sábado, 28 de abril de 2018

Pronóstico: despejado, con nevadas

El video es tan hipnótico y extraordinario que es difícil dejar de verlo. El twittero @landru79 publicó esta semana un montaje de una treintena de fotos tomadas por el robot Rosetta el 1 de junio de 2016, cerca del final de sus dos años de órbita alrededor del cometa 67P/Churymov-Gerasimenko. La nave estaba a apenas 10 km de la superficie de hielo y polvo, donde hay una escarpada barranca, a cuyos pies vemos un suelo liso con algunas rocas. Basta de introducción, miren esto:


¿Qué estamos viendo? ¡Es una nevada, bajo las estrellas... en un cometa! ¡EN! ¡UN! ¡CO ME TA!

Al principio tuve dudas. Era posible, por supuesto. Rosetta estaba muy cerca del núcleo del cometa, y el perihelio había pasado hacía poco con lo cual había mucha actividad de hielo y polvo formando la coma y la cola. Pero, ¿era tan densa como para darle aspecto de precipitación?

Además, se ven trazas y manchas pasando en distintas direcciones. ¿No serían rayos cósmicos que habían dejado sus marcas al azar en el detector de la cámara? Descargué un par de imágenes consecutivas del repositorio de la ESA para verlo por mí mismo. Las dos imágenes mostraban sin lugar a dudas que las trazas correspondían a partículas que se movían entre la tomas. Entre cada fotograma transcurren varios minutos, así que no podían ser rayos cósmicos. Además, cada exposición dura 12 segundos, así que era razonable que fueran trazas de partículas de la cabellera del cometa. Me quedaba la duda de los "copos" que se ven moviéndose de arriba hacia abajo, que parecen diferentes de las trazas caprichosas de "adelante". Minutos después @landru79 publicó esta secuencia, mostrando que eran estrellas, fijas de foto en foto, y moviéndose con respecto al paisaje debido al cambio de posición de Rosetta.

¿Sería posible identificar estas estrellas? En algunos de los fotogramas del medio se ve lo que parece un cúmulo estelar, apareciendo por el borde superior y ocultándose tras el acantilado. Y hay varias estrellas brillantes cerca del borde derecho. Subí una de las imágenes a Astrometry.net para que el robot astrógrafo las identificara, pero falló. Seguro que se confundió con la nevada. A ningún astrónomo se le ocurre sacar fotos con nieve, después de todo. Entonces cargué dos fotos consecutivas en capas de Photoshop. Puse la superior  en "substract" y la acomodé para alinear las estrellas (la substracción permite alinear las estrellas porque cuando coinciden, desaparecen). Esto me dejó sólo el paisaje y la nevada, sin estrellas. Finalmente puse una nueva copia de la imagen inferior y la puse como "difference". Esto eliminó la nevada y rescató las estrellas. Se distingue perfectamente el cumulito y el campo estelar. El paisaje, como se mueve de toma a toma, no desapareció. Pero subí la imagen a Astrometry y la identificó (está girada 90 grados):


Según Astrometry el campo mide 2.21 grados. A 10 km de distancia, esto nos dice que el acantilado mide más de 300 metros (10×tan(2.21)). La estrella brillante es 27 Canis Majoris, el cumulito es NGC 2362 y hay otro cúmulo, menos conspicuo, NGC 2354. Astrometry te devuelve además una versión calibrada que puede cargarse en un programa como Cartes du Ciel:


Allí está nuestro paisaje en contexto, cerca del anca del Can Mayor, que visitamos hace años y donde ya habíamos encontrado a NGC 2362. Pueden ver el paisaje estelar por Uds. mismos, cúmulos incluídos, cualquiera de estas noches, mirando al Oeste, arriba de Orión (si están a una latitud mediana austral, y si no nieva).

Rescaté otro video de @landru79, que muestra el cometa desde bastante más lejos, y la cabellera vista de otra manera: se aprecian los geisers que son la fuente de las partículas de hielo y polvo que forman la "nevada". En esa tenue atmósfera se metió Rosetta durante la etapa final de su exploración, y nos permitió ver de cerca la nevada del cometa.


@landru79 es hispanoparlante (no sé de qué origen) y está procesando imágenes públicas de los robots que exploran el sistema solar con magníficos resultados. Recomiendo seguirlo.


Las imágenes de 67P son de ESA/Rosetta, procesadas por el usuario de Twitter @landru79. El mapa está hecho con Cartes du Ciel. La captura de pantalla muestra el plate solving de Astrometry.net.

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sábado, 21 de abril de 2018

Gaia ve la Nube Mayor de Magallanes

Gaia es un telescopio espacial de diseño inusual (parece un sombrero, ¡y los espejos son rectangulares!), ya que está dedicado a un propósito muy específico: medir con precisión sin precedentes la posición y el movimiento de más de ¡mil quinientos millones de estrellas! Será una revolución en nuestro conocimiento de la estructura y la dinámica de la Vía Láctea. Y mucho más.


Gaia está observando sus millones y millones de estrellas desde hace ya cuatro años. En 2015, en base al primer año de observaciones, se publicó el primer catálogo de resultados. La imagen de aquí arriba no es una foto del cielo, sino una representación gráfica de aquel catálogo (notar las bandas que muestran cómo se iba cubriendo todo el cielo).

Sabiendo que faltaba poco para la publicación del segundo catálogo revisé el sitio de Gaia: será esta semana, el 25 de abril. Más de 1300 millones de estrellas entre las magnitudes 3 y 21 tendrán su posición determinada en 3D con precisión asombrosa, de algunos microarcosegundos. Un microarcosegundo es la millonésima parte de un segundo de arco. La Luna mide en el cielo 1600 segundos. Reguau. 10 microarcosegundos es como ver un pelo a 2000 kilómetros. Es como ver una estampilla en la Luna.

Millones de estas estrellas tendrán además determinada su velocidad en el espacio, con precisión de un par de cientos de metros por segundo. Más de mil millones de estrellas tendrán, además, su brillo y su color determinado con precisión de milésimos de magnitud, al estilo del telescopio Kepler. Nunca la Humanidad tuvo semejante cantidad de datos astronómicos de tanta precisión. Será una mina de oro.

Aparte de estrellas, por supuesto, habrá decenas de miles de asteroides, estrellas variables, supernovas y la mar en coche. Cualquier cosa que brille en el cielo habrá sido observada por Gaia en estos años. Habrá un tercero y un cuarto catálogos rellenando los huecos que queden y mejorando las mediciones, en 2020 y 2022.

No todas las estrellas de Gaia son de la Vía Láctea: en la imagen se distinguen perfectamente las Nubes de Magallanes. Husmeando en la web de la European Space Agency encontré esta extraordinaria imagen de la Nube Mayor, tal vez mi galaxia favorita. No es una foto: es el catálogo de Gaia, versión 1. Nunca había visto la estructura de la barra y la espiral de la Nube de Magallanes con tanta claridad. En la página de Gaia hay una versión mucho más grande que ésta.


Esperamos ansiosos el Gaia Data Release 2 dentro de pocos días.

Update: Los datos de Gaia fueron publicados, y habrá pasta para años. Esta preciosa visualización en 360 grados (usen el mouse para mover la imagen) es la versión actualizada del mapa de arriba. No es una foto, es un mapa de los datos medidos por Gaia.




Las imágenes son de ESA/GAIA. Bueno, la de la Luna es mía, Gaia no observa la Luna.

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sábado, 14 de abril de 2018

El mundo al revés

En noviembre estuve en el Planetario de Buenos Aires, visitando a mi amigo Diego Hernández. Aprovechando que no había funciones por ser lunes, me llevó a la sala de proyección para mostrarme el nuevo sistema de control y operación del modernísimo proyector que ha reemplazado al viejo Zeiss de nuestra infancia.

En un momento me acerqué al instrumento, que es como una cruza entre R2-D2 y BB-8, un cilindro redondeado recubierto de lentes por todos lados. Cuando uno se acerca a una de ellas se ve así:


A la pucha, qué brillante. Parece que uno se estuviera acercando al ojo de buey de una nave espacial cerca de una estrella. "Asomate", me dice Diego, "es una experiencia única". Así que me asomé. Lástima que no hay efectos de sonido para acompañar la imagen:

¡Oooooohhhhh! ¡Aaaaaahhhhhh! La foto no alcanza a transmitir la experiencia. ¿Qué estoy viendo? Son las estrellas, pero es tan distinto del cielo estrellado... Cuando uno se mueve un poco a los lados ve como una esfera plagada de estrellas, pero vista desde afuera. Un cielo estrellado visto desde afuera. Como si uno estuviera fuera del universo, y mirando hacia adentro. Como una versión astronómica del Aleph borgiano. Esa parte más densa debe ser la Vía Láctea. Y esa estrella brillante ¿podría ser Sirio? Andá a saber. ¿Se podrían reconocer las constelaciones, al revés?

Me pareció reconocer la Cruz del Sur en esta lente, pero no a los Punteros. Es confuso, y sobrecogedor. Miré hacia la cúpula buscando algo identificable, y encontré la Nube Mayor de Magallanes. Miré de nuevo el R2-D2 tratando de identificar la lente correspondiente, y me asomé, como se asomaría Dios a ver qué onda el universo...


My God, it's full of stars, diría Dave Bowman hace 50 años. No recuerdo más. Me fui, muy impresionado. Diego me debe haber dado un montón de Si Muoves para repartir en Bariloche, porque me encontré la mochila llena de revistas.



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sábado, 7 de abril de 2018

La cosa más grande

La Tierra es tan grande que hasta el día de hoy hay gente que cree que es plana. El Sol es mucho más grande: en él cabrían un millón de Tierras. Aun así, una estrella es una mota de polvo en la galaxia. Y si bien la Vía Láctea es una galaxia grande, las hay mayores. Los cúmulos de galaxias, naturalmente, son todavía más grandes que las galaxias mismas. ¿Cuál será la cosa más grande? ¿La más grande de todas? ¡Sin decir "el universo", eh!

Bueno, depende un poco de qué se entienda por "cosa", por supuesto. En la reciente conferencia Distant Galaxies from the Far South, George Becker, de la Universidad de California, nos mostró su observación de lo que podría ser la cosa más grande:


Este gráfico muestra un espectro, obtenido con el telescopio VLT, del lejano quasar (se pronuncia cuéisar, otro día cuento lo que son) con el raro nombre ULAS J0148+0600. Está tan lejos (z = 5.98, dice ahí) que su luz fue emitida hace 12800 millones de años, en un universo "infantil" muy distinto del actual. Estos quasars lejanísimos resultan ser una herramienta ideal para los astrónomos que investigan el espacio entre las galaxias, ya que su radiación tuvo que atravesar tooooooodo ese espacio intermedio hasta llegar hasta nosotros. Y, en el camino, esa luz sufre transformaciones según lo que va encontrando. Esta ilustración permite entenderlo mejor:


La idea es que, a medida que viaja por el espacio, la luz emitida por el quasar va encontrando hidrógeno a distintas distancias. El hidrógeno es un buen emisor y absorbedor de una radiación ultravioleta bien conocida: la línea alpha de Lyman, correspondiente a la transición entre el nivel más bajo de energía de su electrón y el inmediato superior. Es un color ultravioleta de 121 nm (nanómetros, la luz visible está entre 400 y 700 nm).

Pero claro: esos 121 nm son medidos en el laboratorio. Las galaxias y los quasars muy lejanos, debido a la expansión del universo, tienen su radiación muy corrida hacia el rojo, hacia las longitudes de onda larga. Es un efecto similar a cuando escuchamos un auto que se aleja, que se escucha más grave: iiiiiiiiiiuuuuuúmmm... Grave, en luz, es rojo. Por eso en la ilustración vemos la línea de emisión Ly-α del quasar a casi 500 nm (5000 Angtroms, en el verde). A propósito: esas líneas fueron un misterio cuando se descubrieron los quasars, hasta que los astrónomos se convencieron de que eran líneas ultravioletas extremadamente corridas hacia el rojo, lo cual indicaba enormes distancias.

Si llegaron hasta acá, no aflojen. ¿Qué es esa parte toda peluda a la izquierda del pico de emisión del quasar? Son líneas de absorción también de Ly-α ¡Pero están a longitudes de onda diferentes! Claro, porque el gas que las produce (absorbiendo otra radiación del quasar, esa línea quebrada roja), ya sea en forma de galaxias o gas intergaláctico, está más cerca nuestro, y por lo tanto su corrimiento al rojo no es tan extremo. Esa luz viaja y viaja y viaja, y en cada parte de su viaje pierde un cachito de intensidad a longitudes de onda que se van acercando al ultravioleta. El resultado es ese bosque de rayas verticales que, apropiadamente, se llama la Lyman forest. En la ilustración se muestra cómo una galaxia, que es un objeto grande, produce un "claro" en esta selva, correspondiente a su tamaño. En este sitio hay una versión animada de esta figura, que lo explica todavía mejor.

Pongo de nuevo la figura de Becker, esta vez donde muestra una selva de Lyman típica (negra, otro quasar a la misma distancia, pero cuya luz evidentemente corre otra suerte) además de la que atraviesa la cosa más grande (roja):


El claro en el bosque se produce entre redshift (z) casi 5.9 hasta 5.5. Esto permite calcular el tamaño del objeto responsable de la absorción de la luz quasárica: 160 megaparsecs. ¡La luz ultravioleta del quasar tardó 500 millones de años en atravesarla! La Vía Láctea mide 0.03 megaparsecs. Un cúmulo de galaxias mide entre 2 y 10 megaparsecs. 160 megaparsecs es, probablemente, la cosa más grande. De todas.

¿Y qué es? No lo sabemos. De hecho, la charla de Becker fue precisamente acerca de sus esfuerzos para entender este objeto, no simplemente para mostrarnos su existencia. Ojo: "No lo sabemos", para un científico, no quiere decir que no tiene una explicación sino todo lo contrario: tiene muchas. Y no sabe cuál, o cuáles, son correctas. Becker ha descartado algunas, y tiene su candidata prometedora: que se trata de una enorme fluctuación de densidad de hidrógeno intergaláctico, que en esa edad del universo está siendo ionizado por las primeras galaxias de manera muy heterogénea. Y ha mostrado sus observaciones de la distribución de galaxias a su alrededor, que supone sirve para trazar la densidad del gas. Es una explicación posible, pero no definitiva. Lo que sí es cierto es que ese objeto inmenso, impensable, escalofriante, existe.


Las tres figuras de Becker están tomadas de su charla en Distant Galaxies from the Far South (disponibles en la web de la conferencia). La ilustración de la selva de Lyman es de Barnes et al. Ly-a and Mg II as probes of galaxies and their environment, Pub. Astr. Soc. Pacific, 126:969-1009 (2014).

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