La oscilación en el eje de rotación de Marte, recientemente detectada, representa un nuevo misterio para la ciencia que dos científicos españoles pueden tal vez aclarar: un nuevo modelo dinámico aplicable a la mecánica celeste encaja con el tambaleo observado en el planeta rojo.
Marte se mueve y tambalea mientras gira, manifestando un fenómeno, conocido como la oscilación de Chandler, que en el universo hasta ahora solo se había confirmado en la Tierra.
Según una investigación publicada en la revista Geophysical Research Letters, los polos de Marte se alejan muy levemente del eje de rotación del planeta, moviéndose unos 10 centímetros fuera del centro cada 200 días aproximadamente.
Esta oscilación, llamada así en 1891 por el astrónomo Seth Carlo Chandler, es un efecto observado en planetas que no son perfectamente redondos.
En la Tierra, la oscilación de Chandler es mucho más pronunciada que en Marte: supone una variación de 0,7 segundos de arco en un período de 433 días, y constituye todavía un rompecabezas para los científicos.
Varias hipótesis, pero…
No se conoce el mecanismo que provoca este oscilación, ni en la Tierra ni en Marte: se han propuesto varias hipótesis, como fenómenos atmosféricos, almacenamiento de agua continental (cambios en la cubierta de nieve, escorrentía de ríos, niveles de lagos o capacidades de los embalses), interacción en el límite del núcleo de la Tierra y su manto circundante, e incluso terremotos.
En el año 2000, Richard Gross, geofísico del Jet Propulsion Laboratory (JPL), publicó un artículo en Geophysical Research Letters, indicando que la causa principal de la oscilación de Chandler en la Tierra era la presión fluctuante en el fondo del océano, causada por cambios de temperatura y salinidad, así como por cambios impulsados por el viento en el circulación de los océanos.
Llegó a esta conclusión aplicando modelos digitales de los océanos terrestres a los datos sobre la oscilación de Chandler obtenidos durante los años 1985-1995.
Gross calculó que dos tercios de la oscilación de Chandler son causados en la Tierra por cambios en la presión del fondo del océano, y el tercio restante por fluctuaciones en la presión atmosférica. Asegura que el efecto de los vientos atmosféricos y las corrientes oceánicas es mucho menor en esta oscilación.
Desconcierto en Marte
La oscilación de Chandler en Marte es tan desconcertante como la de la Tierra y su explicación todavía no ha sido formulada. Se detectó analizando datos de satélites que han orbitado el Planeta Rojo durante 18 años y, lejos de debilitarse, como también se esperó en la Tierra, también tiende a fortalecerse.
Desprovisto de océanos, Marte y su rotación tambaleante pueden estar gobernados solo por los cambios de presión atmosférica, según los científicos, pero se requiere un estudio más profundo del Planeta Rojo para saberlo con certeza.
Puede, sin embargo, que dos científicos españoles tengan la posible explicación de la oscilación de Chandler en Marte. Uno de estos científicos, Gabriel Barceló, ha desarrollado un nuevo modelo dinámico que podría aplicarse a la mecánica de los anillos de Saturno, a los sistemas planetarios y, en general, a la mecánica celeste.
Este modelo, conocido como Teoría de las Interacciones Dinámicas (TID), fue publicado en 2017 en la revista World Journal of Mechanics. Según explica a Tendencias21 Gabriel Barceló, este modelo puede aplicarse tanto la oscilación de Chandler en la Tierra como la de Marte.
Propuesta innovadora
Barceló fue el primer científico que imaginó la trayectoria de un cuerpo en rotación en el espacio, cuando está obligado a realizar una nueva rotación sobre otro eje, obteniendo como resultado la trayectoria orbital que observamos en los cuerpos celestes.
Arturo Rodriguez Palenzuela es el primer científico, cinco años después de la publicación de la TID, en trasladar a formulaciones matemáticas esa interpretación. Y lo ha hecho en un libro que acaba de publicar, titulado Teoría de Campos Rotacionales.
Analizando la oscilación de Chandler, Arturo Rodriguez destaca que, aunque su manifestación en la Tierra y Marte son equivalentes, entiende que aplicar la hipótesis de Richard Gross sobre su efecto en el Planeta Rojo no parece verosímil.
Ha realizado un estudio de este fenómeno, todavía no revisado por pares, mediante una simulación informática, y ha llegado a la conclusión de que la oscilación de Chandler en Marte podría explicarse fácilmente a partir de la Teoría de Interacciones Dinámicas (TID).
Incluida la Tierra
También sugiere que este fenómeno, aunque todavía no ha sido estudiado en otros planetas, puede ser un movimiento generalizado en otros cuerpos celestes, incluida la Tierra.
El hecho de que Marte ha sido observado científicamente al detalle en los últimos veinte años, con las numerosas sondas que lo han visitado, puede terminar corroborando esta interpretación, señala Barceló.
Gabriel Barceló destaca que Rodríguez complementa su propuesta con una serie de formulaciones matemáticas innovadoras que justifican el comportamiento de los cuerpos en dinámica rotacional, analizados conforme a los criterios de la TID.
El modelo físico del sistema estudiado lo implementa Rodríguez mediante cálculo variacional y la aplicación de un principio de mínima acción, lo que le permite obtener las ecuaciones del movimiento del sistema mediante derivación del Lagrangiano, destaca Barceló.
Modelo dinámico
Y añade que la simulación desarrollada por Arturo Rodríguez coincide con lo observado mediante la experimentación científica.
Según explica Rodríguez en su libro, aplicando los criterios de la TID se obtiene el modelo dinámico que describe fielmente el movimiento de nutación propio de la Tierra, y también el comportamiento dinámico de los cuerpos celestes dotados de rotación y orbitación, así como también el referido movimiento de Chandler, aplicado incluso al caso de Marte.
Y concluye Rodríguez: "afirmamos, basándonos en las ideas expuestas, que el presente estudio corrobora la validez de la Teoría de Interacciones Dinámicas al obtener, gracias a las ideas contenidas en ella, valores de la variación de la latitud producida por el movimiento de Chandler resultado de nuestra simulación, mucho más precisos que los obtenidos si no la tuviéramos en cuenta, constituyendo este hecho una evidencia importante a su favor".
Referencias
Detection of the Chandler Wobble of Mars From Orbiting Spacecraft. Alex S. Konopliv et al. Geophysical Research Letters, 13 October 2020. DOI: https://doi.org/10.1029/2020GL090568
Teoría de campos rotacionales: La Teoría de Interacciones Dinámicas, Campos Rotacionales y el movimiento de Chandler. Arturo Rodriguez Palenzuela. Amazon, febrero 2022.
The excitation of the Chandler wobble. Richard S. Gross. Geophysical Research Letters, 01 August 2000. DOI:https://doi.org/10.1029/2000GL011450
Special Issue on Rotational Dynamics: Theory of Dynamic Interactions. Alejandro Álvarez et al. World Journal of Mechanics, Volume 7, Number 3, March 2017. DOI: 10.4236/wjm.2017.73010
