTC (Tiempo Universal Coordinado) por la cámara de navegación izquierda-B (NAV_LEFT_B) a bordo del vehículo explorador Curiosity. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

Curiosamente, la tarde del día anterior, una imagen tomada por la cámara NAV_RIGHT_B también mostraba una mancha brillante en un emplazamiento distinto mientras que esa mancha tampoco aparecía en la imagen tomada por NAV_LEFT_B de la misma región en el mismo segundo. En las dos fotos de los dos días, la mancha blanca era registrada por la misma cámara, situándose ambas prácticamente al mismo nivel del suelo en el horizonte, con el Sol encontrándose en la misma dirección y ya bajo en el cielo en ambas ocasiones. Estos hechos han llevado a que, también en palabras de Justin Maki, el equipo científico del Curiosity vaya a examinar la posibilidad de que las manchas brillantes pudieran ser resultado de que llegara luz solar directamente al sensor que registra la imagen (CCD, o dispositivo de carga acoplada) en la cámara NAV_RIGHT_B a través de un orificio de ventilación que hay en la cubierta que protege y recubre a las cámaras, algo que, precisamente, ya ha sucedido en otras ocasiones en otras cámaras a bordo del Curiosity y en otros vehículos exploradores en Marte.

El sensor que registra la imagen en la cámara, o CCD, es realmente un dispositivo basado en el efecto fotoeléctrico. Posee pequeñas células fotoeléctricas que convierten la luz que reciben en corriente eléctrica. El número de electrones que se producen en esta corriente es proporcional a la cantidad de luz que incide en el sensor, de forma que una exposición puede llegar a resultar en una sobreproducción de electrones que acaban derramándose en otros píxeles adyacentes, formando así lo que se denomina un sangrado de píxeles. En las cámaras de navegación del Curiosity, este sangrado se da en la dirección horizontal de la imagen (imagen 4) mientras que la foto PIA18077 muestra una mancha blanca que, al aumentarla, se observa que se extiende en la dirección vertical, lo que constituye un hecho que descarta un tanto la posibilidad de que fuera producto de una sobrexposición a una fuente brillante.

Imagen 4. Detalle del sangrado de píxeles consecuencia del reflejo de la luz solar sobre una superficie situada entre la antena UHF y el generador termoeléctrico de radioisótopos del Curiosity. Se observa que el sangrado se da en la dirección horizontal. Imagen tomada en Marte el 7 de abril de 2014 por la cámara NAV_RIGHT_B a bordo del vehículo explorador Curiosity. Crédito: NASA/JPL-Caltech.

La otra explicación más probable para la luz brillante en PIA18077 es que el CCD de NAV_RIGHT_B fuera impactado por una partícula de alta energía de origen cósmico. Estas partículas, también llamadas rayos cósmicos, son partículas con masa –típicamente núcleos atómicos– que tienen su origen en procesos astrofísicos de alta energía y que viajan por el medio espacial a velocidades que van desde una pequeña fracción de la velocidad de la luz hasta casi la velocidad de la luz (no pudiendo alcanzar la velocidad de la luz por ser partículas con masa, pero pudiendo llegar incluso a 0,999999999999 veces la velocidad de la luz). El 90% de las partículas que constituyen los rayos cósmicos son núcleos de hidrógeno (protones), un 9% son núcleos de helio (partículas alfa) y el resto está constituido por elementos más pesados y por electrones. La amplitud del rango de energías que tienen estas partículas apunta a que son producidas por una gran variedad de procesos. Algunas se producen en el Sol, en supernovas y en sus remanentes, pero algunas de estas partículas poseen unas energías tan elevadas (varios órdenes de magnitud por encima de las energías que se pueden conseguir en los aceleradores de partículas más potentes) que su origen aún es desconocido. Se piensa que los rayos cósmicos de mayor energía pueden tener procedencia extragaláctica y que podrían ser emitidos en explosiones de rayos gamma o por núcleos activos de galaxias, aunque también se baraja la posibilidad de que tengan su origen en procesos físicos aún desconocidos. Estas partículas apenas nos afectan en la Tierra porque la inmensa mayoría son desviadas por el campo magnético terrestre o pierden energía al impactar con las moléculas de aire en la atmósfera; sin embargo, sí afectan a astronautas y a las naves espaciales y sus equipos una vez se alejan de la protección terrestre.

Son muchos los testimonios de astronautas que dan cuenta de la visión de destellos luminosos incluso con los ojos cerrados. Cuando estas partículas pasan por las células fotorreceptoras de la retina (los conos y bastones), hacen que éstas emitan una señal eléctrica que hace que el cerebro ‘vea’ un destello luminoso que, realmente, no existe. Los astronautas de la Estación Espacial Internacional experimentan estos destellos con una frecuencia que depende de la posición orbital. Esta frecuencia puede llegar a ser de un destello cada diez minutos cuando sobrevuelan una región al sureste de Argentina donde se encuentra la llamada Anomalía del Atlántico Sur, una área en la que los cinturones de Van Allen se encuentran a unos 200 km de la superficie de la Tierra, lo que implica que el flujo de rayos cósmicos en esa región sea mayor de lo normal. Fuera de esta región, los astronautas perciben estos destellos de forma ocasional, con una frecuencia entre 10 y 100 veces menor. En las misiones lunares Apollo, sin embargo, estos destellos se daban con mayor frecuencia. En condiciones de baja luminosidad, los astronautas del programa Apollo llegaban a percibir estos destellos casi cada 3 minutos (a excepción del piloto del módulo de mando del Apollo 16, Ken Mattingly, quien aparentemente nunca experimentó el fenómeno).

Al contrario que la Tierra, los rayos cósmicos sí alcanzan con mucha frecuencia la superficie de Marte pues este mundo está desprovisto de campo magnético y cuenta con una atmósfera 100 veces menos densa que la nuestra. De forma aproximada, en un primer orden, en la superficie de Marte se reciben dosis de rayos cósmicos unas 200 veces más altas que en el ecuador terrestre, y con una proporción un tanto mayor de rayos cósmicos de origen no solar. Estas partículas de alta energía producen el mismo efecto en los CCD de las cámaras de los vehículos exploradores en Marte que en las retinas de los ojos de los astronautas y hacen que los CCD de las cámaras también registren destellos luminosos que no existen, por lo que, tal como apunta Justin Maki, no es atípico encontrar estos destellos en muchas de las imágenes que nos envían estos vehículos. Los patrones en las imágenes producidos por el paso de estas partículas consisten en puntos y en líneas de longitudes y con ángulos que dependen del ángulo con el que el rayo cósmico impacte con el detector fotosensible en el CCD, lo que es compatible con el patrón mostrado en la fotografía PIA18077.

Así pues, si bien de momento no se puede saber con certeza absoluta a qué se debió la luz blanca que apareció específicamente en la imagen PIA18077 tomada por Curiosity, sí es evidente que existen varias explicaciones posibles que son muy razonables.

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