La profesora Sarah Stewart-Mukhopadhyay dispara esta gran arma mensualmente en su búsqueda para entender las colisiones masivas de los meteoros sobre superficies heladas, como las que ocurren en varias de las lunas de Júpiter. Imagen: Kris Snibbe / Fotógrafo Personal HarvardCada mes, Sarah Stewart-Mukhopadhyay dispara su cañon de 6 metros en el sótano del Laboratorio Hoffman de Harvard, enviando temblores a través de la estructura de concreto y acero, que pueden ser recogidos por sismómetros en la parte superior del laboratorio.
Mucha gente piensa que el hielo no es más que hielo, pero la profesora Stewart-Mukhopadhyay sabe mucho más. El hielo es hielo aquí en la Tierra, pero más allá de nuestro mundo hay quince tipos de hielo, con cristales organizados en redes complejas. Estas estructuras se crean en las colisiones masivas de los meteoros sobre superficies heladas, como las que ocurren en varias de las lunas de Júpiter. Estas colisiones son las que estudia Stewart-Mukhopadhyay, buscando evidencias de cambio.
Lo que aprendió le valió el Premio Urey en Ciencias Planetarias en este otoño por parte de la Sociedad Astronómica Americana (AAS), el premio es para "reconocer y alentar los logros destacados en la ciencia planetaria por un joven científico". Su investigación en otras formas de hielo ha contribuido a explicar curiosos hoyos hallados dentro de los cráteres de impacto en las lunas de Júpiter: Europa, Calisto y Ganímedes. Al igual que los cráteres en otros planetas y lunas, estas enormes depresiones fueron talladas por las colisiones. Pero algunos de los cráteres tienen un hoyo central curioso, una característica que ha dejado intrigados a los científicos planetarios.
Stewart-Mukhopadhyay cree que la respuesta está en el hielo. Debido a que estas lunas tienen superficies heladas, ella cree que las fosas son el patrón de un cambio de fase por el hielo en una de sus formas no terrestres. Cuando un meteoro se estrella contra la superficie de una luna, esto produce un enorme cráter de impacto, enviando ondas de choque a través del material circundante
En ese momento, el hielo se somete a un cambio de fase hacia una forma más exótica, absorbiendo la energía y haciendo que el material se desacelere. Esto crea un vacío en el material circundante que, como la energía se disipa y los escombros en el interior del cráter se asientan, forma el pozo central.
El hielo es común en el sistema solar. Se ha encontrado en Marte por varias misiones, y se cree que está presente en casi todos los objetos del sistema solar exterior, incluyendo las lunas de Júpiter. Los que ella ha estudiado -en Europa, Ganímedes y Calisto- se cree que poseen océanos significativos bajo una gruesa costra de hielo. Incluso la luna de la Tierra se cree que abriga hielo en su interior, lo que llevó a la NASA a estrellar su satélite LCROSS en un cráter lunar, con la esperanza de observar el agua en el penacho de escombros.
Para llevar a cabo su trabajo, Stewart-Mukhopadhyay modela lo que sucede en tales colisiones, para recrearlas en su laboratorio subterráneo y poner a prueba sus ideas, y luego vuelve a revisar sus modelos. Por fracciones de segundo, ella ha creado formas de hielo en la Tierra que de otro modo sólo existen bajo una intensa presión más allá de este planeta. Existen tiempo suficiente para ser medido, pero se desvanecen en microsegundos.
Para realizar el proceso, Stewart-Mukhopadhyay tiene su propio congelador junto a la sala de "armas de fuego". Ella y su equipo de laboratorio o bien hacen su propio hielo o compran hielo hecho con agua destilada. Lo afeitan y comprimen para formar discos que usarán como blanco. Ligeramente más grandes que el proyectil que choca contra ellos, se apilan los discos, formando un emparedado de varias capas con alambre de cobre fino en el medio. Al crear un campo magnético alrededor de las muestras, el impacto genera un impulso eléctrico en el cable, que Stewart-Mukhopadhyay mide para comprender lo que está sucediendo con el hielo.
Una gran cantidad de esfuerzo va en cada serie de colisiones en el sótano de Hoffman. Cada experimento, dijo ella, es un prototipo, corre una vez y nunca más, lo que requiere un trabajo teórico y de preparación por parte de de ella y sus dos estudiantes de postgrado y un técnico de laboratorio, antes de ejecutar el experimento. Una vez que todo está listo, dijo, el experimento es disparado desde una sala de control. Los investigadores apretan el gatillo, toman medidas, e inician un nuevo prototipo.
Stewart-Mukhopadhyay dijo que inicialmente ella sabía lo que quería hacer con su vida después de cursar física en la escuela secundaria. A partir de ese momento era sólo una cuestión de especialización.
La primera colisión observada entre dos cuerpos del sistema solar -el choque del cometa Shoemaker-Levy 9 en Júpiter- ocurrió cuando ella era una estudiante de Harvard en la década de 1990. Eso aumentó su interés en los orígenes del sistema solar.
Hizo su trabajo de doctorado, que completó en 2002, en el Instituto de Tecnología de California, el hogar de la única gran arma utilizada para experimentos de la ciencia planetaria y de la Tierra.
"Una vez que empecé a hacer experimentos de laboratorio, me di cuenta de que había mucho que hacer", dijo Stewart-Mukhopadhyay. "Las colisiones que hacen crecer las cosas y las colisiones que destruyen planetas nos dicen mucho sobre la historia y la evolución del sistema solar".
ke hp vieja tan fea
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