Magnetómetros cuánticos para detectar agua líquida en otros mundos

El agua en estado líquido es no solo un ingrediente esencial para la vida sino también un escenario idóneo para el surgimiento de la misma. Un océano en la superficie de otro mundo o bajo ella podría, por tanto, albergar vida.

Además, el agua en otros mundos también es interesante por sus usos potenciales. Por ejemplo, el hielo de la Luna y el de Marte podrían ayudar a abastecer de agua a bases habitadas construidas cerca de tales depósitos. Bastaría extraer bloques de hielo y derretirlos.

El agua también es de interés científico como pista para reconstruir la historia geobiológica de la Tierra y calcular las posibilidades de que historias parecidas puedan tener lugar en otros puntos del cosmos. Por ejemplo, los cometas que chocaron contra la Tierra en un pasado remoto pudieron traer agua a nuestro planeta.

Detectar un mar subterráneo a distancia en otro astro es difícil por los medios actuales. Con mucho tiempo y esfuerzo, ha sido posible deducir que hay océanos subterráneos en Europa (una luna de Júpiter), Encélado (una luna de Saturno) y algunos otros cuerpos celestes de nuestro sistema solar. Sin embargo, estudiar esos mares con más detalle, obtener pruebas más fiables de su existencia, o detectar la presencia de los más ocultos, queda fuera del alcance de las tecnologías actuales de detección a distancia como radares y cámaras.

Hasta que lleguen a la superficie de esos mundos vehículos que perforen o fundan el hielo para acceder al agua líquida de debajo, habrá que investigar a distancia y ahora se está perfilando un método, basado en la magnetometría y en la física cuántica, que promete ser mucho más eficaz que cualquiera de los empleados hasta ahora.

Los campos magnéticos penetran en la materia sólida y, por tanto, pueden proporcionar información sobre el interior de cuerpos del tamaño de planetas.

El agua salada, como la que es típica de los mares de la Tierra y de otros mundos, conduce la electricidad; por tanto, un océano de agua salada puede funcionar como un circuito eléctrico gigante. Un fuerte campo magnético giratorio generado por un planeta en cuya órbita esté una luna con mar subterráneo puede inducir una corriente eléctrica en este “circuito”, que a su vez perturba y modifica el campo magnético cercano al mundo oceánico investigado. Estas perturbaciones del campo magnético pueden observarse desde una nave espacial y pueden indicar la presencia de agua líquida. Por ejemplo, el magnetómetro de la misión Galileo de la NASA midió una distorsión del campo magnético de Júpiter en las proximidades de Europa, lo que aportó más pruebas a las sospechas iniciales de la existencia de un océano de agua bajo la corteza helada de esa luna.

Simulación de líneas de campo magnético de Júpiter torciéndose a su paso por la luna Europa como consecuencia de la presencia de un gran océano de agua salada en su interior. (Imagen: C. Cochrane / NASA JPL / Caltech)

Los magnetómetros cuánticos de estado sólido son una clase naciente de instrumento científico que promete medir con una sensibilidad sin precedentes campos magnéticos. Otra ventaja es que su tamaño y su peso son menores que los de instrumentos convencionales comparables. Además, a diferencia de otros instrumentos cuánticos que son fácilmente perturbables como consecuencia de su propia naturaleza, los magnetómetros cuánticos de estado sólido poseen una envidiable capacidad para autocalibrarse y para compensar desajustes que surjan en ellos con el paso del tiempo. Esta capacidad resulta de especial importancia para misiones que duren décadas. Además, los magnetómetros cuánticos de estado sólido pueden soportar temperaturas muy altas y muy bajas, y poseen una notable resistencia a la radiación.

En el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, ya hay científicos (entre ellos Corey J. Cochrane y Hannes Kraus) trabajando en magnetómetros que probablemente sirvan de predecesores de otros con los que sea posible buscar mares subterráneos en muchos mundos. (Fuente: NCYT de Amazings)