Universe Today ha tenido fantásticas discusiones con investigadores sobre la importancia de estudiar cráteres de impacto, superficies planetarias, exoplanetas, astrobiología, física solar, cometas, atmósferas planetarias y geofísica planetaria, y cómo estos diversos campos científicos pueden ayudar a los investigadores y al público a comprender mejor. la búsqueda de vida más allá de la Tierra.
Aquí, investigaremos el campo único de la cosmoquímica y cómo proporciona a los investigadores el conocimiento relacionado tanto con nuestro sistema solar como más allá, incluidos los beneficios y desafíos, la búsqueda de vida más allá de la Tierra y caminos sugerentes para los próximos estudiantes que deseen seguir estudiando cosmoquímica. . Pero, ¿qué es la cosmoquímica y por qué es tan importante estudiarla?
"La cosmoquímica es el estudio de los elementos espaciales, los materiales reales que forman los planetas, estrellas, satélites, cometas y asteroides", le dice a Universe Today el Dr. Ryan Ogliore, profesor asociado de física en la Universidad de Washington en St. Louis. . "Esta materia puede adoptar todas las formas de materia:sólida, líquida, gaseosa y plasma.
La cosmoquímica es diferente de la astronomía, que se ocupa principalmente del estudio de la luz que interactúa con este material. Hay dos beneficios principales de estudiar astromateriales reales:1) los materiales registran las condiciones en el momento y lugar donde se formaron, lo que nos permite mirar hacia el pasado profundo; y 2) las mediciones de materiales en laboratorio son extraordinariamente precisas y sensibles, y continúan mejorando a medida que mejora la tecnología."
En pocas palabras, el campo de la cosmoquímica, también conocida como cosmología química, resume perfectamente la famosa cita de Carl Sagan:"El cosmos está dentro de nosotros. Estamos hechos de materia estelar. Somos una forma para que el cosmos se conozca a sí mismo". Entender la cosmoquímica es entender cómo llegó la Tierra aquí, cómo llegamos nosotros aquí y posiblemente cómo llegó la vida a donde (con suerte) vamos a encontrarla algún día.
Como todos los campos científicos, la cosmoquímica incorpora una gran variedad de métodos y estrategias con el objetivo de responder algunas de las preguntas más difíciles del universo, específicamente las relacionadas con cómo surgieron los innumerables objetos estelares y planetarios en todo el universo. Estos métodos y estrategias incluyen principalmente análisis de laboratorio de meteoritos y otras muestras físicas traídas del espacio, incluso de la Luna, asteroides y cometas. Pero, ¿cuáles son algunos de los beneficios y desafíos de estudiar la cosmoquímica?
"Uno de los principales beneficios de la cosmoquímica es la capacidad de reproducir mediciones", dice el Dr. Ogliore a Universe Today. "Puedo medir algo en mi laboratorio, y otra persona puede medir el mismo objeto, o un objeto muy similar, en otro laboratorio para confirmar mis mediciones. Sólo después de mediciones repetidas, por diferentes laboratorios y diferentes técnicas, se podrá hacer una afirmación determinada. universalmente aceptado por la comunidad. Esto es difícil de hacer en astronomía, y también difícil usando mediciones de teledetección en naves espaciales que estudian otros cuerpos en el sistema solar."
Aparte de las misiones Apolo tripuladas a la Luna, todas las demás muestras del espacio han sido devueltas mediante naves espaciales robóticas. Si bien esto puede parecer un proceso fácil desde una perspectiva externa, recolectar muestras del espacio y devolverlas a la Tierra es una serie muy desalentadora y que requiere mucho tiempo de innumerables pruebas, procedimientos, cálculos precisos y de cientos a miles de científicos e ingenieros que garantizan cada Se cubren pequeños detalles para garantizar el éxito total de la misión, a menudo para recolectar solo unas pocas onzas de material.
Este esfuerzo masivo tiene la tarea no solo de garantizar una recolección exitosa de muestras, sino también garantizar un almacenamiento exitoso de las muestras para evitar la contaminación durante su viaje a casa, y luego recuperar las muestras una vez que aterrizan en una cápsula de regreso a la Tierra, donde se desempaquetan adecuadamente. catalogado y almacenado para análisis de laboratorio.
Para demostrar la dificultad de llevar a cabo una misión de devolución de muestras, sólo cuatro naciones han utilizado con éxito exploradores robóticos para recolectar muestras de otro cuerpo planetario y devolverlas a la Tierra:la ex Unión Soviética, Estados Unidos, Japón y China. La ex Unión Soviética devolvió con éxito muestras lunares a la Tierra a lo largo de la década de 1970; Estados Unidos ha devuelto muestras de un cometa, un asteroide e incluso partículas solares; Japón ha devuelto con éxito muestras de dos asteroides; y más recientemente, China logró devolver 61,1 onzas de la Luna, que es el récord actual para misiones robóticas de retorno de muestras. Pero incluso con la dificultad de llevar a cabo con éxito una misión de retorno de muestras, ¿qué puede enseñarnos la cosmoquímica sobre cómo encontrar vida más allá de la Tierra?
"La cosmoquímica puede informarnos sobre la entrega de los ingredientes necesarios para la vida a planetas o lunas a través de asteroides o cometas", dice el Dr. Ogliore a Universe Today. "Dado que tenemos material de asteroides y cometas en el laboratorio, podemos decir si estos cuerpos pueden haber liberado compuestos orgánicos prebióticos primitivos. Por supuesto, esto no significa que la vida en la Tierra (o en otros lugares) comenzó de esta manera, sólo que es una vía. La detección de vida en otro mundo sería uno de los mayores descubrimientos en la historia de la ciencia. Así que, por supuesto, queremos estar absolutamente seguros. ¡Esto requiere mediciones repetidas por parte de diferentes laboratorios, lo cual es posible! requiere una muestra en la Tierra. Creo que la única manera de saber con certeza si hubo vida en Europa, Encelado o Marte es si traemos una muestra a la Tierra desde estos lugares."
Resulta que la NASA está trabajando activamente en la misión Mars Sample Return (MSR), para la cual el Dr. Ogliore es miembro del equipo de definición de mediciones de MSR. El objetivo de MSR será viajar al Planeta Rojo para recolectar y devolver muestras de regolito marciano a la Tierra por primera vez en la historia. El primer paso de esta misión lo está realizando actualmente el rover Perseverance de la NASA en el cráter Jezero, mientras recolecta lentamente muestras y las deja caer en tubos a través de la superficie marciana para su futura recuperación mediante MSR.
Para Europa, si bien ha habido varias discusiones sobre una misión de retorno de muestras, incluido un estudio de 2002 que analiza una misión de retorno de muestras desde el océano de Europa y un estudio de 2015 que analiza una posible misión de retorno de muestras de un penacho, actualmente no hay ninguna misión definitiva de retorno de muestras desde Europa en preparación. obras, posiblemente debido a la enorme distancia. A pesar de esto, y aunque no es una misión de búsqueda de vida, al Dr. Ogliore se le ha encomendado la tarea de liderar una misión robótica a la luna volcánica de Júpiter, Io, para explorar su gran cantidad de volcanes. Para Encelado, la misión Life Investigation for Enceladus (LIFE) ha recibido varias propuestas de misión para devolver muestras de las columnas de Enceladus, aunque aún no ha sido aceptada. Pero, ¿cuál es el aspecto más apasionante de la cosmoquímica que el Dr. Ogliore ha estudiado durante su carrera?
"En mi opinión, la medición más importante en la historia de la cosmoquímica fueron las mediciones de la composición isotópica de oxígeno del sol", dice el Dr. Ogliore a Universe Today. "Para hacer esto, necesitábamos devolver muestras del viento solar a la Tierra, lo cual hicimos con la misión Génesis de la NASA. Sin embargo, la cápsula de retorno de muestras se estrelló en la Tierra. ¡¿Pero eso detuvo a los cosmoquímicos?! ¡Diablos, no! Kevin McKeegan y sus colegas En la UCLA habían construido un instrumento especializado, enorme y complicado para estudiar estas muestras. A pesar del accidente, McKeegan y sus colegas analizaron el oxígeno en el viento solar y descubrieron que era un 6% más ligero que el oxígeno encontrado en la Tierra y que coincidía con la composición del viento solar. Los objetos más antiguos conocidos en el sistema solar:inclusiones de calcio y aluminio (CAI) de tamaño milimétrico encontradas en meteoritos."
El Dr. Ogliore continúa contándole a Universe Today cómo Bob Clayton predijo este resultado en la Universidad de Chicago, además de darle crédito a su propio posdoctorado, Lionel Vacher, por realizar un proyecto de investigación que se basó en los resultados de Génesis, señalando:"Esto fue Un proyecto realmente divertido porque fue técnicamente muy desafiante y los resultados colocaron al sistema solar en su contexto astrofísico."
Al igual que la gran cantidad de disciplinas científicas que Universe Today ha examinado durante esta serie, la cosmoquímica tiene éxito debido a su naturaleza multidisciplinaria que contribuye al objetivo de responder algunas de las preguntas más difíciles del universo. El Dr. Ogliore enfatiza que el análisis de muestras de laboratorio involucra una multitud de antecedentes científicos para comprender lo que los investigadores observan dentro de cada muestra y los procesos responsables de su creación. Además, esto también incluye las misiones de retorno de muestra antes mencionadas y de cientos a miles de científicos e ingenieros que participan en cada misión. Por lo tanto, ¿qué consejo puede ofrecer el Dr. Ogliore a los futuros estudiantes que deseen estudiar cosmoquímica?
"Biología, química, geología, física, matemáticas, electrónica:¡lo necesitas todo!" El Dr. Ogliore le dice a Universe Today. "Si te gusta aprender cosas nuevas constantemente, entonces la ciencia planetaria es para ti. Es bueno obtener una educación muy amplia. Esto te será útil en varias carreras, pero es especialmente cierto para la ciencia planetaria y la cosmoquímica. Entiendo trabajar con personas que estudian volcanes y matemáticos que trabajan en movimientos caóticos. ¡¿Qué genial es eso?!"
A fin de cuentas, la cosmoquímica es un campo de estudio enormemente desafiante y gratificante para intentar responder algunas de las preguntas más difíciles y antiguas sobre los procesos responsables de la existencia de cuerpos celestes en el sistema solar y más allá, incluidas estrellas, planetas y lunas. , meteoritos y cometas, además de cómo surgió la vida en nuestro pequeño mundo azul. Como se señaló, la cosmoquímica resume perfectamente la famosa cita de Carl Sagan:"El cosmos está dentro de nosotros. Estamos hechos de materia estelar. Somos una forma para que el cosmos se conozca a sí mismo". Es a través de la cosmoquímica y el análisis de meteoritos y otras muestras devueltas lo que permite a los investigadores avanzar poco a poco hacia la respuesta de qué constituye la vida y dónde podemos encontrarla.
"Los meteoritos son el registro de la naturaleza más espectacular conocido por la humanidad", dice el Dr. Ogliore a Universe Today. "Tenemos rocas de Marte, la Luna, mundos volcánicos, el asteroide Vesta y docenas de otros mundos. Los meteoritos de hierro son los núcleos de planetas desintegrados. Estas rocas registran procesos que ocurrieron hace cuatro mil quinientos millones de años y caen a la Tierra en una bola de fuego ardiente que viaja a millas por segundo. Puedes seguir varios blogs que rastrean bolas de fuego e incluso calcular las áreas donde podrían haber caído meteoritos. Si alguna vez tienes la oportunidad, intenta encontrar uno de estos meteoritos recién caídos. , pero vale la pena intentarlo. Yo todavía no he encontrado un meteorito, pero es uno de mis objetivos en la vida."
Proporcionado por Universe Today
