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.