Crisis en la Luna

Una Luna en la laguna
Nunca es una, sino dos.

Piñón Fijo

En estos días de trabajo en casa alcancé a ver un video musical de Piñón Fijo, Una luna en la laguna. Inmediatamente me llamó la atención por la imagen de la Luna:

 
¿Qué tiene de raro? ¡Esa no es la Luna vista desde la Tierra! La Luna llena es así, con su familiar disposición de mares oscuros y tierras altas brillantes:

En esta foto las regiones oscuras están dominadas por el gran Océano de las Tormentas, que en el video de Piñón no aparece. ¿Y qué es ese mar ovalado junto al hombro izquierdo del payaso? En mi imagen también está, pero en un lugar completamente distinto: cerca del borde, a la derecha de la foto.

Es el Mar de las Crisis. Como todos los mares de la Luna debe su nombre al astrónomo Giovanni Riccioli, del siglo XVII. No sé por qué le tocó este nombre, pobrecito, cuando a los otros les puso Tranquilidad, Serenidad, Fecundidad, Néctar, Humores, Lluvias, Vapores, Olas... En todo caso, por supuesto que no es un verdadero mar como los de la Tierra. Es una cuenca de impacto muy antigua, inundada de basalto y relativamente plana. Así que esa imagen no está tomada desde la Tierra. Seguramente es una reconstrucción basada en mapas, como ésta que acabo de hacer en Celestia:

A propósito, se ve a la izquierda de la Luna de la canción una región brillante que algún selenófilo distraído podría haber confundido con el cráter Tycho (en mi foto, abajo a la izquierda). Pero Tycho, en esta perspectiva, está justo en el borde del disco. Además, si bien se mira son dos puntos brillantes: los cráteres Stevinus A y Furnerius A (que en mi foto también se ven, abajo y un poco a la derecha, muy cerca del borde). A diferencia de Tycho ambos son muy pequeños, pero decorados por sendos sistemas de rayos muy brillantes.

La canción de Piñón Fijo se refiere al reflejo de la Luna en la laguna, que produce una duplicación del astro:

Como puede verse, la Luna está correctamente reflejada, con la inversión que corresponde. No como en la presentación de Dreamworks, que escarnizamos hace ya años. Además la canción es my linda, vayan a verla en YouTube.

A propósito: la Luna completamente iluminada de Piñón no puede ser una Luna llena, porque la perspectiva es distinta. Es aproximadamente la luna del 3 de abril, la del próximo viernes. Aprovechen a verla esa noche: es una gibosa creciente, ideal para observar Copérnico, Tycho, Clavius y, para estar en tema, el Palus Epidemiarum, el Pantano de las Epidemias...

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Esta última captura de pantalla muestra el excelente Virtual Moon Atlas, el mejor compañero del aficionado lunático. Si tenés binoculares o un pequeño telescopio, y una ventana, balcón, terraza o patio, aprovechá la cuarentena para estudiar la Luna en las próximas semanas, a medida que crece.

La onda de Radcliffe

The scientists regard it as no great mystery; a standing wave 

or turbulence in the density-texture, a stray chunk of the same 

gradients that create the galactic arms with their intervening gaps. 

James Tiptree, Jr., The Starry Rift

 

La semana pasada conté sobre la abundancia de estrellas O y B formando un anillo alrededor del sistema solar, el Cinturón de Gould. A medida que mejoraron nuestras mediciones de la distancia a las estrellas sus verdaderas posiciones pudieron mapearse en 3D. Usando datos del satélite Hipparcos se descubrió que no forman un anillo, sino que hay dos estructuras, que parecen formar parte de dos corrientes de estrellas azules, dos blue streams:

Esta imagen (el Sol está en el centro de la grilla) muestra la densidad de estrellas O y B: no son estrellas individuales, sino que están suavizadas sus distribuciones espaciales, como si fuera un fluido, en el que los autores identifican dos streams. El de la izquierda es el que contiene todas las estrellas azules de Orión. El de la derecha es más denso, y tiene las de Escorpio, Centauro, Crux, etc. A propósito: es una imagen interactiva insertada en un pdf, la primera vez que veo algo así. También se la puede manipular en el navegador, aquí.

Con los resultados de Gaia, en particular el Data Release 2, las posiciones estelares están todavía mejor definidas, y hasta mayores distancias. Así que la estructura ha comenzado a revelar su verdadera forma tridimensional. Resulta que no sólo las estrellas están organizadas en forma de streams, sino también las nubes de polvo y de gas más denso, donde se forman. Se ha descubierto una especie de filamento, de más de ocho mil años luz de longitud, angosto y de movimiento coherente, que serpentea a nuestro alrededor en el disco de la Vía Láctea:

Ésta es la Radcliffe Wave, así bautizada por sus descubridores. Tiene 3 millones de masas solares, entre gas, estrellas y regiones de formación estelar. Por supuesto, la imagen de arriba es una representación artística. En los datos se ve así, de arriba, de frente y de perfil:

Ésta es la vista de arriba con un zoom, mostrando que la parte de Orión del Cinturón de Gould está un poco separado de la viborita principal, y que hay otros filamentos por ahí. Los autores reconocen que el origen de esta enorme estructura es todavía misterioso. Estoy de acuerdo con su opinión (expresada con cierta vaguedad) de que el filamento no es más que parte del fenómeno de autoorganización de la materia en los brazos espirales de la galaxia, dominado por la gravedad y fluctuaciones de la densidad. La ondulación tan prolijita es más complicada de explicar, y podría deberse a la acción de algún objeto disruptor (como la nube de Smith que mencionábamos la semana pasada). Un trabajo muy muy reciente sugiere una explicación más parsimoniosa: la ondulación podría deberse a una inestabilidad de Kelvin-Helmoltz entre el disco y el halo moviéndose a diferentes velocidades. Igual que el mecanismo que forma las preciosas nubes en forma de olas que una vez mostré.

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Los papers son:
Bouy & Alves, Cosmography of OB stars in the solar neighbourhood,  A&A 584:A26 (2015).
Alves et al., A Galactic-scale gas wave in the solar neighbourhood, Nature 578:237 (2020).
Las imágenes son de allí, y de la nota de prensa de la universidad.

El cinturón de Gould

¿Dónde están las estrellas más brillantes del cielo? Sin pensarlo mucho, un aficionado podría responder "en la Vía Láctea". La mayor parte de las estrellas de la galaxia, razona el aficionado, se encuentran en el delgado disco que vemos en el cielo formando la familiar banda de luz difusa. Después de todo, esa banda brilla porque allí hay una mayor concentración de estrellas. ¿O no?

No. La mayor parte de las estrellas brillantes se encuentra formando una banda en el cielo inclinada unos 15 grados con respecto al plano de la Vía Láctea:

¿La ven allí? La parte más notable está a la derecha en este mapa, entre Carina y la cabeza de Escorpio. Hice una versión animada, como si el cielo estuviera girando alrededor del eje de la galaxia, que sirve para destacar el fenómeno:

Esta banda de estrellas brillantes también nos circunda, como la Vía Láctea, si bien esa parte más notable se ve mejor en el cielo del hemisferio sur. Por esta razón, uno de los primeros en señalarla fue Benjamin Gould, primer Doctor en Astronomía de los Estados Unidos, fundador del Astronomical Journal, quien se mudó a la Argentina en 1868 a instancias de Sarmiento, para hacerse cargo de nuestro primer observatorio astronómico, el de Córdoba. Su obra magna es la Uranographia Argentina (complemento austral del catálogo de Flamsteed), por la cual recibió la medalla de oro de la Royal Astronomical Society. Durante su trabajo en este relevamiento Gould descubrió este cinturón que lleva su nombre, más o menos en la fecha en que se hizo esta foto.

Algunas de las estrellas más brillantes del cielo son brillantes porque están cerca. Sirio o Alfa Centauri son de este tipo: estrellas más o menos como el Sol, pero muy cercanas. Pero otras son estrellas mucho más grandes y brillantes, muy jóvenes, de los tipos espectrales O y B, que ya han aparecido por acá. Esta figura muestra todas las estrellas O y B que existen entre las 2000 estrellas más brillantes del cielo:

Así que el cinturón de Gould está formado por estrellas O y B. ¿Qué está pasando aquí? ¿Hay un anillo de estrellas jóvenes alrededor del Sol? ¿A qué se debe esto?

Gould (y John Herschel) también se lo preguntaron, y los astrónomos han tratado de explicarlo durante 150 años. Hoy sabemos que casi todas las estrellas de menos de 60 millones de años, hasta una distancia de varios cientos de años luz del Sol, forman una estructura achatada que vemos en el cielo como un cinturón. Y no sólo estrellas: las nubes de gas interestelar, el polvo, los cúmulos y asociaciones estelares, y muchas estrellas pequeñas que emiten rayos X, siguen este patrón. ¿Por qué? Las explicaciones favoritas en décadas recientes han sido varias. Podría haber sido la explosión de una o más supernovas cercanas al Sol, que habrían creado una especie de burbuja local y desatado una formación estelar sincronizada todo alrededor. O también podría ser debido a la colisión de una nube de gas más o menos compacta, que se encontraba en una órbita galáctica inclinada y que al colisionar con el disco más o menos donde estamos nosotros causó el brote estelar alrededor. Una nube de este tipo se conoce: la Nube de Smith (foto) que chocará con el disco de la Vía Láctea dentro de 27 millones de años con la fuerza de su millón de masas solares, desatando una interesante ola de formación estelar. O, finalmente, podría ser parte de la dinámica normal del brazo espiral en que nos encontramos. Recientemente, con los avances en la determinación precisa de la posición tridimensional de las estrellas, se empieza a aclarar el panorama. Volveremos sobre el tema otro día.

P.S.: Continuación en La onda de Radcliffe.

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Los mapas del cielo están hechos con Cartes du Ciel. Los datos que usé para el gráfico de las estrellas O y B los obtuve y procesé con Mathematica (el que quiera el programa, que me lo pida). La foto de Gould es de University of California Santa Cruz, Digital Collections (si me piden que la saque, la saco). La foto de la Nube de Smith es del Telescopio Green Bank.

Las lunas de la Tierra

―¡Es posible! ―exclamó Miguel Ardán―. ¿De modo 

que la Tierra tiene dos Lunas, como Neptuno?

―Sí, amigo mío, dos Lunas, aun cuando 

generalmente se cree que no tiene más que una. 

Julio Verne, Alrededor de la Luna

Hace pocos días supimos del descubrimiento de un nuevo satélite natural de la Tierra, una miniluna del tamaño de un auto. ¿Cómo es posible?, exclamaría Ardán. ¿Acaso la miniluna de Petit, a la que hace referencia Julio Verne en Alrededor de la Luna, existe? No, no. Se trata de un asteroide cuya órbita lo trajo suficientemente cerca y despacio, fue capturado y se encuentra desde hace 3 años en órbita de la Tierra. No va a durar mucho: la acción conjunta de la Tierra, la Luna y el Sol finalmente lo mandarán de paseo, como en los sistemas de muchos cuerpos que estudió Poincaré para ganar el "premio Oscar", según contamos hace poco.

El mundito, cuya designación de asteroide es 2020 CD3, no es el primero que se descubre haciendo estas volteretas. En el año 2006 otro pequeño asteroide (2006 RH120) también estuvo por algunos meses en órbita de la Tierra. Actualmente está del otro lado del Sol, pero volverá a pasar cerca y muy lentamente en 2028, y tal vez vuelva a ser capturado.

Así de raro como suena, parece que estas minilunas no son infrecuentes. Un estudio de 2011, con el fascinante título The population of natural Earth satellites, calcula que todo el tiempo hay uno de estos objetos, de al menos 1 metro de diámetro, orbitando la Tierra. Cada uno da aproximadamente 3 vueltas y, en el plazo de menos de 1 año, se aleja. O cae a la Tierra, porque estiman además que alrededor de 1 de cada 1000 meteoros que vemos impactar nuestro planeta se entretuvieron primero como "temporary captured objects". Sus órbitas son caprichosas (como en la figura), lejos de las prolijas elipses que siguen los satélites estables, naturales o artificiales, o los planetas mismos alrededor del Sol.

Existen muchas propuestas para traer muestras o incluso asteroides enteros a la órbita de la Tierra. ¿Por qué no aprovechar estos, que vienen solitos?

Hay más objetos con pretensiones lunares, ya los contaré otro día.

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La ilustración de la órbita de 2020 CD3 es de Wikipedia, usuario Tony873004. El óvalo blanco es la órbita de la Luna.

La otra figura muestra una órbita típica de una de estas minilunas transitorias, tomada de Granvik, Vaubaillon & Jedicke, The population of natural Earth satellites, Icarus 218:262-277 (2012).