sábado, 30 de enero de 2016

Cuerpos menores, también en 2016

En enero de 2015 anticipamos que sería un gran año para la exploración de los cuerpos menores del sistema solar: robots en órbita del mayor de los asteroides y de un cometa, y el histórico primer sobrevuelo de Plutón. Las tres misiones fueron extraordinarias en éxitos y descubrimientos. En 2016, increíblemente, van a seguir sorpendiéndonos.

Ceres. La sonda Dawn acaba de descender, usando su futurista propulsión iónica, a una órbita bajísima alrededor del asteroide, a apenas 380 km sobre la superficie (¡menos que la altura de la Estación Espacial Internacional sobre la Tierra!). Tengo entendido que Dawn se convertirá en un satélite perpetuo del protoplaneta, en una órbita extremadamente estable. Así que se viene una larguísima serie de observaciones. Entre los descubrimientos notables de Dawn rescato la naturaleza de las misteriosas manchas blancas en el cráter Occator y en otros sitios: parece que son salinas, surgidas de un manto de agua salada bajo la superficie (¿helado o líquido?). Algunas imágenes parecen mostrar una bruma que, si se confirma, mostraría que el fenómeno que formó estos salares todavía está activo. ¿Qué fuerzas lo producen? Tal vez lo sepamos este año. También es curiosa esta montaña, el Monte Ahuna, de 5000 metros de altura, aparentemente de hielo de agua. Es rara porque, a diferencia de Plutón donde el agua es tan fría y tan dura que puede formar montañas enormes, en Ceres debería colapsar bajo su propio peso.

Churymov-Gerasymenko. La verdad, a mí no me parece tan difícil pronunciar el nombre de este cometa (hay quien se empeña en llamarlo "Chury"). Rosetta lleva más de un año en órbita, brindándonos por primera vez imágenes y datos de estos cuerpos que recién ahora empiezan a develar sus misterios. El robotito Philae aterrizó sobre el núcleo del cometa el año pasado, pero quedó en mala posición y sólo pudo completar parte de su exploración. El descubrimiento que más me llamó la atención fue que la composición isotópica del agua del cometa es muy distinta de la del agua terrestre. La conjetura habitual de que el agua de la Tierra fue traída por cometas se debilita. Quizás los acuíferos hayan sido asteroides. Asteroides como Ceres, que tiene abundante agua. Observen en esta foto tomada en diciembre el núcleo del cometa: parece carbón. Los cometas, que brillan espléndidamente en el cielo de la Tierra, vistos de cerca son negros como el carbón.

Plutón y Caronte. Habría para escribir un blog entero, no ya una nota: Plutón y Caronte resultaron ser mucho más extraordinarios que lo que esperábamos. Y la mitad de los datos registrados por New Horizons todavía no llegaron; irán bajando a la Tierra a lo largo de 2016. Montañas de agua, glaciares de nitrógeno, un casquete polar de substancias orgánicas, cielos celestes, indicios de lluvia o nieve y de criovolcanes... La imagen muestra la "costa" de agua sobre el mar helado de nitrógeno. Vale la pena descargarla para verla en su máxima resolución (¡80 metros por píxel!).

New Horizons ya está encaminado a su próximo destino, un segundo objeto del Cinturón de Kuiper-Fernández al que llegará en 2019. Durante 2016 se deberá decidir la financiación para la continuación de su misión. Espero que la otorguen.



Las imágenes de Ceres son de NASA/JPL. La del cometa Churymov-Gerasymenko es de ESA/Rosetta. La de Plutón es de NASA/Johns Hopkins University. La animación muestra Plutón tal como lo veíamos con el Telescopio Espacial Hubble y tal como lo vimos desde New Horizons (simulación hecha por mí con Celestia y mapas basados en imágenes de NASA/Johns Hopkins University).

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sábado, 23 de enero de 2016

Clase de canto

Las galaxias son un descubrimiento relativamente reciente de la astronomía: apenas en 1923 Edwin Hubble reconoció que la "nebulosa" de Andrómeda era un gigantesco sistema estelar a millones de años luz de nosotros, comparable a toda la Vía Láctea.

El propio Hubble clasificó las galaxias en elipsoidales y espirales, según su forma. Para el astrónomo ocasional o aficionado, las espirales son definitivamente las más hermosas de observar. Hay que decir que lo que mejor las caracteriza no son los brazos que le dan el nombre a la categoría, sino el disco: la mayor parte de sus estrellas están en un disco muy chato, con las proporciones aproximadas de un CD: 100 a 1 es el diámetro respecto al espesor. Cuando nuestro punto de vista desde la Tierra nos muestra el disco justo de canto su aspecto es muy distinto que cuando las vemos de frente o apenas inclinadas. Los brazos resultan imperceptibles, ya que aparecen todos superpuestos. Lo que domina su aspecto es la gran cantidad de polvo frío y oscuro, que también está concentrado en el disco.

Esos filamentos oscuros trazan las regiones más densas de material interestelar. Sus granos son tan finos que, más que polvo, es como un humo formado por partículas de apenas 1 micrón. Está compuesto de materiales ordinarios: silicatos, agua, monóxido y dióxido de carbono, sustancias orgánicas como alcoholes, formol, aminoácidos... nada de otro mundo (jejé). Son el material del que se formarán nuevas estrellas y planetas.

En algunas de estas imágenes vemos puntitos rojos o rosados: son regiones donde han nacido estrellas, generalmente en racimos, y su joven radiación está haciendo brillar el gas y el polvo de los que se formaron. Al mismo tiempo, la presión de esta radiación empuja y disipa el material interestelar. Las estrellas bebés son las escultoras de sus propias nurseries, y van conformando la estructura filamentosa que vemos en las fotos.

Casi todas estas galaxias son objetos telescópicos muy tenues. Para observar sus detalles se requieren telescopios grandes y largas exposiciones fotográficas. Salvo una: la nuestra, la Vía Láctea. La única espiral de canto que podemos disfrutar a simple vista. Ahí está, es la de más abajo en esta composición. Nuestra posición relativamente periférica en el disco nos permite verla, aunque estemos dentro, como una más de esta categoría.

En general la percibimos como un arco de horizonte a horizonte. En esta imagen rectifiqué su forma a costa de distorsionar el paisaje. Además eliminé las estrellas individuales, para que parezca una visión telescópica. Aquí abajo está la imagen completa, con el paisaje. Las dos fotos son de una resolución mucho mayor que la que aparece aquí en esta columna. Pueden descargarlas para disfrutarlas mejor.



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sábado, 16 de enero de 2016

El Daily Planet (y un regalito de Reyes)

En la calle 42, entre la segunda y la tercera avenidas, uno se encuentra con uno de los preciosos rascacielos art déco de la ciudad de Nueva York. Fue construido en 1929-1930, al mismo tiempo que el vecino Chrysler, el inmenso Empire State, el gardeliano Rockefeller Center y tantos otros. La entrada lo anuncia como The News Building, y allí funcionó durante muchas décadas el Daily News, uno de los diarios emblemáticos de la ciudad. Alojó también la famosa agencia de noticias United Press. Hoy funciona allí el canal 11 de televisión de la ciudad. Pero todos lo conocemos mejor como la sede del Daily Planet en la Superman de 1978 con Christopher Reeve, como nos recuerda un poster en el hall:


En el hall, precisamente, uno se encuentra con esta belleza:


Una bóveda de vidrio negro (imagino que representa la oscuridad del Espacio) se cierne sobre un globo terráqueo gigante, colmado de detalles y girando lentamente en un cráter luminoso, plantado en medio de una enorme rosa de los vientos de piedra y bronce. La dirección y la distancia a un selecto grupo de ciudades están marcadas entre los rumbos de la rosa y una de ellas, por supuesto, es Buenos Aires. Tal como en la rosa de los vientos de Santander que comenté hace poco.

Alrededor de la galería hay unos enormes instrumentos de metereología (que se ven en la foto detrás de mí) y relojes de todas las zonas horarias del mundo. Y rodeando el globo, en el borde interior del cráter, hay una serie de paneles luminosos declarando que "Si el SOL tuviera el tamaño de este GLOBO entonces..." y comparando la distancia y el tamaño de otros objetos astronómicos: la Tierra, la Luna, las estrellas Alfa Centauri y Arturo, la Estrella de Struve (más sobre ésta otro día) y la Nebulosa de Andrómeda. Apenas en 1925 Edwin Hubble había descubierto la enorme distancia que la separaba de nosotros y su tamaño comparable a toda la Vía Láctea, pero todavía se la llamaba "nebulosa" de Andrómeda, y no "galaxia", como la llamamos hoy en día. La tipografía de los carteles no tiene igual, parece más bien art nouveau que déco. Hoy nadie haría un cartel o infografía con tipos así:


Estas comparaciones deben haber causado maravilla en su época a los neoyorquinos y turistas. Como no todos sabemos dónde está la estación Grand Central ni tenemos una idea mental de cuánto mide una milla, le dejo aquí una nueva versión del Univers-O-Matic (regalo de Reyes algo atrasado). Sólo es necesario poner el tamaño del Sol en milímetros que se quiera usar para la comparación (ponele, 3 metros para el súper globo del Daily Planet, 3000 mm), y darle al botón Calcular.

UNIVERS-O-MATIC


Tamaño del Sol: mm

Si el Sol mide...

El sistema solar a escala

TamañoDistancia desde el Sol
Mercurio:------
Venus:------
Tierra:------
Luna:------
Marte:------
Júpiter:------
Saturno:------
Urano:------
Neptuno:------
Plutón:------
Voyager 1:------
Nube de Oort:------

El resto del universo

TamañoDistancia desde el sistema solar
Proxima:------
Alfa Centauri A:------
Alfa Centauri B:------
Sirio:------
Arturo:------
Betelgeuse:------
Nebulosa de Orión:------
Cúmulo ω Centauri:------
Vía Láctea:------
Galaxia de Andrómeda:------


Si quieren usar el script pueden tomarlo de aquí o pedírmelo amablemente. Sólo les pido que mencionen su origen y lo linkeen a En el cielo las estrellas.

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sábado, 9 de enero de 2016

Megapársec. ¿Mega qué?

Las unidades del sistema métrico quedan chicas para medir las distancias astronómicas. Así que desde el siglo XIX los astrónomos usan unidades de longitud enormes: la unidad astronómica (para distancias interplanetarias) y el pársec. ¿Y el año luz? El año luz es la más popular de las distancias astronómicas, pero los astrónomos profesionales rara vez la usan hoy en día, excepto tal vez en algún texto de divulgación. El primero en usarla fue Friedrich Bessel, quien por primera vez midió una distancia interestelar, tal como conté en Viaje a las Estrellas. En su artículo de 1838, Determinación de la distancia de la estrella 61a del Cisne, dice:
“Si asumimos la paralaje anual de 61 Cygni = 0.3136'' obtenemos su distancia, expresada en distancias medias de la Tierra al Sol = 657700, y el tiempo que necesita la luz en atravesar esta distancia = 10.28 años.”
La "distancia media de la Tierra al Sol" es la unidad astronómica, recién medida con razonable exactitud a principios del siglo XX. Y como la unidad astronómica también queda chica para las enormes distancias interstelares, Bessel propone aquí usar la distancia que la luz recorre en un año, lo que ahora llamamos año luz. Nótese que 61 Cyg es una estrella muy cercana a nosotros, por eso fue relativamente fácil medir su distancia.

Bessel midió la distancia a 61 Cyg mediante el método de la paralaje, por eso dice que su paralaje anual es de 0.3 segundos de arco. A principios del siglo XX los astrónomos empezaron a usar directamente ese número para expresar las distancias interestelares, ya que es muy fácil hacer cálculos en pársecs a partir de datos crudos de observaciones astronómicas. Fue una buena idea, porque en pocos años más el tamaño del universo conocido se multiplicó millones de veces y hasta el enorme año luz empezó a quedar chico. Un pársec (par-sec, de parallax-second) es la distancia a una estrella cuya paralaje anual es exactamente un segundo de arco. Esta ilustración de la Wikipedia ilustra perfectamente de qué se trata. La distancia a 61 Cyg, entonces, además de ser 657700 unidades astronómicas, o 10.28 años luz, es 1/0.3136 = 3.2 pársecs. Un pársec es exactamente 3.26156 años luz, o 3 años luz y cuarto si uno quiere convertir una en otra de memoria.

En la figura se ve que la paralaje de una estrella se define como la mitad del ángulo con el cual se ve desplazarse la estrella a lo largo de un año de movimiento terrestre. Así que desde un pársec de distancia la órbita entera de la Tierra se vería subtendiendo un ángulo de 2 segundos de arco, mientras que la separación entre la Tierra y el Sol sería de 1 segundo de arco.

Cuesta imaginarse estos ángulos tan pequeños, ¿no? Vale la pena dar un par de comparaciones. La Luna ocupa en el cielo un ángulo de medio grado. Así que un segundo, que es 3600 veces más pequeño que un grado, es un angulito 1800 veces más chiquito que la Luna. Una hormiga de 1 milímetro, puesta a 200 metros de distancia, subtiende un segundo de arco. La primera paralaje medida, la de 61 Cyg, es menos de un tercio: una hormiga a 670 metros. Pueden probar, a ver si la ven. El satélite Gaia está actualmente midiendo distancias estelares observando paralajes de microsegundos de arco: como ver un pelo a mil kilómetros.

¿Y el megapársec, que aparece en los papers de astronomía? Simplemente un millón de pársecs (como megabyte es un millón de bytes), una unidad adecuada para las distancias intergalácticas. El símbolo de pársec es pc, así que megapársec es Mpc, kilopársec es kpc, etc.

Uno podría usar el pársec para medir la distancia a la Luna, o la altura del Obelisco, pero nadie en su sano juicio lo va a hacer salvo para entretenerse en un viaje en colectivo demasiado largo. Para hacerse idea: la distancia de la Tierra al Sol es de 5 micropársecs; a la estrella más cercana, Proxima Centauri es 1.3 pársecs; a las Pléyades es 130 pársecs; a la Nebulosa de Orión es 400 pársecs; al centro de la Vía Láctea es 8 kpc; a la galaxia de Andrómeda de 780 kpc; a Centaurus A es de unos 3 megapársecs, y el borde del universo visible está a 14 Gpc (gigapársecs, pronunciado "giga", como en "gigante", no "yiga" como está de moda últimamente). Para distancias muy grandes, muchos megapársecs o gigapársecs, los astrónomos usan en general otra unidad, el redshift z, pero lo contaré en otra ocasión.


Hoy en día el pársec está definido exactamente por motivos de estandarización, y es 648 mil sobre pi unidades astronómicas.

La ilustración de la paralaje estelar es del usuario Srain, de Wikipedia.

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sábado, 2 de enero de 2016

Feliz Año (Anomalístico) Nuevo

Año Nuevo es Año Nuevo, ¿no? Bueno, según.

El que festejamos anteayer es el de los almanaques: el año civil o año calendario, de 365 o 366 días (como 2016, que es bisiesto). Es el único que dura una cantidad entera de días, y rige los aniversarios de todo tipo.

En nuestro calendario actual, el gregoriano, la duración promedio del año a lo largo de los siglos puede calcularse 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.

El calendario gregoriano pretende aproximar el año trópico, medido de equinoccio de marzo a equinoccio de marzo, que dura 365.24219 días. Como se ve la diferencia es de menos de una parte por millón, lo cual habla muy bien de los astrónomos del siglo XVI que diseñaron la reforma del calendario juliano, de 365.25 días. Cuando terminen los 366 días de 2016 habremos dado un poquito más de una vuelta alrededor del Sol.

El año sideral es el tiempo que tarda la Tierra en completar una órbita, medido con respecto a un sistema de referencia fijo, tal como las estrellas lejanas. Actualmente dura 365.256363004 días. Bueno, eso duró en el año 2000, que se usa como referencia.

El año anomalístico es mi favorito, porque se mide con respecto a un punto particular de la órbita terrestre: es el tiempo que transcurre de un perihelio al siguiente. El perihelio es el punto de mayor acercamiento al Sol en la órbita elíptica de la Tierra (en la figura el óvalo está muy exagerado para que se note mejor). Dura 365.259636 días.

Ah, el año anomalístico comienza hoy, 2 de enero a las 19:49 hora argentina. ¡Feliz Año Anomalístico Nuevo!

Y también está 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 heliacal, medido con respecto a las estrellas, que coincide con el sideral para estrellas cercanas a la eclíptica. Y el año de Gauss, y el de Bessel, y el sótico...

La ciencia: 26 siglos complicándolo todo.

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