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La historia de la observación de Marte trata de la historia registrada de la observación del planeta Marte . Algunos de los primeros registros de la observación de Marte se remontan a la era de los antiguos astrónomos egipcios en el segundo milenio a . C. Los registros chinos sobre los movimientos de Marte aparecieron antes de la fundación de la dinastía Zhou (1045 a. C.). Los astrónomos babilónicos realizaron observaciones detalladas de la posición de Marte y desarrollaron técnicas aritméticas para predecir la posición futura del planeta. Los antiguos filósofos griegos y astrónomos helenísticos desarrollaron un modelo geocéntrico para explicar los movimientos del planeta. Se pueden encontrar mediciones del diámetro angular de Marte en textos antiguos griegos e indios . En el siglo XVI, Nicolás Copérnico propuso un modelo heliocéntrico para el Sistema Solar en el que los planetas siguen órbitas circulares alrededor del Sol . Esto fue revisado por Johannes Kepler , produciendo una órbita elíptica para Marte que se ajustaba con mayor precisión a los datos de observación.
La primera observación telescópica de Marte fue realizada por Galileo Galilei en 1610. En un siglo, los astrónomos descubrieron características distintivas del albedo en el planeta, incluyendo la mancha oscura Syrtis Major Planum y los casquetes polares . Pudieron determinar el período de rotación del planeta y la inclinación axial . Estas observaciones se realizaron principalmente durante los intervalos de tiempo en los que el planeta se encontraba en oposición al Sol, puntos en los que Marte hacía sus aproximaciones más cercanas a la Tierra. Los mejores telescopios desarrollados a principios del siglo XIX permitieron cartografiar en detalle las características permanentes del albedo marciano. El primer mapa rudimentario de Marte se publicó en 1840, seguido de mapas más refinados a partir de 1877. Cuando los astrónomos pensaron erróneamente que habían detectado la firma espectroscópica del agua en la atmósfera marciana, la idea de la vida en Marte se popularizó entre el público. Percival Lowell creyó que podía ver una red de canales artificiales en Marte . [1] Más tarde se demostró que estas características lineales eran una ilusión óptica y se descubrió que la atmósfera era demasiado delgada para soportar un entorno similar al de la Tierra .
Las nubes amarillas en Marte se han observado desde la década de 1870, y Eugène M. Antoniadi sugirió que eran arena o polvo arrastrados por el viento. Durante la década de 1920, se midió el rango de temperatura de la superficie marciana; oscilaba entre −85 y 7 °C (−121 y 45 °F). Se descubrió que la atmósfera planetaria era árida y solo contenía trazas de oxígeno y agua. En 1947, Gerard Kuiper demostró que la delgada atmósfera marciana contenía una gran cantidad de dióxido de carbono ; aproximadamente el doble de la cantidad encontrada en la atmósfera de la Tierra. La primera nomenclatura estándar para las características del albedo de Marte fue adoptada en 1960 por la Unión Astronómica Internacional . Desde la década de 1960, se han enviado múltiples naves espaciales robóticas para explorar Marte desde la órbita y la superficie. El planeta ha permanecido bajo observación mediante instrumentos terrestres y espaciales a lo largo de un amplio rango del espectro electromagnético . El descubrimiento de meteoritos en la Tierra que se originaron en Marte ha permitido examinar en laboratorio las condiciones químicas del planeta.
Los astrónomos egipcios del Antiguo Egipto ya habían registrado la existencia de Marte como objeto errante en el cielo nocturno . Hacia el segundo milenio a. C. ya estaban familiarizados con el aparente movimiento retrógrado del planeta, en el que parece moverse en dirección opuesta a su progresión normal a través del cielo. [2] Marte fue representado en el techo de la tumba de Seti I , en el techo del Ramesseum [3] y en el mapa estelar de Senenmut . Este último es el mapa estelar más antiguo conocido, ya que data del año 1534 a. C. basándose en la posición de los planetas. [2]
En la época del Imperio neobabilónico , los astrónomos babilónicos hacían observaciones sistemáticas de las posiciones y el comportamiento de los planetas. En el caso de Marte, sabían, por ejemplo, que el planeta realizaba 37 períodos sinódicos , o 42 circuitos del zodíaco, cada 79 años. Los babilonios inventaron métodos aritméticos para realizar pequeñas correcciones a las posiciones previstas de los planetas. Esta técnica se derivó principalmente de mediciones de tiempo, como el momento en que Marte se elevaba sobre el horizonte, en lugar de la posición menos conocida del planeta en la esfera celeste . [4] [5]
Los registros chinos de las apariciones y movimientos de Marte aparecen antes de la fundación de la dinastía Zhou (1045 a. C.), y en la dinastía Qin (221 a. C.) los astrónomos llevaban registros detallados de las conjunciones planetarias, incluidas las de Marte. Se observaron ocultaciones de Marte por Venus en 368, 375 y 405 d. C. [6] El período y el movimiento de la órbita del planeta se conocían en detalle durante la dinastía Tang (618 d. C.). [7] [8] [9]
La astronomía temprana de la antigua Grecia estuvo influenciada por el conocimiento transmitido desde la cultura mesopotámica . Así, los babilonios asociaban a Marte con Nergal , su dios de la guerra y la peste, y los griegos conectaban el planeta con su dios de la guerra, Ares . [10] Durante este período, los movimientos de los planetas eran de poco interés para los griegos; Los trabajos y los días de Hesíodo ( c. 650 a. C.) no hace mención de los planetas. [11]
Los griegos usaban la palabra planēton para referirse a los siete cuerpos celestes que se movían con respecto a las estrellas de fondo y sostenían una visión geocéntrica de que estos cuerpos se movían alrededor de la Tierra . En su obra, La República (X.616E–617B), el filósofo griego Platón proporcionó la declaración más antigua conocida que define el orden de los planetas en la tradición astronómica griega. Su lista, en orden del más cercano al más distante de la Tierra, era la siguiente: la Luna, el Sol, Venus, Mercurio , Marte, Júpiter , Saturno y las estrellas fijas. En su diálogo Timeo , Platón propuso que la progresión de estos objetos a través de los cielos dependía de su distancia, de modo que el objeto más distante se movía más lentamente. [12]
Aristóteles , un estudiante de Platón, observó una ocultación de Marte por la Luna el 4 de mayo de 357 a. C. [13] A partir de esto, concluyó que Marte debe estar más lejos de la Tierra que la Luna. Señaló que los egipcios y babilonios habían observado otras ocultaciones similares de estrellas y planetas. [14] [15] [16] Aristóteles utilizó esta evidencia observacional para apoyar la secuenciación griega de los planetas. [17] Su obra De Caelo presentó un modelo del universo en el que el Sol, la Luna y los planetas giran alrededor de la Tierra a distancias fijas. El astrónomo griego Hiparco desarrolló una versión más sofisticada del modelo geocéntrico cuando propuso que Marte se movía a lo largo de una pista circular llamada epiciclo que, a su vez, orbitaba alrededor de la Tierra a lo largo de un círculo más grande llamado deferente . [18] [19]
En el Egipto romano del siglo II d. C., Claudio Ptolomeo intentó abordar el problema del movimiento orbital de Marte. Las observaciones de Marte habían demostrado que el planeta parecía moverse un 40 % más rápido en un lado de su órbita que en el otro, en conflicto con el modelo aristotélico de movimiento uniforme. Ptolomeo modificó el modelo de movimiento planetario añadiendo un punto desplazado del centro de la órbita circular del planeta sobre el que el planeta se mueve a una velocidad de rotación uniforme . Propuso que el orden de los planetas, al aumentar la distancia, era: la Luna, Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter, Saturno y las estrellas fijas. [20] El modelo de Ptolomeo y su trabajo colectivo sobre astronomía se presentaron en la colección de varios volúmenes Almagesto , que se convirtió en el tratado autorizado sobre astronomía occidental durante los siguientes catorce siglos. [19]
En 1543, Nicolás Copérnico publicó un modelo heliocéntrico en su obra De revolutionibus orbium coelestium . Este enfoque colocó a la Tierra en una órbita alrededor del Sol entre las órbitas circulares de Venus y Marte. Su modelo explicó con éxito por qué los planetas Marte, Júpiter y Saturno estaban en el lado opuesto del cielo respecto del Sol siempre que estaban en medio de sus movimientos retrógrados. Copérnico pudo ordenar los planetas en su orden heliocéntrico correcto basándose únicamente en el período de sus órbitas alrededor del Sol. [21] Su teoría ganó aceptación gradualmente entre los astrónomos europeos, particularmente después de la publicación de las Tablas Pruténicas por el astrónomo alemán Erasmus Reinhold en 1551, que se calcularon utilizando el modelo copernicano. [22]
El 13 de octubre de 1590, el astrónomo alemán Michael Maestlin observó una ocultación de Marte por Venus. [23] Uno de sus estudiantes, Johannes Kepler , rápidamente se convirtió en un partidario del sistema copernicano. Después de completar su educación, Kepler se convirtió en asistente del noble y astrónomo danés, Tycho Brahe . Con acceso otorgado a las observaciones detalladas de Marte de Tycho, Kepler se puso a trabajar matemáticamente en el ensamblaje de un reemplazo para las Tablas Pruténicas. Después de fallar repetidamente en encajar el movimiento de Marte en una órbita circular como lo requería el copernicanismo, tuvo éxito en igualar las observaciones de Tycho al suponer que la órbita era una elipse y que el Sol estaba ubicado en uno de los focos . Su modelo se convirtió en la base de las leyes del movimiento planetario de Kepler , que se publicaron en su obra de varios volúmenes Epitome Astronomiae Copernicanae (Epítome de la astronomía copernicana) entre 1615 y 1621. [24]
En su aproximación más cercana, el tamaño angular de Marte es de 25 segundos de arco (una unidad de grado ); esto es demasiado pequeño para que el ojo desnudo lo resuelva . Por lo tanto, antes de la invención del telescopio , no se sabía nada sobre el planeta además de su tono rojo y su posición en el cielo. [25] El científico italiano Galileo Galilei fue la primera persona conocida en usar un telescopio para hacer observaciones astronómicas. Sus registros indican que comenzó a observar Marte a través de un telescopio en septiembre de 1610. [26] Este instrumento era demasiado primitivo para mostrar cualquier detalle de la superficie del planeta, [27] por lo que se propuso el objetivo de ver si Marte exhibía fases de oscuridad parcial similares a Venus o la Luna . Aunque no estaba seguro de su éxito, en diciembre notó que Marte se había encogido en tamaño angular. [26] El astrónomo polaco Johannes Hevelius logró observar una fase de Marte en 1645. [28]
En 1644, el jesuita italiano Daniello Bartoli informó haber visto dos manchas más oscuras en Marte. Durante las oposiciones de 1651, 1653 y 1655, cuando el planeta hizo sus aproximaciones más cercanas a la Tierra, el astrónomo italiano Giovanni Battista Riccioli y su estudiante Francesco Maria Grimaldi notaron manchas de diferente reflectividad en Marte. [27] La primera persona en dibujar un mapa de Marte que mostraba las características del terreno fue el astrónomo holandés Christiaan Huygens . El 28 de noviembre de 1659, hizo una ilustración de Marte que mostraba la región oscura distintiva ahora conocida como Syrtis Major Planum , y posiblemente uno de los casquetes polares . [29] El mismo año, logró medir el período de rotación del planeta, dándolo en aproximadamente 24 horas. [28] Hizo una estimación aproximada del diámetro de Marte, suponiendo que es aproximadamente el 60% del tamaño de la Tierra, lo que se compara bien con el valor moderno del 53%. [30] Quizás la primera mención definitiva de la capa de hielo polar sur de Marte fue por el astrónomo italiano Giovanni Domenico Cassini , en 1666. Ese mismo año, utilizó observaciones de las marcas de la superficie de Marte para determinar un período de rotación de 24 h 40 m . Esto difiere del valor actualmente aceptado en menos de tres minutos. En 1672, Huygens notó una capa blanca difusa en el polo norte. [31]
Después de que Cassini se convirtiera en el primer director del Observatorio de París en 1671, abordó el problema de la escala física del Sistema Solar. El tamaño relativo de las órbitas planetarias se conocía a partir de la tercera ley de Kepler , por lo que lo que se necesitaba era el tamaño real de una de las órbitas del planeta. Para este propósito, se midió la posición de Marte contra las estrellas de fondo desde diferentes puntos de la Tierra, midiendo así la paralaje diurna del planeta. Durante este año, el planeta se movía más allá del punto a lo largo de su órbita donde estaba más cerca del Sol (una oposición perihélica ), lo que hacía que este fuera un acercamiento particularmente cercano a la Tierra. Cassini y Jean Picard determinaron la posición de Marte desde París , mientras que el astrónomo francés Jean Richer hizo mediciones desde Cayena , Sudamérica . Aunque estas observaciones se vieron obstaculizadas por la calidad de los instrumentos, la paralaje calculada por Cassini estuvo dentro del 10% del valor correcto. [32] [33] El astrónomo inglés John Flamsteed hizo intentos de medición comparables y obtuvo resultados similares. [34]
En 1704, el astrónomo italiano Jacques Philippe Maraldi "hizo un estudio sistemático del casquete sur y observó que sufría" variaciones a medida que el planeta rotaba. Esto indicó que el casquete no estaba centrado en el polo. Observó que el tamaño del casquete variaba con el tiempo. [27] [35] El astrónomo británico nacido en Alemania Sir William Herschel comenzó a hacer observaciones del planeta Marte en 1777, particularmente de los casquetes polares del planeta. En 1781, notó que el casquete sur parecía "extremadamente grande", lo que atribuyó a que ese polo había estado en oscuridad durante los últimos doce meses. En 1784, el casquete sur parecía mucho más pequeño, lo que sugiere que los casquetes varían con las estaciones del planeta y, por lo tanto, estaban hechos de hielo. En 1781, estimó el período de rotación de Marte en 24 h 39 m 21,67 s y midió la inclinación axial de los polos del planeta con respecto al plano orbital en 28,5°. Señaló que Marte tenía una "atmósfera considerable pero moderada, de modo que sus habitantes probablemente disfrutan de una situación en muchos aspectos similar a la nuestra". [35] [36] [37] [38] Entre 1796 y 1809, el astrónomo francés Honoré Flaugergues notó oscurecimientos en Marte, lo que sugiere que "velos de color ocre" cubrían la superficie. Este puede ser el primer informe de nubes o tormentas amarillas en Marte. [39] [40]
A principios del siglo XIX, las mejoras en el tamaño y la calidad de la óptica de los telescopios demostraron un avance significativo en la capacidad de observación. La más notable entre estas mejoras fue la lente acromática de dos componentes del óptico alemán Joseph von Fraunhofer que esencialmente eliminó la coma , un efecto óptico que puede distorsionar el borde exterior de la imagen. En 1812, Fraunhofer había logrado crear una lente objetivo acromática de 190 mm (7,5 pulgadas) de diámetro. El tamaño de esta lente primaria es el factor principal para determinar la capacidad de recolección de luz y la resolución de un telescopio refractor . [41] [42] Durante la oposición de Marte en 1830, los astrónomos alemanes Johann Heinrich Mädler y Wilhelm Beer utilizaron un telescopio refractor Fraunhofer de 95 mm (3,7 pulgadas) para iniciar un estudio extenso del planeta. Eligieron una característica ubicada a 8° al sur del ecuador como punto de referencia. (Más tarde se lo denominó Sinus Meridiani y se convertiría en el meridiano cero de Marte). Durante sus observaciones, establecieron que la mayoría de las características de la superficie de Marte eran permanentes y determinaron con mayor precisión el período de rotación del planeta. En 1840, Mädler combinó diez años de observaciones para dibujar el primer mapa de Marte. En lugar de dar nombres a las diversas marcas, Beer y Mädler simplemente las designaron con letras; por lo tanto, la bahía meridiana (Sinus Meridiani) fue la característica " a ". [28] [42] [43]
El astrónomo italiano Angelo Secchi, que trabajaba en el Observatorio Vaticano durante la oposición de Marte en 1858, observó una gran formación triangular azul, a la que llamó "Escorpión Azul". Esta misma formación estacional similar a una nube fue vista por el astrónomo inglés J. Norman Lockyer en 1862, y ha sido vista por otros observadores. [44] Durante la oposición de 1862, el astrónomo holandés Frederik Kaiser realizó dibujos de Marte. Al comparar sus ilustraciones con las de Huygens y el filósofo natural inglés Robert Hooke , pudo refinar aún más el período de rotación de Marte. Su valor de 24 h 37 m 22,6 s tiene una precisión de una décima de segundo. [42] [45]
El padre Secchi produjo algunas de las primeras ilustraciones en color de Marte en 1863. Utilizó los nombres de exploradores famosos para las características distintivas. En 1869, observó dos características lineales oscuras en la superficie a las que se refirió como canali , que en italiano significa 'canales' o 'surcos'. [46] [47] [48] En 1867, el astrónomo inglés Richard A. Proctor creó un mapa más detallado de Marte basado en los dibujos de 1864 del astrónomo inglés William R. Dawes . Proctor nombró las diversas características más claras o más oscuras en honor a astrónomos, pasados y presentes, que habían contribuido a las observaciones de Marte. Durante la misma década, el astrónomo francés Camille Flammarion y el astrónomo inglés Nathan Green produjeron mapas y nomenclaturas comparables . [48]
En la Universidad de Leipzig , entre 1862 y 1864, el astrónomo alemán Johann KF Zöllner desarrolló un fotómetro personalizado para medir la reflectividad de la Luna, los planetas y las estrellas brillantes. Para Marte, derivó un albedo de 0,27. Entre 1877 y 1893, los astrónomos alemanes Gustav Müller y Paul Kempf observaron Marte utilizando el fotómetro de Zöllner. Encontraron un pequeño coeficiente de fase —la variación de la reflectividad con el ángulo— que indica que la superficie de Marte es lisa y sin grandes irregularidades. [49] En 1867, el astrónomo francés Pierre Janssen y el astrónomo británico William Huggins utilizaron espectroscopios para examinar la atmósfera de Marte. Ambos compararon el espectro óptico de Marte con el de la Luna . Como el espectro de esta última no mostraba líneas de absorción de agua, creyeron que habían detectado la presencia de vapor de agua en la atmósfera de Marte. Este resultado fue confirmado por el astrónomo alemán Herman C. Vogel en 1872 y por el astrónomo inglés Edward W. Maunder en 1875, pero más tarde sería cuestionado. [50] En 1882, apareció un artículo en Scientific American que analizaba la nieve en las regiones polares de Marte y especulaba sobre la probabilidad de corrientes oceánicas. [51]
En 1877 se produjo una oposición perihelica especialmente favorable. El astrónomo inglés David Gill aprovechó esta oportunidad para medir la paralaje diurna de Marte desde la Isla Ascensión , lo que le permitió obtener una estimación de paralaje de 8,78 ± 0,01 segundos de arco . [52] Con este resultado, pudo determinar con mayor precisión la distancia entre la Tierra y el Sol, basándose en el tamaño relativo de las órbitas de Marte y la Tierra. [53] Observó que el borde del disco de Marte parecía borroso debido a su atmósfera, lo que limitaba la precisión que podía obtener de la posición del planeta. [54]
En agosto de 1877, el astrónomo estadounidense Asaph Hall descubrió las dos lunas de Marte utilizando un telescopio de 660 mm (26 pulgadas) en el Observatorio Naval de los Estados Unidos . [55] Los nombres de los dos satélites, Fobos y Deimos , fueron elegidos por Hall basándose en una sugerencia de Henry Madan , un instructor de ciencias en el Eton College en Inglaterra. [56]
Durante la oposición de 1877, el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli utilizó un telescopio de 22 cm (8,7 pulgadas) para ayudar a producir el primer mapa detallado de Marte. Estos mapas contenían características que llamó canali , que más tarde se demostró que eran una ilusión óptica . Estos canali eran supuestamente largas líneas rectas en la superficie de Marte a las que dio nombres de famosos ríos de la Tierra. Su término canali fue popularmente traducido erróneamente al inglés como canales . [57] [58] En 1886, el astrónomo inglés William F. Denning observó que estas características lineales eran de naturaleza irregular y mostraban concentraciones e interrupciones. En 1895, el astrónomo inglés Edward Maunder se convenció de que las características lineales eran simplemente la suma de muchos detalles más pequeños. [59]
En su obra de 1892 El planeta Marte y sus condiciones de habitabilidad , Camille Flammarion escribió sobre cómo estos canales se parecían a los canales artificiales, que una raza inteligente podría utilizar para redistribuir el agua en un mundo marciano moribundo. Abogó por la existencia de tales habitantes y sugirió que podrían ser más avanzados que los humanos. [60]
Influenciado por las observaciones de Schiaparelli, Percival Lowell fundó un observatorio con telescopios de 30 y 45 cm (12 y 18 pulgadas). El observatorio se utilizó para la exploración de Marte durante la última buena oportunidad en 1894 y las oposiciones menos favorables posteriores. Publicó libros sobre Marte y la vida en el planeta, que tuvieron una gran influencia en el público. [61] Los canales fueron encontrados por otros astrónomos, como Henri Joseph Perrotin y Louis Thollon , utilizando un refractor de 38 cm (15 pulgadas) en el Observatorio de Niza en Francia, uno de los telescopios más grandes de esa época. [62] [63]
A principios de 1901, el astrónomo estadounidense AE Douglass intentó fotografiar las características de los canales de Marte. Estos esfuerzos parecieron tener éxito cuando el astrónomo estadounidense Carl O. Lampland publicó fotografías de los supuestos canales en 1905. [64] Aunque estos resultados fueron ampliamente aceptados, fueron cuestionados por el astrónomo griego Eugène M. Antoniadi , el naturalista inglés Alfred Russel Wallace y otros como características simplemente imaginarias. [59] [65] A medida que se utilizaban telescopios más grandes, se observaron menos canales largos y rectos . Durante una observación en 1909 por Flammarion con un telescopio de 84 cm (33 pulgadas), se observaron patrones irregulares, pero no se vieron canales . [66]
En 1909, Eugène Antoniadi pudo ayudar a refutar la teoría de los canales marcianos al observar a través del gran refractor de Meudon , la Grande Lunette (lente de 83 cm). [67] Una trilogía de factores de observación se sinergizan: al observar a través del tercer refractor más grande del mundo, Marte estaba en oposición y el clima era excepcionalmente claro. [67] Los canales se disolvieron ante los ojos de Antoniadi en varias "manchas y manchas" en la superficie de Marte . [67]
El oscurecimiento de la superficie causado por las nubes amarillas se había observado en la década de 1870 cuando Schiaparelli las observó. Se observaron pruebas de tales nubes durante las oposiciones de 1892 y 1907. En 1909, Antoniadi observó que la presencia de nubes amarillas estaba asociada con el oscurecimiento de las características del albedo. Descubrió que Marte parecía más amarillo durante las oposiciones cuando el planeta estaba más cerca del Sol y recibía más energía. Sugirió que la arena o el polvo arrastrados por el viento eran la causa de las nubes. [69] [70]
En 1894, el astrónomo estadounidense William W. Campbell descubrió que el espectro de Marte era idéntico al de la Luna, lo que puso en duda la teoría, en ciernes, de que la atmósfera de Marte es similar a la de la Tierra. Las detecciones anteriores de agua en la atmósfera de Marte se explicaban por condiciones desfavorables, y Campbell determinó que la firma de agua provenía enteramente de la atmósfera de la Tierra. Aunque estuvo de acuerdo en que los casquetes polares indicaban que había agua en la atmósfera, no creía que los casquetes fueran lo suficientemente grandes como para permitir la detección del vapor de agua. [71] En ese momento, los resultados de Campbell se consideraron controvertidos y fueron criticados por miembros de la comunidad astronómica, pero fueron confirmados por el astrónomo estadounidense Walter S. Adams en 1925. [72]
El astrónomo alemán del Báltico Hermann Struve utilizó los cambios observados en las órbitas de las lunas marcianas para determinar la influencia gravitatoria de la forma achatada del planeta . En 1895, utilizó estos datos para estimar que el diámetro ecuatorial era 1/190 mayor que el diámetro polar. [35] [73] En 1911, afinó el valor a 1/192. Este resultado fue confirmado por el meteorólogo estadounidense Edgar W. Woolard en 1944. [74]
En 1924, los astrónomos estadounidenses Seth Barnes Nicholson y Edison Pettit, utilizando un termopar de vacío conectado al telescopio Hooker de 2,54 m (100 pulgadas) del Observatorio del Monte Wilson , pudieron medir la energía térmica irradiada por la superficie de Marte. Determinaron que la temperatura oscilaba entre -68 °C (-90 °F) en el polo hasta 7 °C (45 °F) en el punto medio del disco (que corresponde al ecuador ). [75] A partir del mismo año, el físico estadounidense William Coblentz y el astrónomo estadounidense Carl Otto Lampland realizaron mediciones de energía irradiada de Marte . Los resultados mostraron que la temperatura nocturna en Marte descendió a -85 °C (-121 °F), lo que indica una "enorme fluctuación diurna" en las temperaturas. [76] La temperatura de las nubes marcianas se midió en -30 °C (-22 °F). [77] En 1926, midiendo las líneas espectrales que se desplazaban hacia el rojo debido a los movimientos orbitales de Marte y la Tierra, el astrónomo estadounidense Walter Sydney Adams pudo medir directamente la cantidad de oxígeno y vapor de agua en la atmósfera de Marte. Determinó que en Marte prevalecían "condiciones desérticas extremas". [78] En 1934, Adams y el astrónomo estadounidense Theodore Dunham Jr. descubrieron que la cantidad de oxígeno en la atmósfera de Marte era menos del uno por ciento de la cantidad en un área comparable en la Tierra. [79]
En 1927, el estudiante de posgrado holandés Cyprianus Annius van den Bosch determinó la masa de Marte basándose en los movimientos de las lunas marcianas, con una precisión del 0,2 %. Este resultado fue confirmado por el astrónomo holandés Willem de Sitter y publicado póstumamente en 1938. [80] Utilizando observaciones del asteroide cercano a la Tierra Eros entre 1926 y 1945, el astrónomo germano-estadounidense Eugene K. Rabe pudo hacer una estimación independiente de la masa de Marte, así como de los otros planetas del Sistema Solar interior , a partir de las perturbaciones gravitacionales del asteroide. Su margen de error estimado fue del 0,05 %, [81] pero comprobaciones posteriores sugirieron que su resultado estaba mal determinado en comparación con otros métodos. [82]
Durante la década de 1920, el astrónomo francés Bernard Lyot utilizó un polarímetro para estudiar las propiedades superficiales de la Luna y los planetas. En 1929, observó que la luz polarizada emitida por la superficie marciana es muy similar a la irradiada por la Luna, aunque especuló que sus observaciones podrían explicarse por las heladas y posiblemente la vegetación. Basándose en la cantidad de luz solar dispersada por la atmósfera marciana, estableció un límite superior de 1/15 del espesor de la atmósfera terrestre. Esto restringió la presión superficial a no más de 2,4 kPa (24 mbar ). [83] Utilizando espectrometría infrarroja , en 1947 el astrónomo holandés-estadounidense Gerard Kuiper detectó dióxido de carbono en la atmósfera marciana. Pudo estimar que la cantidad de dióxido de carbono sobre un área determinada de la superficie es el doble que en la Tierra. Sin embargo, debido a que sobreestimó la presión superficial en Marte, Kuiper concluyó erróneamente que los casquetes polares no podían estar compuestos de dióxido de carbono congelado. [84] En 1948, el meteorólogo estadounidense Seymour L. Hess determinó que la formación de las delgadas nubes marcianas solo requeriría 4 mm (0,16 pulgadas) de precipitación de agua y una presión de vapor de 0,1 kPa (1,0 mbar). [77]
La primera nomenclatura estándar para las características del albedo marciano fue introducida por la Unión Astronómica Internacional (UAI) cuando en 1960 adoptaron 128 nombres del mapa de Antoniadi de 1929 llamado La Planète Mars . El Grupo de Trabajo para la Nomenclatura de Sistemas Planetarios (WGPSN) fue establecido por la UAI en 1973 para estandarizar el esquema de nombres para Marte y otros cuerpos. [85]
El Programa Internacional de Patrulla Planetaria se formó en 1969 como un consorcio para monitorear continuamente los cambios planetarios. Este grupo mundial se centró en observar las tormentas de polvo en Marte. Sus imágenes permiten estudiar los patrones estacionales marcianos a nivel mundial y demostraron que la mayoría de las tormentas de polvo marcianas ocurren cuando el planeta está más cerca del Sol. [86]
Desde la década de 1960, se han enviado naves espaciales robóticas para explorar Marte desde la órbita y la superficie con gran detalle. Además, la teledetección de Marte desde la Tierra mediante telescopios terrestres y en órbita ha continuado en gran parte del espectro electromagnético . Estas incluyen observaciones infrarrojas para determinar la composición de la superficie, [87] observación ultravioleta y submilimétrica de la composición atmosférica, [88] [89] y mediciones de radio de las velocidades del viento. [90]
El telescopio espacial Hubble (HST) se ha utilizado para realizar estudios sistemáticos de Marte [91] y ha tomado las imágenes de Marte con la mayor resolución jamás capturadas desde la Tierra. [92] Este telescopio puede producir imágenes útiles del planeta cuando se encuentra a una distancia angular de al menos 50° del Sol. El HST puede tomar imágenes de un hemisferio , lo que produce vistas de sistemas meteorológicos completos. Los telescopios terrestres equipados con dispositivos acoplados a carga pueden producir imágenes útiles de Marte, lo que permite un seguimiento regular del clima del planeta durante las oposiciones. [93]
Los astrónomos observaron por primera vez la emisión de rayos X de Marte en 2001 utilizando el Observatorio de rayos X Chandra , y en 2003 se demostró que tiene dos componentes. El primer componente es causado por los rayos X del Sol que se dispersan en la atmósfera superior marciana; el segundo proviene de interacciones entre iones que dan lugar a un intercambio de cargas. [94] La emisión de esta última fuente ha sido observada hasta ocho veces el radio de Marte por el observatorio orbital XMM-Newton . [95]
En 1983, el análisis del grupo de meteoritos shergottita , nakhlita y chassignita (SNC) mostró que podrían haberse originado en Marte . [96] Se cree que el meteorito Allan Hills 84001 , descubierto en la Antártida en 1984, se originó en Marte, pero tiene una composición completamente diferente a la del grupo SNC. En 1996, se anunció que este meteorito podría contener evidencia de fósiles microscópicos de bacterias marcianas . Sin embargo, este hallazgo sigue siendo controvertido. [97] El análisis químico de los meteoritos marcianos encontrados en la Tierra sugiere que la temperatura ambiente cercana a la superficie de Marte probablemente ha estado por debajo del punto de congelación del agua (0 °C) durante gran parte de los últimos cuatro mil millones de años. [98]
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