sábado, 28 de diciembre de 2019

La Luna en 2020

Para el lunático que todos llevamos dentro, un clásico de En el Cielo las Estrellas: ¡todas las lunas del año!


Hay superlunas y minilunas, como todos los años. Por supuesto, la calculadora de superlunas y minilunas está disponible en el menú de aquí a la derecha, junto al Univers-O-Matic, el Planisferio, mi charla TEDx y otras cosillas.

Este año no hay ningún buen eclipse de Luna. Hay apenas eclipses penumbrales: el 10 de enero (visible en casi todo el mundo salvo las Américas), el 5 de junio (este sí, pero apenas desde el litoral atlántico de Sudamérica), el 5 de julio (todo el eclipse visible desde Sudamérica) y el 30 de noviembre (visible desde Sudamérica en el horizonte occidental, lindo desde Bariloche).

El 21 de junio habrá un eclipse solar anular cruzando África y el sur de Asia. Pero el gran evento lunar del año será, sin dudas, el eclipse total de Sol del 14 de diciembre: ¡el #GranEclipsePatagónico! No te lo pierdas. En breve publicaré detalles.


¡Hasta el año que viene!

sábado, 21 de diciembre de 2019

Planeta Hermano

La Unión Astronómica Internacional acaba de anunciar el resultado del concurso mundial NameExoWorlds organizado para dar nombre a más de 100 exoplanetas, en ocasión de cumplirse 100 años de la organización. Se hicieron campañas nacionales en cada país miembro y cada uno, por votación popular, eligió un nombre para la estrella y uno para el planeta. Les presento el planeta de la Argentina: Naqaÿa, en órbita de la estrella Nosaxa (HD 48265) en la constelación de la Popa.

Nosaxa significa Primavera y Naqaÿa significa Hermano, en lengua mocoví (moqoit). Los nombres fueron propuestos por Abel Salteño, maestro rural de una pequeña comunidad mocoví en la provincia del Chaco. El pueblo mocoví fue testigo de la caída del asteroide de hierro que produjo el Campo del Cielo, y en mi imaginario siempre tienen una conexión astronómica. Así que me encantó el resultado. Una de las consignas del concurso alentaba la presentación de nombres en lenguas aborígenes. 

¿Cómo es, y dónde está Naqaÿa? No sabemos mucho de él, incluso menos que de otros exoplanetas. Nosaxa es una estrella muy parecida al Sol, de tipo espectral G, un poquito más liviana y más fría (su luz debe ser más anaranjada que la del Sol). Tiene también una edad similar pero está un poco más evolucionada que el Sol, y ya ha empezado a hincharse como hará nuestro Sol en el futuro (es una subgigante, GIV —ge-cuatro—, mientras que el Sol es GV). Según las observaciones de Gaia, se encuentra a 296 años luz de nosotros. Naqaÿa es un planeta gigante gaseoso, un poco más pesado que Júpiter. Orbita Nosaxa de manera bastante excéntrica, a una vez y media la distancia de la Tierra al Sol y su año es de 700 días. Está mucho más cerca de su estrella que Júpiter del Sol, justo dentro de la "zona de habitabilidad". Si tiene lunas como las de nuestros gigantes (con abundante roca y agua), alguna de ellas tal vez sea realmente habitable.

¿Podemos verlo? No. Podemos ver la estrella, si bien no a simple vista. Es una estrella de magnitud 8 en la constelación de Puppis, muy cerca de Canopus en el cielo. Podemos verla con binoculares o pequeños telescopios, y desde luego podemos fotografiarla. La tengo en unas panorámicas que hice el año pasado desde la recta de Jones y que todavía no había compartido.


Estas fotos fueron hechas en el mes de junio (nótese la cordillera nevada). Canopus (la segunda estrella más brillante del cielo) era entonces inconfundible hacia el sudoeste. Si quieren ubicarla en estos días, es mejor observar hacia el sudeste al comienzo de la noche, bien alto, por encima de la Vía Láctea (donde está el circulito):


Esta es la segunda campaña de la IAU para poner nombres a exoplanetas. En la anterior se habían designado 14 sistemas, con nombres de una variedad de tradiciones culturales, entre ellas Cervantes y sus planetas Quijote, Dulcinea, Rocinante y Sancho, que ya comentamos. La lista de estrellas con nombre tiene ya más de 300 miembros (en el link todavía no está actualizada con los nuevos 112).

sábado, 14 de diciembre de 2019

Not cool

Burn the land and boil the sea,
You can't take the sky from me.
Joss Whedon, Firefly

La semana pasada mucha gente en Bariloche se sorprendió al verlos. Y algunos días antes la astrónoma Clara Martínez-Vázquez twitteó su desazón cuando el tren de satélites artificiales Starlink cruzó sobre el Observatorio Cerro Tololo, comprometiendo el funcionamiento del instrumento Dark Energy Survey.


Minutos después su colega Cliff Johnson posteó una imagen de muestra: los 520 megapíxels de la DECam plagados por las rayas de los satélites.


Pocos días después, la Global Meteor Network mostró esta imagen, en la que se ven estrellas (los arcos "horizontales", meteoros (los trazos cortitos) y los satélites de Starlink arruinando todo:


Starlink es una constelación de satélites para proveer internet satelital. El tren que afectó estas observaciones es el segundo que se lanza. Formados por 60 satélites cada uno, se ven muy simpáticos cuando están a punto de ser soltados en órbita:


Se lanzarán 60 nuevos cada dos semanas, hasta totalizar una constelación de 12000 a mediados de la década, con una posible extensión a 42000. Así que esto recién empieza. Starlink es una empresa de SpaceX, una de las innovadoras compañías de Elon Musk. La verdad que Musk despierta sentimientos encontrados: por un lado hace esos fantásticos cohetes reutilizables, mientras desarrolla una nave interplanetaria que va a llevar gente a Marte, y vende los lindos autos eléctricos Tesla. Y por otro lado hace esto.

De todos modos, no hay que agarrárselas con Musk (que promete hacerlos menos reflectantes). Si no lo hace SpaceX, algún otro lo hará. De hecho, seguramente otros lo harán además de SpaceX. Es inevitable. Es una más de las maneras que hemos encontrado de arruinar nuestro medio ambiente. Es el siglo XXI. Veremos qué hacen los millenials.


sábado, 7 de diciembre de 2019

Un poquito caminando

Al acercarse el estreno de Star Wars Episodio IX me vienen a la memoria todos los planetas que conocimos en estos casi 40 años. Tatooine, Dagobah, Hoth, Endor, Alderaan, Coruscant, Jakku, Naboo, Kamino, Jehda, Scariff... ¡tantos exoplanetas de antes de la era de los exoplanetas! Los personajes viajan de uno a otro y en todos ellos caminan con la misma naturalidad, bajo la misma aceleración de la gravedad. Así lo afirma incluso la Wookieepedia, donde leemos que la mayoría de los planetas y lunas habitados de la galaxia gozan de la aceleración gravitatoria superficial estándar de 9.8 m/s2.


¿Será así? ¿Habrá tantos planetas habitables donde nos sentiríamos como en casa, erguidos sobre nuestras piernas? Hace 40 años no conocíamos ni un planeta más allá de nuestro sistema solar. Hoy conocemos miles. Ya es una población significativa como para hacerse este tipo de pregunta, así que me descargué el catálogo de exoplanet.eu, con 4122 planetas confirmados.

Para calcular la aceleración de la gravedad en la superficie de un planeta hay que usar una fórmula muy sencilla:
\[\text{aceleración gravitatoria} = \frac{G\times \text{masa}}{\text{radio}^2},\]
donde \(G\) es una constante universal, de valor bien conocido. Claro que no de todos los planetas conocemos su radio y su masa. De algunos conocemos el radio (3048), de otros conocemos la masa (1566), y de algunos conocemos su masa de manera imperfecta, porque no sabemos cómo está inclinado su sistema planetario con respecto a la visual (958). De todos modos, conseguí 820 exoplanetas con masa y radio conocidos, para los cuales calculé la gravedad superficial. Los puse en un gráfico, junto a los planetas y otros cuerpos de nuestro sistema solar (para completar el extremo de mundos livianos), y me encontré con un resultado fascinante:


Esta figura muestra que hay tres regímenes. Están por un lado los mundos rocosos, donde agregar masa hace crecer la gravedad superficial con una potencia 1/2 (una raíz cuadrada, línea verde*). Esto me sorprendió, porque quiere decir que el radio crece como M1/4, y no como M1/3 como debería ocurrir si fueran de roca incompresible a densidad constante. Los planetólogos seguro ya sabían esto, pero yo no.

*Notar que el gráfico está en escala log-log, así que las potencias son rectas de distinta pendiente. 

En el extremo opuesto están los planetas gigantes, que son gaseosos, donde parece que uno agrega masa ¡pero el planeta no crece! Así que la gravedad superficial es proporcional a la masa (línea azul). De nuevo: sospecho que esto es una novedad sólo para mí.

Y en el medio, entre los rocosos más grandes y los gaseosos más chicos, están nuestros gigantes de hielo y la gran nube de "supertierras", que parecen ser los planetas más abundantes de la galaxia. Para esta gran población la gravedad superficial se mantiene más o menos constante y con un valor similar al "estándar" (línea púrpura). No sabemos gran cosa sobre las supertierras. Es bien posible que sólo las más pequeñas tengan una superficie sólida sin una atmósfera insoportablemente densa. Pero bueno, algunos habrá.

Ojo: la representación en escala logarítmica es engañosa, porque en esa nube de supertierras no será inusual encontrar mundos con gravedad superficial dos, tres o más veces la de la Tierra, o la mitad o menos. En escala log-lineal se ve así:

Según la Wikipedia, una persona típica puede resistir 5g sin desmayarse (aunque no creo que pueda caminar). En todo caso: el régimen donde la aceleración de la gravedad es independiente de la masa del planeta me parece que es real, así que por qué no: debe haber muchísimos mundos más o menos del tamaño de la Tierra o mayores, y con la misma gravedad superficial. Algunos de ellos estarán en la zona habitable de sus sistemas. Podríamos andar sobre estos exoplanetas sin dificultad, como los personajes de Star Wars, un poquito caminando y otro poquitito a pie.


En la Wookieepedia también se señala la existencia del planeta Carida, con una gravedad del doble que la "estándar", razón por la cual pusieron allí una academia militar, para un entrenamiento físico exigente. Y también el planeta Columus, donde una gravedad menor se indica para algunas condiciones cardíacas. Son planetas de los libros, que nunca leí, no de las películas.

La foto es de Lucasfilm/Walt Disney Pictures. Los gráficos son míos.

sábado, 30 de noviembre de 2019

El quásar de acá a la vuelta

Hace no mucho tiempo, en una galaxia muy muy cercana...

Es decir, hace unos 3 millones de años, en el corazón de nuestra propia galaxia, parece que hubo una TREMENDA explosión. Hay cada vez más evidencia: hace menos de 10 años los telescopios espaciales Fermi y ROSAT descubrieron la existencia de dos inmensas estructuras en forma de burbujas a ambos lados del centro de la Vía Láctea, emitiendo radiación gamma y X de muy alta energía.


Estas estructuras se observan usualmente en las galaxias activas, en las que el agujero negro central está interactuando violentamente con la materia cercana y produce dos fuentes en forma de lóbulos, a veces acompañados de chorros de materia supercaliente y radiación (como en M87). Pero el agujero negro central de nuestra galaxia, llamado Sgr A* (se pronuncia "sagitario a estrella"), está actualmente muy tranquilo, y si bien produce flashes cada tanto, no lo hace con mucha violencia. La explicación más razonable es que, si bien está tranquilo ahora, en el pasado puede haber estado activo. Un trabajo reciente muestra más evidencia al respecto: la corriente de Magallanes (que es una cola de gas y estrellas que la Vía Láctea le está arrancando a sus satélites magallánicas, a 200 mil años luz del centro) muestra una actividad en radiación ultravioleta precisamente donde podría haber sido alcanzada por la erupción de radiación surgida de Sgr A*:


¡Qué fantástico! ¡La Vía Láctea como una galaxia Seyfert! ¡Tal vez un quásar! La energía habría sido de 10 a la 57 ergios. No termino de entender por qué los astrónomos se empecinan en medir las energías cósmicas usando una unidad tan pequeña como el ergio, que es la mitad de la energía cinética de un mosquito volando. ¿Cuánto son 10 a la 57 ergios? Hice la cuenta. Es mucho. Es como:


pero por
100 mil millones
de millones
de millones
de millones
de millones
de millones
de veces. 

El evento duró, estiman, algunos cientos de miles de años. Un flash, en la vida de la Galaxia. Y calculan que ocurrió hace 3 millones y medio de años, así que es un episodio muy reciente, de la época de Lucy. Creemos que casi todas las galaxias pasaron por una etapa de quásar, en algún momento remoto cuando el universo era joven. Vemos unas pocas con actividad similar en nuestra era, y la Vía Láctea no es una de ellas... ¿o sí? Tal vez estas explosiones son recurrentes en las galaxias tranquilas como la nuestra. Tal vez volverá a pasar... 



Los dos mapas y los resultados son del artículo: The large-scale ionization cones in the Galaxy, de J Bland-Hawthorn et al. (2019) ApJ 886:45. Los autores son australianos: nótese cómo ponen el polo sur galáctico hacia arriba en su mapa (el segundo), al estilo de Mafalda.

La figura de la explosión nuclear no sé de dónde la saqué. La última es una representación artística de una nota donde me enteré del paper.

Esta nota está dedicada a mi hermana Silvina, en el día de su cumpleaños. ¡Felicidades!

sábado, 23 de noviembre de 2019

Solar 25

La materia del Sol está tan caliente que sus átomos están destrozados: los electrones van para un lado, los núcleos van para otro... forman una substancia eléctrica llamada plasma. Movido por la irrefrenable energía que le viene del núcleo, este plasma forma enormes corrientes eléctricas que circulan de manera caótica y se enroscan unas con otras a medida que el Sol, como no es sólido, rota sobre sí mismo a distintas velocidades. Tanta electricidad en movimiento produce un campo magnético fenomenal, que no vemos directamente pero que peina la atmósfera solar (la corona) para deleite de los cazadores de eclipses totales.


La rama de la física que describe la dinámica de los fluidos en movimiento (como el aire y el agua) se llama hidrodinámica. Sus ecuaciones son proverbialmente difícilísimas. ¿Querés complicarla más? En lugar de agua poné un fluido eléctrico como el plasma solar... así tenemos la magnetohidrodinámica. Por supuesto, hay gente siempre insatisfecha que no para hasta que no tiene entre manos una magnetohidrodinámica cuántica y, por qué no, la mismísima magnetohidrodinámica cuántica relativista, como en los chorros de materia y energía que surgen de algunos agujeros negros.

Volviendo al Sol: es magnético. Y su polaridad se invierte cada 11 años. Esto fue descubierto antes que su magnetismo, porque lo acompaña una variación en la cantidad de manchas solares, que son regiones menos calientes (y menos brillantes) por acción del campo magnético. Ahora estamos en un mínimo de actividad, y hay poquísimas manchas. El 1 de noviembre había una solita, chiquita, a ver si la ven ahí abajo a la izquierda:


Las manchas solares tienen los dos polos magnéticos, cosa que increíblemente los astrónomos pueden medir de lejos, analizando apenas la luz que nos llega de ellas. El telescopio espacial SDO, que otea el Sol permanentemente y lo escracha cada 15 minutos puede hacerlo. Aquí está en primer plano la mancha de la imagen de arriba, acompañada de su campo magnético: positivo (saliente) a la izquierda y negativo (entrante) a la derecha.

Tras una racha de 28 días sin manchas, sabemos que ésta es una de las primeras del nuevo ciclo solar, el ciclo 25, y no una de las últimas del ciclo anterior, porque las del ciclo 24 tenían la polaridad al revés:


Esta es una imagen del 3 de enero de 2012, durante el ciclo 24, cuando las manchas del hemisferio sur tenían el amarillo a la izquierda y el verde a la derecha (las del hemisferio norte, al revés). ¿Cómo se verá el Sol el año que viene, cuando estemos esperando el próximo eclipse total cruzando la Patagonia? Seguramente bien distinto que este año inmaculado.


Las imágenes son de NASA/SDO. Salvo la mía, que es mía.

sábado, 16 de noviembre de 2019

Visitá Kepler-16b

¡Más eclipses raros! Cuando hablamos de eclipses nos imaginamos un cuerpo oscuro, como un planeta o una luna, pasando por delante de su estrella. ¿Por qué no también una estrella pasando delante de otra? Existen sistemas con dos estrellas, una en órbita de la otra. ¿Se imaginan un planeta en órbita alrededor de ambas? Como Tatooine, el planeta desértico de Star Wars donde creció Luke. Desde allí podrían verse magníficos eclipses de soles.

En la mayoría de los planetas conocidos en sistemas de estrellas binarias, las estrellas están bien separadas y el planeta orbita una sola de ellas. No es el caso de Tatooine, llamado circumbinario porque el planeta orbita ambos soles en una órbita muy amplia. Durante mucho tiempo se ignoró si tales planetas podían existir. Pero ocurre que sí, y se conocen hoy en día una media docenita. El primero que se descubió es Kepler-16b, observado por el telescopio espacial Kepler en su búsqueda, precisamente, de lejanos eclipses que delataran planetas. La curva de luz de la estrella Kepler 16 (aquí a la derecha) muestra la existencia de dos estrellas, A y B, que se eclipsan y ocultan mutuamente, y al menos un planeta transitando por delante de ambas.

¡Qué magnífico! ¡Un verdadero Tatooine! Por algo la NASA lo eligió para uno de los posters retro como destino de vacaciones: Vení a relajarte a Kepler-16b, donde tu sombra siempre tiene compañía...

En el póster, justamente, eligieron un eclipse, o mejor dicho una ocultación de la estrella B por la estrella A. Kepler-16A es de clase espectral K, un poco más chica que el Sol, y con apenas un 15% de la luminosidad de nuestra estrella. Su compañera Kepler-16B es aun menor, de clase espectral M y una luminosidad que no llega al 1% del Sol. Se orbitan mutuamente en 41 días, a una distancia de unos 30 millones de kilómetros. El planeta conocido es un gigante gaseoso algo menor que Saturno, con un año de 229 días a 100 millones de kilómetros del centro del sistema. ¡Así que hay unos 10 eclipses por año! Nunca es baja temporada en Kepler-16b. Está cerca de la zona de habitabilidad, pero siendo un gigante gaseoso no es tan acogedor como muestra el póster. Pero seguramente tenga lunas rocosas y heladas donde uno pueda relajarse y disfrutar del eclipse estelar. Está a unos 200 años luz de nosotros.


Estrellas binarias eclipsantes se conocen muchas, independientemente de si tengan o no planetas. Son una clase importante de estrellas variables, y su prototipo es Algol, Beta Persei, visible a simple vista normalmente a magnitud 2, pero que cada 2.86 días cae a magnitud 3.4 durante las 10 horas que dura el eclipse. Nunca lo observé, pero debe ser lindo de ver.


La imagen desde una luna de Kepler-16b es de NASA, donde puede disfrutarse una vista simulada de 360 grados. (Tiene toda la pinta de estar hecha con Celestia.) También de la NASA es el póster Relax on Kepler-16b. El de Visit Tatooine es una imagen comercial que puede comprarse en remeras etc. Las curvas de luz son de NASA/Kepler, y las tomé de la nota de Sky&Telescope en ocasión del descubrimiento.


sábado, 9 de noviembre de 2019

Giordano Bruno

En ocasión del premio Nobel de Física otorgado a Mayor y Queloz por el descubrimiento de su exoplaneta, empecé la nota citando a Giordano Bruno, que hace más de 400 años proclamó que debían existir otros mundos como el nuestro. Recordé que hay un cráter con su nombre en la Luna, y me dio curiosidad buscar imágenes recientes. Son tan impresionantes que vale la pena compartirlas aquí. Es una vista oblicua tomada por el Lunar Reconnaissance Orbiter, un explorador en órbita de la Luna desde hace más de 10 años, y que ha tomado fotos extraordinarias. Todo buen lunático lo debe conocer.


Giordano Bruno es un crater medianito, de 22 km de diámetro. Está apenas más allá del borde visible de la Luna (el limbo), pero debido a un bamboleo muy pequeño cada tanto podemos verlo desde la Tierra. Se lo ve tan prístino, con un borde filoso y sin cráteres superpuestos porque es una formación relativamente reciente. El fondo se ve lleno de escombros oscuros, rodeado por paredes claras, de mucha pendiente, que se elevan unos 2000 metros todo alrededor. Un detalle de esta misma imagen revela sorprendentes detalles de la pared y el fondo, incluída una encantadora espiral en una laguna de lava endurecida, formada por la violencia del impacto:


El 18 de junio de 1178 unos monjes de Canterbury vieron "el cuerno de arriba de la Luna partirse en dos", y de la división surgieron "una llamarada incandescente, fuego, carbones calientes y chispas". En la década de 1970 un geólogo propuso que podrían haber observado el impacto del asteroide que creó Giordano Bruno. Carl Sagan lo cuenta en Cosmos, y relata que mediciones precisas hechas con los retrorreflectores láser del Apollo muestran un bamboleo con una amplitud de 3 metros y período de 3 años, compatible con un impacto de este tipo. Mediciones más modernas, sin embargo, indican que el crater tiene 4 millones de años, así que un origen medieval no parece posible. ¿Qué habrán visto los monjes?

El material eyectado por la explosión cubre cientos de kilómetros, y las fotos del LRO también muestran hermosas filigranas. Así se ven a unos 100 km del crater:



Las imágenes son de NASA/LROC.

sábado, 2 de noviembre de 2019

Tránsito lento (de Mercurio)

En octubre Michel Mayor y Didier Queloz recibieron el Premio Nobel en Física por el descubrimiento del pimer planeta alrededor de una estrella como el Sol. En los 24 años que han pasado, ya conocemos 4084 planetas, en 3033 sistemas planetarios. La mayor parte de ellos, sin embargo, no fueron descubiertos con el método de la velocidad radial que usaron ellos, sino mediante tránsitos, fugaces eclipses producidos al pasar el planeta delante de su estrella.

De manera similar, el lunes 11 de noviembre el planeta Mercurio transitará delante del Sol. Claro que a Mercurio no hay que descubrirlo, pero pensá que así de pequeño como se verá delante del Sol, el telescopio espacial Kepler habría podido detectar su presencia desde cientos de años luz de distancia. ¿No es extraordinario?

El evento será visible, al menos parcialmente, desde buena parte del mundo. Desde la Argentina, y gran parte de las Américas, será visible en su totalidad.


El tránsito es súper largo: comienza a las 09:35 hora argentina (12:35 UT) y finaliza a las 15:04 (18:04 UT). Es muy posible que no haya ninguna mancha solar (el Sol se encuentra en su mínimo de actividad) así que no habrá dificultad en identificar el circulito negro del planeta delante de la fotósfera solar.

Si tienen todavía los anteojitos (o los vidrios de máscara de soldar) que usaron para observar el eclipse solar de julio, pueden intentar ver al pequeño Mercurio como un punto negrísimo delante del Sol. ¡No lo lograrán! Mercurio es muy chiquito, y no creo que nadie pueda verlo a simple vista, ni siquiera un niño. La mejor manera de observarlo es proyectando una imagen del Sol sobre una superficie blanca, usando binoculares o un telescopio. Es fácil de hacer, si se toman precauciones adecuadas. La más importante es que NUNCA debe observarse a través del instrumento. Ni siquiera un poquitito para apuntar. Hay que hacer todo mirando la imagen proyectada. La siguiente infografía debería darles una idea:


En lugar de binoculares se puede usar un pequeño telescopio. A veces la tapa de adelante del instrumento tiene una tapita secundaria más chica: es para hacer esto, así no entra tanta luz solar al telescopio y no se recalienta. Puede observarse a través de un telescopio sólo con un filtro adecuado que cubra completamente la entrada de luz. ¿Cómo saber si es un filtro adecuado? Si tenés un filtro y te hacés esa pregunta, probablemente no es adecuado.

Los tránsitos de Mercurio no son tan raros como los de Venus. Se produce más o menos cada 10 años, y aunque vimos uno en 2016, el próximo será recién en 2032. ¡En la década del 20 no habrá ninguno! Así que si podés, no te pierdas éste. Cuando lo veas pasar frente al Sol, pensá que hasta hace 104 años no sabíamos por qué Mercurio se mueve como lo hace. Fue el primer éxito y verificacion experimental de la Relatividad General, mucho antes que el eclipse de Eddington.

Trataré de fotografiar el evento, y también colaborar con otros astrónomos alrededor del mundo para determinar la distancia a Mercurio y el Sol por el método de la paralaje. Ya lo contaré si tenemos éxito. Pueden unirse revisando la información en este link.



La foto final muestra los planetas Venus y Mercurio en el atardecer del 22 de octubre de 2019 sobre el cerro Catedral. Venus es el más brillante, y Mercurio está arriba, cerca del borde de la foto. La infografía también es mía. El mapa es de la NASA.

sábado, 26 de octubre de 2019

Un eclipse protuberante

Varias cosas me sorprendieron durante el Gran Eclipse Argentino, que tuve la suerte de observar en San Juan en julio pasado. Ya comenté, en la primera nota que escribí sobre la experiencia, dos de ellas: la calidad de la luz y el tamaño del eclipse en el cielo. Una tercera fueron las protuberancias solares, que también mencioné en aquella nota, y que aquí presento nuevamente en fotos mejor revisadas y procesadas con más cuidado.

Las protuberancias son proyecciones del plasma de la fotósfera (la superficie brillante del Sol), que atraviesan la cromósfera y llegan hasta la corona solar. Como la cromósfera, son de color rojo intenso y sólo visibles a simple vista durante los eclipses totales. Por alguna razón (tal vez porque el Sol se encuentra en el mínimo de actividad) no me esperaba que pudieran observarse a simple vista, pero allí estaban:


Estas proyecciones de la materia del Sol hacia el espacio son inmensas, mucho mayores que el planeta Tierra. En ocasiones son gigantescas, como la más grande que vemos en mi foto, y que he medido como de 94 000 km de altura y el doble de extensión en diagonal. Pueden explotar violentamente al compás del campo magnético solar y ser expulsadas hacia el espacio interplanetario formando eyecciones de masa coronal. Cuando impactan con la Tierra producen serios disturbios en nuestro campo magnético, afectando las telecomunicaciones, las redes de distribución eléctrica, los grandes oleoductos y gasoductos, etc.

Me dio curiosidad comparar mis fotos con las observaciones de uno de los grandes observatorios solares, el Solar Dynamics Observatory, que pispea el Sol permanentemente desde el espacio con una variedad de instrumentos. La cromósfera y las protuberancias son manifiestas en el instrumento AIA, en la longitud de onda de 30.4 nm (ultravioleta, correspondiente a temperaturas de 50 000 K):


Las protuberancias son dinámicas, respondiendo al pulso del campo magnético solar, y forman típicamente arcos, que son más visibles en el limbo del disco solar (como las que vemos durante un eclipse), pero que también pueden verse como sombras delante del Sol en longitudes de onda especiales. Hice también un gif animado de mi foto con la imagen del disco entero:


Ya que estaba, hice una composición con toda mi corona y la imagen de 30.4 nm del SDO:


¿Qué nos deparará el Gran Eclipse Patagónico, el 14 de diciembre de 2020? Veremos veremos...

Todavía no tuve tiempo de escribir acerca del misterio de la temperatura de la corona solar, que mencioné en la nota de agosto Tiene coronita. Ya lo haré, paciencia.


Las fotos son mías, en algunos casos compuestas con imágenes de NASA/SDO/AIA.

sábado, 19 de octubre de 2019

Las lunas del cometa

Jacint Roger (aka @landru79 en Twitter) es un aficionado al procesamiento de imágenes astronómicas tomadas por los robots que exploran el sistema solar. Ya hemos mostrado aquí una de sus mini-películas del cometa 67P/Churymov-Gerasimenko, una hipnótica nevada extraterrestre. Hace poco descubrió algo sorprendente: en el frenesí del perihelio, el cometa no sólo emitió copiosas cantidades de gases y polvo, sino también algún fragmento más grande, que se convirtió en una pequeña luna (paciencia que cargue el gif animado):


El objeto mide unos 4 metros, y su descubrimiento inmediatamente suscitó el interés de la Agencia Espacial Europea, que operó el robot Rosetta durante su investigación del cometa hace cinco años.

¿Una luna de un cometa? ¿Por qué no? Hace ya muchos años, sentados en el lobby del viejo hotel Sol Bariloche, el gran físico Leon Lederman (descubridor del neutrino muónico y del quark bottom, y premio Nobel de Física) me expuso su idea de lo que él llamaba "la democracia de la naturaleza": si no está prohibido, es obligatorio. Así que hay cometas con lunas, asteroides con anillos, planetas con dos soles, planetas con glaciares de nitrógeno y montañas de agua... Por supuesto, si ocurre una vez, puede ocurrir dos veces. Y por eso Jacint descubrió otra lunita alrededor de Churymov-Gerasimenko:


Los trabajos de Jacint son fascinantes. Recomiendo seguirlo en Twitter, donde publica todas sus peliculitas. Les dejo también una imágen 3D (para ver con los ojos cruzados) mostrando uno de los impresionantes jets del cometa durante el perihelio:



Las imágenes son de ESA/Rosetta/J. Roger (CC BY-SA 4.0). En su gran mayoría, las imágenes de estas misiones son accesibles al público y se cuentan de a decenas de miles. Son literalemente una mina a ser explotada.

sábado, 12 de octubre de 2019

La pluralidad de los mundos

En este espacio infinito hay una infinidad de mundos como el nuestro.
Giordano Bruno, De infinito universo et mondi

Siempre sospechamos que estaban ahí. La primera persona que tuvo el coraje de decirlo en voz alta fue Giordano Bruno, hace más de 400 años. Y lo quemaron en la hoguera.

A lo largo de los siglos los astrónomos fueron convenciéndose de que era así, de que tenían que existir planetas en órbita alrededor de otras estrellas. En el siglo XX, cuando terminamos de entender cómo se forman las estrellas, ya no quedaban dudas. ¡Pero una cosa es sospecharlo, y otra es saberlo! También entendimos lo difícil que sería detectarlos (y mucho más difícil observarlos). La razón es simplemente la inmensa distancia a la que se encuentran. Los suizos Michel Mayor y Didier Queloz (¡que era estudiante de doctorado!) lo hicieron por primera vez, en 1995. Esta semana se anunció que recibirán la mitad del Premio Nobel de Física 2019, por su descubrimiento de 51 Pegasi b, un "Júpiter caliente" en apretada órbita alrededor de 51 Peg, que obligó a repensar cómo evolucionan los sistemas planetarios a partir de su formación. Hoy conocemos miles, ¡miles! de planetas alrededor de otras estrellas como el Sol.

Me sorprendió el anuncio. Por un lado estaba el Event Horizon Telescope, que logró la primera imagen directa de un agujero negro. Si bien el anuncio fue de abril de este año, ya fuera de la competencia para el 2019, como las mediciones se hicieron a lo largo de los últimos dos años me quedaba una duda de si se lo darían. Por otro lado, con el auge del entrelazamiento cuántico, que está empezando a convertirse en una tecnología, sería hora que le den el premio a uno de los pioneros experimentales del área, por ejemplo Alain Aspect (que ya tiene más de 70 años). No cualquiera tiene un experimento crucial que demuestra que "Einstein estaba equivocado" ;).

Así que me sorprendió el premio al descubrimiento del primer planeta alrededor de otra estrella. Definitivamente se lo merecen, su técnica es extraordinaria, capaz de medir el tenue bamboleo de una estrella debido a la presencia de un planeta en órbita, una velocidad del orden del metro por segundo (la velocidad de un peatón) a cientos de años luz de distancia.

Por otro lado, es una cuestión que se enmarca en una de las grandes preguntas de la humanidad: ¿estamos solos en el universo? La técnica de la velocidad radial está basada en la espectroscopía de alta resolución, y el propio Mayor participó en la primera observación espectroscópica de la luz reflejada por las nubes de "su" planeta, en 2015. La otra técnica que existe hoy en día para detectar exoplanetas consiste en observar los mini-eclipses (tránsitos, les decimos) que se producen cuando un planeta pasa delante de su estrella. No son impresionantes como los eclipses totales de Sol que tuvimos este año y volveremos a tener en el 2020 en Argentina, pero son detectables con los instrumentos increíblemente sensibles que existen hoy en día. En noviembre tendremos un tránsito de Mercurio delante del Sol: cuando lo observes, y te parezca una cosita de nada, pensá que nuestros telescopios serían capaces de detectarlo a 300 años luz de distancia. La nueva generación de telescopios gigantes, tanto en la Tierra como en el espacio, permitirá analizar la química de las atmósferas de los exoplanetas durante estos tránsitos. Esto permitirá detectar, eventualmente, la presencia de gases que delaten la existencia de vida. Como el oxígeno en la atmósfera de la Tierra, que sólo existe porque las plantas lo producen permanentemente. Es probable que en no más de 20 años tengamos una respuesta. ¡Qué fantástico!



La otra mitad del Premio Nobel de Física 2019 fue para Jim Peebles, cosmólogo. También merecidísimo, lo que se diría un premio a la trayectoria más que a un trabajo en particular. Tal vez me ocupe en otra oportunidad.

sábado, 5 de octubre de 2019

La estrella más rara

La estrella de Boyajian (a veces llamada "estrella de Tabby", ver la nota al pie) es una de las más raras del cielo. Tanto que Tabetha Boyajian, la astrónoma que se hizo cargo de ella tras su descubrimiento, publicó su primer análisis con el título: Planet Hunters IX. KIC 8462852 – where's the flux?, donde las iniciales de la pregunta, WTF, muestran claramente su perplejidad.


El título también muestra la prosaica designación de catálogo de la estrella, donde las iniciales KIC delatan que se trata de una de las estrellas observadas por el telescopio espacial Kepler, que durante años observó sin pausa, con la paciencia de los robots, unas 100 mil estrellas en la constelación del Cisne buscando planetas que las eclipsaran. Por supuesto, visto de tan lejos un planeta jamás oculta completamente a su estrella como nuestra Luna eclipsa el Sol. Después de todo, los mini-eclipses que producen los planetas Venus y Mercurio cuando transitan delante del disco solar apenas le restan una fracción muy pequeñita de luz.

Imaginen eso, pero visto desde decenas o cientos de años luz de distancia. Aunque parezca mentira, la sensibilidad de Kepler era tal que podría haber detectado un tránsito de Venus desde 300 años luz de distancia. Resulta que un planeta pasando delante de una estrella produce una bajada de brillo con una forma muy característica (como la de la imagen de aquí al lado). La reducción del brillo de estos tránsitos planetarios es además muy pequeña, un pocito de pocas milimagnitudes. Así se descubrieron y caracterizaron miles, miles de planetas alrededor de otras estrellas. Pero esta es la más rara. En lugar de un característico tránsito planetario, el 5 de marzo de 2011 la estrella de Boyajian hizo esto:El brillo (el flujo dicen los astrónomos, de ahí el título del paper) está graficado aquí en función de tiempo, a partir del valor 1 normal. Miren el eje vertical: la bajada llega a 0.85. ¡La estrella perdió brevemente el 15% de su brillo! Las estrellas no hacen esto por sí solas, y si fuera un planeta sería de un tamaño monstruoso.

Pero esto no es todo. Pasaron un par de años, y el 28 de febrero de 2013 la estrellita hizo esto:

Ah, bueno. ¿Qué está pasando acá? ¿Como hace una estrella para perder el 20% de su brillo? Mientras nos rascamos la cabeza con perplejidad, el 17 de abril de 2013...

Y así por el estilo. La estrella no se queda quieta. Kepler ya no está entre nosotros, pero el misterio es tan irresistible que su observación continúa (sí: les ponen nombres a los eclipses):
¿WTF pasa con esta estrella? La verdad que no lo sabemos. Pero ojo: cuando los científicos dicen que no saben algo, no significa que no tengan una explicación. ¡Significa que tienen muchas! Sólo que no saben cuál es la correcta... Las explicaciones de la rara estrella de Boyajian no tardaron en aparecer. Descartados los planetas eclipsándola y fluctuaciones intrínsecas (hay estrellas de brillo variable, pero obedecen a estereotipos relativamente conocidos) había piedra libre para proponer ideas locas alrededor de la estrella... un sistema planetario en formación, una nube de cometas, un anillo de polvo (¿como en la estrella de Struve?), un sistema de "planetas chocadores", un planeta devorado por la estrella, un planeta muy grande con unos anillos enormes, un planeta gigante, con anillos y enjambres de troyanos, una variación intrínseca en la fotósfera de la estrella, una luna huérfana evaporándose... ¡hasta una megaestructura artificial alrededor de la estrella! (posta).

La respuesta, por supuesto, no vendrá de los deseos del History Channel de descubrir una civilización extraterrestre, sino del análisis cuidadoso de los datos. Los estudios más recientes son particularmente significativos en este sentido: los eclipses tienen un color. Es decir, sea lo que sea que se interpone entre la estrella y nosotros, no absorbe la luz por igual en todas las longitudes de onda. Absorbe más el azul que el rojo. Difícilmente sea un objeto macizo y opaco tipo esfera de Dyson. Los lectores atentos podrán señalar que absorber más el azul que el rojo es precisamente lo que hace el polvo, como hemos contado más de una vez. Según Boyajian, la absorción es compatible con un polvo muy muy fino, con partículas de menos de un micrón. Tan fino que la propia radiación de la estrella tendría que disiparlo rápidamente, así que algún mecanismo tiene que reponerlo. El enrojecimiento, hay que decir, podría ser también resultado de un enfriamiento de la fotósfera, particularmente si se observara en alguno de los eventos más profundos, los del 20% observados por Kepler y que no han vuelto a repetirse. Habrá que esperar.

Tabby sigue observando su estrella. Si te intriga lo que vaya a descubrirse en este raro eclipse, hacé como yo y seguila en Twitter, donde la encontrarás como @tsboyajian. También recomiendo su charla TED y su blog: wherestheflux.com.

Addendum: Cuando esta nota estaba ya escrita, me enteré a través de Phil Plaitt que se había descubierto una estrella todavía más rara, HD 139139, y un survey preliminar que había encontrado ¡21 más! Chan.


Las estrellas notables se designan con el apellido del astrónomo correspondiente, y no con el apodo del nombre. A pesar de que a menudo se refiere a esta estrella como "estrella de Tabby" (yo lo he hecho en el pasado, y en esta nota acabo de corregirlo), es una práctica incorrecta y casi imperceptiblemente sexista. La propia Dra. Boyajian se refiere a su estrella como la "estrella de Boyajian", así que así lo haré de ahora en adelante. Agradezco a Phil Plaitt que me lo hizo notar en su newsletter recientemente, y a mi amiga y colega Fabiana Laguna, con quien lo discutí. Tienen razón.

La imagen de las observaciones recientes es de: T Boyajian et al. (2018) The first post-Kepler brightness dips of KIC 8462852, The Astrophysical Journal Letters. Las otras son de Kepler (ESA).

El meme del tipo de Alienígenas Ancestrales lo generé yo.

sábado, 28 de septiembre de 2019

Polvo en el viento (solar)

Dust in the wind...
All we are is dust in the wind.
Kerry Livgren, Kansas

El domingo pasado, pocas horas antes del equinoccio, me acerqué a playa Los Troncos para fotografiar la Vía Láctea sobre el cerro Capilla, que es una de mis tomas favoritas del año. Fue una noche excepcional, finalmente despejada tras meses y meses de cielo nublado. La eterna jet stream, que durante el invierno parece clavada sobre Bariloche, estaba interrumpida y las estrella no titilaban. ¡Sin luna, además! Me acomodé e hice unas fotos de prueba. Salieron casi como las había imaginado. Casi, porque había una luz inesperada detrás del cerro, un triángulo de claridad apuntando al corazón de la Galaxia, a pesar de que ya no había luz crepuscular. Levanté la vista de la pantallita de la cámara y allí estaba el fantasmal resplandor. Me sorprendió, aunque sabía exactamente de qué se trataba. De hecho, hace rato venía soñando con fotografiar esta delicada banda de luz, que sólo puede observarse desde sitios bien oscuros. Me ayudó el equinoccio: es más fácil verla al comienzo de la noche alrededor del equinoccio de primavera, o antes del amanecer cerca del equinoccio de otoño. En estas fechas la eclíptica se yergue más paradita sobre el horizonte y esta luz, que se extiende sobre ella, se distingue mejor al alzarse sobre el cielo turbio del horizonte. Se llama luz zodiacal, porque recorre la región de las constelaciones del zodíaco. Aquí la vemos desde Libra hasta Escorpio.

Desde un sitio bien oscuro (como el Observatorio Paranal, donde se tomó esta extraordinaria foto de horizonte a horizonte) se la puede ver cruzando el cielo:


¿Qué es esta luz zodiacal? Es luz solar reflejada por una infinidad de granos de polvo, que pueblan el plano de la eclíptica en todo el sistema solar. Los más grandes, cuando la Tierra se los lleva por delante, producen estrellas fugaces en el cielo nocturno. Su origen, su dinámica, su interacción con el viento y la corona solar, su presencia en otros sistemas planetarios, son en buena parte desconocidos. Poca gente se ha dedicado a estudiar esta nube de polvo zodiacal. Pero a uno de ellos seguramente lo conocen, porque es muy famoso: Brian May, guitarrista de Queen, la estudió durante años en la década del '70, hasta que sus obligaciones de músico profesional lo llevaron a abandonar la astrofísica. Cuarenta años después (con una voluntad envidiable) retomó sus investigaciones, completó su tesis y obtuvo su título de Doctor en Filosofía del Imperial College de Londres. Lo ayudó el hecho de que muy poca gente se dedica a este tema, ¡de manera que en 40 años había habido muy poco progreso, y su trabajo de campo todavía era útil! Su tesis puede descargarse libremente en la web, y tiene una interesante introducción que puede leerse sin mayores conocimientos técnicos.

En la foto de horizonte a horizonte se nota que hay un parche de luz más denso (en medio de la mitad izquierda). Se llama gegenschein (pronunciado guéguenshain), y se lo encuentra en la posición exactamente opuesta al Sol. Es el polvo que vemos iluminado de frente, sin sombritas laterales que lo eclipsen parcialmente, así que lo vemos más brillante. Es un fenómeno de retrorreflexión, como otros que ya hemos comentado aquí. Para fotografiarlo hay que buscarlo a la medianoche solar local, mirando hacia el norte (en el hemisferio sur). El domingo no estaba bien ubicado, así que tendré que intentarlo desde otro lugar.

Para terminar, una de las panorámicas que fui a hacer a Los Troncos, que salió bien linda, con luz zodiacal de yapa.



La foto de la luz zodiacal desde Paranal es de ESO/P. Horálek. La tapa de la tesis doctoral de Brian May es de Brian May. Las otras son mías. El epígrafe de la canción de Kansas también lo usa May en su tesis.