sábado, 29 de septiembre de 2018

Cinco o seis planetas

Las casi simultáneas oposiciones de Marte, Saturno y Plutón, junto con la máxima elongación de Venus al anochecer y la presencia cercana de Júpiter, nos permitieron disfrutar de un magnífico trencito de planetas este invierno. La Luna se sumó varios días cada mes. Así los vimos al caer la noche el mes pasado.


Vale la pena una versión anotada, para señalar los planetas:


Venus estaba excepcionalmente brillante, y también Marte, que superaba a Júpiter. Saturno parecía una estrella perdida en la Vía Láctea, y sólo un conocedor del cielo notaba la "estrella fuera de lugar" en Sagitario. Plutón, como lo esencial, es invisible a los ojos, y tampoco salió en esta foto.

La foto está tomada en los fondos del Centro Atómico Bariloche, desde uno de los últimos rinconcitos oscuros. Fui con el telescopio, pero la sesión estuvo plagada de dificultades técnicas. No pude rescatar nada, excepto esta foto tomada sin telescopio, con la lente ojo de pez y la cámara en trípode. Por supuesto, al día siguiente armé el telescopio en el balcón y anduvo todo perfecto. Así que aproveché para fotografiar a Plutón y completar el retrato familiar.


Plutón también está perdido en la maraña de estrellas de la Vía Láctea, y es tan chiquito que en una sesión única es imposible identificarlo sin ayuda. Registrando la foto en astrometry.net, y cargándola en Cartes du Ciel fue la única manera de encontrarlo:


Lamentablemente al día siguiente se nubló; si no, podría haber repetido la foto para capturarlo moviéndose con respecto a las estrellas. Así lo descubrió Clyde Tombaugh en 1930. Pero claro, estaba en Arizona, no en Bariloche. Se las debo.

Actualización: A pedido de Tommy Guozden, he aquí un simulacro hecho en Stellarium mostrando las órbitas de los planetas. Se ve que la razón de que los planetas no apaezcan completamente alineados en el cielo se debe a que los planos de las órbitas son parecidos, pero no coinciden exactamente.

sábado, 22 de septiembre de 2018

El rapto del equinoccio

Ayer fue 21 de septiembre, así que mañana comienza la primavera en el hemisferio sur.

¿Cómo? ¿No es el 21 de septiembre?


Bueno, no. No sé de dónde viene la tradición del 21. El equinoccio es el 23 de septiembre desde hace muchísimo tiempo. O el 22, porque la Tierra es redonda y en tu casa por ahí todavía es 22 cuando en Greenwich ya es 23 (como este año, es a las 02:00 del 23 así que en Argentina es todavía 22). Y porque hay años bisiestos, así que los eventos astronómicos "saltan" un día cada cuatro años. El equinoccio de marzo, que marca el comienzo de la primavera en el hemisferio norte, ocurre casi siempre el 20 de marzo (era el 21 en tiempos del concilio de Nicea y se reseteó al 21 con la reforma del calendario, hace 500 años). Los inmigrantes habrán venido con la idea de que si la primavera del norte empezaba el 21, en el sur también, sólo que en otro mes.

El equinoccio es un evento astronómico pero es también parte de uno de los mejores mitos griegos: el de Kore, o Perséfone, o Proserpina, la encantadora hija de Ceres y Júpiter. Resulta que Venus mandó a Cupido a enflechar al desamorado Plutón. En cuanto el gruñón dios salió de debajo del monte Etna se cruzó con Proserpina, de vacaciones en Sicilia, se enamoró, la raptó y se la llevó al Inframundo.

Ceres se puso como loca. La buscó por todo el mundo sin encontrarla, y entre el descuido y la bronca detuvo el crecimiento de las plantas y los frutos. Alguien le batió que habían visto un carro tirado por cuatro caballos negros, con un conductor de rostro invisible llevando aferrada a una chica a grito pelado. Fue a hablar con Helios, que todo lo ve, y éste reconoció que el secuestrador era Plutón. Ceres se recalentó, se negó a volver al Olimpo, y juró que el mundo permanecería estéril hasta que le devolvieran a su hija. A cada lugar que iba se convertía en un desierto.

Júpiter tuvo que intervenir. Mandó a Mercurio al Inframundo con un mensaje para su hermano: "Si no devolvés a Proserpina, estamos perdidos". Y a Ceres: "Recuperarás a tu hija, pero sólo si no ha probado bocado en casa de Plutón, que cocina pésimo". Plutón se acercó a la muchacha, que en protesta no había comido nada desde su llegada a la morada de su tío. "Andá nomás". Pero ahí salió un jardinero buchón y dijo que la había visto mordisqueando una granada. ¡Chan!

Proserpina fue a reunirse con su madre, lloraron, se abrazaron, pero cuando la chica le dijo que no podía volver porque había comido siete (¡siete!) granos de una granada, Ceres dijo "Ah no, entonces ni yo vuelvo al Olimpo, ni sobre esta tierra crecerá nunca más una brizna de hierba, te lo digo yo".

Júpiter se agarraba la cabeza. Finalmente mandó a su madre, Rhea (suya y de Ceres) a negociar con la diosa. Junto a Plutón llegaron a un acuerdo: Proserpina pasaría tres meses al año con Plutón, como Reina del Inframundo, y regresaría en marzo para permitir el renacimiento de la naturaleza.

El gran artista barroco Lorenzo Bernini, de quien recientemente comentamos su plaza ovalada de San Pedro, era también un excelente escultor. En el mismo viaje en que intenté infructuosamente medir la propiedad elíptica de la plaza visité la maravillosa Villa Borghese, donde hay muchas de sus obras. Entre ellas un magnífico grupo representando el rapto de Proserpina. Hay que verlo de cerca, las palabras y las fotos no alcanzan para describirlo.




El cuadro representando a Proserpina es de otro de mis artistas favoritos, Dante Gabriel Rosetti, pintor inglés del movimiento romántico de los prerrafaelitas. La modelo es Alexa Wilding, su modelo preferida.

La historia de Proserpina estaba en uno de los libros más tempranos que recuerdo de mi infancia, uno de esos libros grandes ilustrados. Luego lo leí en Los mitos griegos, de Graves, que revisé para contarlo aquí adaptando algunos giros lingüísticos. Hay tantas variantes de la historia, igual...

La primera foto muestra los ciruelos en flor, que eclosionaron esta semana en Bariloche. Es el evento natural más precioso y menos promocionado de nuestra ciudad.

sábado, 15 de septiembre de 2018

Misterios de las Pléyades

Mi amigo Phil Plait (alias BadAstronomer) me escribió con motivo de mis artículos sobre la distancia a las Pléyades (lo que conté en julio aquí), que alcanzaron cierta notoriedad. Me dijo que le llamaba la atención que las estrellas más brillantes estuvieran alineadas y apuntando hacia nosotros. ¿What are the chances?, dice Phil.

Es ciertamente una rareza. Justamente lo estábamos analizando con Dennis Stello, un astrónomo australiano que también se interesó en el cálculo porque un trabajo suyo anterior le sugería que el cúmulo era muy "alargado". Los datos de Gaia DR2 efectivamente muestran un alargamiento. Mi gráfico tridimensional era engañoso porque mostraba en dos direcciones la ascención recta y la declinación, y pársecs en la otra dirección. Convirtiendo todo a pársecs tenemos una mejor impresón de la forma espacial del cúmulo.

De todos modos, está la cuestión de las estrellas brillantes, que son además las peso pesado del cúmulo. What are the chances, insiste Phil. Si miramos la distribución de paralajes (el histograma que ya mostré), la gran mayoría de las estrellas están en el pico de la campana. Si ponemos las Siete Hermanas con sus paralajes vemos que casi todas ellas tienen paralajes muy grandes. Cuatro de ellas están a más de 3 sigmas del valor medio, tres a más de 4 sigmas, y las dos más extremas, Maia y Merope, ¡están casi a 5 sigmas! ¿What are the chances? Si las estrellas estuvieran dispuestas al azar, la probabilidad de estar a más de 3 sigmas sería 3%, a más de 4 sigmas apenas 1 en 16 mil, y a más de 5 sigmas un despreciable 1 en más de un millón y medio. ¿Y justo las más brillantes? Mmmm.

Si se fijan bien, las paralajes de estas estrellas brillantes están afectadas de errores de medición más bien grandes, del orden de los miliarcosegundos. Las barras horizontales que les puse muestran que bien podrían estar más cerca del centro del cúmulo. Resulta que estos errores son anormalmente grandes, porque los instrumentos de Gaia están bien afinados para funcionar con precisión óptima entre magnitudes 6 y 15. En un gráfico de magnitud vs distancia, donde usamos el tamaño de los símbolos para indicar el error de la paralaje, vemos que las Siete Hermanas se separan del resto allá arriba a la izquierda: las más brillantes, muy cercanas, con errores grandes.

Acá pueden estar pasando tres cosas. O bien las paralajes de estas estrellas brillantes están sistemáticamente mal de una manera especial (puede ser, los errores sistemáticos son notoriamente difíciles de evaluar, y la opción "recomendada" por Gaia de sumar 0.3 miliarcosegundos mueve a todas las estrellas a la vez). O bien las Siete Hermanas forman realmente una cola (¿una marea?) del cúmulo, que justo justo apunta hacia nosotros. (¿WHAT ARE THE CHANCES?, grita Phil desde Boulder, CO). O bieeeeennnn... al menos algunas de las Siete Hermanas no forman parte del cúmulo. Después de todo, el cúmulo está justo atravesando una nebulosa ajena, bien podría haber estrellas también en su camino. ¿Hay algún indicio en los demás datos de Gaia DR2? Este gráfico muestra el movimiento propio en el cielo en función de la distancia (el tamaño y el color de los símbolos es ahora el brillo). El movimiento en el cielo es una velocidad angular, que debería ser proporcional a la distancia si el cúmulo se moviera como un cuerpo rígido en el espacio. Vemos que las inmensa mayoría de las estrellas efectivamente se amontona en una línea recta. Y de nuevo vemos estrellas brillantes (notoriamente Merope y Maia) muy lejos de esta tendencia general.

¿Entonces? No lo sabemos. No lo sé. Así es la ciencia.

Las figuras de hoy me quedaron todas un poco técnicas, así que para terminar, una imagen estereoscópica de las Pléyades, para ver cruzando los ojos. Cuidado con las Siete Hermanas, que se te vienen encima.




Thank you Phil for your comments! Phil escribió sobre el asunto en How far away are the Pleiades?

D Stello and PE Nissen, The problem of the Pleiades distance: Constraints from Strömgren photometry of nearby field stars, A&A 374:105-115 (2001).

G Abramson, Around the PleiadesarXiv:1808.02968v2.

G Abramson, The distance to the Pleiades according to Gaia DR2, Res. Notes AAS, 2:150 (2018). (Este artículo llegó rápidamente a ser el más leído de la revista apenas publicado a mediados de agosto, y todavía se mantiene allí un mes después.)

This work has made use of data from the European Space Agency (ESA) mission Gaia (https://www.cosmos.esa.int/gaia), processed by the Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC, https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dpac/consortium). Funding for the DPAC has been provided by national institutions, in particular the institutions participating in the Gaia Multilateral Agreement.

sábado, 8 de septiembre de 2018

Trazas de otoño

La más sencilla de las fotos astronómicas es hoy en día todavía más fácil. Se trata de las trazas estelares, obtenidas haciendo una exposición muy larga con una cámara fija, de manera que el movimiento del cielo hace que las estrellas formen trazas de luz. Como en esta foto, que tomé el pasado otoño desde el balcón.


Es más fácil porque ni siquiera es una exposición larga. Son muchas exposiciones cortas, luego combinadas en un programa facilísimo de usar, StarStaX, de Markus Enzweiler. Hacer exposiciones largas de media hora o una hora de duración para obtener trazas bonitas requería una cámara réflex en la era analógica. Las imágenes digitales, en cambio, como pueden ser directamente manipuladas en la computadora, permiten combinar una multitud de fotos de exposición corta tomadas a lo largo de esa hora y producir las trazas. Lo único que hace falta es que las estrellas aparezcan en cada foto, naturalmente. Pero cualquier cámara compacta de hoy en día puede hacer exposiciones de hasta 15 segundos en las que saldrán las estrellas. Lo que sí es importante es dejar la cámara bien quieta, preferentemente en un trípode.

El bonito efecto de "cometa" que tienen las trazas en la foto de arriba también es posible gracias al software. StarStaX también es capaz de producir trazas "normales", así:


¿Reconocen las constelaciones en la foto movida? Arriba a la derecha se identifica la Cruz del Sur, acostada. Cerca del horizonte los más conocedores verán la inequívoca forma del Escorpión. La "estrella" fuera de lugar es el planeta Júpiter. Aquí va una versión anotada:


Las estrellas, en su movimiento, parecen girar en sentido horario alrededor de un punto arriba a la derecha: el polo sur celeste. Lo vemos vacío de estrellas brillantes. En el hemisferio norte, en cambio, está Polaris, alrededor de la cual giran las estrellas en sentido antihorario. Por supuesto, esto es así porque la Tierra es redonda. Si fuera plana no hay manera de que esto ocurra, no importa lo que inventen los increíbles terraplanistas de la era moderna. Piénsenlo. No hay manera.

sábado, 1 de septiembre de 2018

Parábola de la materia oscura

Leí esto en algún lado (creo que en Starts with a Bang) y quería contarlo. No porque sea posible ni mucho menos, sino porque evoca una imagen fascinante, ya verán.

La idea es la siguiente: supongamos que por acción de un maleficio, o de un experimento fallido, o de un arma de un supervillano (¡mua-ha-ha!), de golpe toda tu materia, tus átomos, tus protonesneutroneselectrones, se convierten en materia oscura. ¡Ah!, ¿y qué es la materia oscura? La verdad que no lo sabemos muy bien. No sabemos casi nada, mejor dicho. Para la parábola de hoy bastará lo poco que sabemos: es muy distinta de la materia ordinaria. Entre otras cosas, no la afectan ni la fuerza electromagnética ni las fuerzas "débil" y "fuerte" que mantienen el orden en el universo subatómico. Así que en el instante en que tus partículas subatómicas se convierten en ¿partículas? de materia oscura, tus átomos se desarman. Ah, y te morís.

¿Y qué pasa luego? Cada partícula de nuestro cuerpo se está moviendo por agitación térmica, así que libradas a su nueva identidad oscura, nuestras  (¿nuestras?) partículas ahora oscuras siguen moviéndose con la velocidad que tenían. Lo único que siente la materia oscura es la fuerza de la gravedad. Así que siguen sintiendo la presencia de la Tierra. ¿Escaparán al espacio? ¿Al infinito y más allá? La física de la materia oscura será misteriosa, pero la Mecánica Estadística es implacable: nos enseña que sus velocidades estarán dadas por la distribución de Maxwell-Boltzmann. Su velocidad típica (térmica) será de un par de kilómetros por segundo, apuntando para todos lados. La velocidad de escape de la Tierra es de 11 km/s, así que no, las partículas de materia oscura no escapan de la gravedad terrestre. Siguen simplemente trayectorias parabólicas como en los problemas de tiro oblicuo que resolvíamos en el Colegio, en Física I o en Angry Birds.

Cualquier tiro oblicuo a velocidad inicial menor que la de escape, cuando llega al piso se detiene. Pero la materia oscura es como la Selección: nada detiene su caída. No "siente" la presencia de la materia ordinaria, así que pasa de largo piso, paredes, lo que sea. Lo que nos pareció al principio una parábola de un tiro oblicuo es en realidad un pedacito de una trayectoria elíptica, ya que cada partícula oscura queda en órbita alrededor del centro de la Tierra. Como en la famosa ilustración de Newton, pero atravesando la Tierra. ¡Ja!

Pero lo más interesante viene ahora: esas órbitas son órbitas terrestres bajas. Bueno, casi, pero me da fiaca calcularlas mejor. Es muy sencillo encontrar su período. Lo hicimos ayer en el curso de Mecánica clásica: son unos 85 minutos (es casi lo que tarda la Estación Espacial Internacional en dar una vuelta al mundo). Así que 85 minutos después... todas las partículas, todas ellas, billionsandbillions, volverán a encontrarse exactamente donde salieron. No en el mismo lugar del planeta, porque la Tierra mientras tanto gira, sino unos 20 grados más al oeste. Pero fugazmente tu cuerpo enterito se reconstruirá, una y otra vez, cada horita y media. Si hay una oportunidad para traerte de vuelta al mundo de la materia ordinaria, hay que hacerlo en ese momento; en cualquier otro tus partículas subatómicas estarán desparramadas por todo el planeta (¡incluso en la parte de adentro!). No hay que demorarse mucho, eso sí, porque la materia oscura siente también la gravedad de la Luna, y su fuerza de marea (imperceptible cuando tenías tamaño humano, pero significativa ahora que abarcás el mundo) terminará espaguetizando su configuración hasta que sea imposible recuperarte del mundo oscuro.

¿No es una idea buenísima para un cuento, o una película de Marvel? Ahí tenés.

Bueno, ¿pero qué es la materia oscura? Quedará para otro día.
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