sábado, 30 de julio de 2011

Infrarrojo

Rayos gama, rayos X, rayos ultravioleta, radiación infrarroja, microondas, ondas de radio. En el mundo de hoy hasta el menos familiar de estos fenómenos tiene aplicaciones cotidianas, de manera que  apenas necesitan presentación. Estos seis, más la luz, son los nombres propios de las ondas electromagnéticas. Pero ojito, que a pesar de que tienen nombres distintos —por razones históricas, más que otra cosa— no son fenómenos físicos distintos. Son luz, sólo que de otros "colores".

En el campo electromagnético que llena todo el universo las perturbaciones se propagan como ondas. Un poco como la perturbación que se produce al tirar una piedra a un estanque, que se propaga como una onda en la superficie del agua. Los colores (los del arco iris) corresponden a distintas longitudes de onda, es decir distintas distancias entre crestas de ondas sucesivas. Las otras seis radiaciones tienen longitudes de onda más cortas o más largas que las que podemos ver con nuestros ojos.

La primera de estas luces invisibles en ser descubierta fue la radiación infrarroja. William Herschel, músico de profesión y astrónomo por vocación, la descubrió hace algo más de 200 años, haciendo el experimento que yo repetí en la foto de aquí arriba. Con un prisma descompuso la luz del Sol y le tomó la temperatura a cada color. Descubrió que la máxima temperatura se alcanzaba con el termómetro más allá del rojo, en un región donde aparentemente no había luz alguna. La "luz" infrarroja tiene una longitud de onda más larga que la del rojo.

Hoy en día es más fácil todavía "ver" la radiación infrarroja. Los controles remotos de televisores y otros aparatos tienen una lamparita al frente. Cuando apretamos un botón esta lamparita se enciende, pero no lo vemos. Es un led infrarrojo. Y resulta que las cámaras fotográficas modernas registran sus imágenes con un dispositivo electrónico que es sensible al infrarrojo. Así que mirando la lamparita del control remoto a través de la cámara podemos ver cómo se enciende al apretar los botones. Cooool...

Inclusive podemos iluminarnos con esta lucecita infrarroja y sacarnos una foto en una habitación completamente a oscuras. ¡Buenísimo! La foto de aquí al lado la tomé con una cámara compacta normal, con una exposición de 15 segundos. ¡Hay que quedarse bien quieto! El color, por supuesto, es arbitrario. El sensor de la cámara convierte los fotones infrarrojos en una señal electrónica, que la cámara traduce en una imagen visible.

La radiación infrarroja revela un universo invisible. Resulta que la Galaxia está llena de polvo, y que el polvo es opaco a la luz visible (como la ceniza de un volcán). Pero es casi transparente al infrarrojo. En estos días de invierno en el hemisferio austral el centro de la Vía Láctea está sobre nuestras cabezas en las primeras horas de la noche (salgan a verlo). Aunque es una visión sobrecogedora en luz visible, el polvo oculta lo que hay detrás. En luz infrarroja, en cambio, se ve a través del polvo. La diferencia es impresionante, como se puede ver en esta comparación. La imagen de la izquierda es en luz visible. Las zonas oscuras no están vacías de estrellas, sino que son la silueta de enormes nubes oscuras y frías (bien fríiiias). La de la derecha es en infrarrojo (tomada para el survey 2MASS). Ambas imágenes muestran la misma región del cielo, de unos 10° de ancho (un puño). El centro de la Galaxia está arriba a la izquierda. Algún día contaremos lo que se puede ver allí en infrarrojo, vale la pena.


Nuestra atmósfera es sólo parcialmente transparente al infrarrojo, de manera que casi toda la astronomía infrarroja hay que ponerla en órbita. Lamentablemente el telescopio espacial James Webb, con su espejo de 6 metros y medio y su visión infrarroja, destinado sin ninguna duda a revolucionar la astronomía como lo hizo el Hubble, parece que estará entre los recortes presupuestarios de los Estados Unidos...


Obviamente la foto del control remoto está retocada. ¡No es posible evitar que salga la lucecita en una foto! Así que para producir la ilusión de lo que se ve cuando se hace la experiencia usé dos cámaras y retoqué la imagen directa, dejando la que se ve a través de la cámara de adelante.

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sábado, 23 de julio de 2011

Luz de luna

El sábado pasado estuve invitado en el programa Palabras Sueltas, de FM Bariloche, conducido por Laura García y Vanina Wiman (nota y audio aquí). Esta semana se cumplió un nuevo aniversario del viaje del Apollo 11 y lo celebramos charlando sobre el tema y revisando mi vieja colección de ejemplares de La Prensa cubriendo el evento. Charlamos también sobre las teorías conspirativas que sostienen que jamás se realizaron esos viajes, y que lo que vimos fue un simulacro al estilo de Capricornio Uno. Diré de entrada que todos los argumentos de los negadores son fácilmente refutables. Se podrían llenar libros con estas refutaciones, pero tengo el presentimiento de que se venderían mucho menos que los libros que sostienen la conspiración. De todos modos, el tema me viene fenómeno porque uno de los argumentos se relaciona con algo que tenía ganas de contar aquí.

Hold it, Buzz
Estamos parados en la superficie de otro mundo. Frente a nosotros está nuestro compañero de viaje, enfundado en su traje espacial, con el Sol a sus espaldas. Justo la posición que siempre nos dicen que evitemos al sacar una foto en la playa, para que el sujeto no salga oscuro. Pero mucho tiempo no tenemos, así que con cierta dificultad manipulamos la legendaria Hasselblad 500. No tiene visor, así que apuntamos con el cuerpo, la cámara rígidamente sujeta a nuestro traje en el pecho. Click. Prrr (menos mal que le pusieron un motorcito para avanzar la película). Una foto más, de cientos. Le tengo que prestar la cámara, así salgo yo en alguna...

La foto salió bien. De hecho, salió muy bien, convirtiéndose con justicia en una de las fotos más famosas del viaje y de la Historia (como siempre, click para verla pulenta). Todos la hemos visto muchas veces y tal vez hayamos perdido la capacidad de asombrarnos, pero: el tipo está parado en la Luna. Es Buzz Aldrin, y la foto fue tomada por Neil Armstrong, cuyo reflejo se ve en el visor del casco. El Sol está fuera del cuadro, iluminando a Aldrin desde atrás, de manera que el frente del astronauta está en sombras. Y a esto quería llegar: los negadores dicen que esa imagen no puede haber sido tomada en la Luna. Evidentemente hay otra fuente de luz aparte del Sol, ergo la foto está tomada en un estudio. ¿No?

¡No!

Es verdad que el cielo es negro en la Luna, pero hay otra fuente de luz difusa: ¡el propio suelo lunar, brillantemente iluminado por el Sol!

Yo pienso en mi jardín
El suelo lunar, como el de muchos otros cuerpos sólidos sin aire del sistema solar, refleja la luz de una manera muy particular. No se comporta como una superficie reflectora difusa (lo que llamamos una superficie mate o satinada) sino —parcialmente— como un retrorreflector. Un fenómeno similar puede observarse en la Tierra sobre un jardín cubierto de rocío a la mañana. Mirando hacia el césped de espaldas al Sol podemos ver, alrededor de la sombra de nuestra cabeza, un halo brillante (se llama Heiligenschein, por su nombre en alemán). Las gotitas del rocío dispersan la luz del sol preferentemente hacia la dirección de donde ésta proviene, es decir hacia atrás, de vuelta hacia el Sol. Un retro-reflector.

El Señor de los Anillos
No sólo el suelo polvoriento de los planetas sin aire se comporta así. Los helados anillos de Saturno hacen algo parecido, llamado opposition surge. En esta encantadora foto tomada por el robot Cassini se puede ver como un punto brillante iridiscente. Los colores se deben a que la nave se movió durante las tres exposiciones necesarias para sacar la foto en colores naturales. El polvo que envuelve a todo el sistema solar también hace algo parecido, pero es muy difícil de ver. Tiene un nombre también en alemán: Gegenschein. Los mecanismos en cada caso son ligeramente distintos, pero todos logran el mismo efecto.

Ojos de gato
No hace falta irse hasta Saturno o aprender alemán. La retrorreflexión se usa en dispositivos y pinturas especiales muy familiares, cuyo propósito es que sean bien visibles de noche al ser iluminados por un auto. Me refiero a los ojos de gato de las bicicletas, las tiras brillantes de las zapatillas y otra ropa de correr, la pintura de las señales viales, etc. Cuando las iluminan los faros de un auto reflejan fuertemente hacia la dirección del auto (en lugar de hacerlo difusamente, o especularmente alejando la luz de la fuente y de la vista del conductor).

Para verte mejor
Hay animales que tienen retrorreflectores naturales. No sé si el nombre "ojos de gato" de los reflectores de la bici les hacía sospechar algo... La retina de los gatos tiene, por detrás, una capa retrorreflectora llamada tapetum. La luz que atraviesa la retina se refleja en este tejido y vuelve a atravesar la retina, mejorando la eficiencia de la visión nocturna. Unos cuantos animales, especialmente nocturnos, tienen este retrorreflector incorporado. Los primates no. Nosotros no tenemos estos ojos de gato. No, Angelina Jolie tampoco los tiene.

Back to the Moon
Volvemos a la Luna. El suelo lunar (le decimos regolito lunar para mandarnos la parte, ejem), cubierto de un polvo finísimo resultado de eones de meteorización y viento solar sin erosión por agua ni aire, tiene propiedades de retrorreflexión. En la foto de Aldrin podemos ver su sombra en el casco. Él tiene el Sol detrás, de manera que alrededor de la sombra de su casco podemos ver el halo brillante del Heiligenschein tal como él lo veía en ese momento. El suelo iluminado en general, ayudado por esta retrorreflexión, ilumina bastante bien su cuerpo en sombras.

Una cuestion de magnitud
Esta propiedad del regolito lunar también explica por qué la Luna llena es tan brillante. Una Luna llena es el doble de grande que una Luna en cuarto. Sin embargo no es el doble de brillante sino casi 15 veces más brillante: la magnitud de la Luna llena es -13 y de la Luna en cuarto -10; una diferencia de 3 magnitudes representa un factor de 2,513 ≈ 15 de diferencia en el brillo. ¿A qué se debe esto? Cuando la Luna está en cuarto el Sol la ilumina de costado. La retrorreflexión hace que buena parte de la luz del Sol regrese hacia ese lado, sin llegarnos a nosotros. Con la Luna llena, en cambio, tenemos el Sol a nuestras espaldas. La retrorreflexión hace que buena parte de la luz reflejada por la superficie iluminada venga hacia nosotros.

Luz de luna
Hay todavía otra consecuencia fácil de observar. Cuando vemos la Luna llena, no parece una esfera. Parece un disco chato, uniformemente iluminado. Si la superficie de la Luna fuera como cualquier otra superficie que refleja de manera difusa, una bola de madera sin pulir, pongamos por caso, se vería como una esfera. Pero no: parece chata. (Ignoren el relieve visible en el borde superior izquierdo, por favor; es que es muy difícil agarrar a la Luna justo llena).

Reflexiones sobre la reflexión
Por un lado está la reflexión especular, la que aprendemos a calcular en las clases de física en la escuela: el rayo reflejado forma un ángulo con la superficie igual al rayo incidente. Así se comportan los espejos, las superficies pulidas, las pinturas brillantes. Las superficies mate o satinadas se comportan distinto, con una ley de reflexión que normalmente no aprendemos en la escuela. Se llama reflexión difusa o de Lambert, y está ilustrada aquí al lado. Los programadores de juegos de computadora la conocen bien, porque necesitan simular la manera en que se comportan distintas superficies. Si no lo hicieran todo se vería brillante como un espejo en la Playstation.

La Luna simulada
La Luna no es ni una cosa ni la otra. Obviamente no es brillante como un espejo, pero tampoco es lambertiana. Tiene las propiedades de retrorreflexión que decíamos más arriba. Los programas sofisticados de simulación del universo, como Celestia, tienen en cuenta este fenómeno y pueden reproducirlo bastante bien. Aquí al lado hay una luna realista en Celestia, y debajo de ella la misma Luna con reflexión lambertiana pura. La primera se percibe como un disco chato, muy parecida a la que vemos en el cielo. La segunda muestra un oscurecimiento hacia el borde, debido a la inclinación de la superficie lunar vista desde la Tierra, que hace que nuestro cerebro la perciba como una esfera, distinta de la que vemos en el cielo. Los planetas Júpiter y Saturno se ven, a través del telescopio, con este oscurecimiento en el borde y parecen bolitas. Son gaseosos y no tienen expuesta una superficie de roca pulverizada, como tiene la Luna, que es la que actúa como retrorreflector.

Hay que decir que todos estos efectos de retrorreflexión no tienen una única causa en común. Sólo se parecen superficialmente. De hecho, no existe consenso sobre la causa del fenómeno de retrorreflexión del regolito lunar.

De la Tierra a la Luna
Volviendo a la cuestión de los viajes del Apollo,  entre los experimentos dejados en la Luna había, ¡oh, coincidencia! unos retrorreflectores destinados a ser usados desde la Tierra. Se manda un láser hacia ellos y el rayo viene de regreso hacia uno, independientemente del ángulo de incidencia. Midiendo el tiempo que tarda la luz en ir y volver se calcula la distancia a la Luna con precisión de milímetros. No es algo que pueda hacerse desde la terraza de casa (como hacen los chicos de The Big Bang Theory en el episodio The Lunar Excitation) pero es relativamente sencillo, y montones de observatorios del mundo lo han hecho.

Aquí Base Tranquilidad
"Claro", dirá el negador, "pero se puede mandar un retrorreflector en una nave automática". ¡Uf! Aquí hay una foto de Base Tranquilidad tomada desde la órbita lunar por el Lunar Reconnaisance Orbiter (resolución de unos 50 cm por pixel). Se ve la plataforma del módulo lunar, con sus cuatro patas, el terreno pisoteado (en forma de líneas y manchones apenas más oscuros), y dos manchitas brillantes. Una de ellas es el sismómetro y la otra es el retrorreflector.

Igual, creo que a un buen negador no lo convencerán fotos como éstas, sin importar la resolución que tengan. Creo que ni siquiera llevándolo a la Luna y mostrándole el hardware que está allí desde hace 40 años se lo convencería. Al volver diría que lo hipnotizamos, o que lo drogamos, o algo por el estilo. Son una causa perdida.


Notas varias. Una excelente refutación de la infame Moon Hoax es la que hace Phil Plait en su vieja página, así como en su libro Bad Astronomy. También vale la pena el capítulo de Mythbusters sobre el tema. Las fotos del Apollo, de Cassini y del LRO son de la NASA. Las de los ojos de gato son de Wikipedia, y las otras son mías mías mías. "Hold it, Buzz" es lo que le dijo Armstrong a Aldrin para que se quedara quieto para la foto, de acuerdo a un epígrafe que leí hace un par de años en The Big Picture. El número 2,51 es aproximadamente la raíz quinta de 100, que define la escala de magnitudes estelares: una diferencia de 5 magnitudes equivale a un factor 100 en el brillo.

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sábado, 16 de julio de 2011

Amanecer en Vesta

Dentro de pocas horas (tal vez hace pocas horas, según cuándo estén leyendo esto), la sonda robótica Dawn entrará en órbita del asteroide Vesta. Vesta es el segundo asteroide más grande del enjambre que puebla más o menos la región entre las órbitas de Marte y de Júpiter. Si bien unos cuantos asteroides chicos han sido visitados por robots de la Tierra ninguno de los grandes ha sido visto de cerca. Visitar los asteroides es interesantísimo. Son verdaderos fósiles del sistema solar primitivo: los bloques a partir de los cuales se formaron los planetas como la Tierra. De manera que durante las últimas semanas, mientras Dawn ("Amanecer") se fue aproximando a Vesta impulsada por su futurista motor iónico, los aficionados de todo el mundo hemos estado expectantes. La imagen de aquí al lado muestra a Vesta desde 41 mil kilómetros de distancia, fotografiado por una cámara de navegación el 9 de julio pasado. Vemos una "enorme" montaña (a la derecha del centro), y al Principito preocupado por si se trata de un volcán que necesita ser deshollinado.

Hay que decir que también hemos rezongado porque las imágenes de Vesta van apareciendo por cuentagotas, a diferencia de otras misiones. Es cierto que son fotos tomadas con una cámara de navegación, de poca resolución y calidad. Tal vez los responsables no quieren pasar vergüenza ante el público, ya bien acostumbrado a imágenes espectaculares de otros mundos. Aquí vemos una cruda peliculita con las magras 6 imágenes provistas desde el 3 de mayo (a 1,2 millones de kilómetros) hasta la del 9 de julio. La segunda imagen de la secuencia, del 14 de junio, es comparable a las mejores fotos tomadas con el telescopio espacial Hubble. En todo caso, en unmannedspaceflight un batallón de aficionados les ha sacado el jugo mucho mejor que yo. Cuando Dawn despliegue todo su instrumental quedaremos boquiabiertos.

Dawn permanecerá en órbita de Vesta durante un año, para luego seguir viaje en dirección a Ceres, el mayor de los asteroides. Para poner en perspectiva el tamaño de Vesta (ya que mi montaje del Principito es engañoso), basta considerar el famoso póster preparado por Emily Lakdawalla, que vemos aquí al lado (el blog de Emily es buenísimo). Se muestran a escala todos los asteroides y núcleos de cometas visitados o fotografiados de pasada. (Definitivamente vale la pena clickearla para abrir en otra pestaña la enorme imagen.) El más grande es Lutetia, que fue apenas fotografiado de pasada. Algunos más pequeños fueron explorados exhaustivamente. Es el caso de Eros (buscarlo a la izquierda y en la mitad) donde estacionó la sonda NEAR/Schoemaker, y de Itokawa (de apenas 500 metros de punta a punta, a la derecha de Eros) de donde Hayabusa trajo pequeñas muestras a la Tierra. Superpuesto a un gran cráter en Mathilde (abajo a la izquierda) puse un mapa de la Ciudad de Buenos Aires a escala.

Bueno, comparados con estos, Vesta es ENORME. Acá está montado el póster de Emily a escala sobre la foto de Vesta. ¡Lutetia es del tamaño de la montaña! Vesta es definitivamente muy interesante. ¿Ven esos enormes surcos y acantilados? Se parecen un poco a los de Miranda, el satélite de Urano. ¿Qué procesos los crearon? ¿Fue el mismo impacto que produjo el gran cráter con su montaña central? ¿Hay cosas que parecen flujos de lava y pequeños mares? ¿Todos estos cataclismos son testigos de los agitados tiempos de cuando el sistema solar era joven?  Se viene un año muy interesante para la exploración planetaria. Y después ¡a Ceres!

Quienes quieran ver a Vesta con sus propios ojos (no es difícil con binoculares, magnitud 6,6) pueden aprovechar el mapita de localización de Neptuno de la semana pasada. Vesta está en Capricornio, arriba de Neptuno. Se mueve rápido de noche a noche.


¡Update del 18 de julio! Hoy el equipo de Dawn difundió una imagen de Vesta tomada el día 15 de julio, a 16000 km de distancia, mientras la sonda entraba en órbita del asteroide. Es todavía una foto tomada con la cámara de navegación (con un ligero retoque mío). ¡Está buenísima! La foto está tomada, me parece, casi directamente sobre el polo sur de Vesta. Vemos un gigantesco cráter cuyo borde casi coincide con el "horizonte" (lo marqué en amarillo en la imagen de abajo). Tiene bordes sumamente escarpados (marcados con flechas): arriba a la derecha, y abajo a la izquierda, casi en sombras, se ven acantilados de decenas de kilómetros de altura. La montaña central (marcada en rojo) es inmensa, es posible que sea más grande que cualquier montaña de la Tierra. Este cráter da cuenta de un pasado tormentoso. De hecho, parece que tenemos pedazos de Vesta en la Tierra, ya que numerosos meteoritos encontrados en el Sahara y en la Antártida tienen una composición química que corresponde a la de este asteroide. Estos fragmentos deben haberse desprendido cuando se formó este cráter, a raiz de un choque con otro asteroide, que casi comprometió la subsistencia del asteroide.


Las imágenes de Vesta son de Dawn/JPL/NASA. El montaje de asteroides es una creación de Emily Lakdawalla, basada en imágenes varias (acreditada al pie). La figura del Principito, en fin, todos somos dueños del Principito. El Principito no vive en Vesta sino en el asteroide B612, como conté en otra ocasión.

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sábado, 9 de julio de 2011

¡Que los cumplas, Neptuno!...

No, no es el aniversario del descubrimiento de Neptuno. Es algo mucho más simpático. El más lejano y más lento planeta de nuestro sistema solar fue descubierto el 23 de septiembre de 1846. Esta noche, después de 60190 días, ha completado por primera vez una órbita desde su descubrimiento. Un "añito".

La historia del descubrimiento de Neptuno es superinteresante. Me quedó un poco larga, pero pido un poco de paciencia porque vale la pena.

Medio siglo antes, en 1781, William Herschel había descubierto el planeta Urano, un poco de casualidad. Por primera vez desde tiempos prehistóricos la Humanidad descubría que había en el cielo un nuevo planeta.

Tras el descubrimiento de Urano se desató una manía por descubrir qué más podía existir allá lejos. ¿Había más planetas, acaso? Hacia fines del siglo XVIII se organizó una campaña internacional para explorar meticulosamente la eclíptica (la región del cielo por donde se mueven los planetas), en particular para encontrar un planeta "faltante" entre Marte y Júpiter, que predecía la "ley" de Titius-Bode. Sin mayor demora, el 1 de enero de 1801 el Padre Piazzi descubrió Ceres, precisamente entre Marte y Júpiter, que fue catalogado como planeta y recibió el nombre de una diosa importante como correspondía a la tradición. Con los subsiguientes descubrimientos de Pallas, Juno y Vesta —también entre Marte y Júpiter— quedó claro que Ceres, a diferencia de los otros planetas, formaba parte de una familia. El propio Herschel los observó detenidamente y calculó su tamaño, deduciendo correctamente que estaban en el orden de los cientos de kilómetros de diámetro. Recomendó un nuevo nombre para la nueva categoría: asteroides. Hoy se conocen más de medio millón.

OK, el sitio vacante entre Marte y Júpiter no estaba ocupado por un planeta sino por un enjambre de planetitas, los asteroides. ¿Qué más? Durante las primeras décadas del siglo XIX se acumuló evidencia de que tenía que haber otro planeta, un planeta grande, más allá de Urano. La órbita de éste era irregular, como si la perturbara un planeta desconocido. Simultáneamente se estaba desarrollando a gran velocidad la mecánica celeste, rama de la física matemática que había nacido con el trabajo de Newton un siglo antes, y cuyo enorme logro había sido explicar las Leyes de Kepler. La descripción detallada de las órbitas de los planetas estaba resultando muy difícil, pero se hicieron grandes avances teóricos (que terminarían impactando muchas otras ramas de la ciencia. Nota mental: hablar algún día del lejano origen del caos, Lagrange, Poincaré, Lorenz.)

Hacia 1840 muchos astrónomos estaban convencidos de la existencia de otro planeta (no todos, sin embargo; algunos creían que la ley de gravitación dejaba de valer a grandes distancias, curiosamente un argumento que resurge cada tanto hasta el día de hoy). Pero una cosa es convencerse, y otra cosa es calcular dónde tenía que estar. Es un ejemplo de lo que se llama un problema inverso: dada una consecuencia (la órbita de Urano) encontrar su causa (la posición del planeta desconocido). ¿Se entiende? Una cosa es, sabiendo dónde están unos objetos, predecir cómo se tiene que mover otro (problema directo), y otra muy distinta es, sabiendo cómo se mueve uno, inferir dónde están los que lo hacen moverse así (problema inverso). Los problemas inversos son en general muy difíciles, aun hoy en día. No puedo imaginarme lo que habrá sido hace un siglo y medio.

Sin embargo era una papa caliente, así que había mucho interés en el asunto. A punto tal que no uno sino dos astrónomos/matemáticos brillantes, Urbain Le Verrier de París y John Couch Adams de Cambridge, calcularon la posición del hipotético planeta. Trabajaron independientemente, ignorando cada uno el trabajo del otro, durante varios años. Adams llegó primero a un resultado confiable pero tuvo problemas de comunicación con el Astrónomo Real, George Airy, para convencerlo de que destinara los esfuerzos de un observatorio para su búsqueda (Airy es más famoso que Adams hoy en día...). Le Verrier compartió la misma suerte al principio, ya que en el Observatorio de París parece que miraron de reojo por el telescopio un ratito y perdieron el interés.

Finalmente Airy leyó los trabajos publicados por Le Verrier y vio que eran casi idénticas a las de Adams (están marcadas en la figura, además de la posición de Neptuno en 1846 y en 2011, y un cameo de Saturno). ¡Y le agarró miedo de perder un descubrimiento tan importante con los franceses! Se puso en comunicación con ambos astrónomos para aclarar cuestiones técnicas, ¡pero no le dijo a cada uno que había otro haciendo el mismo trabajo! El Astrónomo Real dispuso que empezaran a buscar en Cambridge, pero sin éxito durante todo el verano de 1846.

Le Verrier seguía trabajando. Publicó un tercer paper, con valores detallados de masa y órbita, y hasta un cálculo del tamaño que tendría el planeta. El descubrimiento era inminente. ¿De qué lado del Canal de La Mancha ocurriría? El 10 de septiembre John Herschel (hijo de William) dijo en una conferencia: "Lo vemos [al nuevo planeta] como Colón veía América desde las playas de España". ¡Ja! ¡Qué vivo! Era un excelente astrónomo y matemático, y estaba superconvencido de los cálculos que había visto, ¡pero qué rabia que le daría no encontrarlo!

El desenlace fue rapidísimo. Cansado de que no le dieran bolilla en París, Le Verrier le escribió a Johann Galle, de Berlín, el 18 de septiembre. Galle recibió la carta el 23 de septiembre. Esa misma noche buscó el planeta donde decía Le Verrier, usando unas excelentes cartas estelares recién compiladas. En apenas media hora lo encontró: una "estrella" que no estaba en las cartas, a menos de 1° de la posición calculada por el francés. Para confirmar volvió a observar la noche siguiente. Se había movido: era el planeta. El 25 de septiembre Galle contestó a Le Verrier: Monsieur, el planeta realmente existe en la posición que Ud. indicó.

En Cambridge buscaron también en la más reciente predicción de Le Verrier y les pareció ver el disco de un planeta, pero no alcanzaron a confirmar su movimiento. Ya no hubo tiempo. The Times del 1 de octubre tenía el titular: Encontrado el planeta de Le Verrier. Los ingleses habían perdido la carrera. ¡Busquen satélites, urgente! gritó Herschel. El 10 de octubre, en Cambridge, descubrieron Tritón (aquí al lado en una elegante foto de Voyager 2). Pero no es lo mismo, no me van a decir.

A posteriori se descubrió que Neptuno había sido ya visto muchas veces, no sólo ese verano en Cambridge, sino años antes también, y ¡hasta por el propio Galileo durante sus observaciones de Júpiter! El telescopio de Galileo no permitía observar el disco del lejano planeta, y Galileo seguramente estaba tan absorbido por sus observaciones del sistema de Júpiter que no se dio cuenta de que una de las "estrellas" se movía. Por otro lado, también se descubrió que Le Verrier tuvo mucha suerte. Su cálculo (aproximado) sólo funcionaba bien en 1846, ya que la órbita de Neptuno no resultaba correcta. Si hubieran usado la misma predicción al año siguiente no lo habrían encontrado. (El cálculo de Adams era igualmente "incorrecto"; es que se trata de un problema muy difícil, como dije antes, para el cual no existen soluciones exactas). La posteridad, sin embargo, acredita con justicia a Le Verrier, Galle y Adams el descubrimiento de Neptuno, primer planeta descubierto con el poder de la matemática.

Neptuno no se ve a simple vista, pero con binoculares debería ser fácil de observar (magnitud 7,8), muy cerca de la estrella de 5a magnitud 38 Aquarii (como se ilustra en la figura de arriba, la que tiene marcadas las predicciones de Adams y Le Verrier; click aquí para agrandarla en otra pestaña). Por primera vez Neptuno vuelve a estar muy cerca de donde se lo descubrió hace 164 años (no exactamente en el mismo lugar del cielo porque la Tierra no está en el mismo lugar). Hay que buscarlo tarde, hacia el Este, en la región entre Acuario y Capricornio. Esta carta (click para agrandarla) muestra el cielo desde Bariloche a la 1 de la madrugada, con Neptuno a unos 30° de altura. Nótese que también está allí el asteroide Vesta, que estará en este blog la semana que viene...

Según mi experiencia la semana pasada, lo que conviene hacer para ubicar a Neptuno con binoculares es empezar por las dos estrellas de "la punta de abajo" de Capricornio. Seguirlas hacia abajo hasta localizar un triángulo de estrellas de magnitud 5 (la del vértice superior un poco más brillante). Engarzado al vértice de la izquierda (la estrela 38 Aqr) aparece otro triángulo, de estrellas de magnitud 6, que sirve para verificar que tenemos a 38 Aqr. La posición de Neptuno es la que se indica. A medida que pasen los días se irá alejando de 38 Aqr. Con binoculares se ve tenue y sin disco aparente, no hacerse ilusiones. Con más aumento se puede ver su disco, cuyo diámetro aparente es de apenas 2,5", muy chiquito. (¡Ojo! Estas instrucciones son válidas desde latitudes australes. Los observadores del hemisferio norte verán todo esto casi al revés. Ténganlo en cuenta, o mejor usen un programa como Stellarium o Cartes du Ciel para localizar la frontera entre Acuario y Capricornio, las estrellas indicadas, y el planeta.)


Nota. Los huecos de mi memoria en esta historia fueron completados con este interesante texto de J. J. O'Connor y E. F. Robertson, alojado en un excelente archivo de Historia de la Matemática de la Universidad St. Andrews de Escocia, que acabo de descubrir.

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jueves, 7 de julio de 2011

Nobleza obliga

La sonda robótica Cassini aparece seguido por acá. Me ha brindado mucho material para el disfrute de todos, en muchas notas y especialmente en las referidas a la Tormenta Serpiente en Saturno. Ahora quiero solamente difundir que ayer el equipo de Cassini dio a conocer sus análisis del fenómeno en 3 artículos publicados en la revista Nature. Hay también interesantes notas on-line (para quienes no tengan acceso a la revista).

Saturn: Storm-clouds brooding on towering heights, por Peter Read.

Deep winds beneath Saturn’s upper clouds from a seasonal long-lived planetary-scale storm, por A. Sánchez-Lavega y otros.

A giant thunderstorm on Saturn, por G. Fischer y otros.

A Great Northern Storm, por Carolyn Porco, jefa del equipo Ciclops de Cassini.

Saturn's Giant Northern Storm, cuatro notas en el sitio de Ciclops.

A Storm Wraps around Saturn, por el impecable Phil Plait, quien comenta la imagen de aquí arriba y recomienda el mismo nombre que mencioné yo en la nota sobre la Serpiente y la Pluma.

Ésta es la gran imagen que esperaba de Ciclops: la evolución de la tormenta. (Click en la imagen para agrandarla, o visiten Ciclops para verla en toda su gloria multimegapixélica). Yo había hecho mi intento monocromático en  febrero, y nunca lo puse aquí. Están en Flickr, aquí y siguientes.



Las imágenes son, obviamente, de Cassini/NASA/JPL/Ciclops. Yo tengo los artículos de Nature. Quien no tenga acceso y los quiera leer, puede pedírmelos prestados.

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lunes, 4 de julio de 2011

Puyehue - Un mes de erupción

A un mes del comienzo de la erupción del Puyehue-Cordón Caulle preparé un videíto con las imágenes de los satélites Terra y Aqua. Son dos imágenes por día, una del mediodía y otra de la media tarde. Se ve la evolución del color de los lagos (por ceniza en suspensión en el agua), de la estepa (por depósito de ceniza), las islas de pómez cambiantes en los lagos, el mal tiempo, la sucesión de capas de ceniza y de nieve alrededor del volcán, y la suerte que tuvimos en Bariloche la mayor parte del tiempo, en que el viento se llevó la pluma para otros lados. Aquí está.



A partir del 3 de julio (indicado) se ve una interesante evolución de la pómez flotante en la represa de Alicurá. ¿Que harán con tanta piedra flotante en las centrales hidroeléctricas? Tengo entendido que la dejarán pasar por los vertederos, sin entrar a las turbinas, pero desconozco los detalles.



Las imágenes son de los satélites Terra y Aqua, obtenidas a través del sistema Rapid Response de la NASA (subset Patagonia).

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sábado, 2 de julio de 2011

¡Apaguen ese volcán!

Durante estas semanas volcánicas me entrevistaron un montón de veces. No es que yo sea geólogo, por supuesto. Pero parece que mi perspectiva como físico y testigo de la erupción le resultó interesante a algunos medios periodísticos. Una de las personas que me llamó fue la productora de un conocido periodista radial y televisivo. Me comentó que este señor tenía una idea fija, y que siendo una persona muy empecinada no daba el brazo a torcer. Querían entrevistarme para conocer mi opinión. La idea fija era: Se puede apagar un volcán echándole mucha, mucha agua. ¿Se puede?

No, no se puede.

Al principio pensé en argumentar calculando volúmenes de roca, capacidades caloríficas, calores de ebullición, masas de agua, volúmenes de lagos, velocidades de bombeo... Un lío de números con los cuales era fácil perder la perspectiva del problema físico. Mientras estaba haciendo estas cuentas se me ocurrió un argumento mucho mejor:

¡La mayor parte de los volcanes están bajo el mar, y erupcionan igual!

Ahí está. Un argumento incontestable. Ni siquiera el ancho mar tiene tanta agua como para apagar un volcán. Si a alguien le queda alguna duda sobre si realmente un volcán puede hacer erupción bajo el mar, puede convencerse con estas imágenes de la erupción del 2009 cerca de Tonga, en el Océano Pacífico. La de aquí al lado es una de ellas. Busquen también en Google videos de esa erupción. Creo que es una de las cosas más espeluznantes que se puede ver sobre la Tierra. Todas las islas volcánicas han surgido así, del fondo del mar, inclusive islas enormes como Hawaii, Islandia, Azores y tantas otras.

En ocasiones el vulcanismo submarino ha tenido considerable impacto en las poblaciones cercanas. El caso más famoso, claro está, es el de la isla de Santorini en el Mar Egeo, hace más de 3000 años. Fue una de las erupciones más grandes registradas en tiempos históricos. En la isla hay una capa de 60 metros de espesor de material depositado. Otra que los 3 cm de Bariloche. Así se la ve desde el espacio: es una caldera submarina. La civilización minoica tal vez colapsó a raíz de esta catástrofe natural. Varios mitos griegos parecen tener su origen en ella: la Guerra de los Titanes, los rayos de Zeus, la Atlántida...

El sistema solar tiene más ejemplos de estos volcanes aparentemente imposibles. En Io, satélite de Júpiter, un mundo helado a -160°C del tamaño de la Luna, y que no tiene una tectónica de placas, hay permanentemente volcanes de azufre líquido en erupción. En estas imágenes tomadas por la sonda Galileo se ve la caldera Tvashtar en erupción. En la imagen de arriba, de noviembre de 1999, hay una fisura activa (como la del Cordón Caulle). En la de abajo (febrero de 2000) hay un flujo de lava llenando una depresión. ¡Lagos de azufre fundido! Son calderas inmensas: en la Tierra hay pocas calderas tan grandes. Una de ellas es el enorme Valles Caldera, en New Mexico, que conocí hace unos años. Desde el borde de este inmenso cráter apenas se distingue el borde opuesto. Allí se inició esta semana un enorme incendio forestal que ya abarca más de 400 km2 y que ha forzado la evacuación del pueblo de Los Alamos, donde viven muchos amigos y conocidos.

Esta caldera activa en Io se parece mucho a otra caldera activa actualmente en la Tierra, el volcán Nabro, en África. Aquí se la ve en una imagen satelital en el infrarrojo. La caldera del Nabro mide unos 5 km de diámetro. Pasar el mouse por encima de la imagen para ver la versión del Earth Observatory (sin los colores "ionizados" que son invento mío).

Y en Encélado, pequeño satélite de Saturno aun más frío, hay volcanes de agua y hielo que surgen del polo sur del pequeño satélite, lanzando sus columnas eruptivas directamente al vacío del espacio. Es una pluma de arena salada (descripta como "granos de hielo", sin detalles sobre su granulometría). Y todavía más lejos y más frío, en el lejanísimo Tritón, satélite de Neptuno, hay un fenómeno parecido pero con lavas de amoníaco líquido. Mucha agua, mucho frío... nada detiene a los volcanes.

¿Nada? ¡No! Una aldea poblada por irreductibles pescadores en Islandia resistió y logró desviar un río de lava (no apagaron el volcán, pero sí salvaron su pueblo y su puerto) echándole mucha, mucha agua. Recuerdo haber visto un programa sobre el tema en alguno de los canales de documentales de la tele. Aquí está contado en Wikipedia. Es muy impresionante, pero el documental lo era aún más.


Imágenes de Io de la sonda Galileo/NASA/JPL. Imagen del Nabro del Earth Observatory, satélite Terra, NASA. Imagen de Encélado de la sonda Cassini/NASA/JPL.

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