28/01/2023

Qué esperar del cometa ZTF

Este cometa ha ganado una inexplicable presencia en los medios de comunicación (cometa verde, cometa de los Neanderthales, etc.). Lamentablemente, estos anuncios grandilocuentes crean una expectativa que seguramente terminará en la desilusión de quienes quieran observarlo.   

¿Qué se podrá ver? Si vivís en una gran ciudad, nada. Nada. Forget it, y a otra cosa mariposa. El cometa apenas puede distinguirse al límite de la visión humana, visto desde un sitio muy oscuro. Usando binoculares sí se podrá ver, tal vez incluso desde una ciudad. Se verá como una nubecita, muy chiquita pero claramente distinta de una estrella. Es la coma (cabellera), una atmósfera efímera que se forma alrededor del núcleo helado de los cometas cuando sienten el calorcito del Sol. 

No esperen ver la cola del cometa cruzando el cielo de manera espectacular, como hemos visto en otras ocasiones. Este es un cometa chiquito, para binoculares. Sólo en fotografías (como en las que ya circulan desde hace algunas semanas) se podrá ver la cola, que es la coma empujada por el viento y la radiación solares (no es una estela que va dejando el cometa al moverse). La extensión y la forma de la cola van cambiando, no sólo porque es un fenómeno dinámico sino porque es un objeto tridimensional y la perspectiva desde la Tierra va cambiando con el correr de los días. Vean por ejemplo la evolución del aspecto del cometa capturada en tres días consecutivos por Eliot Herman desde Arizona:


Como se ve, la cola es compleja. La nubecita que rodea el núcleo es la coma. Hacia arriba y la izquierda se ve una cola finita y larga: es la cola de iones, una cola de átomos ionizados que se aleja rápidamente del cometa. A veces es azul, como se ve en mis fotos del cometa Hale-Bopp. Rodeándola se ve una cola ancha y corta: es la cola de polvo, partículas más grandes, empujadas por la radiación solar. En una dirección casi opuesta a la cola se ve una anticola (que cambia mucho de aspecto en estas tres fotos). A pesar de que esta anticola parece apuntar en dirección al Sol, se trata de un efecto de la perspectiva al verla desde la Tierra. La anticola no es más que parte de la cola que, como dijimos, es un objeto tridimensional. A veces, visto desde la Tierra, una parte parece apuntar al Sol. 

¿Es realmente verde? Sí. Muchos cometas son verdes. Es una fluorescencia del carbono y el cianógeno  presentes en la coma y en la cola. En general, la mayor parte de la cola es blanca, reflejando la luz del Sol. Y la cola de plasma suele ser azul. Estos colores no se ven a simple vista, ni siquiera con binoculares. Sólo son aparentes en fotos.

¿Cuándo pasa el cometa? Los cometas no "pasan" por el cielo como si fueran meteoros. Están toda la noche más o menos en el mismo lugar, y noche tras noche van cambiando un poco de posición con respecto a las estrellas, como hacen los planetas. Como la órbita del cometa ZTF está muy inclinada con respecto a la de la Tierra, por ahora sólo lo ven desde el hemisferio norte, y a partir de los primeros días de febrero lo podremos ver desde latitudes australes (porque la Tierra es redonda, viste). Hice unos mapitas mostrando la posición del cometa a las 21:30 hora argentina, a lo largo de varias noches. Así es la vista desde Bariloche:

El cometa es el simbolito celeste. Estará por primera vez por encima de los cerros (mirando al norte) la noche del 5 de febrero (la etiqueta quedó tapada por la silueta del Cuyín Manzano), pero tan cerca del horizonte puede ser muy difícil de ver, porque además habrá mucha luz de Luna llena. El día 8 estará muy cerca de la estrella Iota Aurigae, bien roja. Los días 10 y 11, todavía más alto, estará cerquita de Marte. El 14 de febrero, más alto y cerca de la brillante y también roja Aldebarán. Si estás más al norte, podrás empezar a verlo antes, cuando para nosotros todavía esté bajo el horizonte. Pero las posiciones son las mismas. Por ejemplo, desde Buenos Aires será así, con el día 5 muy cerca de la brillante Capella a 10 grados de elevación:

Desde el norte argentino, el día 4 estará ya a más de 10 grados sobre el horizonte, más fácil de ver que para nosotros. 

El cometa estará en su punto más cercano a la Tierra el día 2 de febrero. De manera que, a medida que transcurran los días, estará cada vez más lejos, y gradualmente lo perderemos de vista. Pero si te gustan los cometas vale la pena seguir observando. A veces hacen cosas inesperadas, porque son objetos muy dinámicos. Pueden perder la cola, pueden fragmentarse y convertirse en dos, pueden tener erupciones que los agrandan visualmente de un día para el otro. Son como gatos: tienen cola y hacen lo que quieren. 

El cometa C/2022 E3 (ZTF) fue descubierto por los astrónomos Bryce Bolin and Frank Masci usando el telescopio robot ZTF hace casi un año. Es un cometa de período largo, y su actual entrada al sistema solar interior viene tras 50 mil años de su visita anterior. ¿Habrá sido un cometa espectacular que vieron los Neanderthales? Andá a saber. En esta pasada no tanto, pero aprovechen para verlo si pueden hacerlo desde un sitio oscuro. Porque su órbita se ha modificado, y actualmente está escapando del sistema solar. 

Si hago lindas fotos, las compartiré. Y si se pone bueno, avisaré.

21/01/2023

Pi Gruis

Hace poco mostré una foto de la galaxia aislada IC 5201. En el campo, a menos de medio grado de distancia, hay una hermosa estrella doble, Pi Gruis, de colores muy contrastantes:

No es un sistema binario, sino que se trata de dos estrellas que aparecen cercanas en el cielo por la perspectiva desde la Tierra. La estrella azulada, Pi2 Gruis (se dice "pi dos"), es la más cercana, a 130 años luz de nosotros. 

Pero la estrella realmente interesante es la roja, Pi1 Gruis. Es una estrella supergigante muy luminosa pero muy "fría" (unos 3000 grados) y, por lo tanto, roja. Está más lejos que Pi2, a 500 años luz. Pero es tan grande, tan grande, que es una de las pocas estrellas del cielo cuya superficie se puede realmente ver, distinguiendo detalles de su superficie. No con mi telescopio, por supuesto. Y casi con ningún telescopio de la Tierra y alrededores. Pero sí con telescopios capaces de hacer interferometría. Consiste en usar varios telescopios funcionando como uno solo, combinando la luz que llega a cada uno para producir imágenes de resolución extraordinaria. Es una técnica bien establecida en la radioastronomía desde hace décadas (y que actualmente está produciendo las increíbles imágenes de los agujeros negros en el centro de M87 y de la Vía Láctea). Pero con las longitudes de onda más cortas de la luz visible, la tecnología para hacerlo está muy al límite. Se ha podido hacer con Antares (la estrella roja de Scorpius), Betelgeuse (la de Orión), Pi1 Gruis y alguna más (más algunas en infrarrojo). Esta es la superficie de Pi1 Gruis, observada con el instrumento PIONIER instalado en el Telescopio Muy Grande del Observatorio Europeo Austral:

El diámetro de esta estrella es 350 veces mayor que el del Sol: puesta en el sistema solar, llegaría más allá de la órbita de la Tierra. Las estructuras que vemos en su superficie son granulaciones, producto de la convección del gas. Son similares a las que vemos en la superficie del Sol (foto abajo), pero inmensas, cada una mide como 120 millones de kilómetros (sí: casi una unidad astronómica 😮). El mismo fenómeno, pero a una escala muy distinta que la del Sol, porque la estrella es mucho más grande, y la aceleración de la gravedad en su superficie es muchísimo menor.

En una nota sobre Betelgeuse de hace unos años puse una animación de cómo se vería esta convección en estrellas gigantes. Esto no es un dibujo animado, es el resultado de un cálculo científico:

Las clases estelares normales, ordenadas de más azul a más roja, son: O, B, A, F, G, K y M. La inmensa mayoría son enanas (estrellas que fusionan hidrógeno) pero algunas son gigantes o supergigantes, estrellas ancianas que se van quedando sin combustible en sus núcleos. Al iniciarse la fusión de elementos más pesados, que producen más energía, se inflan. Al inflarse la superficie se enfría, y se ponen rojas. Pero la superficie es enorme, así que son muy luminosas. Al envejecer van cambiando bastante rápidamente de color y luminosidad, formando una familia de gigantes rojas llamada rama asintótica de gigantes (AGB), que una vez ya comentamos

La superficie de estas estrellas es tan fría que tienen moléculas visibles en sus espectros, típicamente óxido de titanio. Una subclase de estrellas de esta rama asintótica tiene, además, óxido de zirconio. Se las llama clase S, y son muy escasas. Pi1 Gruis es de este tipo. Se conjetura que siguen evolucionando y se convierten en estrellas de carbono, clase C, que tienen distintas moléculas de carbono detectables en sus espectros. Estas estrellas de carbono son súper rojas. La preciosa estrella Rubí, en la Cruz del Sur, muy fácil de observar, es de este tipo.

Estrellas rojas: volveremos sobre ellas.



La imagen de la superficie de Pi1 Gruis es del ESO/VLT/PIONIER.

La imagen de los gránulos solares es del Telescopio Daniel Inouye (NSF/NSO). Cada gránulo mide algunos cientos de kilómetros de diámetro.

La foto con la galaxia es mía.

El paper es: Paladini et al., Large granulation cells on the surface of the giant star π1 Gruis, Nature (2018). En ESO hay un preprint con otro nombre, pero es el mismo.

14/01/2023

Los cielos de Júpiter

«¿Es este cielo azul de porcelana?»
Conrado Nalé Roxlo, El grillo

Durante el más reciente perijove (el punto más cercano a Júpiter), el robot Juno hizo fantásticas imágenes de la nubosa superficie del gigante. Las imágenes de JunoCam no son fáciles de procesar, pero los "aficionados" de unmannedspaceflight lo hacen con maestría. Uno de ellos es Björn Jónsson, quien mostró esta imagen:

Es una típica región tormentosa del hemisferio norte de Júpiter, con turbulentos topes de nubes, cruzados por uno de los belts (beigecito). Para destacar las volutas gaseosas Jónsson procesó exageradamente la imagen, pero posteó también una en "colores verdaderos", cercana a lo que veríamos con nuestros ojos si volásemos a bordo de Juno:

En esta imagen, hacia el horizonte, podemos ver un color atmosférico familiar: el azul de los cielos de la Tierra. Jónsson hizo un recorte para destacarlo:

Guau. ¡Podría perfectamente ser una foto desde la órbita terrestre! No sólo se ve el tono azulado del cielo sobre las nubes, sino que en el horizonte se ve una línea bien azul de la atmósfera superior, libre de nubes, vista de lado. Parecía un efecto artificial del procesamiento, o de alineación de los filtros, pero no. Otro mago de unmannedspaceflight, Kevin M. Gill, hizo su propia versión para asegurarse y observó lo mismo:

¿Cómo es esto? ¿Acaso no es nuestro planeta el proverbial pale blue dot? En realidad, casi cualquier atmósfera es azul: el efecto se debe a que el color más dispersado es el azul. Se llama dispersión de Rayleigh, y es lo que hace la luz en un medio donde las partículas dispersoras son mucho más pequeñas que las longitudes de onda de la luz que las atraviesa. Esto ocurre con las moléculas diatómicas de la atmósfera terrestre, y también con casi cualquier otra molécula razonablemente pequeña, incluso los hidrocarburos ligeros de la atmósfera joviana. Los otros colores que vemos en la Tierra o en otros planetas se deben a gotitas condensadas o polvo que dispersan (y reflejan) la luz de otra manera: blanco de agua o amoníaco, naranja de metano o de polvo marciano, etc. Cuando New Horizons sobrevoló Plutón nos mandó esta silueta, en la que vemos la azul atmósfera del mundito helado:

Y Cassini nos mostró que sobre la bruma anaranjada de Titán también hay cielos azules:

Kevin M. Gill hizo esta semana un simulacro notable, mostrando cómo se vería el tope de las nubes de Júpiter desde una órbita baja, simulando el relieve a partir de los tonos:

¿Y si estuviéramos más abajo, en un sobrevuelo rasante? Hace algunos años, durante un vuelo a Buenos Aires en medio de gigantescas tormentas doradas por el cielo del atardecer, me imaginé volando sobre Júpiter. Hice un par de composiciones de las fotos que tomé ese día con una de las lunas galileanas, y hoy es el día ideal para compartirlas. Sirven de fondo de pantalla, una vertical y otra horizontal. Se las dejo de regalo.




Las imágenes son de NASA, Juno, B Jonsson, KM Gill, New Horizons, Cassini, Galileo, G Abramson. De cada quien, la suya.

07/01/2023

¡Feliz(zces) Año(s) Nuevo(s)!

El 4 de enero, a las 13:17 hora argentina, comenzó un nuevo año. Un nuevo año anomalístico. ¡Feliz año anomalístico nuevo!

El año anomalístico es mi favorito de todos los años de la Tierra, sobre todo porque me encanta el nombre. Se llama así porque, en mecánica orbital, se llama anomalía (andá a saber por qué) al ángulo entre el objeto en órbita y su periapsis. En este caso el perihelio, que es el punto de máximo acercamiento al Sol en la órbita elíptica de la Tierra (en la figura el óvalo está muy exagerado para que se note mejor). Esto también me gusta: que empieza en un punto particular de la órbita, cosa que no ocurre el 1 de enero. El año anomalístico, entonces, es el tiempo que transcurre de un perihelio al siguiente. Dura 365.259636 días, 5 cienmilésimos más que el año calendario promedio.

El año que festejamos el fin de semana pasado, en cambio, es el de los almanaques: el año civil o año calendario, de 365 o 366 días. Es el único que dura una cantidad entera de días, porque a la órbita de la Tierra no le importa cuánto dura un día, y es el que rige los aniversarios de todo tipo. En nuestro calendario actual, el gregoriano, la duración promedio del año civil a lo largo de los siglos se puede calcular fácilmente teniendo en cuenta los bisiestos cada 4 años, excepto los años múltiplos de 100 (1900 no fue bisiesto), salvo cuando son también múltiplos de 400 (2000 sí fue bisiesto): 365 + 1/4 - 1/100 + 1/400 = 365.2425 días.

El calendario gregoriano pretende aproximar el año trópico, medido de equinoccio de marzo a equinoccio de marzo, que dura 365.24219 días. La diferencia es de menos de una parte por millón, lo cual habla muy bien de Clavius y los astrónomos del siglo XVI que diseñaron la reforma del calendario juliano, que era  de 365.25 días. Cuando terminan los 366 días de un año bisiesto hemos dado un poquito más de una vuelta alrededor del Sol.

El año sideral, en cambio, es el tiempo que tarda la Tierra en completar una órbita, medido con respecto a un sistema de referencia fijo, tal como las estrellas lejanas. Actualmente dura 365.256363004 días. Bueno, eso duró en el año 2000, que se usa como referencia. Es distinto del año trópico debido a la precesión de los equinoccios, un fenómeno que se conoce desde hace miles de años. Y es distinto del año anomalístico debido a la precesión del perihelio. Un lío, sí. ¿Se creían que un año es un año es un año?

Y tenemos también el año dracónico, que se mide entre dos pasos sucesivos del Sol por la línea formada por la intersección de la órbita de la Luna con la de la Tierra. También se lo llama eclíptico, porque sólo en esa línea se producen los eclipses. Y el año lunar, que dura exactamente 12 ciclos lunares (unos 354.37 días), y que es la base de muchos calendarios antiguos y el islámico moderno. Y el año sótico o canicular, medido con respecto a Sirio, usado por los antiguos egipcios. Y el año de Gauss, y el de Bessel...

La ciencia: 26 siglos complicándolo todo.