sábado, 26 de noviembre de 2011

To boldly go...

El domingo 21 de agosto de 1977, en los quinchos del club Muni, leí emocionado la noticia del lanzamiento de la sonda Voyager 2, que comenzaba su Gran Tour del Sistema Solar. Ilustraba la noticia una foto borrosa de un cohete rugiente en medio de una nube de combustibles quemados. Tenía 12 años. Mi colección de recortes astronómicos y de exploración espacial comienza en diciembre de 1977, sospecho que disparada por la curosidad que me produjo el viaje de las Voyager (Voyager 1, gemela de Voyager 2, despegó un par de semanas más tarde).

En esa época nos enterábamos de estas cosas al día siguiente. Hoy es distinto, claro. Hoy mismo, por ejemplo, hoy sábado 26 al mediodía, podremos ver en directo por la Web el lanzamiento de Curiosity, el nuevo robot (éste no es un robotito) que va a explorar Marte. Y podemos seguir casi en tiempo real la exploración de planetas, asteroides, cometas, lunas... Durante años seguí como pude las peripecias de las Voyager. Las fotos en el diario eran patéticas, y no había muchas otras fuentes de información. Pero ¡ah! la revista de la National Geographic Society traía increíbles imágenes a todo color de las hipnóticas nubes de Júpiter, de sus satélites que de golpe se convirtieron en mundos...

¿Dónde están hoy las Voyager, que completaron su exploración planetaria hace tantos años? Por increíble que parezca, estos dos esforzados robotitos siguen funcionando. Se encuentran hoy en los confines del sistema solar. Voyager 2, 32 años, 4 meses y 17 días después del comienzo de su viaje interestelar, está a 14 mil 900 millones de kilómetros de la Tierra, unas 100 veces la distancia que nos separa del Sol. Los ingenieros del JPL que las construyeron y las operaron todos estos años siguen comunicándose con ellas, usando la enorme antena de Goldstone que hizo la exploración de radar del asteroide 2005 YU55 hace pocos días. El Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo de Goldstone forma parte de la Red del Espacio Profundo, la Deep Space Network, un nombre que siempre me pareció buenísimo. "¿Donde trabajás?" "En la Red del Espacio Profundo". Guau.

Volviendo a Voyager 2. La semana pasada le pidieron que apagara sus motores primarios y encendiera los de backup. Así se ahorrarán algunos watts de potencia, lo cual le permitirá seguir funcionando bastantes años todavía. El mensaje de radio con las instrucciones, viajando a la velocidad de la luz, tardó más de medio día en llegar a la sonda. Más de un día después los ingenieros recibieron la respuesta, indicando que Voyager 2 había realizado con éxito el cambio de motores. Los motores primarios habían disparado 318 mil veces, se merecían un descanso. Los de backup no habían sido usados nunca jamás durante el vuelo, y funcionaron perfectamente en cuanto los encendieron. El sueño de cualquier ingeniero.

¿Dije, por ahí arriba, viaje interestelar? Sí: viaje interestelar; no fue un error. Habiendo completado su misión primaria de exploración de los planetas gigantes de nuestro sistema solar, ambas Voyager son hoy naves interestelares. Tienen suficiente velocidad para escapar a la poderosa influencia del Sol, y están a punto de salir de lo que podría llamarse la frontera del sistema solar. El viento solar, que arrecia a casi 400 km/s a la altura de la Tierra, va perdiendo fuerza a medida que se aleja del Sol. En algún lugar, empujando contra el tenue gas que llena el espacio interestelar, ¡el viento solar se detiene! Hace más o menos un año Voyager 1 informó que la velocidad radial del viento solar era nula. Cero. Nada. Apenas un chorrito "de costado", probablemente parte de una especie de "cola" formada por el movimiento del Sol en la Galaxia.

Cuando un fluido rápido se propaga en medio de un fluido más lento, eventualmente se detiene. Donde se detiene ocurre algo raro: el fluido sigue llegando desde atrás. De manera que se frena, se amontona, se hace denso y caliente. Se forma una "onda de choque", que en inglés se llama termination shock. Esta onda de choque envuelve la burbuja de viento solar, la heliosfera. La burbuja misma se mueve junto con el Sol alrededor de la Galaxia, empujando el tenue gas interestelar, que forma por delante una bow shock, una estela como la que forma un bote al empujar el agua. Ambas Voyager se encuentran actualmente en esta región intermedia. Hace pocos meses Voyager 1 reportó que estaba encontrando algo inesperado: parece que esta región intermedia, la heliofunda, es una espuma de gases y campos magnéticos que forman una estructura turbulenta. Es como si el sistema solar viajara por la Galaxia envuelto en esos films de burbujitas...

Es bastante fácil hacer una demostración doméstica de lo que le ocurre al viento solar en su batalla perdida contra el medio interestelar. Lo único que se necesita es la pileta de la cocina con un fondito de agua y un chorrito cayendo de la canilla. El agua que cae choca contra la pileta y se expande muy rápido en forma radial, formando una delgada lámina de agua. A medida que se aleja del centro va perdiendo fuerza, hasta que se detiene empujando contra el agua quieta. El agua quieta representa el gas interestelar. El chorrito que se expande es el viento solar. Se puede ver claramente la onda de choque, la termination shock donde se amontona el agua. Es la frontera que atravesaron las Voyager. Lo único que nos falta es el campo magnético del Sol, y además el agua no tiene carga eléctrica, que parece ser lo que forma las burbujas. Pero si aumentamos un poco el caudal del chorro se forma una linda capa turbulenta llena de espuma más allá de la termination shock, donde se mezclan el viento solar y el medio interestelar.

Todas estas fronteras son completamente invisibles en nuestro sistema solar, y hasta hace poco eran conjeturales. Las Voyager las están observando por primera vez con sus intrumentos magnéticos. Pero en otros sistemas, ya sea porque la estrella es súper energética, o porque el medio interestelar es más denso y brilla, pueden verse claramente estas estructuras. La imagen que ilustra la página web de las Voyager está basada en esta observación de la estrella Zeta Ophiuchi hecha por el observatorio espacial WISE. Zeta Oph es una peso pesado, una supergigante azul que está embebida en una densa nube de gas y polvo a través de la cual se mueve a la increíble velocidad de 87 mil kilómetros por hora. La combinación de estas tres cosas contribuye a formar una bow shock visible, una estela de choque densa y brillante que puede ser fotografiada en luz infrarroja.

En pocos años más las dos Voyager habrán cruzado la heliopausa y entrado completamente en el frío espacio interestelar, y seguirán enviándonos sus observaciones, las primeras mediciones directas de toda esta región que, como se imaginarán, es más bien conjetural. Sus pilas nucleares terminarán agotándose allá por el 2025. Pero nada las detendrá. Inexorablemente seguirán viajando entre las estrellas, nuestras primeras exploraciones más allá de los confines del sistema solar. To boldly go where no man has gone before...


La foto de Z Oph es de NASA/JPL/WISE. La ilustración de la heliosfera está basada en la del JPL, anotada por mí. Las otras ilustraciones son mías. La frase del título y del final es de Star Trek; no acepto responsabilidad por la separación del infinitivo.

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sábado, 19 de noviembre de 2011

¡Hey, YU!

El asteroide 2005 YU55 vino y se fue, sin pena ni gloria. No chocó con la Tierra, ni chocó con la Luna. No causó terremotos, ni mareas devastadoras ni lluvias de sapos y culebras. Tal como estaba previsto, mal que le pese a los que ven un apocalipsis en cada esquina. Igual que el cometa Elenin. Igual que el 11-11-11. Da ganas de decir "te lo dije".

Aún así, el paso cercano a la Tierra de 2005 YU55 el 8 de noviembre pasado tuvo su interés. Miles de personas lo observaron, así como varios radiotelescopios grandes que lo escudriñaron con radar. Estas observaciones tenían dos propósitos principales. Por un lado, fue una oportunidad "gratis" de observar de cerca un asteroide sin viajar hasta él, cómodamente sentados en nuestra "nave espacial Tierra". Por otro lado, este asteroide en particular pasa no sólo cerca de la Tierra sino también de Marte y de Venus (tiene una órbita muy ovalada, ¿a nadie se le ocurrió usarlo como transporte para viajar a Marte?). En 2029 va a pasar muy, muy cerca de Venus, que le modificará la órbita, de manera que el siguiente paso cercano a la Tierra es incierto. Es importante medir con la máxima precisión posible su trayectoria para poder calcular su órbita futura lo mejor posible. Los astrónomos monitorean desde hace algunos años todos los asteroides cercanos a la Tierra precisamente para detectar posibles asteroides peligrosos. Ya descubrieron uno (chiquito) que cayó exactamente como lo calcularon (sobre Darfur, nada menos). Por suerte la inmensa mayoría de los asteroides son minúsculos, de manera que se queman en la atmósfera y a lo sumo caen algunos meteoritos inofensivos. Pero más vale estar alerta.

¿Por dónde pasó 2005 YU55? Hice un videíto en Celestia para mostrarlo. Si bien se repitió hasta el cansancio que pasaría entre la Tierra y la Luna, en la animación se ve que el asteroide pasó entre la Tierra y la órbita de la Luna. Además (fijarse en la vista lateral, la de la izquierda), pasó un poco "por arriba" del plano de la órbita de la Luna.



También se dijo que tiene el tamaño de un portaaviones. Lamentable comparación. ¿Cuánta gente vio en su vida un portaaviones? 2005 YU55 mide 400 metros de diámetro, ¿hace falta compararlo con algo? Si se quiere, en Bariloche podemos decir que es como la Isla de las Gallinas, ese islote que queda detrás de la Isla Huemul. ¿Qué, nunca viniste a Bariloche? Bueno, cabría ajustado en la Dársena Norte, allí donde está amarrada la fragata Libertad y de donde sale el Buquebús. ¿Tampoco conocés Buenos Aires? Bueno, 400 metros, qué tanto. Es medianito, para ser asteroide. Estos asteroides no son lo suficientemente masivos como para que sus rocas se suelden por completo. Son más bien enormes pilas de escombros, apenas mantenidos juntos por la poca gravedad que ellos mismos producen.

Las imágenes obtenidas durante el paso cercano del martes no son fotos tomadas por una cámara, sino imágenes "representativas" preparadas con las observaciones de radar. Estos asteroides son muy oscuros, reflejando como mucho el 1% de la luz que reciben. De modo que era muy difícil observarlo directamente. Sé que mucha gente se sintió decepcionada al ver imágenes como ésta, aparentemente tan cruda, obtenida por el enorme radiotelescopio Goldstone. Insisto: no es una foto tomada por una cámara. Para ser una imagen de radar, es sorprendentemente buena.  Tiene una resolución de apenas 4 m por píxel, y muy poco ruido y pixelado.

La técnica usada para obtener estas imágenes es similar a la de los ecógrafos doppler que se usan en medicina, sólo que con ondas de radio en lugar de sonido. En la escala vertical de la imagen está representado el tiempo del eco, de manera que la parte más alta de la imagen es la más cercana al observatorio. Por eso el asteroide no se ve en "fase llena", a pesar de que el radar lo "ilumina" de frente. Además, como el asteroide está rotando, el efecto Doppler hace que la parte que rota hacia el observatorio devuelva una longitud de onda más corta que la parte que se aleja. Esta diferencia de longitud de onda es representativa de la forma del asteroide, y se la muestra en la escala horizontal. O sea: tiempo en vertical, longitud de onda en horizontal. Rotadores rápidos aparecen estirados horizontalmente; cuerpos inmóviles aparecen como una única columna de pixels en el medio. El resultado es como si estuviéramos viendo el asteroide desde un costado, perpendicular a la línea que va del radar al asteroide, mirando a lo largo del eje de rotación, y como si el asteroide fuera translúcido y viéramos sus dos hemisferios "norte" y "sur" superpuestos. No es para un portarretratos, pero es una valiosa imagen astronómica.

Usando 28 imágenes los astrónomos de Goldstone han hecho este video donde se ve el asteroide rotando, con varias depresiones grandes y puntos brillantes en la superficie que deben ser grandes rocas, que aparecen y desaparecen a medida que cambia la iluminación que suministra el radar. Tal vez haya más y mejores imágenes en los próximos días, todavía están procesando las observaciones.

Pour la gallerieaquí hay una foto-foto, tomada con uno de los mejores telescopios del mundo, el telescopio Keck, con 10 m de apertura y óptica adaptativa. El asteroide es negro como el carbón, pero esa imagen es en luz infrarroja. A menos que se use semejante aparato, 2005 YU55 no aparece más que como un puntito de luz. Se aprecia la ventaja de usar un radar para ver algo.


Las imágenes de radar de 2005 YU55 son de Goldstone/NASA/JPL.

PS: Nada que ver con el asteroide, pero a no perderse las Crónicas de la Tormenta Serpiente, recién publicada por Ciclops. Es la tormenta, ya se sabe, que apareció por acá más de una vez:


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sábado, 12 de noviembre de 2011

En un lugar de la mancha

El Sol está saliendo de varios años de tranquilidad, y entrando en su fase de mucha actividad. Es un ciclo que se repite más o menos cada 11 años. En estos días puede verse sin dificultad unas once manchas solares, algunas de ellas formando un enorme complejo con manchas de distintos tamaños. Ayer al mediodía convoqué a observar el Sol por el telescopio en una de las plazas del Instituto Balseiro, aprovechando el buen tiempo y la escasez de ceniza. Con mi cámara compacta saqué un par de fotos a través del ocular del telescopio. Una de ellas es la de aquí al lado, donde se ven varias de las manchas más grandes. El evento convocó a bastante gente, aunque hice el aviso apenas un par de horas antes.


Estas manchas en la superficie del Sol fueron observadas por primera vez por Galileo con su telescopio (si bien hay registros de observaciones a simple vista, de manchas muy grandes, hechas por astrónomos chinos hace miles de años). Durante mucho tiempo fueron un misterio. Hoy en día sabemos que son regiones donde el campo magnético solar (que es mucho más complejo que el terrestre) es más intenso. El campo magnético frena el movimiento del plasma caliente que forma la superficie del Sol, lo enfría, y por eso brilla con menor intensidad. Nuestro ojo las ve como profundamente oscuras, pero son regiones apenas menos brillantes que el resto de la superficie. Si pudiéramos ver una mancha aislada del resto del Sol la veríamos más brillante que un arco voltaico de soldadora.

Existen telescopios solares en órbita, que observan el Sol permanentemente en muchas longitudes de onda. El Sol visto hoy por el Solar Dynamics Observatory se ve así en luz visible. La primera imagen muestra el sol entero, con las mismas manchas que vimos con nuestro telescopio. Se ven también unas regiones más brillantes (más calientes) llamadas faculae, que nosotros no lográbamos ver (aunque algunas veces yo las he visto con este mismo filtro).  Superpuse una imagen de la Tierra a escala para que se aprecie la enormidad de estas manchas solares. Vale la pena ver esta imagen del sol entero en alta resolución, tiene 4096 pixels de lado. La segunda imagen es un recorte de la zona del gran complejo de la derecha, formado por más de once manchas,  junto al cual puse a la Tierra. Sí, esa es la Tierra entera. El Sol es enorme.

Dejo unas fotos más del evento, que sacaron mis amigos Fabiana y Roberto. El ciclo de intensa actividad solar está recién empezando, así que no faltará ocasión de repetir el evento en los próximos años, así pueden venir los que se lo perdieron esta vez.

NUNCA OBSERVE EL SOL A TRAVÉS DEL TELESCOPIO O DE BINOCULARES SIN USAR UN FILTRO ADECUADO. DAÑARÁ IRREMEDIABLEMENTE SUS OJOS.

Los únicos filtros seguros son los que cubren la totalidad de la entrada de luz del telescopio, y que se venden específicamente para uso astronómico. Los filtros que en otra época se vendían para los oculares NO SON SEGUROS. 



Yapa: Imagen del Sol en la longitud de 30,4 nm (ultravioleta), tomada a las 11:11 UT del 11/11/11.

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sábado, 5 de noviembre de 2011

Because it's there

Ésta fue la famosa respuesta de Gerorge Mallory, pionero de la exploración del Everest, cuando le preguntaron por qué lo subía. "Porque está ahí", respondió. ¿Quién será el Edmund Hillary, quién el Tenzing Norgay, que escalen por primera vez las escarpadas laderas de una montaña extraterrestre?

Hace poco me pidieron unas imágenes que mostraran el gigantesco Monte Olimpo de Marte, visto desde su órbita, para compararlo con el Monte Everest del Himalaya. Realmente Olimpo es una montaña gigantesca. Usando Celestia, que puede dividir su ventana para mostrar más de una escena simultáneamente, hice la comparación que está aquí al lado. Ya que estábamos con montañas grandes, agregué una vista del magnífico pico central de la cuenca Rheasilvia, en el asteroide Vesta, actualmente en exploración. Las tres escenas aparecen tal como se las vería desde una distancia de 1000 km sobre la superficie del planeta. ¿Ven el Everest, la montaña más alta de la Tierra? Está ahí, apenas un grupito de pixels en el centro de la imagen de la Tierra. Realmente minúsculo, comparado con Olimpo o con Rheasilvia. ¡Olimpo es grande como todo el Tibet! (Click en las imágenes para agrandarlas, son todas de alta resolución.)

Claro, un planeta grande como la Tierra, con su enorme gravedad comparada con Vesta e inclusive con Marte, no puede darse el lujo de dejar crecer mucho a sus montañas. La Tierra es muy grande. Si retrocedemos hasta 10 000 km de la vista anterior tenemos una mejor perspectiva. El pequeño Marte cabe entero en nuestra "ventana", que apenas deja ver parte de Asia. La pequeña Vesta, menor que Indochina, ya se pierde en la distancia. Ya es imposible distinguir el Everest, pero el Olimpo (y sus tres enormes vecinos: Arsia, Pavonis y Ascraeus) todavía se distinguen como montañas individuales en la superficie marciana.

Olympus Mons (a los astrónomos les gusta usar nombres en latín) es un gigantesco volcán de escudo, no una montaña de plegamiento como el Everest y el resto del Himalaya. Así que tal vez es más apropiado compararlo con el mayor de los volcanes de escudo de la Tierra: el archipiélago de Hawaii. Aún así el tamaño de Olympus se impone. Se alza nada menos que ¡22 kilómetros! desde la base, mientras que el más alto de los volcanes hawaiianos, Mauna Loa, se eleva 17 km sobre el fondo del mar y me parece que casi cabría dentro del cráter del marciano. Tan sólo el borde escarpado del edificio volcánico, cuyo relieve se ve en la imagen, es más alto que el Everest. Claro que, mientras Olympus duerme el sueño de los volcanes extintos desde hace eones, Mauna Loa está vivito y coleando.

La montaña polar de Vesta fue descubierta hace algunos años en imágenes del telescopio Hubble, pero no fue hasta hace unos pocos meses, cuando el robot Dawn entró en órbita del asteroide gigante, que pudimos verlo de cerca. Toda la región polar sur de Vesta (bah, toda Vesta) es notable. La cuenca de impacto que ocupa buena parte del hemisferio sur mide cientos de kilómetros de ancho, y parece que está superpuesta a otra anterior, casi tan grande. Los enormes impactos que las produjeron casi deben haber despedazado a Vesta, lanzando al espacio muchísimos pedazos, algunos de los cuales cayeron sobre la Tierra. Sí, hay meteoritos en la Tierra que han sido identificados (por su composición mineralógica y con ayuda del espectroscopio) como provenientes de Vesta. Es curioso, pero sólo tenemos muestras de seis cuerpos del sistema solar: Marte, la Luna, el cometa Wild 2, los asteroides Vesta e Itokawa, y la Tierra misma (pero pronto tendremos también pedacitos de Fobos). En esta imagen (de una disertación preparada por el equipo de Dawn), podemos ver que la cima del pico central se eleva unos 20 km sobre el fondo del cráter. Igualmente impresionante es un acantilado que forma el borde que vemos a la derecha, con una caída vertiginosa de 20 km. En la siguiente imagen, también preparada por la gente de Dawn a partir de fotos y relevamientos topográficos, vemos el pico central y el enorme acantilado atrás.


En esta foto (derecha) tomada a medida que Dawn se acercaba a Vesta se ve toda la región de manera dramática. Al ver este aspecto de Vesta uno no puede sino pensar en Hyperión, el rarísimo satélite de Saturno, el de la rotación caótica y aspecto de esponja. Hyperión es más chico que Vesta, y su composición es muy, muy distinta, pero en una foto (abajo) del mes pasado tomada desde el robot Cassini se puede ver que también tiene una enorme cuenca de impacto con un pico central "olímpico". Mi amigo Gabriel Mindlin ha estudiado la órbita de Hyperión, tal vez en algún momento lo cuente.




Créditos: Las imágenes y otros datos de Vesta son de NASA/JPL/Dawn. La foto de Hyperion es de NASA/JPL/Ciclops/Cassini.

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