09/11/2024

Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre las constelaciones

Hoy les traigo algunas curiosidades sobre las constelaciones, que quizás no conocían.

1. Existen 88 constelaciones en el cielo moderno. Cada una es una porción de cielo, no una figura de rayitas conectando estrellas (como se las suele representar). Los 88 sectores son irregulares pero cubren completamente el cielo, sin dejar ningún hueco.

2. Estas constelaciones modernas fueron establecidas en la década de 1920 por el astrónomo belga Eugene Delporte, por encargo de la Unión Astronómica Internacional. Delporte se basó en los límites usados por el director del Observatorio de Córdoba, Benjamin Gould, en su Uranometria Argentina.

3. La más pequeña de las constelaciones es la Cruz del Sur, una de las pocas que casi todo el mundo (del hemisferio austral) sabe encontrar en el cielo. Cubre apenas 68 grados cuadrados, el 0.1% del total de la bóveda celeste. Pero en su rinconcito del cielo alberga 5 estrellas brillantes, de magnitud mayor que 3. Su nombre oficial, en latín, es Crux.

4. La mayor de las constelaciones es Hydra, con 1303 grados cuadrados (el 2% del cielo). Es mucho menos conocida que Crux, y a pesar de su tamaño (20 veces mayor que Crux), tiene apenas 2 estrellas de magnitud mayor que 3. Lo que sí tiene, es una buenísima historia mitológica, que ya contamos.

5. Existe una constelación partida en dos: Serpens, la Serpiente. Se la encuentra a uno y otro lado de Ophiuco, el Encantador de Serpientes. De un lado está la cola, Serpens Cauda, y del otro la cabeza, Serpens Caput, que en un mapa del cielo que supe tener ¡estaba traducida como "serpiente muerta"!

6. La constelación con mayor cantidad de estrellas visibles a simple vista es Cygnus, con 290 estrellas. Equuleus es la que menos tiene, con apenas 15. (Revisé el Bright Star Catalogue 5th ed., que contiene las 9096 estrellas que generalmente se consideran visibles a simple vista en condiciones óptimas.)

7. Las constelaciones del hemisferio norte las hemos heredado de la Grecia antigua (o incluso de Babilonia) por vía del atlas de Ptolomeo. Por eso tienen nombres de personajes de sus mitologías: Hércules, Orión, Andrómeda, Perseo, Pegaso...

8. Las constelaciones del hemisferio sur fueron identificadas a partir de los viajes de descubrimiento y por astrónomos modernos, que usaron nombres de su interés: la Cruz, el Telescopio, el Microscopio, la Bomba de Vacío, el Sextante, la Brújula, el Indio, el Tucán... Por supuesto, los pueblos que vivían en regiones australes ya conocían esas estrellas, y tenían sus propias constelaciones.

9. Hay 37 constelaciones que representan animales (la Jirafa, el Escorpión, la Ballena, el Ave del Paraíso, el Águila...), entre los cuales hay 4 perros y ningún gato (pero hubo uno, vean el mapa de Hydra que puse arriba). Seres humanos hay 13 (el Aguatero, el Boyero, el Cochero, la Virgen...), mientras que 4 son seres mitológicos (2 son centauros: Centaurus y Sagittarius). Dos son accidentes geográficos: el río Eridanus y el cerro Mensa. Las restantes 29 son objetos (la Lira, la Balanza, el Compás, la Copa...), de los cuales cinco son objetos del mundo real: Sextans, Scutum, Reticulum, Coma y Mensa.

10. Hay constelaciones obsoletas: las inventaron cartógrafos celestes del pasado, pero Delporte las canceló. La más notable es Argo Navis, una constelación enorme que representaba un barco, y que fue dividida en Carina (la Proa o Quilla), Puppis (la Popa) y Vela (las Velas, plural, por eso el genitivo es Velorum y no Velae). Pero hay muchas más, desde una tortuga hasta una imprenta, pasando por el gato que mencioné en el punto 9.

11. Las estrellas se mueven, muy despacito, en el cielo. Así que dentro de decenas de miles de años las formas que reconocemos hoy en día no existirán más. Así se ve la Osa Mayor a través de los milenios:

12. El universo tiene una tercera dimensión que no alcanzamos a apreciar con nuestros ojos. Así que las estrellas que vemos cercanas en el cielo generalmente no están cerca entre sí. ¿Reconocerían a Orión de costado?



Bonus: Estas son todas las constelaciones, con su nombre latino oficial, una traducción o descripción, y clasificadas por el tipo de objeto que representan. Muchos de los animales y seres humanos son protagonistas de mitos, pero separé los que son seres mitológicos puros.

Animales Apus Ave del Paraíso (literalmante, "sin pies"; ¿a quién se le ocurrió?)

Aquila Águila, la de Zeus/Júpiter

Aries Carnero

Camelopardus Jirafa (cruza de camello y leopardo, nótese bien)

Cancer Cangrejo

Canes Venatici Perros de caza o lebreles (Asterión y Chara, los perros del Boyero)

Canis Major Can mayor (a veces identificado como perro de Orión)

Canis Minor Can menor (también, a veces identificado como perro de Orión)

Cetus Ballena

Chamaeleon Camaleón

Columba Paloma

Corvus Cuervo

Cygnus Cisne

Delphinus Delfín

Dorado Pez dorado (¿cuál será? ¿el carasius o el del Paraná?)

Equuleus Caballito o potrillo

Grus Grulla

Hydra Hidra (o serpiente marina)

Hydrus Hidra macho

Lacerta Lagartija

Leo León

Leo Minor Leoncito

Lepus Liebre

Lupus Lobo

Lynx Lince

Musca Mosca (sí, hay una mosca)

Pavo Pavo real

Pisces Peces (dos, los del mito)

Piscis Austrinus Pez austral

Scorpius Escorpión, némesis de Orión

Serpens Serpiente

Taurus Toro

Tucana Tucán

Ursa Major Osa mayor

Ursa Minor Osa menor

Volans Pez volador

Vulpecula Zorrita
Seres mitológicos
Capricornus Carnero acuático (híbrido de cabra y pez)

Centaurus Centauro (tal vez Quirón, el tutor de Hércules)

Draco Dragón (tal vez el guardián de las manzanas doradas de las Hespéridas, muerto por Hércules)

Monoceros Unicornio

Pegasus Pegaso (el caballo alado)

Phoenix Ave Fénix

Sagittarius Centauro arquero (no como Dibu, sino con el arma que lanza flechas)
Humanos Andromeda Princesa de Etiopía, hija de Cefeo y Casiopea

Aquarius Aguatero (quizás Ganímedes, el mozo del Olimpo)

Auriga Cochero; chofer diríamos hoy

Bootes Boyero (una ocupación hoy en desuso, equivalente a un camionero, fletero, tractorista, algo así)

Cassiopeia Casiopea, Reina de Etiopía

Cepheus Cefeo, Rey de Etiopía

Gemini Gemelos (Castor y Pollux, hijos de Leda, hermanos de Helena de Troya)

Hercules Hércules

Indus Indio (aborigen americano)

Ophiuchus Cazador de serpientes (Esculapio, el inventor de la medicina)

Orion Orión, el cazador

Perseus
Perseo, héroe que salvó a Andrómeda

Virgo Virgen (la diosa Ceres o Démeter, no la cristiana)
Accidentes geográficos
Eridanus Río Erídano (tal vez el Po)

Mensa El Cerro Mesa (en Sudáfrica, cerca de Ciudad del Cabo; objeto real)
Objetos Antlia Bomba de vacío

Ara Altar

Caelum Cincel

Carina Proa o quilla del barco de los argonautas

Circinus Compás (de dibujo)

Coma La cabellera de la Reina Berenice de Egipto (objeto real)

Corona Australis Corona austral

Corona Borealis Corona boreal

Crater Copa

Crux Cruz del Sur (el símbolo cristiano)

Fornax Horno (de laboratorio químico)

Horologium Reloj

Libra Balanza

Lyra Lira (el instrumento musical, no la moneda)

Microscopium Microscopio

Norma Regla (de dibujo)

Octans Octante

Pictor Caballete de pintura

Puppis Popa del barco de los argonautas

Pyxis Brújula del barco de los argonautas

Reticulum Retículo (del ocular del telescopio de Nicolas de Lacaille; objeto real)

Sagitta Flecha

Sculptor Taller del escultor

Scutum El escudo de armas del Rey Juan III Sobiesky de Polonia (objeto real)

Sextans El Sextante de Johannes Hevelius (que se incendió; objeto real)

Telescopium Telescopio

Triangulum Triángulo (la letra griega Delta mayúscula)

Triangulum Australe Triángulo austral (un nivel de agrimensor)

Vela Velas del barco de los argonautas

Las tapas de la Uranometría Argentina las tomé del excelente sitio Historia de la Astronomía, de Santiago Paolantonio.

02/11/2024

La altura de la Tierra

«Levantaron un mapa del Imperio, que tenía el tamaño
del Imperio y coincidía puntualmente con él.»

Jorge Luis Borges, Del rigor en la ciencia

La Tierra es redonda, ya sabemos. Pero no es esférica. Ya Newton observó que un cuerpo gravitante y en rotación tenía que tener una forma de elipsoide, aplastado en la dirección del eje y abultado en el Ecuador. Pero la física es una ciencia empírica, así que había que medirlo. En el siglo XVIII un matemático francés, Pierre de Maupertuis (uno de los defensores del newtonismo fuera de Inglaterra), organizó un viaje a las regiones boreales para medir un arco de meridiano y sacarse las dudas. Resultó un aplastamiento de una parte en 300, tal como había predicho Newton.

Pero la Tierra tampoco es un elipsoide, del mismo modo que un zapallito no lo es. Tiene irregularidades, principalmente debido a que no es homogénea. La forma que se aparta del elipsoide, pero que de todos modos ignora la topografía, se llama geoide. Es la superficie que tendría el planeta si estuviera cubierto por un océano global. 

El elipsoide de Maupertuis fue sucesivamente refinado, pero el geoide fue más difícil de medir, hasta que se hizo necesario al principio de la Era Espacial. Se estableció un estándar internacional llamado World Geodetic System, WGS, cuya primera versión fue la WGS-60 de 1960. También éste se fue actualizando, siendo el actual el WGS-84 de la década de 1980, al nacer el posicionamiento satelital GPS. El estándar define tanto un elipsoide como un geoide de referencia, que sirven para dar coordenadas razonables en la superficie de la Tierra. 

Pero los requerimientos de precisión siguieron aumentando, y se proyectó una misión del Transbordador Espacial para medir la irregularidad que faltaba: la topografía, desde las depresiones y los bajos hasta la cima de las montañas, pasando por los llanos, las colinas y las mesetas. Se llamó Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), y voló a bordo del Endeavour durante 11 días en febrero de 2000. El transbordador llevaba dos antenas de radar, una en la bahía de carga y la otra en el extremo de un mástil de 60 m de largo. Entre las dos funcionaban como un sistema de interferometría, midiendo desde 250 km de altura el relieve de la Tierra debajo. Se usó una órbita polar para cubrir casi todo el planeta, entre los 56° S y los 60° N, con precisión de 1 segundo de arco en la superficie (30 metros) y 10 metros en altura. Los datos de máxima resolución estuvieron inicialmente reservados, y se redujeron a 90 m para uso público; pero desde 2014 están disponibles los de alta resolución para todo el mundo. Sólo hay que descargarlos del USGS y saber usarlos. Con ellos hicimos las texturas para la Tierra en Celestia hace muchos años, y hoy en día los usa todo el mundo sin darse cuenta, para navegar usando el celu. 

La antenas de radar pesaban 500 kg, y aunque estaban en órbita, eran 500 kilos de inercia en la punta de un mástil flexible. El sistema tendía a oscilar, produciendo un movimiento imperceptible a simple vista, pero que se convertiría en un error de 300 m en las mediciones, algo inaceptable para la precisión buscada. Para contrarrestar la oscilación, la antena lejana tenía unos propulsores de gas, que funcionó un par de días, y después parece que se congeló. Entonces los astronautas Kevin Kregel y Dominic Gorie implementaron una maniobra usando los propulsores del shuttle, sacudiendo el mástil como si fuera una caña de pescar, con una intensidad y timing justos para amortiguar las oscilaciones. Corrían el riesgo de usar demasiado propulsor y verse obligados a acortar la misión, pero lograron hacerlo tan eficientemente que pudieron terminar las mediciones. En esta foto, Kregel es el de la izquierda (el otro es el astronauta alemán Gerhard Thiele).

¿Qué nos depara el futuro? Obviamente, en 30 metros horizontales la topografía puede cambiar bastante. No en la pampa, pero sí en la cordillera. ¿Habrá mapas de mayor resolución que el SRTM? Claro que sí: un sistema alemán, TanDEM-X, está rehaciendo las mediciones de radar de apertura sintética. Pero son dos satélites, cada uno con su antena, para lograr una precisión sin precedentes, de 12 m en horizontal y 2 m en elevación. No sé el estado de avance del proyecto, pero en el sitio de la empresa encontré este lindo mapa del glaciar Uppsala en la Patagonia austral. 

Tampoco sé si estará disponible libremente, pero seguro que empezaremos a usarlo casi sin darnos cuenta. Mientras tanto, cada año decenas de miles de trabajos científicos siguen valiéndose de los extraordinarios mapas del SRTM, un cuarto de siglo después de la "excursión de pesca" de Kregel y Gorie, sus compañeros de vuelo Mohri, Thiele, Voss y Kavandi.  



La imagen del geoide tiene la escala de alturas exagerada 10 mil veces (si no, se vería como una esfera). Es del International Centre for Global Earth Models (CC BY, en Wikipedia).