sábado, 9 de diciembre de 2017

El punto de Arago

¿Dónde está la parte más oscura de una sombra? Cualquiera diría que en el medio, lo más lejos posible de los bordes, que todos sabemos son difusos y penumbrosos. El punto más oscuro de la sombra de un objeto circular, por ejemplo, debería estar en el centro del círculo, ¿no? Bueno, no.

La idea es tan rara que llevó a un famoso científico a cometer un papelón hace 200 años. La Academia Francesa de Ciencias organizó un concurso para explicar la naturaleza de la luz. Agustín Fresnel (inventor de esas lupas que pueden llevarse en un tarjetero) presentó su teoría ondulatoria. En el Jurado estaba el influyente matemático Simeón Poisson, partidario de la teoría corpuscular de Newton (¿a quién se le ocurrió poner en el jurado a alguien con una posición tomada?). Ni lerdo ni perezoso, Poisson buscó desacreditar la teoría de Fresnel mostrando que hacía predicciones absurdas. Calculó matemáticamente que, al difractarse alrededor de un obstáculo circular, las ondas de luz de Fresnel interferían constructivamente en el centro exacto de la sombra, produciendo un punto luminoso. Que el punto central de una sombra fuera el más luminoso le parecía, a Poisson, tan repugnante que le bastaba para descartar la teoría ondulatoria. Buah.

El presidente del Jurado era Francisco Arago, físico, astrónomo, divulgador científico y político (llegaría a ser Primer Ministro de Francia). Genial experimentador, intrigado por el resultado obtenido por Poisson decidió hacer la prueba en lugar de descartar de llano la teoría de Fresnel. Hizo un disquito metálico de 2 mm, lo iluminó y en el centro de su sombra, con dificultad pero sin lugar a dudas, vio el punto luminoso. El punto de Arago. O punto de Fresnel. O punto de Poisson. Y Fresnel ganó el premio.

Hoy en día es relativamente fácil verlo usando un láser. Lo hice de dos maneras para esta nota. Primero usé mi telescopio Schmidt-Cassegrain. Este diseño tiene una ventana frontal con un espejo secundario incrustado: ideal para usarlo como obstáculo circular. Apunté el láser verde a través del ocular, y en una pared a oscuras a unos 5 m de distancia pude ver la sombra del espejo secundario. Anillos de difracción bastante desprolijos se veían todo alrededor, y en el centro, perfectamente discernible, el punto de Arago.

Después intenté hacerlo iluminando con el láser directamente un objeto circular, sin el telescopio. Probé con un grano de mijo pero no me convencía, y quise usar algo más grande, una canica. Para ensanchar un poco el haz y que cubriera la canica usé una lente divergente (una lente de Barlow, de la valija astronómica, pero tal vez se podría usar un anteojo de miopía). Apoyé la bolita sobre el tornillo de un trípode y la sombra se vio así:


El patrón de difracción del tornillo está buenísimo, pero me parecía distractivo. Clavé tres alfileres y apoyé la bolita sobre ellos. Me quedó así, con una pinta de La Guerra de los Mundos:


Estuve pensando en estas cosas mientras preparaba el Coloquio del Balseiro sobre exoplanetas (especial para chicos de 7o grado). Resulta que si uno quiere fotografiar directamente un planeta alrededor de otra estrella, como la estrella brilla millones de veces más que el planeta, tiene que taparla con una máscara. Puede hacerse, pero es muy difícil y no da buen resultado. Pero se puede diseñar la máscara de manera ingeniosa para evitar el punto de Arago, logrando que el centro de la sombra sea extremadamente oscuro. Poniendo un telescopio en este punto se podría fotografiar y analizar la luz de un exoplaneta de manera directa. Estas máscaras tienen un diseño precioso, como pétalos de una flor. Tendrían que ir dobladas como un origami dentro de un cohete para ser puestas en el espacio. No hay duda de que las veremos en pocos años.


Tal vez Poisson se dejó llevar por la práctica matemática de las demostraciones por reducción al absurdo. Pero la física es una ciencia natural: a diferencia de la matemática, la verdad hay que encontrarla en el mundo real, no en la lógica del razonamiento.


La imagen de la Starshade es de la NASA/JPL. La foto de la sombra de la mano no es de un alienígenea: se ve así rara porque fue tomada durante el eclipse solar del 26 de febrero de 2017.

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sábado, 2 de diciembre de 2017

Citrus Australis

Hay más sobre las bebidas celestes... Hace un par de semanas conocimos el asterismo de la Cafetera: donde otros ven un gigante cazador, algunos hemos aprendido a reconocer una cafetera tipo moka. En estos días de primavera austral sale por el Este cerca de la medianoche. Y poco antes, por supuesto, se oculta tras el horizonte del Oeste la más conocida Tetera, formada por un grupo de estrellas de Sagitario justo en la parte más gruesa de la Vía Láctea.


Junto a la base de la Tetera encontramos otra constelación vinculada con el té. Esta foto del mismo día está intencionalmente desenfocada para destacar mejor las estrellas. Díganme si en este arquito semicircular no podemos imaginar una rodaja de limón. ¡Hemos inventado la constelación del Limón Austral!

Se lo mostré a los chicos del 8o Encuentro de Jóvenes Astrónomos, donde tuvimos dos noches preciosas del mejor cielo mendocino. Curiosamente, cuando les pregunté una y otra vez qué le ponemos al té, si bien me decían azúcar y leche cada vez, nadie mencionó el limón. ¿Será una cosa de millennials, no ponerle limón al té?

Hay que decir que el Limón Austral (por otros conocido como Corona Austral) es una constelación de cuarta. De cuarta magnitud, quiero decir. Pero su forma característica hace que sea muy fácil de identificar incluso desde cielos urbanos.

En una posición tan cercana a lo mejor de la Vía Láctea no es raro que la Corona, quiero decir el Limón Austral, luzca hermosas nebulosidades. En mi foto desenfocada apenas salieron: el cúmulo globular NGC 6723 y la magnífica nebulosa de reflexión NGC 6726. Ahora ya es tarde, pero el año próximo intentaré fotografiarlos a través del telescopio. Mientras tanto, he aquí una foto que salió en la APOD hace poco.



La foto de NGC 6726 y otras nebulosidades es de Eric Coles & Martin Pugh, publicada en la APOD hace poco. Las otras son mías.

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sábado, 25 de noviembre de 2017

Cita con 'Oumuamua

No se desplazaba con una trayectoria asteroidal normal, a lo largo de una elipse por la que volvería con precisión de relojería cada pocos años. Era un vagabundo solitario entre las estrellas, que hacía su primera y última visita al sistema solar, porque se movía con tanta rapidez que el campo gravitatorio del Sol jamás podría capturarlo. Fugazmente pasaría las órbitas de Júpiter, Marte, Tierra, Venus y Mercurio, acelerando hasta rodear el Sol y dirigirse una vez más a lo desconocido. 
A. C. Clarke, Cita con Rama
En octubre pasado ocurrió de verdad: ¡por primera vez detectamos en el sistema solar la presencia de un objeto proveniente de otra estrella! Chan.

Fue descubierto por uno de los robots que monitorean incesantemente el cielo buscando asteroides potencialmente peligrosos. El 19 de octubre Pan-STARRS detectó un objeto moviéndose extremadamente rápido. Nada raro: Pan-STARRS descubre estas cosas todos los días. Una semanita más de observaciones permitieron calcular su órbita, y aquí sí hubo una sorpresa. Era algo jamás visto: una hipérbola, una trayectoria abierta viniendo del espacio profundo más allá de los confines del sistema solar, curvándose fuertemente por acción de la gravedad del Sol, y alejándose nuevamente hacia el infinito.


Nunca, nunca se había visto algo parecido. La trayectoria de un cuerpo por acción de la gravedad es algo que se conoce desde hace siglos. Newton calculó a fines del siglo XVII que puede ser circular, elíptica, parabólica o hiperbólica. Las de los planetas son elipses bien redonditas, casi circulares. Las de los cometas periódicos son elipses bien estiradas, como la del cometa Halley que va desde la órbita de Mercurio hasta la de Neptuno. Las de los cometas no periódicos, como el McNaught del 2007, son parábolas.* Conocemos órbitas hiperbólicas alrededor de los planetas, porque las naves interplanetarias las usan para viajar de un planeta a otro. Una trayectoria hiperbólica alrededor del Sol, justamente, permite viajar entre las estrellas. Y eso nunca se había visto.

El objeto fue clasificado inicialmente C/2017 U1, como si fuera un cometa. Al no observarse la formación de una cola se lo reclasificó como A/2017 U1, un asteroide. Pero al confirmarse su origen extrasolar, la Unión Astronómica Internacional creó una nueva categoría, de la cual éste es el primer miembro: 1I/2017 U1, con la "I" de interestelar. Además le pusieron un nombre propio: 'Oumuamua, que en lengua hawaiana significa algo así como "el primero que llega de lejos" (aquí puede escucharse cómo pronunciarlo, que no es muy difícil para un hispanoparlante: o múa múa).

Ni lerdos ni perezosos, los astrónomos se lanzaron sobre el mensajero interestelar. Hay que tener en cuenta que, cuando se lo descubrió, ya estaba alejándose del Sol. Y se mueve tan rápido que antes de fin del 2018 ya será invisible. Esta semana se publicaron dos trabajos con los primeros resultados, que agregan un par de sorpresas. Para empezar, es rojo. Esto no es tan raro: es del color típico de algunos asteroides troyanos de Júpiter, pero no súper-rojo como los cuerpos del Cinturón de Kuiper (o Fernández), como Plutón. Millones de años expuesto a la radiación cósmica pueden haberle dado este color. Gira sobre sí mismo cada 7 horas. Esto tampoco es tan raro, muchos asteroides pequeños rotan así de rápido. Pero nos da una pista sobre su composición: debe ser rocoso o metálico, ya que una rotación tan rápida lo despedazaría si fuera una "pila de escombros", como muchos asteroides que conocemos de nuestro sistema solar. Junto con el hecho de que no presentó actividad cometaria parecen descartar que sea de hielo. Aunque podría ser de hielo cubierto de una corteza dura por acción de la radiación. El cometa Churymov-Gerasymenko resultó tener una costra tan dura que los arpones de Philae no lograron penetrarla para anclarse, después de todo.

La característica física más notable es su forma. La variación de su brillo al rotar parece indicar que es extremadamente elongado, de un par de cientos de metros de largo y sólo unas decenas de ancho. Gira alrededor de un eje perpendicular a la dirección larga.


¿Se podría ir a visitarlo? Es tentador: nunca antes tuvimos oportunidad de analizar material de otro sistema estelar. Es difícil, de todos modos. Habría que armar una misión automática de la nada, lanzarla a gran velocidad lo antes posible, y esperar un par de décadas para alcanzarlo mientras se aleja. Se hicieron planes, pero sospecho que ninguno se va a concretar. Habrá que esperar que vuelva a ocurrir. ¿Y cuánto habrá que esperar? Aquí hay otra sorpresa: uno de los trabajos tiene una estimación matemática, y resulta que siempre debería haber un objeto interestelar del tamaño de 'Oumuamua en una esfera del tamaño de la órbita de la Tierra. Se va uno y llega otro. Si es así, no hay duda de que Pan-STARRS o algún sistema similar van a descubrir más en el futuro cercano.

Es casi inevitable, si uno es aficionado a la ciencia ficción, pensar en Cita con Rama, de Arthur C. Clarke, en relación a 'Oumuamua. En el comienzo de la novela la caída de un asteroide arrasa parte de Europa, lo cual lleva a la creación de un sistema automático de detección de asteroides peligrosos. Exactamente como Pan-STARRS y similares. Años después detectan el primer objeto interestelar, inicialmente catalogado como un asteroide muy elongado... y que resulta ser una nave extraterrestre.


La imagen de 'Oumuamua es una reconstrucción basada en fotos tomadas a través de varios filtros, de luz visible e infrarroja, hecha por el Telescopio Gemini South. La imagen artística del posible aspecto del raro asteroide es del Observatorio Europeo Austral, ESO/M. Kornmesser. La imagen de la órbita de 'Oumuamua la hice yo con Celestia, usando datos orbitales del sistema JPL Horizons. Si usan Celestia y quieren los archivos, pídanmelos y os serán dados.

Los dos trabajos de esta semana son:

Meech, KJ et al. A brief visit from a red and extremely elongated interstellar asteroid. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature25020 (2017).

Jewitt, D et al. Interstellar Interloper 1I/2017 U1: Observations from the NOT and WIYN Telescopes. En prensa en Astrophysical Journal (2017).

* Para detallistas: algunos cometas tienen órbitas apenas hiperbólicas, casi indistinguibles de una parábola. Se debe a perturbaciones producidas por Júpiter. 'Oumuamua, en cambio, tiene una trayectoria muy hiperbólica, inconfundiblemente interestelar.

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sábado, 18 de noviembre de 2017

Galaxias lejanas

Tengo el gusto de participar del Comité Organizador de la conferencia internacional Distant Galaxies from the Far South. El evento reunirá, en la ciudad de Bariloche, a los capos mundiales del estudio de las galaxias más lejanas y que, por lo tanto, vemos tal como eran de bebés, cuando el universo era joven y muy distinto que hoy en día. Adivinen quién hizo la composición fotográfica para el póster:


La conferencia es una iniciativa de Karina Caputi, graduada en Física del Instituto Balseiro y doctora en Astronomía. Actualmente es Profesora de Astronomía en la Universidad de Groningen, Holanda. Se dedica a estudiar cómo se formaron y evolucionaron las galaxias cuando el universo era joven. Karina me contactó el año pasado para que la ayudara a organizar su propuesta. Inmediatamente dije que sí, y convoqué a otra astrónoma barilochense, Mariana Orellana de la Universidad de Río Negro, para hacerlo juntos.

Aunque se trata de un evento científico para especialistas, lo cuento aquí porque habrá dos buenísimas charlas públicas de divulgación. Si estás en (o cerca de) Bariloche, y te interesa la astronomía, no te las podés perder:

The James Webb Space Telescope, a cargo del Dr. Matt Greenhouse (NASA, Goddard Space Center, USA). LA CHARLA SERÁ EN INGLÉS.
Martes 12 de diciembre, 19:00 horas. Bariloche Eventos y Convenciones, España 415, entrada libre y gratuita.

Matt, doctor en Astronomía por la Universidad de Wyoming, es nada menos que el responsable de la instrumentación científica a bordo del Telescopio Espacial Webb, que será el mayor telescopio espacial al momento de su lanzamiento (planeado para abril de 2019). El telescopio Webb forma parte de una nueva generación de telescopios espaciales y será el sucesor del famoso Telescopio Hubble. Segurmente revolucionará la astronomía y la cosmología del mismo modo que lo hizo el Hubble hace más de 25 años. Como se ve en la foto del equipo junto a un modelo de tamaño real, ¡es gigante! Estoy seguro de que Matt está ahí, pero no logro identificarlo.

Las Primeras Galaxias del Universo, a cargo de la Prof. Karina Caputi (Universidad de Groningen, Países Bajos).
Sábado 16 de diciembre, 14:30 horas. Biblioteca Sarmiento (Centro Cívico), entrada libre y gratuita.

Algo que aprendimos a lo largo del siglo XX es que el universo no fue siempre igual: evolucionó, y lo sigue haciendo, a partir de un estado extremadamente denso y caliente, y todavía está expandiéndose y enfriándose. El universo joven era muy distinto del que vemos a nuestro alrededor: no había estrellas ni galaxias, sólo hidrógeno, helio y radiación. ¿Cómo llegó a ser como lo conocemos? ¿Cómo se formaron las primeras estrellas, las primeras galaxias? ¿Cómo eran, y cómo llegaron a ser como la Vía Láctea? Aquellas galaxias bebé era mucho más chiquitas, y su luz está tan estirada en su largo viaje hasta nosotros que ni siquiera el Telescopio Hubble (que llega a pispear en el infrarrojo cercano) alcanza a verlas bien. Hará falta el Telescopio Webb, diseñado para ver en infrarrojo.

En cambio sus estrellas (sospechamos) pueden haber sido mucho mayores que las más grandes estrellas que vemos a nuestro alrededor, que pesan a lo sumo unas 260 veces más que el Sol. ¿Fue realmente así? Esas estrellas de puro hidrógeno y helio, ¿pueden haber pesado como 500 soles? ¿1000? ¿2000? No lo sabemos. Tanto los astrónomos observacionales como teóricos están preparándose para la nueva era del Telescopio Webb y los nuevos telescopios gigantes en la superficie de la Tierra, varios de ellos ya en construcción.

Y estas galaxias súper distantes, súper jóvenes, súper chiquitas, ¿tenían ya grandes agujeros negros en su centro? ¿En qué momento, y cómo, los desarrollaron o los adquirieron? ¿O fue al revés, y las galaxias se formaron alrededor de ellos? Hay montones de cosas que ignoramos sobre aquellas lejanas épocas. A diferencia de la historia de nuestro mundo, el pasado del universo está a la vista gracias a los telescopios, verdaderas máquinas del tiempo que nos revelan, con cada avance tecnológico, no sólo las respuestas a nuestas preguntas, sino fenómenos inesperados y nuevos misterios para resolver.


La imagen de la ciudad de Bariloche con la galaxia Centaurus A es una composición mía, basada en fotos también mías. La foto de Karina es suya. La del equipo del Telescopio Webb es de la NASA, así como la comparación de galaxias similares a la Vía Láctea, a distintas edades, que está basada en imágenes del Telescopio Espacial Hubble (NASA/ESA/STScI).

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sábado, 11 de noviembre de 2017

La tetera y la cafetera

It is just stars, and you could join up the dots in any way you wanted,
and you could make it look like a lady with an umbrella who is waving,
or the coffeemaker which Mrs. Shears has, which is from Italy,
with a handle and steam coming out, or like a dinosaur.

Mark Haddon, The curious incident of the dog in the night-time

Carlos Balseiro estaba hojeando mi reciente libro En el Cielo las Estrellas, y al llegar a una ilustración de la constelación de Orión me dice "A mí Orión siempre me pareció que era una cafetera, una de esas italianas".

¿Orión una cafetera? Desde tiempo inmemorial el gran cuadrilátero cruzado por las Tres Marías ha sido asociado con una figura humana: Gilgamesh, el cazador Orión, el ex arquero de Boca... ¿Pero una cafetera?

"Una moka", me dice Balseiro. "Y no soy el único. Leí una novela policial donde hay un chico autista, no me acuerdo el autor". "Mark Haddon", le digo (yo también leí The curious incident...). "Esa. Y el chico dice que a él Orión le parece una cafetera. Mirá".

Me describió la cafetera, con la base del recipiente donde se pone el agua formada por Rigel y Saiph, la rosca donde va el filtro son las Tres Marías, la parte donde se junta el café es el otro trapecio, con la brillante Betelgeuse haciendo de pico, la tapita coronada por Lambda Orionis y, sujeta a Bellatrix, el asa formada por el arquito de las Pi Orionis. Hasta el vapor saliendo por el pico, gentileza de la Vía Láctea estival (austral) y el triangulito Mu-Nu-Xi.  

Chan. Una cafetera. Era innegable e irresisitible. Acá está, díganme si no es.

Ya se sabe que Orión y el Escorpión se presiguen mutuamente en el cielo, obedeciendo a la enemistad del mito griego. No queremos romper esta simetría celeste entre el cielo estival dominado por el cazador y el invernal supervisado por el arácnido. No hay problema: junto a Escorpio está Sagitario, en la parte más gruesa y brillante de la Vía Láctea. La figura del centauro (también arquero, fijensé un poco, si bien del otro tipo) no es fácil de identificar, pero hay un grupo de estrellas que todo aficionado sabe reconocer como una Tetera (también con vaporcitos galácticos).

Así que ahora tenemos la Tetera y la Cafetera celestes, persiguiéndose en el cielo en extremos opuestos de la Vía Láctea. Una preciosidad.

Salgan a verlas. En estos días, tipo 22:30, la Cafetera sale por el Este mientras la Tetera se esconde por el Oeste.
And anyway, Orion is not a hunter or a coffee maker or a dinosaur. It is just Betelgeuse and Bellatrix and Alnilam and Rigel and 17 other stars I don't know the names of. And they are nuclear explosions billions of miles away.
Mark Haddon, The curious incident of the dog in the night-time


Carlos Balseiro es físico, especialista en temas de materia condensada y nanociencia. Fue mi profesor de Mecánica Cuántica I cuando ambos éramos mucho más jóvenes. Es hijo de José Balseiro, uno de los pioneros de la física argentina y fundador de nuestro Instituto. Carlos es actualmente Director del Insituto Balseiro, lo cual lleva a irremediables confusiones de nombre. Las figuras están hechas con Stellarium.



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sábado, 4 de noviembre de 2017

De Crux a Carina

Hace mucho que no comparto aquí alguna astrofoto mía. Falta de tiempo y de buen cielo en Bariloche, por un lado. Y las pocas que tengo están sin terminar de procesar. Pero tengo algunas, y simplemente fueron quedando postergadas. Hoy traigo estas dos, de una de mis regiones favoritas del cielo: de la Cruz del Sur a la Gran Nebulosa de Carina. Si bien desde nuestra latitud están permanentemente sobre el horizonte, en esta época del año están muy bajitas de noche y altas de día. Aquí están, así no las extrañamos.


Es impresionante la cantidad de estrellas ¿no? Todo el mundo sabe reconocer la Cruz del Sur, aunque es la constelación más chiquita del cielo. En esta foto puede costar un poco identificarla. Desde un sitio oscuro podemos ver que está directamente sobre la banda difusa de la Vía Láctea. Aunque a simple vista nuestros ojos no logran distinguirlo, en las fotos la Vía Láctea muestra su verdadera naturaleza, compuesta por muchísimas estrellas.

Además de estrellas vemos varias regiones nebulosas rojas. He aquí una versión anotada:


La mayor de estas nebulosas, enmarcada por cuatro grandes cúmulos estelares, es naturalmente la Gran Nebulosa de Carina, el hogar de Eta Carinae y su Homúnculo, que ya hemos visitado. Vale la pena también decir que las regiones oscuras (la más prominente es el Saco de Carbón) no son zonas con menos estrellas, sino verdaderas nubes interestelares, frías y oscuras, que ocultan el brillo de las estrellas que se encuentran detrás. También ya han aparecido por aquí.

Un mes antes había hecho una foto, con otra lente, sólo de la nebulosa y su entorno. Aquí está:


Sí, es impresionante la cantidad de estrellas. Intenté contarlas (no a ojo, de manera automática por supuesto) pero los resultados que obtuve eran claramente subestimados. No sé cuántas estrellas hay.

En esta foto se ven más claramente los cúmulos cercanos a Eta Carinae. Los aficionados los conocen bien, porque son maravillosos vistos con pequeños telescopios. NGC 3532 es uno de los cúmulos más extraordinarios del cielo, y junto a él está x Carinae, la estrella más lejana visible a simple vista. NGC 3114 apenas se queda atrás, y NGC 3293, que es mucho más compacto y cercano a la Nebulosa, suele verse destacado junto a ésta con oculares de poco aumento y ángulo amplio. Theta Carinae (las "Pléyades del Sur") es magnífico también en binoculares.


Pero la reina de la foto es, sin duda, NGC 3372, la Gran Nebulosa de Carina. Es 15 veces más brillante que la Nebulosa de Orión y 3 veces más grande (una docena de Lunas se necesitarían para eclipsarla). Bandas de gas y polvo oscuro cruzan la nebulosa, formando un archipiélago de gas fluorescente bien conocido por los aficionados australes. Varios cúmulos estelares extremadamente jóvenes han nacido del gas de la nebulosa, que es probablemente la mayor región de formación de nuevas estrellas de la Galaxia.

En esta foto descubrí un par de objetos que no conocía, y que tal vez valga la pena fotografiar con el telescopio a fines del verano: Un arquito verdoso arriba a la derecha es la parte más brillante de NGC 3199, una burbuja de gas ionizado soplada por una energética estrella de Wolf-Rayet cerca de su centro, WR18 (V500 Car, HIP 50368). Las estrellas WR son masivas y extremadamente calientes e inestables. Se cree que son una categoría que incluye a las variables luminosas azules, a la cual pertenece Eta Carinae. Están a punto de explotar como supernovas.

El otro objeto es una pequeña región de formación estelar, formada por NGC 3576 y NGC 3603. La primera tiene una banda oscura que en fotos de alta resolución (no ésta) semeja la Estatua de la Libertad. Es una nebulosa muy linda, y en cualquier otra parte del cielo se destacaría mucho más. Ya la tomaré de cerca.

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sábado, 28 de octubre de 2017

El lado erróneo de la Luna

A veces hasta las revistas serias meten la pata. Astronomy usó esta imagen para ilustrar una noticia acerca del descubrimiento de una explicación de por qué las rocas lunares tienen menos elementos volátiles que las rocas terrestres. Linda foto. Les faltó poner La imagen es sólo ilustrativa.

¿Por qué?

Porque el lado de la Luna que vemos en la imagen es el que siempre apunta hacia la Tierra. La Luna nunca nos "da la espalda" así.

El lado de la Luna que apunta hacia la Tierra se llama, con propiedad, lado cercano. Y el otro lado (el que debería verse en la imagen) es el lado lejano. Muchas veces se le dice lado oscuro al lado lejano, aunque es un nombre disparatado. Es cierto que la Luna (como la Tierra, o cualquier objeto del sistema solar, para el caso) tiene un lado iluminado y un lado oscuro: un día y una noche. El lado lejano y el lado oscuro sólo coinciden durante la luna llena. La foto de Astronomy muestra la cara de una luna llena en la posición de una luna nueva (entre la Tierra y el Sol).

El satélite DSCOVR, que se encuentra a un millón y medio de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol (en el punto de Lagrange L1), observa permanentemente el lado iluminado de la Tierra. Hace poco mostramos que puede ver los eclipses solares desde una perspectiva inusual: la sombra fugaz de la Luna sobre la superficie terrestre. En ocasiones, durante la luna nueva, DSCOVR ve pasar la Luna por delante de la Tierra: algo que podríamos llamar un "eclipse de Tierra"*. Vean qué distinto es el lado lejano de la cara más familiar de la Luna, manchada de mares:
* Estrictamente, un tránsito.


DSCOVR está suficientemente lejos como para que la Luna y la Tierra se vean con sus tamaños relativos casi reales: la Tierra es bastante más grande que la Luna. Así que imaginen la gran cantidad de luz que esta "Tierra llena" hace caer sobre el lado cercano y oscuro de la Luna durante la luna nueva. Se trata, naturalmente, de la familiar luz cenicienta:



La imagen de Astronomy es de ellos, que se hagan cargo. La de DSCOVR es de NASA/NOAA, y la otra es una foto mía.

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sábado, 21 de octubre de 2017

El legado de Cassini

Ahora que nuestro robot espacial favorito yace en las profundidades de Saturno, podemos hacer un rapidísimo repaso de sus principales descubrimientos en 13 años de exploración.

1. Los anillos. Los anillos son finísimos (apenas 10 metros para una extensión de 70 mil kilómetros), y tienen una estructura dinámica debido a la interacción de las partículas que los forman y a la acción de pequeñas lunas embebidas en ellos. El Sol rasante del equinoccio permitió ver estructuras "enormes", de algunos kilómetros de alto.


Dafnis es una de la lunitas embebidas, que viaja acompañada por onditas gravitatorias por una de las divisiones principales. Lunitas aún más chicas van acompañadas por "hélices" (propellers, por su parecido con dos aspas de los aviones a hélice).


2. El hexágono. En el casquete polar norte de Saturno hay un sistema permanente de tormentas en forma de hexágono. Los lados del hexágono son más grandes que la Tierra, y está delimitado por una fuerte corriente de chorro a 78° de latitud, que se extiende al menos 100 km en profundidad. Decenas de grandes tormentas lo recorren. En el polo exacto hay un vórtice monstruoso. En el polo sur hay sólo un vórtice tipo ojo de huracán. No hay nada parecido al hexágono en ningún otro lugar del sistema solar.


3. Encélado. El desafío de la blancura lo gana este satélite, el más brillante del sistema solar. Su superficie es un glaciar que encierra un mar tibio. Por grietas cerca del polo sur surgen géiseres que acaban formando el difuso anillo E de Saturno. Cassini fotografió, midió, atravesó y olisqueó estos chorros, que resultan ser de agua, minerales y substancias orgánicas, delatando una actividad hidrotermal que podría albergar vida extraterrestre. Posta.


4. Titán. Un satélite más grande que Mercurio envuelto en permanente bruma anaranjada. El penetrante ojo de Cassini reveló algo que no existe en ningún otro mundo aparte de la Tierra: el reflejo del Sol en la superficie del mar. Mares (y lagos) enormes, que en Titán no son de agua sino de metano y etano, hidrocarburos que pasan por un ciclo como el del agua en la Tierra, con nubes, lluvia, ríos, erosión y cuencas de acumulación. Y envuelto en una atmósfera reductora similar a la que imaginamos tuvo la Tierra prebiótica. Todo híper frío.

El robotito Huygens, a caballito de Cassini hasta llegar a Titán, aterrizó en la superficie barrosa de una de estas cuencas, y nos mandó las primeras fotos de "rocas" erosionadas en uno de estos exóticos mundos de hielo.




5. La Tormenta Serpiente. En febrero de 2011 una erupción de gases profundos desencadenó la tormenta más grande jamás observada en Saturno. Los vientos la estiraron en longitud hasta que la cabeza alcanzó la cola, como se ve en esta foto: una Ouróboros saturniana. Nos hemos ocupado de ella en el blog, por supuesto.


Y mucho más, por supuesto: el zoológico de lunas, incluyendo la naturaleza de los dos colores de Japeto, las lunas en forma de raviol por acumulación de material de los anillos y la rotación caótica del esponjoso Hiperión, los cambios atmosféricos y químicos producidos por las largas estaciones del año saturniano... De muchas de ellas nos hemos ocupado en el blog; pueden revisarse bajo la etiqueta Cassini. Seguramente seguirán apareciendo: Cassini ya no está, pero su enorme legado de datos seguirá revelando descubrimientos por muchos años.



Las imágenes son de NASA/ESA/JPL/Cassini. Varias de ellas las recorté del lindo librito preparado para la ocasión del fin de misión: The Saturn System through the eyes of Cassini. La última es un panorama tomado durante la última órbita, y muestra a Saturno como no volveremos a verlo en mucho tiempo. Vale la pena verla en grande para apreciar la sutileza de las distintas luces y sombras.

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sábado, 14 de octubre de 2017

Felices los cuatro

Han pasado 60 años desde octubre de 1957. Sesenta años del estreno de El puente sobre el río Kwai. Del lanzamiento del Sputnik. Del primer Toyota exportado de Japón a Estados Unidos. De la aparición de este número del Reviews of Modern Physics:


Síntesis de los elementos en las estrellas, por Margaret Burbridge, Geoffrey Burbridge, William Fowler y Fred Hoyle. Un tremendo paper de 108 páginas, popularmente conocido como B2FH. Cuando lo fui a buscar en la Biblioteca me sorprendió encontrar que comienza con un par de citas de Shakespeare:


"Son las estrellas, las estrellas sobre nosotros, las que controlan nuestra condición"; pero tal vez: "La culpa, querido Bruto, no está en nuestras estrellas sino en nosotros mismos".

El trabajo es brillante y monumental, y fue revolucionario en su época. Por primera vez había una explicación científica del origen de los elementos químicos, especiamente de los elementos "pesados". Pesados entre comillas, ya que en realidad son todos los elementos excepto el hidrógeno, el helio y el litio. Todos. Paradógicamente, fue una respuesta de Hoyle a la explicación propuesta por Gamow y Alpher (ya conté sobre ellos y el famoso paper alfa-beta-gamma). Gamow era un defensor del comienzo denso y caliente del universo (el Big Bang), pero su modelo, a pesar del pretensioso título del paper, sólo explicaba el origen primordial de los tres elementos más livianos.

Hoyle no creía que el Big Bang fuera cierto; fue él quien le puso el nombre con intención peyorativa, tipo: "No me van a decir que el universo comenzó con una gran explosión". Durante una década buscó una explicación alternativa, un "estado estacionario" que pudiera explicar la formación continua de todos los elementos químicos. Atraído por la capacidad humana y técnica del Laboratorio Kellogg de física nuclear en Caltech, Hoyle empezó a visitarlos frecuentemente. Allí estableció una buena colaboración con William Fowler, recientemente doctorado. Pronto se les unieron los Burbridge, una pareja de astrónomos británicos que habían trabajado con Hoyle en Cambridge. La pasaban bien los cuatro.


El modelo de estado estacionario no prosperó, pero la explicación de los diversos procesos nucleares que dan lugar a todos los elementos químicos, en diversos tipos de estrellas, descriptos con enorme detalle en el paper B2FH, era sensacional y sobrevivió a la intención original de Hoyle. Explicaron cómo las estrellas suficientemente pesadas, las gigantes y supergigantes rojas, podían formar en sus núcleos los elementos hasta el hierro. Y cómo las condiciones extremas de las explosiones de supernova eran capaces de producir el resto, y de liberarlos en el espacio interestelar para la siguiente generación de estrellas y planetas.

Nunca entendí cómo no les dieron el premio Nobel a los cuatro, por haber explicado nada menos que el origen de los elementos químicos de los que estamos hechos: desde nosotros mismos hasta el oro mismo con el que funden las medallas Nobel. En 1983 Fowler recibió medio premio por su trabajo. Murió en 1995. Hoyle falleció en 2001 y Geoffrey en 2010.

Margaret, de 98 años, todavía vive. Este mes, brindemos por ella. La bebida que elijamos estará hecha de átomos forjados en las estrellas, como ella explicó.

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sábado, 7 de octubre de 2017

A correr, que viene TC4

Dentro de pocos días, un asteroide algo más grande que el que explotó sobre Chelyabinsk en 2013 causando 1500 heridos y extensos daños, pasará muy cerca de la Tierra. Se trata de 2012 TC4, descubierto en 2012 cuando pasó a 94800 km de nosotros, un cuarto de la distancia a la Luna. En aquella ocasión se lo observó apenas durante 7 días, suficientes para determinar aproximadamente su órbita y calcular que volvería a acercarse el 12 de octubre de este año, pero no para calcular por dónde pasaría. ¿Había algún riesgo de que cayera a tierra? Los telescopios "recuperaron" a TC4 a fines de julio, y con las nuevas observaciones resulta que estamos seguros: pasará a unos 50000 km, lo cual es muy cerca, apenas un décimo de la distancia a la Luna, menos del doble de la altura de los satélites de comunicaciones. Rápidamente hice una simulación en Celestia para compartirla aquí:



El aspecto que tiene en el video es imaginado, ya que no conocemos de cerca ningún asteroide de este tamaño. Tal vez sea como uno de los grandes cascotes que cubren la superficie del asteroide Itokawa, visitado por el robot japonés Hayabusa hace unos años. Itokawa es mucho más grande, mide unos 500 metros de punta a punta, y la gran piedra cerca de su extremo más redondeado es probablemente del tamaño de TC4.

El paso cercano de 2012 TC4 es una excelente oportunidad para poner en práctica la flamante Oficina Coordinadora de Defensa Planetaria, creada a propósito del incidente de Chelyabinsk con el objeto de monitorear estos objetos potencialmente peligrosos. Es fácil exagerar el peligro que representan para la humanidad, pero en el fondo nos están cayendo encima todo el tiempo, a razón de 100 toneladas por día. Así que a la larga un evento catastrófico es casi inevitable.


Asteroides como el de Chelyabinsk, o como 2012 TC4, pueden explotar en la atmósfera con la fuerza de docenas de bombas atómicas. Es improbable que lo hagan sobre una ciudad, pero puede ocurrir. De hecho, Chelyabinsk podría haber sufrido mucho más daño si el ángulo de caída hubiese sido menos rasante.

De todos los desastres naturales, la caída de un asteroide es el único que podemos predecir y evitar con la tecnología actual. No podemos ni apagar un volcán, ni evitar un terremoto, ni desviar un huracán. Pero podemos descubrir todos estos objetos que pasan cerca de la Tierra, monitorearlos para detectar a tiempo los cambios de sus órbitas, y hasta desviarlos si estuvieran en una trayectoria de colisión. Hay ya sistemas automáticos de descubrimiento de asteroides, como Pan-STARRS (el descubridor de TC4, y que comentábamos recientemente como descubridor de supernovas), Neo-WISE y otros.  Todavía no hubo ningún intento serio de atrapar o desviar un asteroide, para poner a prueba los potenciales métodos de protección planetaria. Esperemos que finalmente se hagan, como la propuesta Asteroid Redirect Mission, para que cuando llegue el momento no haya que echarse a correr.


El video de Itokawa es de ISAS/JAXA. La foto del observatorio Pan-STARRS es de Pan-STARRS. La adaptación de los datos orbitales del Minor Planets Center para usar en Celestia está hecha con mi script MPCORB2SSC.


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sábado, 30 de septiembre de 2017

El pueblo de los relojes de sol

Una más del verano italiano...

Visité Aiello, un pueblito en medio de la llanura friulana, una tarde de verano que ardía como la superficie de Venus. No me resultó fácil llegar, como visitante de a pie. Aunque está a pocos kilómetros de una gran autopista y de una importante línea ferroviaria, el pésimo transporte público de Italia me hizo preguntarme una y otra vez si valía la pena. ¿Por qué fui? Porque Aiello del Friuli es il paese delle meridiane, el pueblo de los relojes de sol. Y mi estancia en Trieste, que queda muy cerca, coincidía con la anual Festa delle Meridiane.

La Festa fue una típica fiesta de las que casi todos los pueblos italianos organizan en verano: comida, bebida, venta de artesanías, y alguna manifestazione cultural. Que, en Aiello, son los relojes de sol. El pueblo está repleto de relojes de sol. Hay de todo tipo, todos ellos muy lindos, que marcan horas solares de distintos tipos, al sol o con espejitos para reflejar sus rayos en las paredes del lado norte, en las esquinas para capturar soles de mañana y de tarde, monumentales en lugares públicos, verticales en paredes, horizontales en plazas, esféricos, planos... Han enloquecido con los relojes de sol.

Una de las actividades fue una visita guiada a una selección de relojes, contándonos sus características y su funcionamiento. Hice un collage con algunos de los que vi:


Lo más entretenido fue lo siguiente. Cada año se abre un concurso de nuevos relojes, y en la Festa se elige el ganador. El público puede votar, de manera que se organiza una presentación, con un maestro de ceremonias, unas chicas que leen un texto sobre los relojes participantes, la entrega de una placa recordatoria para el artista que lo ejecutó... Aquí vemos al Conde del pueblo, en cuyo patio se concentraban las actividades, entregando una de las placas. El reloj que está detrás es una semiesfera cóncava en sombras, con un agujerito por donde pasa la luz del Sol que marca la hora como una manchita luminosa.

Los relojes participantes están en los muros de las casas donde los pintaron, así que teníamos que ir a visitarlos. El método fue bien italiano: había una banda, que nos llevaba a todos en cortejo, tocando música y a paso vivo en la canícula, hasta cada reloj participante donde se repetía la pequeña ceremonia. La banda era encantadora, con niñitos tocando los tambores al frente:


Uno se pregunta cómo llegaron a esto. ¿Acaso hay una tradición antiquísima de fabricar relojes de sol en el Friuli? Nada de eso. El primer reloj fue éste, hace veintipico años. Lo hizo el dueño de casa para celebrar el nacimiento de su hijo. Cuando lo estaba pintando pasó el cura y dijo "Ah, quiero uno para la parroquia". Meridiana veo, meridiana quiero, y el pueblo se cubrió de relojes de sol!... Me despiertan una sana envidia los pueblos donde pasan estas cosas.


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