sábado, 28 de diciembre de 2013

Todas las lunas del 2014

Empezamos el año sin Luna (luna nueva el 1 de enero). Pero para ir planeando el resto del año, he aquí el ya tradicional video de toda la Luna del año en 3 minutos. Acelerada 200 mil veces, les recomiendo no pestañear para no perderse los eclipses del 15 de abril (visible desde las Américas) y del 8 de octubre (visible desde la cuenca del Pacífico). También hay una excelente superluna en agosto y una muy buena miniluna en enero. ¡A disfrutarla!

Aquí está el video (se ve mejor en pantalla completa y eligiendo la máxima resolución)


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sábado, 21 de diciembre de 2013

Aprovechen el verano

Hoy comienza el corto verano austral. Como ya contamos, la órbita elíptica de la Tierra alrededor del Sol hace que las estaciones del año tengan distinta duración en el hemisferio norte y en el sur. Y a nosotros nos tocó la cola del ratón:

Solsticio de verano: 21/12/2013
...seguido por apenas 89 días de verano hasta el...
Equinoccio vernal: 20/3/2014
...seguido por 93 días de otoño hasta el...
Solsticio de invierno: 21/6/2014
...seguido por ¡94 días de invierno! hasta el...
Equinoccio de primavera: 23/9/2014
...seguido por 89 días de primavera hasta el siguiente...
Solsticio de verano: 21/12/2014

Así que aprovechen. ¡Felices vacaciones y cielos despejados!

En el cielo las estrellas seguirá apareciendo regularmente como siempre...


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sábado, 14 de diciembre de 2013

Lunas del Infierno

Todos los planetas de nuestro sistema solar han sido explorados de cerca por robots de la Tierra, así como muchas de sus lunas. También muchos asteroides, chicos medianos y grandes, y unos cuantos cometas. Tan sólo los lejanos cuerpos del cinturón de Kuiper, ese segundo cinturón de cuerpos menores que tiene el sistema solar más allá de la órbita de Neptuno, no han sido visitados. Sabemos, viéndolos de lejos, que tienen mucho hielo (de agua, de amoníaco, de anhídrido carbónico, de hidrocarburos), que algunos tienen tenues atmósferas, que son más parecidos a cometas que a asteroides. Pero no hemos visto a ninguno de cerca.

Esta situación va a cambiar en julio de 2015, cuando New Horizons visite (raudamente, hay que decir) el sistema de Plutón. Posiblemente, después de Plutón New Horizons será redirigido para visitar algún otro (u otros) de estos helados planetitas. Mientras tanto, en un esfuerzo por planificar el paso por Plutón de la mejor manera posible, los astrónomos lo han escudriñado sin pausa y han descubierto una cantidad de lunas adicionales, que hace poco han recibido nombres propios.

Desde 1978 sabemos que Plutón tiene una luna enorme, casi tan grande como él. Para acompañar al dios del inframundo se le dio el nombre de Caronte. Caronte es el barquero mitológico encargado de llevar las sombras de los difuntos a su morada final, al otro lado de los ríos infernales. La foto del descubrimiento de Caronte aparece aquí al lado: era apenas un bulto que aparecía (imagen de la izquierda, notar el bulto) y desaparecía (imagen de la derecha) periódicamente en las fotos de Plutón.

En julio de este año, encontrándose todavía a 880 millones de kilómetros de su destino, la cámara de New Horizons pudo sacar una foto mucho mejor que ésa, en la cual distinguimos claramente a Caronte como un objeto distinto y separado de Plutón. La cámara de New Horizons tiene una apertura de 20 cm, como mi telescopio. El telescopio del descubrimiento de Caronte era de un metro y medio. Pero claro, observar desde el fondo de la atmósfera terrestre no es lo mismo que desde el vacío del espacio interplanetario.

El Telescopio Espacial Hubble distingue perfectamente a las lunas de Plutón. En 2012 se descubrió la quinta en esta imagen. Es la que aparece señalada por un circulito celeste. Las lunas de Plutón han recibido unos nombres buenísimos, todos relacionados con el mito del Hades y el inframundo, como Caronte. En 2005 fueron descubiertas Nix e Hydra. Nix es la diosa de las tinieblas y madre de Caronte. En realidad habría que escribirlo Nyx, con y griega, pero el nombre Nyx ya estaba usado en un asteroide. Hydra es el monstruo infernal de nueve cabezas que combatió con Heracles en uno de sus famosos Trabajos. Dicen que las nueve cabezas hacen referencia al estatus de Plutón como noveno planeta, del que disfrutó durante 9 décadas. Ambas miden unos 50 km de diámetro.

En 2011 fue descubierta la cuarta luna, Kerberos, o Cerbero como decimos en castellano. Cerbero es el perro monstruoso de tres cabezas que guarda las puertas del inframundo. Finalmente se descubrió un quinto satélite, que recibió el nombre de Styx, Estigia, la diosa de los ríos que limitan el Hades, y tal vez uno de esos ríos. Los nombres de estas dos últimas fueron elegidos este año, 2013, mediante una encuesta mundial abierta. William Shatner, el Capián Kirk de Viaje a las Estrellas, propuso Vulcano (un sobrino de Plutón, dios de los fuegos volcánicos) y Romulus (del mito romano).
Ambos nombres son planetas de la (más moderna que la griega) mitología de Star Trek. Mr Spock, lógicamente, estuvo de acuerdo.
Romulus fue descartado, porque no era un nombre infernal. Pero Vulcano salió primero en la elección de la encuesta, con Cerberus segundo y Styx tercera. La unión Astronómica Internacional, sin embargo, rechazó también a Vulcano por estar ya asociado a un planeta que finalmente no existió, interior a la órbita de Mercurio. Una razón de poco peso, debo decir. Cerberus ya estaba usado en un asteroide, pero se le helenizó la grafía a Kerberos y quedó. Lo mismo con Styx, que estaba disponible. Trekkies frustrados.

El vecindario de Plutón resultó estar mucho más poblado que lo que imaginábamos cuando despegó New Horizons. Y yo no descarto que la propia sonda descubra más satélites cuando llegue a Plutón...


Las imágenes son de NASA (dominio público). 



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sábado, 7 de diciembre de 2013

Desanillado

El robot Cassini, en órbita de Saturno, está realizando una serie de órbitas muy inclinadas para observar regiones poco conocidas del gigante anillado y sus satélites. Recientemente sacó una serie de fotos del planeta para componer un gran panorama desde una latitud muy elevada. Nos permite ver a Saturno como nunca lo vimos, como nunca nadie lo verá desde la Tierra: Saturno sin los anillos. Saturno como uno más de los planetas del sistema solar. Así es:


El borde interior del sistema de anillos se eleva 7000 km sobre el ecuador del planeta. La inusual perspectiva de Cassini permitió ver todo el planeta, inclusive el hemisferio norte, a través de ese espacio. Simplemente recorté alrededor del planeta y eliminé los anillos. En esta foto animada lo muestro con y sin. Su presencia de todos modos persiste: en la sombra que proyectan sobre el planeta, visible como un ligero oscurecimiento en la parte inferior de la imagen. Y en la noche de Saturno: fíjense que hay una mitad (la de "arriba" en la foto) apenas más brillante que la otra. Es que no hay verdadera noche en Saturno: la luz del Sol reflejada en los anillos la ilumina siempre. Inclusive del lado no iluminado directamente los anillos brillan tenuemente con luz dispersada por la miríada de partículas que los conforman.

Saturno es notable, no sólo por los anillos, sino porque su orbe está muy aplanado en los polos. Mucho más que la Tierra, y mucho más que lo que esta perspectiva permite apreciar. Ésto también le da un aspecto inusual a la imagen (al menos para los que estamos acostumbrados a verlo "de costado"). Saturno, además, es inusualmente ligero. Su densidad media es menos de 1 gramo por centímetro cúbico. Sí: Saturno es menos denso que el agua. Si tuviéramos una palangana suficientemente grande, ¡Saturno podría flotar en ella!

Si observan atentamente el casquete polar verán una formación nubosa curiosamente hexagonal. En esta otra imagen usé las fotos tomadas a través de los filtros de radiación infrarroja para componer una imagen en colores representativos. Una buena parte de la atmósfera de Saturno está compuesta por metano gaseoso, que se destaca en las bandas infrarrojas (rojo y verde en esta imagen). El hexágono polar se ve precioso (y carente de metano). Está delimitado por una corriente de chorro similar a las que existen en la Tierra, que zigzaguean en latitud y vistas de lejos parecen polígonos. Yo creo que se deben a una inestabilidad lateral como la del sistema de Rayleigh-Bénard, pero no he visto que nadie haya dado una explicación de ese tipo. Debería darla yo.


Nota filológica: ¿Hexágono o exágono? Yo siempre escribí exágono, sin hache, en castellano. Pero actualmente la RAE recomienda usar la hache (de origen etimológico), conservando la otra forma como antigua. Quevachaché.

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sábado, 30 de noviembre de 2013

Planetas por la tangente

Este cuatrimestre di las clases sobre movimiento gravitatorio en el curso de Mecánica Clásica del Balseiro. Puse en la guía de problemas un fenómeno curioso, que el año pasado tomamos en el parcial (y casi nadie lo resolvió). El problema dice así:
Si la masa del Sol súbitamente se reduce a la mitad, ¿qué órbita seguirá la Tierra? ¿Escapará del sistema solar?
No voy a explicar aquí los detalles del cálculo. Pero la idea de lo que ocurre es fácil de entender. La Tierra (al igual que todos los planetas) se mantiene en su órbita gracias a un balance entre la intensidad de la atracción gravitatoria del Sol y su propio movimiento en la órbita. Es decir, evita caer directamente hacia el Sol porque su velocidad orbital la mantiene moviéndose "de costado". Y no escapa "por la tangente" con esa velocidad porque la atracción del Sol curva su trayectoria. Eso es una órbita, ni más ni menos.

Si el Sol reduce su masa, su atracción gravitatoria se reduce. Pero la velocidad de la Tierra es la misma. Y ahora resulta una velocidad demasiado grande para la atracción que está ejerciendo el Sol. Empieza a "escapar por la tangente". Si la masa del Sol se reduce un poco, la órbita de la Tierra pasa de ser casi circular a ser un óvalo muy estirado (una elipse muy excéntrica): el planeta se aleja y se aleja, pero su velocidad no le alcanza para escapar, y regresa. Y repite esta órbita elíptica.

Cuanto más se reduce la masa del Sol, más se estira esta elipse. Se empieza a parecer a las órbitas de los cometas periódicos (como el cometa Halley) que son elipses finitas y largas. Cuando la masa perdida por el Sol llega al 50%, el punto más alejado de la elipse se ha ido al infinito, y la órbita se convierte en una parábola. No se cierra sobre sí misma como las elipses, y la Tierra escapa del sistema solar.

Hice una animación del fenómeno. Aclaro que no es un dibujo animado, sino una representación rigurosa del fenómeno físico. Agarré la Ley de Newton efe igual eme por a, puse la fuerza gravitatoria, y encontré la trayectoria. Eso se llama integrar numéricamente la ecuación diferencial. Lo hice en Mathematica, que es super amigable para hacer esto y representarlo gráficamente. Por si les interesa, el comando está al final de la nota.

Por disparatada que les parezca la situación, este mecanismo podría ser el origen de al menos algunas de las llamadas runaway stars, y de algunos rogue planets. Son estrellas o planetas eyectados de sus sistemas, cuando una de las estrellas pierde la mitad de su masa debido a intensos vientos estelares o una explosión de supernova. La estrella que vemos aquí al lado es Dseda Ophiuchi, una famosa runaway que se mueve raudamente por el gas interestelar, comprimiéndolo y formando esta hermosa bow shock. La estrella es brillante y se ve fácilmente a simple vista en invierno. La bow shock no.

Estrellas o planetas vagabundos, portadores de devastación, abundan en la ciencia ficción. Un caso destacado es el de la película Cuando los mundos chocan, una joyita de 1951. Una estrella vagabunda llega desde la profundidad del espacio y va a destruir la Tierra. Construyen una nave para mudarse a uno de sus planetas, y eligen a los afortunados al azar. Despegan a último momento, y la Tierra es destruída. No hay Bruce Willis ni Will Smiths que la salven. Impresionante.

Curiosamente, en mis exploraciones numéricas me pareció observar que sólo una reducción súbita de la masa del Sol produce la eyección del planeta. O sea, una supernova. En estrellas muy masivas puede haber intensos vientos estelares al comienzo de su existencia, y lo mismo al final de la vida de una estrella como el Sol, en la fase de supergigante. Esas etapas son cortas comparadas con la vida de una estrella, pero largas comparadas con las órbitas de los planetas, así que no son súbitas. En mis cálculos, si la reducción es gradual el planeta no llega a escapar. No estoy seguro por qué. Tal vez haya que tener en cuenta órbitas no circulares, pero no sé, habrá que calcularlo. O tomarlo en el parcial...


Papers sobre el origen de las runaway stars:

The origin of runaway stars, R Hoogerwerf, JHJ de Bruijne & PT de Zeeuw, astro-ph/0007436v1 (2000).

First detection of a magnetic field in the fast rotating runaway Oe star dzeta Ophiuchi, S Hubrig, Astron. Nachr. 332, 147-152 (2011).

On the origin of the O and B type stars with high velocities (the run-away stars) and some related problems, A Blaauw, Bull. Astron. Inst. Nether. 15, 265-290 (1961).

La foto de ζ Oph es de NASA/JPL-Caltech/Spitzer.

El comando de Mathematica para ilustrar el fenómeno es:

x0 = 1; y0 = 0; vx0 = 0; vy0 = 1; tmax = 25;
masa[t_] := Piecewise[{{1, t <= tmax}, {0.5, t > tmax}}];
ti[t_]   := Piecewise[{{0, t <= tmax}, {tmax, t > tmax}}];
tf[t_]   := Piecewise[{{tmax, t <= tmax}, {2 tmax, t > tmax}}];
sol = NDSolve[
    {(masa[t] x[t])/(x[t]^2 + y[t]^2)^(3/2) + x''[t] == 0,
     (masa[t] y[t])/(x[t]^2 + y[t]^2)^(3/2) + y''[t] == 0,
     x[0] == x0, y[0] == y0, x'[0] == vx0, y'[0] == vy0}, {x,y}, {t,0,2tmax}];
Animate[Show[
  ParametricPlot[Evaluate[{x[s1],y[s1]}/.sol], {s1,ti[s],tf[s]}, PlotStyle->Thick, PlotRange->{{-7,7},{-7,7}}],
  Graphics[{Blue, Disk[Flatten[{x[s], y[s]}/.sol], 0.2]}, PlotRange->{{-7,7},{-7,7}}],
  Graphics[{Orange, Disk[{0,0}, 0.5 Sqrt[masa[s]]]}], ImageSize->{400, 400}]
 ,{{s, 0, "tiempo"}, 0, 2tmax, Appearance->{"Labeled","Open"}, ImageSize->Tiny}]



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sábado, 23 de noviembre de 2013

Piscis

Una de las constelaciones típicas de la primavera (austral, o del otoño boreal) es Piscis. En Piscis está el punto vernal: el cruce entre el ecuador y la eclíptica por donde pasa el Sol en el equinoccio de marzo. Así que en primavera esta región del cielo está en la dirección opuesta al Sol. Piscis es una constelación rara. Es muy grande pero no tiene ninguna estrella brillante. Sus luminarias no llegan a tercera magnitud. Pero tiene una forma fácil de reconocer en el cielo, un circulito de estrellas similares que en esta figura forman un hexágono:


El resto de la constelación es esa larga fila de estrellitas en forma de V. Curiosamente, en la misma región del cielo hay otro circulito muy parecido, en la constelación de Cetus, la Ballena. ¡Es muy fácil confundirlos! Pero justo al norte de Piscis está el Gran Cuadrado de Pegaso, formado por cuatro estrellas brillantes, que ayuda a orientarse. Piscis tiene una galaxia hermosa, Messier 74, espero fotografiarla uno de estos días para mostrarla aquí.

Piscis, como sabemos, es la constelación de los peces. En la representación tradicional, Piscis son dos peces (uno de ellos es el circulito de estrellas). Me intrigaba la larga ristra de estrellas, porque realmente no le veía la forma. Todo se me aclaró cuando leí el mito relacionado. Fíjense atentamente, Piscis son dos peces unidos por una cuerda. ¿Qué es esa cuerda?

El mito está buenísimo. Es uno de los últimos eventos de la guerra entre los dioses olímpicos y los titanes. Resulta que el más joven de los gigantes (los gigantes, hijos de Gaia, tomaron el partido de los Titanes) era el monstruoso Tifón, tan impresionante que es una lástima que no esté entre las constelaciones. Era tan inmenso que, parado en la tierra, su cabeza llegaba a las estrellas. Sus piernas eran serpientes. Sus brazos medían cientos de kilómetros de largo, y al final de ellos tenía cabezas de serpiente en lugar de manos. En lugar de una cabeza tenía cien cabezas de dragón. Sus ojos brillaban rojos y con su aliento expulsaba roca fundida y humo. Era tan aterrador que los propios dioses del Olimpo huyeron en lugar de confrontarlo. Así llegaron a Egipto, perseguidos por el monstruo, donde se transformaron en animales para pasar desapercibidos. No hay nada mejor que transformarse en animal para pasar desapercibido.

Venus y Cupido (Afrodita y Eros), los dioses del amor, se transformaron en peces y se arrojaron al Nilo. O se arrojaron al Nilo y se transformaron en peces, no me queda del todo claro. Pero el Nilo es un río barroso, tipo el Paraná. Sus limos eran la fuente de la riqueza histórica de Egipto, después de todo, cuando inundaban anualmente los campos y los dejaban listos para la nueva cosecha de grano. Así que los dioses piscificados se ataron con una cuerda para no perderse en la correntada. Y así escaparon de Tifón. Esto alcanza para explicar la forma de Piscis, pero lo mejor del mito viene ahora.

Diana (Artemisa), la diosa de la caza, empezó a rezongar contra su padre Zeus, diciendo que era un cobarde, que no podía huir así. De manera que Zeus, un poco por vergüenza, confrontó finalmente a Tifón. Montó en su carro y comenzó a perseguirlo arrojándole sus famosos rayos. La persecución llegó hasta Sicilia, donde finalmente el dios logró herir al gigante, lo alcanzó y lo aplastó (¡atentos!) arrojándole encima el monte Etna. Pero claro, ¿cómo se mata a un inmortal? Aún hoy en día, tantos miles de años después, el humeante aliento de Tifón surge de la cima del Etna. Genial.


La imagen del cielo está hecha con Stellarium. La foto del Etna en erupción es del satélite Terra, y aparece en el Earth Observatory en este link. Busquen "mt etna from space" en Google Images y se darán una panzada, ya que el Etna está en erupción casi permanentemente.

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sábado, 16 de noviembre de 2013

Cassini

Cassini es mi robot espacial favorito por muchas razones. Entre ellas está el hecho de que sus imágenes están inmediatamente accesibles al público apenas llegan a la Tierra. Los aficionados podemos jugar con ellas y entretenernos incansablemente.

Pero, aparte de esto, Cassini está en órbita de ¡Saturno!. Es un sueño. Cuando Cassini llegó a Saturno soltó un plato volador que descendió sobre Titán, un satélite más grande que Mercurio, y el único del sistema solar que tiene una atmósfera (¡y el único cuerpo, aparte de la Tierra, que tiene lagos y mares!). Desde el aire fotografió la cuenca de un río, y aterrizó en una playa de piedras. Saturno tiene un satélite, Hyperión, que parece una esponja, y que rota de manera caótica, como mostró mi amigo Gabo Mindlin hace muchos años. Tiene otro satélite, Japeto, que parece una nuez, con una cordillera que le da toda la vuelta por el ecuador, y cuya superficie parece cubierta de cacao espolvoreado con azúcar impalpable. O viceversa, según dónde se mire. Tiene un satélite, Mimas, que parece la Estrella de la Muerte de Star Wars. Saturno tiene satélites en órbitas loquísimas. Es el único planeta que tiene lunas troyanas: lunas que orbitan en los vértices de triángulos equiláteros con otra luna. Y tiene no una sino dos lunas con lunas troyanas (Dione y Tethys). Hay también dos satélites, Jano y Epimeteo, que tienen órbitas tan parecidas que uno se acerca despacito al otro por detrás, hacen una pirueta, el que estaba arriba pasa abajo y viceversa, intercambian las órbitas y empieza una persecución opuesta. Otro satélite, Encélado, es el objeto más brillante del sistema solar, una bola de hielo que refleja el 99% de la luz que lo alumbra. Este glaciar redondo, sin embargo, tiene volcanes activos que expulsan agua sin pausa. Agua que forma su propio anillo, el anillo E. Saturno tiene erupciones de metano en su atmósfera, que crecen hasta envolver todo el planeta, y una corriente de chorro en forma de hexágono rodeando un gigantesco ciclón permanente en el polo sur. Ah, claro, además Saturno tiene anillos. Los anillos de Saturno son la cosa gravitatoriamente más loca del sistema solar, y buena parte de lo que sabemos de ellos es gracias a Cassini.

El 19 de julio de 2013, a la sombra del gigante anillado, Cassini sacó una secuencia de cientos de fotos durante 4 horas para armar un gigantesco panorama. En la imagen no sólo se ve el sistema completo de Saturno, sus anillos y satélites, sino todo el sistema solar interior, con Venus, Marte, la Tierra y la Luna. La imagen completa, difundida esta semana después de 4 meses de elaboración, es extraordinaria. Tengo un montón de cosas para comentar sobre ella, pero no tengo tiempo de hacerlo para esta semana. Tal vez la próxima. Pongo aquí una versión vergonzosamente reducida, pero nadie debería dejar de contemplar la versión original, de 9000×3500 pixels, en el sitio de CICLOPS.


Recordarán que es la foto en que salimos todos saludando a Cassini, y cuya versión telescópica procesé yo mismo y que está publicada acá. Para la imagen panorámica preferí esperar la versión oficial, y veo que hice muy bien.

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sábado, 9 de noviembre de 2013

Polvo de estrellas

En pleno invierno, en una accidentada noche de observación, nos metimos con el auto entero en un pozo con 30 cm de barro cubiertos de 10 cm de hielo. Es lo malo del invierno. Lo bueno es que oscurece tan temprano que, una vez rescatados, estábamos todavía a tiempo de llevar a cabo nuestra sesión astrofotográfica.

Pero en realidad, lo realmente bueno del invierno, es que se cierne sobre nuestras cabezas el magnífico centro de la Vía Láctea, que uno podría pasarse la vida observando y fotografiando. En esta ocasión fue la gran nebulosa oscura que, desde los alrededores de la estrella ρ Ophiuchi (léase "ro ofiuqui" en español), extiende sus tentáculos hacia la Vía Láctea. Aquí está:


Se trata de una de las nebulosas más extraordinarias del cielo. Es completamente invisible a simple vista, aún a través de un gran telescopio, y sólo se la puede disfrutar fotográficamente. Forma parte de la maraña de filamentos de polvo frío que se entrecruzan en el plano del disco de nuestra galaxia, y que son característicos de todas las galaxias espirales. Estas nebulosas oscuras están compuestas de gas y polvo (finísimo, como si fueran partículas de humo, más que polvo) muy, muy frío. Cuando digo frío digo 250 grados bajo cero. Son inmensas, abarcando el espacio interestelar por cientos de años luz, oscureciendo con su manto de tinieblas estrella tras estrella tras estrella.

La nebulosa de Rho Oph no es completamente oscura, como resulta evidente en la fotografía. Muchas de las estrellas que abarca contribuyen a iluminarla. Pero no se trata del efecto de fluorescencia como el que vemos en tantas otras nebulosas notables, como la de Orión, la de Carina, o la de la Laguna. Es simplemente luz reflejada de las estrellas. Así que los colores son variados, como en un escenario teatral iluminado por una batería de luces. El fenómeno le da a esta región del cielo un multicolor inusual. Veamos un detalle:


Ésta es la región más luminosa y colorida. Se destaca la estrella Antares (la supergigante roja del Escorpión), iluminando con su luz dorada la región más austral del complejo de nubes. Cerca de Antares vemos dos cúmulos globulares, ambos muy lejanos: el gran M4 (a 7200 años luz) y el más pequeño NGC 6144 (a 30 mil a.l.). La estrella σ (sigma) Scorpii es una gigante azul suficientemente energética para producir una fluorescencia roja de hidrógeno. Otras tres estrellas muy brillantes proveen la mayor parte de la luz azul de la nebulosa. Son todas ellas estrellas múltiples: 22 Scorpii, HD147889, y la que le da nombre a la nebulosa, ρ Ophiuchi, en la constelación de Ofiuco, el Encantador de Serpientes.

En la foto señalé varias regiones oscuras con sus nombres propios. Las que tienen una letra B corresponden al catálogo de Edward Barnard, un gran astrónomo de principios del siglo XX quien fue el primero en estudiar sistemáticamente la Vía Láctea usando fotografías. Su Atlas es accesible digitalmente, y su foto de esta región del cielo aparece en la placa 13. La naturaleza de estas regiones oscuras era desconocida en tiempos de Barnard. ¿Eran regiones vacías de estrellas, o verdaderas nubes oscuras ocultando las estrellas del fondo? En su descripción de la Placa 13 dice: "la nebulosa [brillante] es en sí misma un objeto hermoso. Con sus conexiones laterales y la mancha oscura en la que se ubica, y los carriles oscuros que es extienden hacia el Este, da toda la evidencia de que oscurece las estrellas que se encuentran detrás." Y también, en un artículo publicado en 1919: "Para mí es concluyente la evidencia de que existen masas oscuras en el espacio, [si bien] cuál sea la naturaleza de esta materia es otra cuestión."  

Hoy sabemos que estas nubes forman el medio interestelar en la región del disco de la galaxia. Son gas y polvo fríos, resultado de la evolución y muerte de estrellas de generaciones anteriores. Y son el material del que se forman las nuevas estrellas. La nebulosa de Rho Ophiuchi es, de hecho, la región de formación estelar más cercana a la Tierra (a pocos cientos de años luz). Escudriñándola en radiación infrarroja se puede ver dentro del polvo oscuro, y se han identificado cientos de estrellas bebés, de apenas un par de millones de años de edad, algunas de pocos cientos de miles de años, y otras recién condensándose a partir de la nebulosa.

Las nubes oscuras identificadas con una letra L corresponden al catálogo de nebulosas oscuras elaborado en la década del '60 por Beverly Lynds, usando el extraordinario survey del cielo realizado desde Monte Palomar en la década anterior. Hay muy poca información en la web sobre Beverly Lynds. Me costó bastante identificar su nombre, y hasta su sexo, ya que sus trabajos están firmados B. T. Lynds. Según puede leerse en su artículo sobre las nebulosas oscuras, las calcó a mano a partir de los negativos de vidrio de Palomar. El procesamiento de datos lo hizo con una IBM 1620, una de las primeras computadoras accesibles a los científicos. Era un armatoste primitivo, con una arquitectura decimal en lugar de binaria como tienen todas las computadoras modernas. No tenía sistema operativo; o mejor dicho: el sistema operativo ¡era el operador! Hay una fascinante nota sobre la máquina en Wikipedia, con una cantidad pasmosa de detalles. Rescato, además de lo que comenté, este dial que se parece sorprendentemente al de mi lavarropas (quizás más inteligente que la IBM 1620). Hay también una foto de una chica manipulando el dial, que uno se imagina podría ser Beverly. Según leí allí también, varios paneles de 1620s se usaron para la escenografía de la genial película Colossus: El Proyecto Forbin.

En esta época del año ya Ofiuco y Escorpio se empiezan a esconder antes del anochecer, así que tienen poco tiempo para observarlas. Pero es obligatorio dedicarles al menos una noche el año que viene.


El Atlas Fotográfico de Regiones Seleccionadas de la Vía Láctea está online, como dije. De allí reproduje la Placa 13. Un artículo interesante, con una foto preciosa en colores de la zona, es Star Formation in the rho Ophiuchi Molecular Cloud. El paper de Lynds es Catalogue of Dark Nebulae.

La UNESCO debería declarar patrimonio de la Humanidad la colección de miles de placas de vidrio que constituyen el survey de Monte Palomar, en el cual están basados la mayoría de los catálogos astronómicos hasta fines del siglo XX. Hay varias maneras de consultarlo, por ejemplo en el STScI.

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sábado, 2 de noviembre de 2013

El cometa de Newton

En 1680 y 1681 dos grandes cometas cruzaron los cielos de la Tierra. En esos años todavía la aparición de un cometa daba un poco de miedito. Estos visitantes inesperados siempre presagiaban portentos y desgracias. ¡Dos en rápida sucesión! Agarrate Catalina.

El primero, en noviembre de 1680, fue brillantísimo, visible en pleno día. Su movimiento lo llevaba derecho al Sol día tras día, hasta que se perdió en su resplandor a fin de mes. A mediados de diciembre apareció otro cometa, éste alejándose del Sol, y luciendo una larguísima y brillante cola. Aquí lo vemos sobre Amsterdam, en una pintura holandesa de la época que salió esta semana en la APOD.

Lejos de la superchería apocalíptica, los astrónomos se dispusieron a estudiar los cometas como un fenómeno natural, como correspondía a una época que por algo hoy conocemos como la Revolución Científica. En Londres Christopher Wren, Robert Hooke e Isaac Newton midieron cuidadosamente sus posiciones. Edmund Halley, en camino a Roma por asuntos oficiales de la Royal Society, se demoró en París observando junto a Giovanni Cassini. Astrónomos de toda Europa mandaron sus observaciones a la Royal Society para contribuir al esfuerzo científico. Un poco como el Bureau de Telegramas Astronómicos de hoy en día (sí, se sigue llamando "de telegramas").

Un par de meses después, tras estudiar cuidadosamente los datos recibidos, el Astrónomo Real John Flamsteed llegó a la conclusión de que los dos cometas eran uno solo, uno y el mismo, que había dado la vuelta al Sol y aparecido del otro lado. Newton no se lo creyó. Para hacer lo que decía Flamsteed el cometa debía haber dado una vuelta súper cerrada alrededor del Sol, algo que ningún otro cuerpo celeste hacía. Si bien la idea de la gravitación universal se le había ocurrido en 1665, como hemos contado, Newton aún no había desarrollado la teoría en detalle, y mucho menos calculado las posibles órbitas de los cuerpos celestes. Pero la observación del cometa, y en particular el descubrimiento de Flamsteed, fueron el disparador de un frenesí de desarrollo teórico.

Le llevó un par de años, pero en algún momento entre 1681 y 1684 Newton cambió de idea. Se convenció de que los dos cometas eran el mismo, y que realmente el cometa había dado una vuelta cerradísima alrededor del Sol (como ilustra este diagrama en sus Principia Mathematica). Había descubierto, en su teoría, que los cuerpos celestes podían describir órbitas elípticas, como los planetas que se mueven de acuerdo a las leyes de Kepler. Pero también podían moverse en trayectorias parabólicas. Y las observaciones del Gran Cometa de 1680 encajaban perfectamente con un movimiento parabólico. ¡Chan! La nueva teoría era matemáticamente sólida y científicamente revolucionaria. Y la observación del cometa fue una evidencia crucial de su validez en el mundo real. Newton lo publicó de manera prominente, sin mencionar el aporte de Flamsteed (como solía hacer).

En estos días, un cometa casi idéntico al de Newton se zambulle de cabeza hacia el Sol. Pasará a apenas 700 mil kilómetros de su superficie (el Sol mide 1 millón de kilómetros de diámetro) el 28 de noviembre. ¿Será tan notable como el de 1680/81? Todo parece indicar que sí. Lamentablemente, desde nuestra latitud no será fácil verlo. Pueden intentarlo desde este fin de semana (sin luna, que es la gran enemiga de los cometas), aunque todavía se necesitarán binoculares para encontrarlo. Pero aumentará rápidamente de brillo durante noviembre, así que no hay que perder oportunidad. Después de su paso tras el Sol será cada vez más difícil (para nosotros) verlo. Una lástima, porque seguramente hará una gigantesca cola al calor del Sol.

El cometa (C/2012 S1 ISON) es visible antes del amanecer en el cielo del Este. Esta carta está hecha para mañana domingo a las 5:00 hora argentina. Usen Regulus (α del León) y el planeta Marte para buscarlo. Ojo: ni el cometa ni su cola son todavía visibles a simple vista. No me vengan con reclamos. Pero aumentará de brillo con el correr de los días, a medida que se mueva hacia abajo y a la derecha, hacia donde está el Sol. ¡Buenos cielos!



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sábado, 26 de octubre de 2013

Penumbral

La semana pasada la Luna llena tuvo el atractivo adicional de un eclipse penumbral. Vista desde Bariloche la Luna salió ya eclipsada poco después de las 20 horas. Tomé esta secuencia, con la intención de registrar el progreso del eclipse. Pero unas tenues nubes no permitían ver el efecto penumbral, que es muy sutil. De todos modos, la nubosidad compuesta de una capa tenue y alta más escasas nubes bajas, le dio un encanto particular a la salida de la Luna. Mirando por los binoculares, por momentos parecía que la Luna estaba por delante de las nubes, como si fuera un fenómeno atmosférico más. Raro y desorientador.


¿Por qué penumbral? ¿Y por qué tan difícil de ver? La sombra de la Tierra no es nítida. Tiene una parte central más oscura llamada umbra, rodeada de una corona difusa y menos oscura llamada penumbra. Esto se debe a que el Sol no es una fuente puntual de luz, sino que es extenso. Es fácil comprender lo que pasa haciendo un simulacro como el que puse aquí abajo. Si miramos desde la Luna hacia la Tierra y el Sol, tenemos dos situaciones extremas: pleno sol o completa oscuridad. Pero en medio tenemos una región donde el Sol está parcialmente cubierto por la Tierra. Esta región está menos iluminada, de manera gradual, y forma la penumbra.


Por lo demás, el fenómeno de umbra y penumbra es independiente de que haya eclipse, o inclusive de que la sombra sea la de la Tierra. Sólo se debe al tamaño del Sol. Así que cualquier cuerpo que hace sombra, hasta el pelo más delgado, tiene esta sombra compuesta. La foto de aquí al lado es la sombra de una moneda, sostenida por una pinza. Se ve claramente la corona que forma la penumbra. Cuando la Luna no alcanza a meterse en la umbra tenemos apenas un eclipse penumbral.

El máximo eclipse se produjo a las 20:50. Por suerte había menos nubes, y las fotos muestran claramente el oscurecimiento (muy sutil y gradual) en la parte superior derecha de la imagen. La Luna se ve además increíblemente llena, lisa y chata. Efectivamente, apenas 10 minutos antes fue el momento exacto de la luna llena. Las variaciones de grises que vemos son realmente los distintos tonos del suelo lunar (el albedo del suelo lunar, dicen los selenólogos). No hay sombras. ¡La única sombra que vemos es la de la Tierra!



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sábado, 19 de octubre de 2013

El canto del Cisne

Me fui a la costa del lago para fotografiar la poco observada (desde nuestra latitud) constelación del Cisne. Sólo en primavera la tenemos sobre el horizonte a una hora razonable, justo al Norte. Es una pena, porque el Cisne sobrevuela la Vía Láctea, y abunda en objetos astronómicos interesantes. En la foto se alcanza a distinguir la nebulosidad de la Galaxia cruzando el cielo, casi vertical en medio de la imagen. Sólo tres estrellas brillantes se destacan en esta región del cielo (más a simple vista que en la foto, debo decir). Formando un triángulo rectángulo muy fácil de identificar, son Deneb, Vega y Altair, las estrellas principales del Cisne, la Lira y el Águila respectivamente. Altair no entró en la foto por muy poquito, pero la identificarán sin problema en el cielo.


Preparé también un apilado para que se viera mejor el cielo. Pero se borronea el paisaje, así que aquí está recortada:


Los atractivos estelares del Cisne dan para todos los gustos, tanto prácticos como teóricos. No marqué ninguno de los abundantes cúmulos estelares ni nebulosas planetarias. Sólo estrellas. Y las que más me llamaron la atención fueron:

61 Cygni. Una de las estrellas más famosas de la historia: la "estrella voladora" del Padre Piazzi, la "estrella de Bessel". En 1838 Federico Guillermo Bessel la eligió para su proyecto de medir por primera vez la distancia a una estrella. Y lo logró. Cuento la historia en Viaje a las Estrellas.

Deneb. La cola del Cisne es su estrella más brillante. Tal como comenté hace poco, esta estrella colosal es la más lejana de primera magnitud. Un abismo de 3200 años luz nos separa de ella. Nuestro Sol, casi 200 mil veces menos brillante, desde Deneb sería una minúscula estrella telescópica de magnitud 15.

Albireo. En el pico del Cisne luce una de las más hermosas estrellas dobles. Un par amarillo-azul, a medio minuto una de otra, es una de las favoritas de todos los aficionados.

P Cygni. La estrella más lejana visible a simple vista desde nuestra latitud. Esta rara "nova permanente" está a ¡10000 años luz! Mil veces más lejos que la estrella de Bessel. Posiblemente similar a la famosa Eta Carinae. Otras dos novas notables del Cisne, de las más brillantes de la historia, quedaron debajo del horizonte.

NML Cygni. La estrella más grande, tal vez de todo el universo. ¡1650 radios solares! Puesta en el lugar del Sol, su "superficie" estaría más allá de la órbita de Júpiter.

RS Cygni. Una estrella súper roja, de las llamadas "estrellas de carbono". Una de las más rojas del cielo. Estas estrellas hacen que Antares o Betelgeuse parezcan anaranjadas.

Cygnus X-1. El primer agujero negro descubierto, y probablemente el más cercano a nosotros. Con unas 15 masas solares, se trata del más estudiado objeto de su tipo.

χ (chi, pronunciado "ji") Cygni. Una de las más notables estrellas variables de tipo Mira, que cambia entre tercera magnitud (visible a ojo desnudo) y magnitud 14 (perdida entre la miríada de estrellitas que llenan el campo del telescopio en esa región de la Vía Láctea), lo cual representa unas 25 mil veces de cambio de brillo.

Kepler. La silueta marca el campo visual del telescopio espacial Kepler, descubridor de cientos, tal vez miles de planetas alrededor de otras estrellas. Una inmensa cantidad de observaciones de Kepler esperan todavía su análisis, aún cuando el satélite ha sido recientemente apagado por falla de sus sistemas de orientación. Siempre lo sospechamos, pero Kepler nos ha confirmado una galaxia con más planetas que estrellas.

Vega. No está en el Cisne, sino en la Lira. Vega es la estrella que definía hasta hace poco la escala de magnitudes estelares. Su brillo se definía como magnitud 0.00.

ε (epsilon) Lyrae. La famosa doble doble: una estrella binaria cuyas componentes, a su vez, son también binarias. Una preciosura para hacer zoom...

Nova Delphini 2013. Una de las novas más brillantes de la historia, que nos entretuvo este invierno con sus fotones paleolíticos.

La Percha. Evidentemente los griegos no colgaban sus togas en el placard, porque si no este asterismo tendría que ser constelación. Genitivo: Perchae...

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sábado, 12 de octubre de 2013

La Cenicienta

El fin de semana pasado me subí al tanque de agua para fotografiar la hermosa conjunción de la Luna, Mercurio y Saturno. En este blog somos fans de las conjunciones planetarias, así que no me la podía perder. Bastante más alto lucía brillantísimo Venus. Así se veía el conjunto. Click en la foto para verla más grande, vale la pena.


Mercurio está arriba y a la izquierda de la Luna, y Saturno a la derecha. La Luna tenía apenas dos días de creciente, así que era delgadísima. El atardecer era espléndido, así que me quedé un buen rato encaramado, esperando que el conjunto bajara sobre los cerros, para poder sacar esta otra foto:


Me encanta. Parece una carita sonriente. Además vemos, en la Luna, la parte nocturna, la parte no iluminada por el Sol. Esta luz cenicienta es preciosa cuando la Luna tiene no más de 3 días alrededor de la luna nueva. También es luz del Sol, como la que ilumina la parte brillante. Pero no directa: es la luz reflejada por la Tierra. Las fases de la Luna y de la Tierra son opuestas, así que cuando en la Tierra vemos la Luna cerca de la fase nueva, desde la Luna la Tierra se ve casi llena, y muy brillante. Esa luz ilumina la noche lunar, y vemos su reflejo. El fenómeno fue explicado satisfactoriamente por primera vez por Leonardo da Vinci. En inglés dicen que es "la luna nueva en brazos de la vieja".

Ya era casi de noche cuando tomé esta foto, y se veían las estrellas. Así que aproveché para toma esta otra, con Escorpio a la izquierda (y Venus) y Ofiuco, el Encantador de Serpientes, ocupando la mayor parte del campo. Quise tomarla porque ahí, donde marqué, está Voyager 1, a 126 unidades astronómicas de nosotros, unos increíbles 19 mil millones de kilómetros, escapándose del Sol.


Quería tomar esta foto (aunque naturalmente Voyager no se ve) porque la sonda estuvo recientemente en las noticias: según mediciones realizadas recientemente, Voyager 1 se encuentra desde hace un año en el espacio interestelar. ¿Qué es esto? Bueno, si uno empieza a alejarse de una estrella, al principio permanece dentro de su viento estelar, una tenue corriente de materia que las estrellas expulsan y que forma una especie de burbuja a su alrededor. Esta burbuja no se diluye lentamente fusionándose con las de las demás estrellas, sino que se acaba de golpe, en una transición brusca a partir de donde comienza el medio interestelar. Esa frontera es la que atravesó Voyager 1. Esto no es lo mismo que haber "salido del sistema solar" que es lo que lamentablemente reprodujeron todos los medios periodísticos a pesar de que no estaba dicho en la comunicación oficial, y que no significa nada. De hecho millones de cometas del sistema solar están aún más lejos, en órbita alrededor del Sol. Pero es un evento destacable. Yo escribí sobre el asunto un año antes todavía, ya que era inminente. La nota está acá, y los invito a revisarla, incluyendo una sencilla demostración casera de la frontera que cruzó la Viajera. Sólo agregaré que la estrella ζ (dseta) Ophiuchi con la que está ilustrada esa nota también está en la foto.

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sábado, 5 de octubre de 2013

Estrella polar

Cuando escribía hace poco sobre las estrellas de navegación de los Apollo me preguntaba si en otros planetas habría estrellas polares, como la que señala el polo norte celeste en la Tierra. Ya se sabe: a medida que la Tierra gira sobre sí misma a lo largo de la noche la estrella Polaris permanece (casi) en el mismo lugar en el cielo. Y lo mismo día tras día, a lo largo de las estaciones. Es innegable la utilidad de semejante puntero cardinal para la navegación. Polaris es una estrella de segunda magnitud, y al verla desde una ciudad mucha gente hoy en día se sorprende de que una estrella tan poca cosa sea tan famosa. Así se la ve en el cielo artificial de Stellarium a apenas un grado de distancia del polo exacto.

En el hemisferio sur no tenemos una estrella polar. No hay ninguna estrella brillante cerca del polo celeste. En general buscamos el polo sur celeste apuntando con el palo largo de la Cruz del Sur, así.

En Stellarium se puede elegir el punto de observación no sólo en la Tierra, sino en una variedad de cuerpos del sistema solar. Así que me hice un tour por los lugares que me interesaban. Empezando, por supuesto, por la Luna. Estamos explorando el cráter Autolycus, en el hemisferio norte de la Luna. ¿Podemos guiarnos por Polaris? Más de un navegante se perdería: ¡Polaris está muy lejos del polo norte! La estrella brillante más cercana al polo es Zeta Draconis, apenas de tercera magnitud y a 5° del polo celeste. A no olvidarse el GPS...

Mientras tanto, en el hemisferio sur de la Luna... Estamos en Mare Humorum, explorando de muy buen ídem. Miramos al sur y vemos a Delta Doradus, una estrella a 88° de declinación. No está mal. ¡Pero es una estrella de cuarta magnitud! Claro, quien necesita una estrella cuando el polo sur está señalado por una galaxia: la Nube Mayor de Magallanes es un substituto razonable, no muy lejos del polo celeste.

Algún día exploraremos Mercurio. El lado nocturno, al menos. Polaris está re-lejos del polo. Altais (Delta Draconis), una estrella de tercera magnitud, está a no menos de 7°, bastante inútil. Claro: Mercurio rota tan lentamente que la verdad que una estrella polar es innecesaria. Basta tomar la dirección de cualquier estrella brillante y estará casi fija en el cielo durante semanas.

En Venus siempre está nublado así que no vale la pena detenernos. Vayamos mejor a Marte, donde sin duda navegaremos algún día. En el hemisferio norte no vemos ninguna estrella polar útil, pero encontré un lindo puntero: La estrella Deneb, una de las más brillantes del cielo, apunta al polo norte celeste ayudándose con otra estrella del Cisne, Sadr, no tan brillante pero muy fácil de reconocer por la forma de la constelación. Funcionarían un poco como nuestra Cruz del Sur. No está nada mal.

En el hemisferio sur no hay tanta suerte. Apenas encontré a Kappa Velorum, una estrella más tenue que Polaris, y a tres grados del polo. En Marte no funcionan las brújulas, así que a no olvidarse el GPS si estamos por la Pampa de Hellas...

Los planetas gigantes no tienen una superficie sólida donde podamos pararnos. Pero sus satélites sí. Y hay muchos que valdría la pena explorar a pie o en coche. Por ejemplo Europa, el glacial satélite de Júpiter donde un océano subterráneo podría albergar microbios alienígenas. Bueno, no tuve mucha suerte. La situación es un poco como la de la Luna: en el cielo norte la estrella Zeta Draconis a 5° del polo. En el sur habrá que arreglarse con la Nube de Magallanes o con Beta Doradus, de magnitud 3.75...

En el sistema de Saturno hay una luna interesante de visitar, Encélado. En la región polar sur de Encélado hay unos géisers de agua tibia, que indican que, como en Europa, hay agua líquida subterránea. Polaris está a 6° del polo norte celeste, podría servir si no necesitamos mucha precisión...

Como vemos, la situación empieza a repetirse. Es que casi todos los cuerpos relativamente grandes del sistema solar giran con sus ejes más o menos en la misma dirección. Que es la dirección en la que gira el Sol, y en la que giran los planetas en sus órbitas. Las inclinaciones no son muy grandes. Excepto con Urano (Neptuno, ¡gracias a Andrea Anfo que me avisó!). Urano está "acostado" en su órbita, no sabemos bien por qué. La cuestión es que sus satélites también, y si estamos explorando, por ejemplo, la loca geografía de Miranda, tenemos un cielo completamente distinto al que estamos acostumbrados en la Tierra. Miren el polo norte celeste, completamente inmerso en la Vía Láctea. Sabik, una estrella de Ofiuco, marca casi exactamente el polo. Claro que es una región tan llena de estrellas que sería fácil confundirse...

¿Y en las regiones australes de Miranda? Miren que belleza. No hay una estrella polar. Pero hay un triángulo equilátero muy fácil de reconocer, formado por Aldebarán en el Toro, Bellatrix en Orión, y Zeta Tauri, que encierran exactamente el polo sur celeste. Imposible perderse.

La mejor estrella polar de todo el sistema solar la encontré en Neptuno. Una pequeña luna llamada Galatea tiene nada menos que a Canopus, la segunda estrella más brillante del cielo, como estrella polar sur, a unos razonables 4° del polo, no nos podemos quejar. En realidad tengo mis dudas sobre la exactitud de Stellarium con respecto a este particular, porque no conocemos mucho de Galatea, una lunita embebida en un anillo del planeta gigante, apenas vista fugazmente por la Voyager 2. Pero bueno, a lo mejor Canopus es más polar todavía, no sabemos...

Bueno, si quieren buscar más, no tienen más que cambiar el sitio de observación en Stellarium y activar la grilla ecuatorial...

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sábado, 28 de septiembre de 2013

La estrella más lejana

Ésta es una de las notas más visitadas de este blog. Si te gusta la astronomía, no dejes de seguir leyendo el resto de En el Cielo las Estrellas... ¡No te vas a arrepentir! Publico una nota nueva cada sábado. Podés subscribirte para recibirlas por email aquí a la derecha...

No te pierdas la actualización: La Estrella más Lejana (reloaded).
 
La lejanía de la Nova Delphini 2013, estrella visible a simple vista a 11 mil años luz de nosotros, me dejó pensando. ¿Cuál será la estrella más lejana visible a simple vista? Eta Carinae es una buena candidata, me dice la intuición... Pero seamos rigurosos.

El satélite Hipparcos, de la ESA, se pasó cuatro años midiendo las posiciones de las estrellas con extraordinaria precisión. Mucha más precisión que la que puede lograrse desde la superficie terrestre. Gracias a observaciones repetidas a lo largo del año se pudo calcular la distancia a unas cien mil estrellas por el método de la paralaje. Es nuestro mejor catálogo de posiciones estelares en 3D hasta ahora, y no llega muy lejos. Su trabajo va a ser continuado por GAIA dentro de un par de años. Por ahora, es lo que hay.

Usando el catálogo de Hipparcos hice el siguiente gráfico, donde cada estrella está representada por una ídem. En el eje horizontal está la distancia, y en el eje vertical está la magnitud, o sea el brillo. Ojo que las estrellas más brillantes tienen magnitud más baja (por eso dibujé estrellas más grandes abajo y más chicas arriba). Usualmente se toma la magnitud 6 como límite de lo que puede observarse a simple vista desde un sitio oscuro, así que dibujé una raya horizontal. Todas las estrellas por encima de la raya son invisibles a nuestros ojos desnudos (excepto tal vez desde una montaña alta cuando éramos más jóvenes). Todas las de abajo de la raya son visibles.


El gráfico no deja lugar a dudas: la estrella más lejana visible a simple vista es Rho Cassiopeiae. Es una hipergigante amarilla (algo rarísimo, se conoce apenas una docenita en la Vía Láctea), y una de las estrellas más luminosas conocidas. Su diámetro es 450 veces mayor que el del Sol. ¡Puesta en nuestro sistema solar llegaría más allá de la órbita de Marte! Se encuentra a 11600 años luz de nosotros (casi lo mismo que la nova). Con magnitud 4.5 es claramente visible a simple vista, si bien no desde una ciudad. Y no desde el hemisferio sur: la constelación de Casiopea no se levanta sobre el horizonte de Bariloche, y apenas lo hace desde lugares más al norte.

¿Qué alternativa tenemos en el Sur? Bueno, aparte de un grupito de estrellas más tenues (otro día las revisaré), hay otras dos que se destacan. Una de ellas es efectivamente Eta Carinae, como sospechaba. También magnitud 4.5, está a unos lejanos 7500 años luz, y es claramente visible en nuestros cielos. (Eta Car no está en el catálogo Hipparcos, la agregué a mano; su distancia se estima en 7500 a.l. pero no está medida con certeza).

La otra alternativa, con magnitud similar (4.8) y a unos vertiginosos 10000 años luz de nosotros, es (surprise!) otra nova: P Cygni, también conocida como Nova Cygni 1600 (pintada amarilla en el gráfico). Es otra hipergigante, similar a Eta Carinae, que apareció inesperadamente en el año 1600, y tras varias desapariciones y reapariciones, se estabilizó en 1715 en la magnitud que tiene actualmente. La distancia de 10000 años luz corresponde a la paralaje medida por Hipparcos, y es la reportada en la base de datos astronómicos Simbad (una referencia mundial, en la Universidad de Estrasburgo). En otras fuentes la dan mucho más cerca, pero no investigué por qué razón. P Cyg, en la constelación del Cisne, tampoco está bien ubicada para los observadores australes (si bien la tenemos sobre el horizonte ahora, a medianoche).

En el gráfico marqué otras estrellas notables, así que las comento. Pero para que no se amontonen todas a la izquierda (¡el gráfico tiene muchas más estrellas cercanas que lejanas!) voy a cambiar el eje horizontal, así:

Ahora las distancias aumentan de a potencias de 10, y se ve mejor. Se llama escala logarítmica.

La primera que me interesó es Omicron 2 Canis Majoris, una estrella de magnitud 3, bien brillante, mucho más que las de magnitud 4 y pico que venía mostrando. A 2764 años luz de nosotros, es la más lejana de todas las visibles desde una ciudad. Y es muy fácil de encontrar en el lomo del Can Mayor. Búsquenla.

Otra estrella notable por su brillo y su distancia es Rigel, la conocida luminaria azul de la pierna de Orión, a casi 900 años luz. Pero la estrella más lejana de primera magnitud no es ésta, es Deneb, también en el Cisne: está a 1400 años luz de nosotros.

En el extremo izquierdo del gráfico están las estrellas más cercanas: las tres componentes de Alfa Centauri: A, B y Proxima, claramente destacadas por su cercanía. A y B son muy brillantes, pero Proxima sólo puede verse con telescopio (o en fotos, como en esta notable secuencia de Enzo de Bernardini). Pero en brillo ninguna le gana a Sirio, la estrella más brillante del cielo: a apenas 8.6 años luz, es también una de las más cercanas.

Quienes quieran ver con sus propios ojos estos milenarios fotones no tienen más que buscar estas estrellas en el cielo. Pueden usar Stellarium o cualquier otro planetario fácil de usar. Todas estas estrellas están allí, buscables por su nombre.

No dejes de leer la actualización: La Estrella más Lejana (reloaded).

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sábado, 21 de septiembre de 2013

Me mareo con la marea

En el verano, antes de viajar a Las Grutas, busqué en la Web una tabla de mareas del balneario. Las mareas son todo un tema en Las Grutas, si alguna vez fueron lo saben. Son de las más grandes del mundo, con amplitudes que sobrepasan los 9 metros entre la bajamar y la pleamar. Sí, 9 metros de altura, lo que representa cientos de metros a lo ancho de la playa. Las palabras clave "mareas" y "las grutas" me llevaron a varios foros donde la gente preguntaba si conocían el balneario, cómo era, etc. Como en cualquier foro. Me llamó la atención que unas cuantas personas hacían una observación sobre las mareas totalmente incorrecta. Algo del estilo:
"Las Grutas es así: a la mañana tenés una playa enorme; a la tarde sube la marea y la playa desaparece."
¿Qué es lo que está mal en esa observación? Evidentemente esa persona estuvo apenas unos días en Las Grutas. Y además no tiene ni idea del fenómeno de las mareas.

Inclusive algunos habitantes de Las Grutas, con experiencia más cercana, parecen ignorar los hechos básicos sobre las mareas. Escuché a un conductor de un programa de radio, mientras daba la información de las mareas del día siguiente, decirle a su compañera: "Vio que raro, la marea alta no llega todos los días a la misma hora, se va atrasando. Qué loco, ¿no?"

Esta observación, a diferencia de las que había leído en los foros, es correcta: las mareas no llegan todos los días a la misma hora, se van atrasando.

Yo creo que todo el mundo debería conocer estos fenómenos básicos sobre el mundo en que vivimos, aún cuando no sepa por qué ocurren. Así que lo voy a explicar brevemente.

Las mareas se producen por acción gravitatoria de la Luna (y, en bastante menor medida, del Sol). La gravedad de la Luna produce dos bultos de agua en los océanos, uno apuntando hacia ella y otro hacia el lado opuesto. ¿Por qué dos, y no uno solo apuntando hacia la Luna? Eso lo explicaré otro día, hoy me limitaré a la descripción.

Estos bultos existen todo el tiempo, siempre apuntando en la dirección de la Luna que lentamente describe su órbita alrededor de la Tierra en un mes. Mientras tanto, la Tierra rota sobre sí misma, bastante más rápido, en un día. Así que, sentados en nuestra reposera en la playa, vemos pasar estos bultos de agua dos veces por día. Son las mareas altas, las pleamares. Entre una y la siguiente están las mareas bajas o bajamares. Dos pleamares y dos bajamares por día.

¿Y si apuntan siempre hacia la Luna, por qué no ocurren siempre a la misma hora del día? Bueno, porque la Luna no está todos los días a la misma hora sobre nuestras cabezas. Alguna ver habrán notado que la Luna se atrasa cada día. Por ejemplo la hora de la salida de la luna llena, que a todo el mundo le gusta ver: un día sale cuando queda un resto de luz diurna, al día siguiente en medio del crepúsculo, al día siguiente cuando sale ya es de noche. La Luna completa una órbita alrededor de la Tierra en 27.3 días. Así que cada día la Luna se atrasa 24 horas dividido 27.3, unos 50 minutos. Y con ella se atrasa el bulto, y se atrasan las mareas. Si miramos una de las dos pleamares vemos algo así (Las Grutas, octubre 2013):

DíaHora más tarde 
 1/10  09:01 
2/1009:5655 min
3/1010:4347 min
4/1011:2643 min
5/1012:0741 min
6/1012:4639 min
7/1013:2438 min

El intervalo es irregular, porque además del efecto de la Luna el agua tiene que moverse, y el movimiento resulta afectado por la profundidad del mar, la forma de las costas, las corrientes, la acción del Sol, más la órbita de la Luna que no es circular y la mar en coche. Si la Tierra fuera un sólido elástico simplemente se deformaría siempre igual. ¡Ah, pero la corteza rocosa de la Tierra es un sólido elástico! Efectivamente, hay mareas de la corteza terrestre, de mucha menor amplitud, apenas centímetros. En los pozos de petróleo alcanzan a medir la diferencia de presión a medida que la roca se comprime y se expande dos veces por día. El manto, el núcleo, el aire, todo resulta afectado por el fenómeno.

Hay un fascinante detalle adicional. Dije que, en su rotación diurna, la Tierra se adelanta a los bultos de las mareas. Entonces, ¿no arrastrará un poco el agua, de manera que el bulto no apunte directamente a la Luna sino que forme un ángulo? (en el dibujo está exagerado). Efectivamente es así, y esto tiene una consecuencia sorprendente. El bulto de agua del lado de la Luna queda adelantado con respecto al centro de la Tierra. Así que el bulto tironea de la Luna, y la Luna tironea del bulto. No mucho, pero un poquito sí. Fíjense que el tironeo de la Luna se opone a la rotación de la Tierra, así que tiende a frenarla. Al mismo tiempo, el bulto tira de la Luna acelerándola, lo cual, como está en órbita, hace que se aleje.

El resultado neto es que la rotación de la Tierra se frena y la Luna se aleja. Eventualmente la Tierra se frenaría tanto que mostraría siempre la misma cara hacia la Luna. ¿Les resulta familiar? ¡Es lo que hace la Luna! Las mareas de la Tierra sobre la Luna ya produjeron este efecto hace muchísimo tiempo. En el sistema de Plutón y su luna Caronte (que son más parecidos en tamaño entre sí que la Tierra y la Luna) el proceso entero ya se completó, y cada uno mira al otro siempre con la misma cara. Pero la Tierra no alcanzará a frenarse lo suficientemente rápido, llevaría miles de millones de años y otras cosas ocurrirán antes.

Al mismo tiempo, dijimos, la Luna se aleja. ¡Esto se puede medir! Usando los espejos retroreflectores dejados por los astronautas en la Luna en la década de 1970 se puede medir la distancia a la Luna con increíble precisión. La luna se aleja de nosotros 38.247 mm por año, medido con precisión de ¡micrones por año!

Hay una frutilla en el postre. Si la Tierra se frena, ¿a dónde va la energía de su rotación? Una parte va a la órbita de la Luna que se aleja. Pero no toda. De hecho, una parte muy pequeña va a la Luna. ¡El resto se pierde! El arrastre del bulto de la pleamar no es gratis. Es un montón de agua, y al arrastrarlo se produce mucha fricción y turbulencia. La energía se disipa en forma de calor. Así se pierden la friolera de 3 TW, 3 Terawatts, 3 millones de Megawatts. Todo el tiempo. Es más que el consumo de energía eléctrica de toda la humanidad, es 7 veces el consumo de los Estados Unidos, es 8 veces la potencia eléctrica de todas las centrales nucleares del mundo... Es impresionante. La mayor parte de esta disipación ocurre en las plataformas continentales de poca profundidad, que no son muchas en el mundo: el Mar del Norte, el Mar de Bering... y el Mar Argentino, junto a la Patagonia, donde mojamos los piecitos cuando vamos a Las Grutas...


Nota para detallistas: El período orbital de la Luna alrededor de la Tierra es 27.3 días, pero el tiempo de una luna nueva a la siguiente es un poquito más largo (29.5 días), porque la Tierra se movió en su propia órbita durante ese mes, y la Luna tiene que pasarse un poquito para volver a alinearse con el Sol.

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sábado, 14 de septiembre de 2013

¿Dónde están las supernovas?

La reciente explosión de Nova Delphini 2013 me hizo contener el aliento. ¿Era posible que, después de siglos de espera, estuviésemos viendo una supernova dentro de nuestra galaxia? Pero no. Era una nova clásica como conté en aquella nota, y no la muerte cataclísmica de una estrella brillando fugazmente tanto como toda la galaxia.

¿Cuánto más tendremos que esperar? En una galaxia como la Vía Láctea explotan 2 o 3 supernovas por siglo. La última fue la supernova de Kepler, en 1604. Alcanzó magnitud -2.5, visible de día durante semanas. Era la segunda en una generación, ya que en 1572 estalló la que descubrió Tycho Brahe. Y después... ¡nada!

La galaxia es inmensa. Es tan grande que la luz se comporta de una manera poco familiar. En casa apretamos un botón y la luz llena de inmediato toda la habitación. En la Vía Láctea no es así. Cuando se "prende" una supernova, su luz tarda mil siglos en "llenarla". Durante todo ese tiempo las supernovas siguen explotando, 2 o 3 por siglo. Así que la luz de un par de miles de supernovas viaja por la galaxia, ¡todo el tiempo! En este mismo momento sus fotones vuelan hacia nosotros desde miles de direcciones diferentes. ¿Cuál llegará primero?

De pronto tuve una visión, que intentaré compartir aquí. Las explosiones son muy breves, así que la luz de una supernova forma una especie de burbuja de luz, cuyo radio va creciendo a 300 mil kilómetros por segundo, la velocidad de la luz. ¿Se imaginan dos mil burbujas de luz expandiéndose en la galaxia? ¿Y nuestro sistema solar ahí en medio, esquivándolas durante siglos? Así fue mi visión, y quise representarlo gráficamente. Éste es el resultado. Puse apenas un par de docenas de burbujas. Imagínense lo mismo con 2000...


La mayor parte de las explosiones ocurren en el disco de la galaxia, porque allí están la mayoría de las estellas. Pero algunas están por encima, y otras por debajo. Cada burbuja tiene un tamaño distinto, correspondiente al tiempo que lleva expandiéndose. Las burbujas más grandes son explosiones más antiguas. Vemos una que ocupa media galaxia: ésa explotó hace 25 mil años. Las más chiquitas son más recientes, apenas comienzan su viaje interestelar. Las de Tycho y Kepler están allí, para quien quiera buscarlas. ¿Y nuestro Sol, ahí en medio, cómo hace para esquivar semejante maraña? No sé, tenemos muy mala suerte.

Pero es inevitable. A menos que las estrellas de nuestra galaxia hayan declarado una huelga de supernovas (y no hay ninguna razón para imaginar algo por el estilo), uno de esos frentes de luz está a punto de pasar por encima nuestro. Es cuestión de esperar. Tal vez podamos compartirlo aquí.


Las ilustraciones están basada en la imagen de la Vía Láctea de Nick Risinger, mi favorita. La ilustración de las burbujas de supernovas usa además el Hubble Ultra Deep Field para el fondo, y parte de una foto de M104 (ambas NASA/ESA/STScI). La ilustración está disponible en alta resolución para quien la solicite.

No sé si valge la pena decirlo, pero no se podría ver lo que he representado. La única manera de ver la luz de una supernova es que la luz llegue a nuestros ojos: no se puede ver una burbuja de luz "de costado".

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sábado, 7 de septiembre de 2013

Nova Velorum 1999 y una luz del Paleolítico

La reciente explosión de la Nova del Delfín necesariamente me trajo recuerdos de Nova Velorum 1999. Fue una nova extraordinaria, muy brillante (alcanzó magnitud 2.5, frente a 4.3 de la del Delfín). Y para mí fue especial porque fue mi segunda astrofoto.

Yo tenía mi primer telescopio y quería iniciarme en la fotografía del cielo. Imaginaba (como tal vez imagina todo el mundo) que había que apuntar con la cámara por el ocular del telescopio. Mi amigo Damián me mostró que no era necesario, que se podía poner la cámara sobre el telescopio, con su propia lente, esencialmente usando el telescopio como una plataforma móvil. Mi primer telescopio no tenía motor para seguir el movimiento del cielo. Pero mirando por el ocular se podía mantener una estrella centrada usando los tornillos de movimiento fino. Es facilísimo, y súper satisfactorio. Quien sueñe con iniciarse en la fotografía astronómica de larga exposición debería intentarlo.

Nuestra primera foto fue en marzo de 1999. Fotografiamos la región de la Vía Láctea alrededor de la Nebulosa de Carina. Y al poco tiempo, en mayo, explotó Nova Velorum en el mismo campo estelar. Así que la fotografiamos en nuestra segunda salida (hay que recordar que fotografiar con película era mucho más complicado, largo y caro que hoy en día con las cámaras digitales). Aquí están las dos fotos (escaneadas hace años), superpuestas de la mejor manera que pude. La nova está señalada, y se la distingue fácilmente. Astrofoto número 1 y astrofoto número 2.

Fíjense que la nova se ve roja. Sé que la película fotográfica es mucho más sensible al color rojo que el sensor de mi cámara digital (basta notar el glorioso rojo hidrógeno de la nebulosa). De todos modos, me decepcionó que Nova Delphini no fuera tan roja en esta foto. Entonces me fijé en las curvas de luz en función del tiempo que los aficionados a las estrellas variables ya han archivado en la AAVSO. Los primeros 15 días muestran ésto:


Los puntos negros son observaciones visuales. Los rojos y los azules son mediciones fotográficas con filtros rojo y azul. Y claramente se ve que el rojo es más brillante que el azul, así que Nova Delphini también es más bien roja. (¿Hay un segundo pico el día 18? Nadie lo comentó, pero a mí me parece que sí.)

Ya que estaba, usé estos datos para hacer una estimación de la distancia de la estrella. Resulta que todas las novas explotan más o menos con la misma intensidad. Como conté hace poco, la explosión se produce cuando se acumula en su superficie la cantidad suficiente de hidrógeno para iniciar la reacción de fusión nuclear. Esta cantidad no depende de la estrella, así que siempre da más o menos el mismo brillo. En particular, los astrónomos han observado que es mejor usar el brillo de la estrella 15 días después del máximo. En ese momento todas las novas "lentas" (como ésta) brillan con magnitud absoluta de -5.9. Claro que, como las vemos a distintas distancias, las vemos con distintos brillos en nuestro cielo. Distintas magnitudes aparentes. Pero es muy fácil relacionar las tres cantidades: magnitud aparente, magnitud absoluta y distancia:

M = m - 5 (log d -1)

donde M es la magnitud absoluta, m la aparente y d la distancia en parsecs. Poniendo M = -5.9 y m = 6.75 se obtiene d = 3400 parsecs = 11000 años luz.

¡Once mil años luz! La gran mayoría de las estrellas que vemos en el cielo están a algunos cientos de años luz. Algunas están a pocos miles de años luz. Las estrellas más lejanas en general no son suficientemente brillantes para verlas a simple vista individualmente. Pero una nova sí. Nova Delphini 2013 explotó durante el Paleolítico tardío, al tiempo que los primeros argentinos pintaban la Cueva de las Manos. Que lo tiró.

¡Qué pena que no pude ver a Nova Delphini a simple vista! Desde mi balcón en el centro de Bariloche no pude verla cuando brillaba a magnitud 4. Pero conozco gente que sí la vio. Eric González, por ejemplo, me contó que la vio cuando tomó esta foto a pedido mío con el telescopio de La Punta (de uso público por la web, lo recomiendo).

Según este artículo, la distancia a V382 Vel (que es otro nombre de Nova Vel 1999) es 1700 parsecs. La fórmula de arriba y la curva de luz correspondiente dan 1900 parsecs, así que mi estimación debe estar más o menos bien.


(Para los curiosos: La fórmula en el caso de Nova Velorum 1999 es -5.5 = 6 - 5 (log d -1), con -5.5 en lugar de -5.9 porque se trata de una "nova rápida".)

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