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.