El foco en el color

En los últimos meses fui varias veces a los fondos del Centro Atómico Bariloche, que es un sitio bastante oscuro, a hacer fotos astronómicas con el Seestar S50, mi nuevo telescopio favorito. Como me deja mucho tiempo libre (a diferencia de mi equipo anterior) me dedico a descubrir, observar y disfrutar el cielo, y a hacer fotos con la cámara réflex. Un día a principios de diciembre, por ejemplo, hice ésta:

Es una foto hacia al sur, y a la izquierda (el Este) se ve el resplandor de Bariloche. Cerca del borde superior cruza un verde meteoro, quizás de la lluvia de púpidas-vélidas, por la dirección que lleva. No es una fea foto, pero a veces la multitud de estrellas tiene un aspecto muy distinto del que se ve a simple vista. ¡Es difícil distinguir constelaciones! Entonces hice algunas exposiciones con las estrellas desenfocadas, una técnica que no sólo permite apreciar el rango dinámico de brillos, sino también la diversidad de colores de las estrellas:

Así es mucho más fácil identificar las familiares constelaciones del cielo austral. Hice una versión anotada para los menos habituados:

Sobre los árboles vemos la Cruz del Sur y a su derecha los Punteros. Revisen con cuidado la variedad de colores, especialmente de azules, que van desde el blanco de Alfa Centauri hasta el azul intenso de las estrellas de clase B (como Theta Car) u O (como Naos, que lamentablemente me quedó muy al borde). En la región de Eta Car se ve un rosadito de la nebulosa que la rodea. Marqué las otras dos cruces que hay en esta parte del cielo: el "diamante" (que incluye a la estrella múltiple Theta Car) y la "falsa Cruz", compuesta por dos estrellas de Carina y dos de las Velas, que tiene una forma más parecida a la Cruz del Sur. ¡No la usen para orientarse, porque no apunta al Polo Sur Celeste! A propósito, se nota la escasez de estrellas brillantes en la región del polo.

Apuntando en la misma dirección hice esta con más zoom en Carina y Vela. Acá se ve entera la conocida línea de cuatro estrellas brillantes: Naos, Regor, Avior y Miaplacidus:

Hacia el Oeste hice esta foto de la Grulla, que tiene una linda formita, como el ave en vuelo, y es fácil de reconocer. La estrella central es Beta Gruis (una gigante roja de clase M), y la del ala derecha es Alnair (clase B), la más brillante de la constelación por poquito. 

 Y hacia el este, a pesar del halo de luces urbanas, no pude resistir hacer una foto de la región de Orión:

Abarca desde las Híades a la izquierda (con la roja Aldebarán), hasta el Can Mayor a la derecha (con la blanca Sirio). En Orión se destacan claramente Rigel y Betelgeuse como más brillantes que las Tres Marías, algo que es evidente a simple vista. Se nota también que Mintaka (la maría de la izquierda) es menos brillante que las otras dos. Casi nada de esto se puede apreciar en la foto enfocada:

Habría mucho para contar de cada estrella de estas fotos, pero creo que a esta altura ya muchas de ellas han aparecido en el blog. Y además nadie lee el blog en enero. Así que paro acá, señalando solamente que se pueden hacer lindas astrofotos con equipos elementales y técnica fotográfica directamente mala. Hay que probar.

La agudeza del Webb

Hace justo 3 años, en enero de 2022, el telescopio espacial Webb viajaba de la Tierra hacia su órbita final en Lagrange 2, mientras iba desplegándose como un transformer. Seis meses después vimos sus primeras imágenes, que mostraron que el instrumento estaba funcionando tal como se había planeado, no como otros. La calidad de las imágenes del Webb requiere la alineación de sus 18 espejos principales y muchos secundarios con precisión de nanómetros. Para lograrlo lleva una cantidad de dispositivos accesorios, menos conocidos que los instrumentos principales, NIRCam, NIRSpec y MIRI. En particular, hay un segundo espectrógrafo, NIRISS, construido en Canadá. Y dentro de él hay una chapita de titanio de 4 cm de diámetro con siete agujeros, que es el único pedacito del Webb construido en Australia:

Esta máscara óptica se llama AMI (aperture masking interferometry), y convierte al Webb en el primer telescopio espacial capaz de hacer interferometría óptica, como el VLT, el Keck, y un par más de grandes telescopios terrestres. Las ondas de luz (infrarroja) que pasa por los agujeros produce un patrón de interferencia en el plano del sensor, que permite dos cosas: calibrar el telescopio, y observar objetos con resolución mayor que la teórica permitida por el diámetro del espejo principal. El sistema funcionó bien, pero durante el viaje descubrieron que, a nivel de pixels individuales, había un error sistemático producido por el escape de carga eléctrica hacia pixels vecinos, un problema que afecta a todas las cámaras electrónicas. Así que los australianos pusieron a un estudiante de doctorado a ver si podían mejorar el sistema en la etapa del procesamiento de datos. Modelando toda la física del problema lograron hacerlo, y han diseñado una metodología que logra una resolución asombrosa. Sirve, naturalmente, para objetos brillantes y con buen contraste, ya que no usa toda la luz recolectada por el enorme espejo principal, sino la poquita que atraviesa los agujeros del AMI. La siguiente imagen muestra un par de ejemplos. Los paneles de arriba son las imágenes interferométricas originales, y las de abajo son las imágenes reconstruídas. 

 

A la izquierda se ve el jet de una galaxia activa (NGC 1068 es Messier 77) y a la derecha una imagen de Ío, el satélite de Júpiter, mostrando sus volcanes activos. Los circulitos grises muestran el límite teórico de la resolución interferométrica (no el criterio de Rayleigh dado por la apertura del espejo, sino el espectroscópico de Michelson). Puede verse que la agudeza visual del Webb es excepcional. 

Este instrumento no va a producir fotos impresionantes para la difusión pública, de esas que te dejan boquiabierto, pero es una herramienta poderosa para estudiar estrellas binarias, exoplanetas, núcleos galácticos y todos los objetos brillantes y compactos que los astrónomos vayan encontrando. 

 

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El paper de donde tomé las imágenes es Charles et al., Image reconstruction with the JWST Interferometer, Publications of the Astronomical Society of Australia (2025) (https://arxiv.org/abs/2510.10924v1). El paper compañero, que describe el procedimiento, es Desgoits et al., AMIGO: a Data-Driven Calibration of the JWST Interferometer, Publications of the Astronomical Society of Australia (2025), (https://arxiv.org/abs/2510.09806v1).

Me enteré de este instrumento en una nota en Phys.org. 

La gran escala

«Si el universo se expande, ¿por qué es tan difícil conseguir lugar para estacionar?»

Apócrifo

Tengo un recuerdo falso: Woody Allen diciendo la frase del epígrafe. He buscado la fuente una y otra vez en la web, y si bien encontré cosas parecidas, la frase exacta no es ni suya, ni de sus personajes, ni de sus cuentos. Por un lado está, en Annie Hall, el personaje de Allen cuando es niño, atormentado porque la expansión del unvierso acabará por romperlo. Por otro lado, al comediante Steven Wright se le atribuye la frase "Dicen que el universo se expande. Eso debería ayudar con el tráfico", que es una noción parecida, pero no es lo mismo. Finalmente, hay una nota en The New York Times titulada "El universo se expande, ¿pero dónde estaciono?" Allí se reporta una conferencia de Saul Perlmutter después de recibir el Premio Nobel por descubrir la expansión acelerada del universo, en la cual comentó que la cosa más importante que acompaña a un Nobel es que le asegura un lugar reservado de estacionamiento en la universidad (algo que es muy valioso en Estados Unidos, parece). Perlmutter no hizo ninguna conexión entre ambas cosas, pero el autor de la nota las puso juntas en el título porque el contraste entre algo cósmico y una banalidad es chistoso.

Todas estas citas son parecidas, pero no iguales. Así que, desde hoy, la frase completa, tal cual la vengo repitiendo, debe atribuirse a mí:

«Si el universo se expande, ¿por qué es tan difícil conseguir lugar para estacionar?»

Guillermo Abramson

Más allá (o más acá) del chiste, esta cuestión surge una y otra vez, y la respuesta habitual es que el universo se expande "a gran escala". A "pequeña escala" hay otras fuerzas en juego que enmascaran la expansión. Como dice la mamá del niño Alvy en Annie Hall, «¡Brooklyn no se está expandiendo!» Los átomos de cloro y de sodio no se alejan entre sí en los cristales de sal; están sostenidos en sus posiciones por fuerzas cuánticas. Las estrellas de la Vía Láctea no trazan espirales crecientes, sino que se mueven en órbitas que conservan su tamaño. El sistema solar no se desarma. Los automovilistas quieren estacionar todos en el mismo lugar, y los sitios se agotan. 

Pero todas las fuerzas que gobiernan las interacciones entre los cuerpos que llenan el universo reducen su intensidad con la distancia: dónde dejo mi auto en el centro de Bariloche no afecta a los automovilistas de Mumbai, así que entre Bariloche y Mumbai debe haber algún sitio para estacionar. La gravedad misma, si bien tiene alcance infinito (uno sobre erre al cuadrado, y sin nada que la "apantalle") es imperceptible entre galaxias lejanas. Así que vemos, en el universo lejano, que todas las galaxias se alejan de nosotros a velocidades crecientes con la distancia, tal como descubrió Hubble hace casi 100 años.

Bueno, todo esto tiene sentido, hay mediciones, hay teoría. Pero ¿dónde empieza la "gran escala"? Vista desde la Tierra, la gran escala empieza con estas dos galaxias:

Son NGC 55, una galaxia pequeña, similar a la Nube mayor de Magallanes, y NGC 300, una espiral vista de frente, muy tenue. Ambas se encuentran en la constelación de Sculptor, junto al polo sur galáctico, pero bastante más cerca nuestro que la gran galaxia de Sculptor, NGC 253, que domina el llamado grupo de galaxias de Sculptor. NGC 55 se aleja de nosotros a 131 km/s, y está a 2 Mpc (megaparsecs, 6.5 M a.l.). La velocidad de expansión del universo correspondiente es 131 dividido 2, 65.5 km/s por Mpc. NGC 300 se aleja a 144 km/s, y está un poquito más cerca, 1.86 Mpc (6.07 M a.l.). El cociente da 77.4 km/s/Mpc. Ambos números son similares al parámetro de Hubble obtenido por diversas técnicas astrofísicas: 67 km/s/Mpc (usando las fluctuaciones del fondo cósmico de microondas) o 73 km/s/Mpc (usando supernovas, como Perlmutter). La diferencia parece pequeña pero es significativa, y como nadie sabe a qué se debe se la conoce por ahora como "tensión de Hubble". Es apenas una curiosidad que veamos la tensión de Hubble en las dos galaxias más cercanas en las que apreciamos la expansión del universo.

Así que la gran escala del universo empieza ahí: a 6 millones de años luz. Todo lo que está más cerca (las Nubes de Magallanes, la galaxia de Andrómeda, Messier 33, todas las enanas, Brooklyn, etc.) es "universo local", Alvy. 

 

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Si la Vía Láctea estuviese en el medio de un gran cúmulo de galaxias (como el de Virgo), en lugar de formar parte de un "grupo" pequeño (el llamado Grupo Local), habría que irse más lejos (decenas de millones de años luz) para detectar la expansión del universo.  

¡Feliz año (anomalístico) nuevo!

Todos sabemos que un año es una vuelta de la Tierra alrededor del Sol, ¿no? Sería razonable que comenzara en un punto especial de la órbita. ¿Qué tiene de especial el 1 de enero? 

Nada. En cambio hoy, 3 de enero, sí es un punto especial: es el perihelio, el punto de máxima cercanía al Sol en la órbita elíptica de la Tierra  (en la figura de abajo el óvalo está muy exagerado para que se note mejor). Además de más razonable, astronómicamente hablando, el año que empieza en el perihelio tiene un nombre buenísimo: se llama año anomalístico, porque en la mecánica orbital se llama anomalía al ángulo entre el objeto en órbita y su periapsis, el perihelio en este caso. El año anomalístico, entonces, es el tiempo que transcurre de un perihelio al siguiente. A diferencia del año calendario, que dura una cantidad entera de días (365 o 366), el año anomalístico dura 365.259636 días, porque a la órbita de la Tierra no le importa cuándo dura un día.

El año nuevo que festejamos el 1 de enero, en cambio, es el año civil o año calendario, que es el que rige los aniversarios de todo tipo. En nuestro calendario actual, el gregoriano (del Papa Gregorio XIII), la duración promedio del año civil a lo largo de los siglos se puede calcular fácilmente teniendo en cuenta los bisiestos cada 4 años, excepto los años múltiplos de 100 (1900 no fue bisiesto), salvo cuando son también múltiplos de 400 (2000 sí fue bisiesto): 365 + 1/4 – 1/100 + 1/400 = 365.2425 días. Un poquito menos de 365 días y un cuarto.

El calendario gregoriano es una aproximación del año trópico, medido de equinoccio de marzo a equinoccio de marzo, que dura 365.24219 días. La diferencia es de menos de una parte por millón, lo cual habla muy bien de Clavius y los astrónomos del siglo XVI que diseñaron la reforma del calendario juliano (de Julio César), que era de 365.25 días. 

Alguien que recuerde, de las clases de Física, la existencia de los sistemas de referencia inerciales, podría señalar que habría que medir el movimiento de la Tierra con respecto a, por ejemplo, las estrellas lejanas. Claro que sí: es el año sideral, que dura 365.256363004 días. Bueno, eso duró en el año 2000, que se usa como referencia. Es distinto del año trópico debido a la precesión de los equinoccios, un fenómeno que se conoce desde hace miles de años. Y es distinto del año anomalístico debido a la precesión del perihelio. Un lío, sí. ¿Se creían que un año es un año es un año? 

¡Y esto no es todo! Tenemos también el año dracónico, que se mide entre dos pasos sucesivos del Sol por la línea formada por la intersección de la órbita de la Luna con la de la Tierra; también se lo llama eclíptico, porque sólo en esa línea se producen los eclipses. Y el año lunar, que dura exactamente 12 ciclos lunares (unos 354.37 días), y que es la base de muchos calendarios antiguos y el islámico moderno. Y el año sótico o canicular, medido con respecto a Sirio, usado por los antiguos egipcios. Y el año de Gauss, y el de Bessel... 

 La ciencia: 26 siglos complicándolo todo. 

 

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Además del perihelio, hoy es la Luna llena, menos de dos días después del perigeo, el punto de máxima aproximación de la Luna a la Tierra, en su propia órbita. La combinación de perigeo, con Luna llena, más el perihelio, debería producir mareas extraordinarias. ¿Se notará en Las Grutas?