Todos los metros el metro

Se me pasó este aniversario redondo, pero vamos a recordarlo antes de que termine el año. El 20 de mayo de 2025 se cumplieron 150 años de la Convención del Metro. ¡Que los cumplas feliz, metro querido!

La Convención del Metro creó la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, con el propósito de ayudar a establecer estándares internacionales de medición, principalmente para facilitar el comercio internacional en una época en que ya se perfilaba la "globalización". La conferencia se celebró en París y fue firmada por 17 naciones: Alemania, Argentina, Austria-Hungría, Bélgica, Brasil, Dinamarca, España, Estados Unidos, Francia, el Imperio Otomano, Italia, Perú, Portugal, Rusia, Suecia y Noruega, Suiza, y Venezuela. El representante argentino fue el Dr. Mariano Balcarce, yerno de San Martín. Nótese la participación de Estados Unidos, un país donde, 150 años después, el uso del metro está muy limitado.

El metro no se inventó de la nada. Como ya contamos, el hecho aparentemente casual de que pi al cuadrado sea casi exactamente la aceleración de la gravedad en metros por segundo al cuadrado (pi² = 9.8... y g = 9.8... m/s^{2) está relacionado con su origen. En el siglo XVII, cuando se inventó el reloj de péndulo, los físicos observaron que un péndulo de unas 39 pulgadas batía cada segundo. El segundo (una fracción del día) era una unidad natural para medir el tiempo, y se la abrazó de manera uniforme en todos los países. Pero la unidad de longitud siempre fue un problema, porque en cada ciudad, con suerte en cada reino, se definía la propia, basada en alguna parte del cuerpo de algún señor poderoso. El péndulo del segundo, como se lo llamó, era una oportunidad ideal para definir una unidad de longitudes universal. Uno de los científicos que estudió la dinámica del péndulo del segundo fue el italiano Tito Livio Buratini, que sugirió formalmente su adopción, e inventó la palabra metro.} 

Muchas sociedades científicas apoyaron la idea, pero no se llegó a un consenso, especialmente porque se descubrió que la Tierra está achatada en los polos, de manera que la aceleración de la gravedad depende del sitio, lo cual dificultaba el uso universal del péndulo del segundo. Pasaron cien años y llegó la Revolución Francesa, decidida a acabar con el orden antiguo para bien de la humanidad, lo cual incluía la definición de un metro que pudieran ofrecer "para todos los hombres y todos los tiempos". Ya que la Tierra conspiraba en contra del uso del péndulo, usarían la Tierra misma. Se le encargó a los astrónomos Jean-Baptiste Delambre y Pierre Méchain medir un arco de meridiano de París, desde Dunquerque hasta Barcelona (no fue fácil, fue justo cuando se desató el Terror). Se extrapoló el resultado a meridiano entero, y se definió el metro como la diezmillonésima parte de un cuarto del meridiano de París.

Por supuesto, esta definición tampoco servía para universalizar la unidad. ¡Cada país quiso usar su propio meridiano! (Poco después se midió el de Greenwich, que hoy usamos para establecer el cero de las longitudes.) Pero el metro había ido ganando apoyo durante el siglo XIX, así que hacia 1870 se decidió usar un patrón. Se formó un comité permanente en París, que fue presidido por un militar y geodesta español, con el improbable nombre de Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero. Perfeccionaron la técnica al límite de las posibilidades de la época, y construyeron un patrón en forma de un lingote de 90% platino, 10% iridio, con perfil en X, y con dos marquitas en la cara superior. Con el empuje del General Ibáñez e Ibáñez de Ibero se organizó la Convención de 1875, donde se estableció el metro patrón como unidad fundamental para medir longitudes. Fue el comienzo de lo que hoy llamamos Sistema Internacional de unidades.

La definición del metro en base a un patrón tampoco es universal. Cada país tenía que ir a París para hacer una copia, lo más exacta posible, y llevársela a sus oficinas nacionales, donde se hacían copias sucesivas. Mientras los requerimientos de precisión lo permitieron, esto fue lo que se hizo. Hubo incluso Premios Nobel otorgados por el desarrollo de técnicas que permitieran la comparación de los patrones. Finalmente, en 1960, se abandonó el patrón basado en un artefacto, y se lo cambió por algo que parece más complicado, pero que es mucho más fácil de implementar en cualquier laboratorio de física, y da el mismo resultado en cualquier parte del mundo, sin necesidad de fabricar copias. Se estableció que el metro era la longitud de 1 650 763.73 longitudes de onda de la radición que emite, en vacío, la transición electrónica entre los niveles 2p₁₀ y 5d₅ del átomo de kriptón-86.

Pobrecito el kriptón, el desarrollo del láser en esos años reveló que esa línea espectral no permitía satisfacer los requisitos de precisión de la nueva era. Al kriptón le pusieron kriptonita verde, y los metrólogos empezaron a buscar alternativas. La electrónica era ya suficientemente rápida como para medir con precisión frecuencias en el rango de los terahertz, que corresponden a las microondas, con longitudes de onda de centímetros, fácilmente medibles. Surgió entonces la idea de volver a los orígenes, y definir el metro combinando una longitud con un tiempo. Pero hay una combinación de longitud y tiempo más natural que la construcción de un péndulo: la velocidad, longitud dividido tiempo. Y hay una velocidad realmente universal: la velocidad de la luz en el vacío. Así que en 1975 se estableció que la velocidad de la luz es exactamente  299 792 458 metros por segundo, lo cual define el metro (dado el segundo, como Francia): el metro pasó a ser la distancia que recorre la luz en el vacío en 1 / 299 792 458 segundos. Tomá mate. Yo me enteré recién once años después, cuando ingresé al Balseiro. Recuerdo haber ido a buscar los papers, para asegurarme de que no me estaban bolaceando (no había google, obvio).

La definición del segundo siguió atada a un artefacto (la Tierra) hasta 1967, cuando se lo redefinió también en términos de una línea espectral, en este caso del cesio-133. Así que la definición del metro actualmente no está atada a ningún artefacto. En la Convención del Metro se estableció también el patrón del kilogramo como unidad de masa, usando un bloquecito de platino-iridio que guardaron bajo siete llaves (bueno, bajo tres campanas de vidrio). Esta convención duró mucho más tiempo que la del metro, aunque estaba plagada de las mismas dificultades de universalidad. Se la cambió recién en 2019, cuando se definieron de manera exacta otras constantes universales. Entre ellas, la constante de Planck, que junto con la velocidad de la luz y la línea espectral del cesio, permite definir el kilo independientemente de cualquier artefacto. 

¡Feliz cumpleaños, viejo metro! 

Encuentro cercano

Cuando se descubrió que las galaxias estaban alejándose de nosotros, había excepciones. La más notable era nada menos que M31, la galaxia de Andrómeda, cuyas líneas espectrales no se muestran corridas hacia el rojo, sino hacia el azul, delatando que está acercándose. Durante muchísimo tiempo se sospechó que, en algún futuro lejano, terminaría chocando con la Vía Láctea, produciendo un descomunal evento de creación de nuevas estrellas, como vemos en colisiones similares. Recién en 2013, usando varios años de observaciones con el Telescopio Espacial Hubble, se pudo determinar con suficiente precisión el movimiento, y resultó que efectivamente M31 está en curso de colisión, apuntando directamente hacia el centro de la Vía Láctea. Los autores lo dicen en el abstract de su artículo, usando itálicas para destacarlo del resto del texto (lo cual es una rareza):

«Hence, the velocity vector of M31 is statistically consistent with a radial (head-on collision) orbit toward the Milky Way.»

(Por lo tanto, el vector velocidad de M31 es estadísticamente consistente con una órbita radial (de colisión frontal) hacia la Vía Láctea.) 

A la pucha, qué miedito. Por suerte es algo que no va a pasar hasta dentro de 4 mil millones de años. O no iba a pasar. Porque un nuevo trabajo afirma que la predicción de una colisión era prematura, y que las dos galaxias no van a chocar. ¿Entonces?

Es un problema complicado, naturalmente. No sólo participan las dos galaxias, que son sistemas formados por muchísimos cuerpos individuales, sino el resto de las galaxias del Grupo Local: las satélites y la otra galaxia grande, M33. En el trabajo de 2013, los autores tuvieron en cuenta el movimiento de las satélites de M31, pero no las de la Vía Láctea. Los autores del nuevo trabajo tienen en cuenta los nuevos datos de posiciones y movimientos estelares de Gaia DR3 y adicionalmente, nuestras satélites y M33. La conclusión es interesante: como la Nube Mayor de Magallanes tiene una órbita casi perpendicular a la trayectoria de aproximación de M31, y como es una galaxia grandecita, el tironeo "de costado" que le produce a la Vía Láctea es suficiente para evitar la colisión. M33 también juega un rol, pero menor. Estamos salvados.

¿Estamos salvados? Aunque no se produzca la colisión, la aproximación será muy cercana (¿el periapsis de dos galaxias se llamará "perigalácticon"?). Como se ve en la figura de arriba (derecha), esto ocurrirá incluso más tarde que lo que se pensaba, allá por los 6 mil millones de años (aunque algunos escenarios lo siguen dando a 4000 millones). Es seguro que ambas galaxias resultarán distorsionadas por el encuentro cercano, y que las fuerzas de marea producirán "colas" alejándose del disco actual. Luego habrá más aproximaciones sucesivas, como en una órbita, pero afirman que no habrá colisión en los próximos 10 mil millones de años (con una certeza del 50%, que no es mucho, ¿no?) ¿A dónde irá a parar el Sol? Andá a saber. En el paper de 2013, la simulación mostraba que lo más probable es que terminemos más lejos del centro que ahora (la distancia actual es la línea roja):

 Pero lo interesante sería terminar lejos del disco, para tener una mejor vista, ¿no?

 

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Son tres papers los de 2013, todos de libre acceso:

Soh et al., THE M31 VELOCITY VECTOR. I. HUBBLE SPACE TELESCOPE PROPER-MOTION MEASUREMENTS, ApJ (doi:10.1088/0004-637X/753/1/7).

Van der Marel et al., THE M31 VELOCITY VECTOR. II. RADIAL ORBIT TOWARD THE MILKY WAY AND IMPLIED LOCAL GROUP MASS, ApJ (doi:10.1088/0004-637X/753/1/8).

Van der Marel et al., THE M31 VELOCITY VECTOR. III. FUTURE MILKY WAY M31–M33 ORBITAL EVOLUTION, MERGING, AND FATE OF THE SUN, ApJ (doi:10.1088/0004-637X/753/1/9).

El nuevo es: Sawalla et al., No certainty of a Milky Way–Andromeda collision, Nature Astronomy (doi:10.1038/s41550-025-02563-1) 

Nuevo cometa interestelar

Por tercera vez en la historia hemos detectado, en el sistema solar, un visitante interestelar. El primero fue el extraño objeto 'Oumuamua, descubierto en 2017, cuando ya estaba alejándose. El segundo fue el cometa Borisov, en 2019. Y ahora, un sistema automático llamado ATLAS, creado para detectar objetos peligrosos, ha descubierto el tercero, que ha recibido el nombre 3I/ATLAS (tres-i, no 31). También es un cometa, con una coma y una pequeña cola, aunque todavía está más allá de la órbita de Marte. ¿Cómo sabemos que estos objetos son interestelares? ¿Realmente vienen de otras estrellas? Las observaciones telescópicas permiten calcular sus órbitas, con una técnica inventada por Gauss hace más de 200 años. Miren las de los tres interestelares (la roja es la de ATLAS):

Hace siglos, Kepler descubrió que las órbitas de los planetas tienen forma de elipse. Cien años más tarde, Newton explicó por qué, y mostró que, además, las órbitas de los cometas tienen forma de parábola (en algunos casos, de elipse muy estirada). Pero además, las leyes que descubrió Newton permitían la existencia de órbitas en forma de hipérbola. Las hipérbolas son parecidas a las parábolas, pero mucho más abiertas. Tiene esa forma que se ve en la figura: son como dos líneas rectas unidas por un arquito. Esas rectas se pierden en el infinito. Así que son las trayectorias que siguen los objetos que vienen de más allá del dominio gravitacional del Sol: atraviesan la inmensidad del espacio interestelar, acercándose a una estrella cada muerte de obispo. 

ATLAS fue descubierto cuando todavía se está acercando. Tendrá su máxima aproximación al Sol a fines de octubre, entre la órbita de la Tierra y la de Marte, cuando se encontrará en el vértice de esa curva tan estirada (el perihelio), para luego alejarse de nuevo hacia el infinito. 

En la trayectoria de entrada tendrá una aproximación cercana con el planeta Marte, en el perihelio pasará a poco más de media unidad astronómica de Venus, y en la salida pasará muy cerca de Júpiter. Ninguno de los tres encuentros, de todos modos, afectará significativamente su órbita. Lástima, porque si quedara "capturado" podríamos ir a visitarlo. En su órbita actual, se está moviendo tan rápido que no hay chance de interceptarlo. Para colmo, cuando esté en el perihelio y su cola cometaria sea máxima, reflejando más luz solar, la Tierra se encontrará del otro lado del Sol. Las mejores observaciones ocurrirán un poco después, hacia fin de año, seguramente. 

A diferencia de sus predecesores, la trayectoria de 3I/ATLAS está apenas inclinada con respecto al plano de las órbitas de los planetas:

Si uno enviara una nave interestelar a explorar otro sistema solar, esa trayectoria sería la mejor, porque permite visitar de cerca varios planetas. De hecho, ATLAS parece, además, ajustado para pasar muy cerca de uno de los planetas gigantes y uno de los rocosos, y encima para que el único planeta habitado esté del otro lado de la estrella, como para evitar un contacto cercano. Estas caracterísiticas (entre algunas otras) lo llevaron a Avi Loeb (un profesor de Harvard notorio por sus afirmaciones controversiales) a sugerir que 3I/ATLAS podría ser una nave alienígena que viene a explorarnos. Un disparate, pero quién te dice, sería lindo que en noviembre lo veamos prender los cohetes y frenar, ¿no?

¿De dónde viene ATLAS? En base a lo que sabemos del movimiento de las estrellas en la galaxia (principalmente gracias a Gaia), parece que viene del disco grueso, que es donde viven estrellas más viejas que las del disco delgado, donde estamos nosotros. Así que este cometa es seguramente muy antiguo, más antiguo que el Sol, la Tierra y todo el sistema solar. La siguiente figura muestra las probables trayectorias del Sol (en amarillo) y de ATLAS (en rojo), a lo largo de algunos cientos de millones de años:

Es importante señalar que esas órbitas son conjeturales, no están medidas y hay que tomarlas con pinzas. Pero son razonables. Fíjense que la del cometa ya no es un hipérbola: es una hipérbola su movimiento con respecto al Sol, pero en la galaxia sigue una trayectoria enroscada, como todas las estrellas, cúmulos y nebulosas. Aquí, vistas de costado, se ve cómo la del cometa interestelar se extiende más hacia arriba y hacia abajo del plano de la Vía Láctea, que la del Sol:

Después de la aparición inesperada de 1I/'Oumuamua los astrónomos se interesaron por estos objetos, y han calculado que todo el tiempo debe haber una gran cantidad dentro del sistema solar. En los próximos años los grandes surveys descubrirán muchos de ellos. Especialmente el nuevo telescopio Rubin, que vio a 3I/ATLAS antes que ATLAS, cuando todavía estaba haciendo observaciones de prueba y nadie se dio cuenta. La Agencia Espacial Europea tiene planes de construir un robot interplanetario para interceptar alguno de ellos, y tenerlo estacionado en el espacio profundo, hibernando hasta que llegue el momento de activarlo. Todavía es un sueño, pero ojalá lo hagan, sería fantástico poder analizar algún visitante de otra estrella. De hecho, es también posible que algunos de los que vinieron en el pasado hayan sido capturados y estén en órbita solar. Claro, habría que identificarlos. Hay candidatos, pero nada definitivo por ahora. 

 

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Las primeras imágenes las hice con Celestia. Las otras son de una nota de prensa del paper en la Royal Astronomical Society:  Hopkins et al., From a Different Star: 3I/ATLAS in the context of the Otautahi-Oxford interstellar object population model, arxiv.org/abs/2507.05318v1.

León Primero

No es el Emperador Flavio Valerio León, primero de su nombre en el Imperio Romano de Oriente, ni tampoco su contemporáneo el Papa León I, primero del nombre que adoptó Robert Prevost. Es una galaxia. Cuando decimos "galaxia", ¿qué nos imaginamos? Un vasto sistema de estrellas, centenares de miles de millones de soles, cúmulos de estrellas recién nacidas brillando furiosamente en azul, nubes de hidrógeno fluorescente... Tal vez un monstruoso agujero negro central escupiendo chorros de materia y energía a la velocidad de la luz. Las galaxias son inhumanamente gigantes, y a la vez inmensamente hermosas. Algo así, ¿no?

Pero hay galaxias minúsculas, que pasan realmente desapercibidas. En ocasión de la reciente conjunción cercana entre el planeta Marte y Regulus, la estrella más brillante de Leo, el aficionado italiano Gianlucca Masi hizo esta hermosa foto:

Me da una sana envidia, porque desde Bariloche no pude verla, y el contraste de colores del planeta rojo y la estrella azul (clase B) permitían prever una hermosa conjunción, y planeaba hacer fotos como las que una vez mostré aquí.

¿Pero no veníamos hablando de galaxias? Sí, y si se fijan con cuidado, entre el planeta y la estrella hay una nubecita. Pongo un recorte, rotado:

Es la galaxia Leo I (Leo-uno), una galaxia enana esferoidal (la categoría más pequeña de las elípticas), satélite lejana de la Vía Láctea. La proximidad con Regulus, que es una de las estrellas más brillantes del cielo, dificulta mucho su observación: fue descubierta fotográficamente recién en 1950, y sólo en 1990 alguien reportó su observación visual. Es lindo notar que el planeta se encontraba a algunos cientos de millones de kilómetros, la estrella a 280 años luz, y la galaxia a 800 mil años luz.

La masa de Leo I es de unas pocas decenas de millones de soles, y mide 2000 años luz de diámetro. No es mucho mayor que los cúmulos globulares más grandes. Curiosamente, un estudio muy completo y reciente, que analiza el movimiento de las estrellas centrales de la mini-galaxia, concluye que tiene un agujero negro central de 3 millones de masas solares. ¡Casi tan grande como el de la Vía Láctea, que es una galaxia grande! Pero Leo I es realmente minúscula; así se compararían si pudiéramos ver la Vía Láctea desde afuera:

Además, sus estrellas tienen muy pocos elementos pesados, apenas el 1% que el Sol. Es como si se hubiera quedado sin combustible y dejó de formar estrellas. ¿Cómo habrá sido la historia de esta galaxita? Tal vez, en el comienzo del universo, se formó el agujero negro gigante en una región donde quedó poca materia para formar estrellas. Tal vez, aguna vez, Leo I fue parte del algún sistema más grande, y la Vía Láctea le robó la mayor parte de las estrellas o del gas para formarlas. Por ahora es incierto, pero parece un objeto interesante, y relativamente cercano. Deben existir muchas Leos Uno en el universo, pero actualmente sólo podemos ver las que tenemos cerca.

El verdadero día de pi

En Estados Unidos se puso de moda celebrar el Día de Pi el 14 de marzo, porque ellos escriben las fechas al revés del resto del mundo, 3/14. Por supuesto, la celebración se extendió a otros países, de puro copiones. Pero 14/3 no tiene nada que ver con pi. Es mucho mejor hacerlo el 22 de julio, porque se escribe como corresponde: 22/7. Y como fracción, 22/7 = 3.142857... (periódico), que realmente es un valor cercano a pi = 3.1415926... Así que esta semana, celebremos el verdadero Día de Pi.

Ya hemos hablado sobre los decimales de pi, y sabemos que, a diferencia de 22/7, que tiene 6 decimales que se repiten, los decimales de pi no se repiten nunca. Vayan a leer esa nota y vuelvan, yo espero acá.

Más allá de que el desarrollo decimal de pi es infinito, ¿cuántos decimales de pi necesitamos realmente, en el mundo real? Sorprendentemente menos que los que imaginamos. Para la Biblia, pi vale 3. Es una aproximación medio grosera, pero a veces es suficiente. 22/7, la fecha de esta semana, es mucho mejor, ya que difiere de pi en menos de un 0.5%. En la escuela usábamos 3.1416, o incluso 3.14159, que tienen un error de menos de un milésimo por ciento. Los que seguimos carreras científicas, cuando aprendimos a programar, supimos que los números reales están representados, en la computadora, de manera aproximada. Y que cuando necesitábamos mucha precisión teníamos que usar lo que se llama "doble precisión", que nos asegura 16 decimales. Pi en doble precisión vale:

 pi = 3.14159265358979

¿Serán suficientes? Veamos.

Si calculamos la circunferencia de la Tierra usando pi en doble precisión, el error es de menos de 0.04 micrones. ¡Micrones! El error que produce la existencia del relieve terrestre, con montañas y valles, es mucho más. 

El error será mayor si queremos describir un círculo más grande. Por ejemplo, la órbita de la Tierra, si suponemos que es circular. Usando pi en doble precisión, el error en la longitud de la órbita es de un poquito menos de un milímetro. ¡Sigue siendo una buenísima aproximación! 

¿Qué pasará con un círculo del tamaño del sistema solar? Si queremos hacer viajes interplanetarios, por ejemplo, ¿podemos usar pi con doble precisión en los cálculos? En una circunferencia del tamaño de la órbita de Neptuno (unas 30 unidades astronómicas), el error es de unos 3 cm. No está mal. Vale decir, la NASA, para aterrizar una nave en un planeta, cosa que hacen con precisión de algunas decenas de metros, no necesita más que doble precisión.

Vayamos a un círculo más grande. Vayamos, directamente, al círculo más grande posible, con un radio de 46 mil millones de kilómetros, que es el radio del universo visible. Me da un error de menos de un milésimo de año luz. Son 3 mil millones de kilómetros, que parece mucho, pero es menos que el tamaño del sistema solar ¡en todo el universo!

 Feliz día de pi.

Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre el Big Bang

Continuando con la serie de Doce cosas, aquí les traigo la posta sobre el Big Bang. Por ahora tenemos: Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre el Sol, Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre las constelaciones, y la nueva de hoy. 

1. El Big Bang no es una explosión. La expresión fue inventada por un opositor a la teoría para referirse al estado inicial del universo de manera despectiva. Pero un nombre marketinero nunca muere, por más inexacto que sea. El Big Bang no es una explosión, es el estado denso y caliente del universo primitivo.

2. El Big Bang ocurrió en todos lados. Siempre se lo representa como una explosión ocurriendo ahí, en algún lugar del espacio, tal vez con la silueta de Neil deGrasse de espaldas a nosotros como testigo privilegiado. Pero el Big Bang no fue una explosión, y no ocurrió en un lugar del espacio. Todo el universo era denso y caliente, y se expandía rápidamente. Todo. El Big Bang ocurrió aquí, entre la tecla F y la tecla H de mi teclado, por ejemplo.

3. Tres físicos entran a un bar... Un cura belga, un aviador soviético y un señor del país anteriormente llamado Holanda, fueron los pioneros de la teoría, que nació incluso antes de que Edwin Hubble encontrara la primera evidencia de que el universo se estaba expandiendo. Explorando las consecuencias de la teoría de la relatividad de Einstein, el padre Georges Lemaître llegó a la conclusión de que el universo tenía que estar expandiéndose, y en una reunión mundial de astronomía lo convenció a Hubble de que usara su recientemente descubierta técnica de medir la distancia a las galaxias para explorarlo. Jugó también un rol fundamental Willem de Sitter, que en la Holanda neutral durante la Primera Guerra Mundial hizo de nexo entre los físicos alemanes y los aliados. Se escribía con Einstein mediante postales, ya que habían descubierto que la censura bélica no las revisaba como hacían con las cartas. De Sitter fue un defensor de la constante cosmológica como causante de la expansión, una idea similar a la de la inflación cósmica y la energía oscura. Por su parte, Alexander Friedmann encontró la ecuación de movimiento del universo, es decir la manera en que el universo se expande. La solución de la ecuación de Friedmann, para el caso de una métrica plana (la que favorecen las observaciones actuales), se llama universo de Einstein-de Sitter. Volviendo de su luna de miel, en una estación de tren, Friedmann compró una pera, la comió sin lavarla, y se murió.

4. Si el universo se estaba expandiendo, como sugería el descubrimiento de la recesión de las galaxias y describía la teoría general de la relatividad, en el pasado tenía que haber sido más chico. Y en el pasado lejano, muy chico, y caliente (el Big Bang). Un objeto caliente, brilla. Y el brillo emitido por ese universo caliente primigenio todavía debería estar entre nosotros. Otro físico soviético, George Gamow, predijo su existencia en los años 30's y calculó en qué región del espectro electromagnético debía estar. Esa radiación, en la frecuencia de las microondas, recién fue observada tres décadas después, en los 60's, por Arno Penzias y Robert Wilson. El descubrimiento de este fondo cósmico de microondas fue casual, mientras calibraban una antena para probar las primeras comunicaciones vía satélite. Tenían una "estática" que no lograban eliminar, ni siquiera después de rasquetear lo que llamaron "material dieléctrico blanco" que las palomas depositaban en el interior de la antena. Era tal como lo habían predicho 30 años antes. A veces las cosas llevan tiempo.

5. El tamaño del  universo. Uno suele imaginar que el universo era súper chiquito en ese estado denso y caliente original. En algún momento, efectivamente, fue muy chiquito. Pero en el momento en que los fotones del fondo cósmico de microondas empezaron su viaje, un evento que los astrónomos llaman recombinación, no era tan chiquito. Medía unos 40 millones de años luz de radio, como de acá al cúmulo de Virgo. No había estrellas ni galaxias, sólo una inmensa masa (10⁸³ átomos) de hidrógeno y helio a unos 3000 grados, llenando todo el universo de manera pareja y uniforme. Esto fue cuando el universo tenía 380 mil años.

6. Antes sí, fue mucho más chiquito y más caliente. En algún momento la temperatura fue la adecuada para que ocurrieran reacciones nucleares, como en el centro de las estrellas. El mismo George Gamow, junto con su alumno Ralph Alpher, en la década del 40 calcularon la física nuclear en ese estado, y encontraron que cuando el universo tenía 3 minutos de edad se formaron los núcleos de los átomos primordiales: hidrógeno en un 75%, 25% de helio, y muy poquito deuterio, helio-3 y litio. Gamow, que era muy chistoso, incluyó entre los autores a Hans Bethe, sin decirle nada, para que la lista de autores fuera Alpher, Bethe, Gamow, que suenan como las primeras letras del alfabeto griego. El trabajo, publicado en 1948, quedó inmortalizado como el paper alfa-beta-gamma. 

7. ¿Quién mide la edad del universo? ¿Hay algún reloj cósmico donde se pueda leer el número? No. La edad del universo no se mide, se calcula, usando una teoría matemática que incorpora todo lo que sabemos sobre la evolución del universo: la relatividad general, que describe la dinámica del espacio-tiempo, y la teoría cuántica de campos, que describe lo que le pasa a la materia. Es un modelo complicado, no son cuatro ecuaciones como la teoría del campo electromagnético de Maxwell. Y tiene un montón de parámetros, que hay que obtener de mediciones. Usando todo junto, teoría y mediciones, se calculan los demás parámetros, entre ellos la edad del universo. Hacia mediados de la década de 1990 los cálculos llevaban semanas de cómputo. Y entonces un chico argentino genial, Matías Zaldarriaga, físico de la UBA, en su trabajo de doctorado inventó un nuevo método de cálculo, que redujo el tiempo a minutos. Hoy en día podés correr tu propio cálculo en segundos, online, en servidores de la NASA: CAMB.

8. La principal fuente de datos para parametrizar el modelo es el mencionado fondo cósmico de microondas. Como las microondas no penetran bien la atmósfera terrestre (las absorbe el vapor de agua), recién en la Era Espacial tuvimos buenos datos cubriendo todo el cielo. Hubo tres generaciones de satélites: COBE, WMAP y Planck, cuyos datos finales se publicaron en 2018, casi 100 años después de que Einstein publicó la teoría. Los datos medidos por Planck tienen enorme sensibilidad y resolución espacial, y muestran que las microondas cósmicas viene de todas direcciones con asombrosa uniformidad. Los astrónomos las caracterizan como una temperatura, que resulta ser de 2.725 K (270 grados Celsius bajo cero, reíte de la ola polar). La diferencia entre los puntos un poquito más calientes y los más fríos es de una parte en 100 mil. El satélite Planck logró que la cosmología, que era un ciencia en la que los errores de medición eran por ejemplo un factor 2, alcanzara una precisión comparable a cualquier ciencia de laboratorio.

9. La uniformidad de la temperatura del fondo cósmico de microondas planteaba varios problemas. Imaginen que medimos la temperatura de todos los mates que se están tomando en este momento en la Argentina, y que nos da que todos ellos están a 75.324 °C, con precisión de un milésimo de grado. ¡Sería rarísimo! ¿Cómo puede ser, si están lejos cada uno del otro, no están en contacto, los preparó distinta gente, calentando el agua de distintas maneras, etc? Bueno, era algo así con el fondo cósmico de microondas. Tenía que haber un mecanismo físico que lo explicara. En la década de 1980 se propuso una teoría para resolver este "problema del horizonte" y otros: la inflación cósmica. La inflación, además, hizo un puñado de predicciones, casi todas las cuales fueron verificadas mediante observaciones, en particular las de Planck. Así que hoy en día la inflación forma parte del modelo cosmológico, aunque todavía hay cosas que no terminan de definirse.

10. Si el universo se hubiera originado como imaginaron Lemaître, Friedmann, Gamow, etc, en el instante inicial habría tenido tamaño nulo, densidad infinita y temperatura infinita. Esa situación se llama singularidad, y es medio imposible de tragar. Una magnitud física no puede ser realmente infinita. Aunque mucha gente sigue creyendo que ese origen singular es parte de la "teoría del Big Bang", es una creencia que atrasa 40 años. La inflación es un mecanismo que probablemente permite evitar la singularidad, y los datos de Planck apoyan el hecho de que no la hubo: la temperatura no llegó ni cerca de la llamada "escala de Planck", y mucho menos de infinito. Hay que decir que, aparte de que hay detalles que no se entienden, la inflación no es la única teoría posible para describir ese estado inicial del universo. Otro físico argentino, Jorge Pullin (este es del Balseiro), es uno de los autores de una de las alternativas, llamada Loop Quantum Gravity, que los seguidores de la sitcom The Big Bang Theory recordarán como la teoría en que se puso a trabajar Sheldon cuando se desencantó de la Teoría de Cuerdas. 

11. Así como existe un fondo cósmico de microondas, debería haber un fondo cósmico de neutrinos, producidos en las reacciones nucleares de la nucleosíntesis primordial, a los 3 minutos de edad del universo. Los neutrinos son de por sí muy difíciles de observar, ya que interactúan muy poco con el resto de la materia. Estos neutrinos, además, debido a la expansión del universo, tendrían hoy en día una energía pequeñísima (del orden de 0.000001 a 0.0001 electronvolts, para los que saben). Pero bueno, tal vez en el futuro alguien descubra cómo observarlos. Por ahora, existen apenas algunos indicios indirectos de su existencia.

12. Después de la recombinación pasaron millones de años hasta que se formaron las primeras estrellas. Millones de años nos parece mucho a nosotros, pero para el universo no es tanto. Se formaron las primeras estrellas, de puro hidrógeno y helio, los primeros agujeros negros gigantes, y las galaxias, entre ellas la Vía Láctea. Sí, la Vía Láctea es casi tan antigua como el universo, si bien evolucionó fusionándose con otras galaxias, por supuesto. Los cúmulos globulares, en particular, tan lindos de ver en el telescopio (Omega Centauri, 47 Tucanae, etc), son tan antiguos como el universo. El Sol, el sistema solar y la Tierra no son tan antiguos. Ya habían pasado generaciones de estrellas, que enriquecieron la materia de la galaxia con elementos pesados, cuando se formó el Sol, y al mismo tiempo la Tierra, en la cual muy poquito después algunas moléculas desafiaron la segunda ley de la termodinámica y se organizaron para vivir y reproducirse. La vida comenzó en la Tierra hace tal vez 4000 millones de años. No es tan antigua como el universo, pero es una fracción significativa de su existencia. Así de insignificantes como somos en la inmensidad del espacio cósmico, no somos insignificantes en la historia del universo.

13. Yapa: en la "estática" que escuchamos entre dos estaciones de radio, o entre dos canales de televisión (modelos antiguos, donde se pueda sintonizar entre estaciones), más o menos un 0.5% son fotones de la época de la recombinación. Hacelo, escuchalo: es una reliquia del universo bebé. Lo conté una vez aquí, y hace poco hice la cuenta de otra manera en el curso de Astrofísica para físicos curiosos en el Balseiro. Tal vez lo vuelva a contar.  

Les recuerdo las otras dos notas con Doce cosas que (tal vez) no sabías:

Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre el Sol.

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

¡Ya van tres docenas!

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En el gráfico final, las flechas horizontales están a escala, a diferencia de lo que ocurre en las representaciones más habituales de la historia del universo, como la de aquí abajo, que estudiaremos otro día. La dirección vertical, en cambio, no está en escala: entre el extremo izquierdo (la recombinación) y el derecho (el universo visible) hay un factor 1100 de escala. 

¿No te alcanza el tiempo?

Esta semana, si no te alcanza el tiempo, podés culpar al planeta. Si la Tierra fuera completamente sólida y rígida, y estuviera aislada en el universo, giraría de manera uniforme y constante, y todos los días durarían lo mismo. Pero no es así: la Tierra no es completamente rígida, ni está sola en el universo. Así que, a pesar de que seguimos usándola como un reloj, es un reloj imperfecto.

Durante la mayor parte de la historia humana esto no tuvo mayor importancia. Pero ahora no sólo tenemos relojes más precisos y estables que la Tierra, sino que tenemos sistemas (especialmente de comunicaciones y de navegación) que requieren medir el tiempo con gran precisión. Y para marcar el compás existe un organismo con uno de los nombres más copados posibles: es el International Earth Rotation and Reference Systems Service. Lo de "reference systems" es porque, además de saber a qué velocidad, hay que saber para dónde apunta el eje de la Tierra, que tampoco está fijo. 

Un día es un día, en la vida cotidiana. Pero cuando uno empieza a hurgar en los detalles, el día no es una sola cosa, igual que el año. Los dos principales son el día sideral, que es el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta sobre sí misma, y el día solar, que es el tiempo que hay entre un mediodía y el siguiente. No son iguales porque, a lo largo del día, la Tierra avanza más o menos un grado en su órbita (tiene que completar 360 grados en 365 días). Entonces, para volver a tener el Sol en el meridiano, la Tierra tiene que girar un poquito más que un día sideral. La diferencia son unos 4 minutos, ya lo he contado.

El día solar dura exactamente 86400 segundos (24 por 60 por 60). Durante mucho tiempo, de hecho, así se definió el segundo, por medios astronómicos. Pero las fluctuaciones de la Tierra hicieron abandonar esa definición en la segunda mitad del siglo XX. Esas fluctuaciones son del orden de 1 milisegundo. Como 86400 es casi 100 mil, vemos que un día solar fluctúa 1 parte en 100 millones. Es bastante estable, pero no del todo. 

El número de milisegundos de más o de menos que tiene el día, con respecto a los 86400 segundos, se llama length of day (LOD). Desde que empezaron a usarse relojes atómicos en la década de 1950, hasta 2020, la LOD más corta registrada fue -1.05 ms. Pero desde 2020 la Tierra parece que se apuró, y ese récord se batió casi cada año. El siguiente gráfico muestra la LOD de años recientes, y se ve una tendencia a que sea cada vez más negativa.

Vemos que fluctúa fuertemente a lo largo del año, y que el día más corto siempre cae alrededor de julio. ¿Por qué? Nadie lo sabe. Hay muchos factores que afectan el movimiento de la Tierra: el movimiento del núcleo es el principal, pero también el reacomodamiento de la corteza, las corrientes oceánicas, y hasta la atmósfera. Por alguna razón han contrarrestado en años recientes el efecto de las mareas, que tienden a frenar la rotación.

La tendencia a la aceleración pareció revertirse en 2023, cuando no se batió un récord. La predicción era que en 2024 siguiera la tendencia de frenado. Pero el 2024, en cambio, pulverizó el récord nuevamente:

Año	Fecha	LOD
2020	19 de julio	-1.47 ms
2021	9 de julio	-1.46 ms
2022	30 de junio	-1.59 ms
2023	16 de julio	-1.31 ms
2024	5 de julio	-1.66 ms
2025	9 de julio	-1.30 ms (predicho)
2025	22 de julio	-1.38 ms (predicho)
2025	5 de agosto	-1.51 ms (predicho)

En la tabla hay tres posibles candidatos a día más corto en 2025, todos más largos que el récord de 2024. Pero puede fallar, como falló la predicción de 2024. ¿Y por qué en esas fechas? Es por la Luna. La principal fuente de fluctuaciones de la longitud del día es la posición de la Luna. Por acción de las mareas, la Tierra gira más rápido (y el día es más corto) cuando la Luna se encuentra más lejos hacia el sur o hacia el norte del ecuador, los llamados lunasticios. Este año, los lunasticios son el 9 de julio (imagen de abajo), el 22 de julio, y el 5 de agosto. 

Así que si en julio no te alcanza el día, ya sabés por qué. O, al menos, tenés una excusa.

 

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La curva de LOD es de Time and Date, un sitio excelente, de donde además tomé la predicción de este año, y el mapa con las posiciones del Sol y la Luna el 9 de julio a las 12:00 UTC.

La Tierra con el reloj la hice con Copilot. 

Ese es mi pollo

En el cielo austral hay muchas maravillas. Hay tantas, de hecho, que algunos objetos que serían notables en otra parte del cielo, pasan casi desapercibidos. Es el caso de la nebulosidad que rodea Lambda Centauri, una estrella de tercera magnitud que se encuentra entre Acrux y la Nebulosa de Carina.

Lambda Cen es una estrella de clase B, pero fronteriza con las A, y se la ve casi blanca. Es bastante cercana (470 años luz), y su posición y movimiento la caracterizan como miembro del enorme Cinturón de Gould que rodea el sistema solar. La nebulosa que la rodea tiene varias partes y números de catálogo. La región alrededor de la estrella se designa IC 2944. La parte más brillante, que abraza un cúmulo de estrellas, es IC 2948. Todo el conjunto está mucho más lejos que Lambda Centauri, a 6500 años luz, en el brazo de Carina de la Vía Láctea, como su vecina nebulosa de Carina. 

El cúmulo de estrellas de IC 2948 se formó, hace pocos millones de años, a partir del material de la propia nebulosa. Hoy en día son estrellas jóvenes, que brillan intensamente en radiación ultravioleta, y producen la característica fluorescencia roja del hidrógeno de la nebulosa. Pero la formación estelar no se ha detenido. En la foto pueden verse varias regiones pequeñas y bien oscuras:

Estos glóbulos son las partes más densas del mismo material interestelar, que se encuentran colapsando, por su propia gravedad, y en su interior van a formar nuevas estrellas (si la radiación del cúmulo no los disipa antes). En esta imagen del Very Large Telescope son espectaculares:

Estos fragmentos compactos y oscuros de una nebulosa se llaman, en general, glóbulos de Bok. Pero estos, por su descubridor, se llaman glóbulos de Thackeray. David Thackeray fue un astrónomo de Cambridge que hizo casi toda su carrera en Sudáfrica. En la década de 1950 descubrió estos glóbulos, y también estudió la nebulosa que rodea la estrella Eta Carinae, menos de 10 grados hacia el oeste. En su forma identificó una barba, pero como sabemos, el nombre que se consagró fue el que le puso, en la misma época, nuestro Enrique Gaviola: el Homúnculo. 

Alguien vio una vez, no sé si en las estrellas del cúmulo o en la silueta de la nebulosa, la figura de un pollo corriendo, y a la nebulosa le quedó el nombre Running Chicken. Yo la verdad que no lo veo. Pero me hizo gracia que, en una inesperada vuelta de tuerca, descubrí en mi foto una nebulosa planetaria, que es el otro extremo de la vida de las estrellas, la fase final de estrellas como el Sol: 

Por supuesto, la descubrí para mí: ya estaba descubierta. Y resulta que su nombre de catálogo es Hen 2-78, y hen significa gallina. Relindo, la gallina y el pollo que se le escapa. 

 

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La foto fue la primera luz de mi nuevo Seestar S50 operando en modo ecuatorial, y también la primera luz del modo mosaico. Qué maravilla, hace todo el stacking y la composición de manera interna. Hice la foto en el Centro Atómico Bariloche, con mi amigo Eduardo Andrés, una linda noche en que además vimos pasar un cohete chino recién lanzado, emitiendo una encantadora pluma de gases brillantes. Pollo, gallina, pluma...

La designación Hen 2-72 corresponde a un catálogo compilado por Karl Henize, astrónomo y astronauta americano. También se la designa PN Hf 69.

Eclipse de quasar

Cuando se los descubrió, en Cambridge en la década de 1960, los quasars causaron perplejidad. Eran fuentes de radio con una contraparte visible similar a una estrella. El más brillante era 3C 273, que se ve así en luz visible:

Brillaba como una estrella de magnitud 12.9 (visible en un telescopio de aficionado) pero su brillo en radio era inusual. Rápidamente le hicieron un espectro, y resultó que mostraba líneas atómicas también inusuales. Maarten Schmidt, del observatorio Mt. Wilson, se pasó un año mirando fijo el espectro, hasta que se dio cuenta de que las líneas eran la bien conocida "serie de Balmer" del hidrógeno, sólo que en longitudes de onda incorrectas:

Las líneas azules a ultravioletas estaban en el medio del visible, y la roja (la hache-alpha) estaba en el infrarrojo. Todas las longitudes de onda estaban estiradas un 16%. ¿Cómo podía ser? Por efecto Doppler, sería una estrella moviéndose al 16% de la velocidad de la luz, algo absurdo. La única explicación lógica era que el corrimiento al rojo fuese por la expansión del universo (algo no tan aceptado hace 60 años como ahora), y que por lo tanto estuviese a 2500 millones de años luz de nosotros, una distancia inmensa. 

A esa distancia, para brillar en el cielo con magnitud 12.9, el quasar debía tener una luminosidad 200 veces mayor que una galaxia entera como la Vía Láctea. ¿Cómo podía ser eso? Era tan luminoso, que si estuviese a 20 años luz del sistema solar, brillaría como el Sol. ¡En las noches de invierno austral el cielo sería celeste! ¡En primavera, con el Sol en Virgo, habría en el cielo como dos soles! Esto es de por sí impresionante, pero si les digo que las fluctuaciones de brillo que se observan indican que el objeto es del tamaño del sistema solar, se te vuela la cabeza.

Hoy sabemos que los quasars son los núcleos brillantes de ciertas galaxias, donde un agujero negro gigante está destruyendo materia a gran velocidad, lo que produce mucha radiación electromagnética en todo el espectro. ¿Cómo son esas galaxias? Son difíciles de ver, porque las abruma el brillo del quasar que tienen en el medio, como se ve en la foto de arriba. Recientemente, usando el Telescopio Espacial Hubble, lograron hacer una foto notable de 3C 273 eclipsando artificalmente el quasar:

Finalmente se puede ver la galaxia alrededor, con un montón de detalles. Los astrónomos distinguen lo que parecen ser galaxias satélites cayendo hacia el agujero negro central. Es la mejor imagen que tenemos de la galaxia que alberga un quasar. En las imágenes también se observa claramente el jet, el chorro de materia y energía que surge del quasar (similar al que hemos comentado recientemente en galaxias cercanas), con una parte brillante y visible incluso en la imagen del principio (sin el eclipse), y una parte más tenue y cercana al núcleo de la galaxia, antes invisible. Las observaciones del Hubble abarcan más de 20 años en este objeto, de manera que pudieron observar su movimiento, a esa enorme distancia. Las partes más lejanas del centro se mueven más rápido que las más cercanas, como si hubiera una aceleración. El jet brillante, vale la pena decir, es dos veces más largo que el diámetro de la Vía Láctea.

¿Cómo es el instrumento que permite hacer estas imágenes? Se llama Space Telescope Imaging Spectrograph, es decir, es un espectroscopio, no un coronógrafo. Pero delante de la cámara tiene una máscara, que es esencialmente una chapita con varias patitas, que permiten bloquear la luz selectivamente. En un apéndice del paper muestran algunas de las imágenes crudas, junto a un diagrama de la máscara:

Haciendo imágenes rotadas en varias direcciones lograron hacer la imagen con una resolución extraordiaria. Muy ingenioso. Espero que lo vuelvan a usar. 

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El paper es Ren et al., 3C 273 host galaxy with Hubble Space Telescope Coronagraphy, A&A 683:L5 (2024). De allí son las imágenes de quasar eclipsado. La imagen del quasar sin eclipsar, también es de NASA/ESA/HST. El espectro viejo de 3C 273 (creo que es el original que hicieron Maarten Schmidt y Tom Matthews) viaja por la web; esta es una versión anotada.

Prendé el jet

Venimos hablando de los jets, esos chorros de materia y energía que surgen de los agujeros negros centrales en las galaxias activas. Se producen por la interacción entre el disco de materia supercaliente que hay alrededor del agujero negro, en una órbita precaria. Pero su origen y dinámica exactos tienen todavía muchos misterios, no por falta de teoría, sino porque son difíciles de observar. ¿Por qué la Vía Láctea no los tiene, y otras galaxias sí? ¿Se pueden prender y apagar? Parece que sí. La galaxia 1ES 1927+654, que aparece en la foto, prendió el suyo hace un par de años:

Es una galaxia activa, de las llamadas Seyfert 2, como la cercana NGC 4945 que venimos mencionando, pero esta está a 230 millones de años luz, en la constelación de Draco. Tiene un agujero negro central de 1.4 millones de masas solares (gigante, pero menor incluso que el de la Vía Láctea). En el 2017 su núcleo activo empezó a fluctuar en luminosidad, especialmente en rayos X. Esto puede ocurrir, por ejemplo, si la fuerza de marea del agujero negro destroza una estrella en órbita. El material de la estrella acaba incorporado al disco que orbita el agujero negro, produciendo variaciones de brillo. Pero en 2022 se produjo un enorme aumento del brillo en ondas de radio (nótese que el eje vertical está en escala logarítmica). 

Los observatorios formados por muchos radiotelescopios logran resoluciones espaciales increíbles, y en este caso pudieron ver, en tiempo real, cómo se formaban los dos chorros de un nuevo jet, surgiendo del centro de la galaxia:

No es un chorro gigante, como el de M87, que se extiende millones de años luz en el espacio, o los de los quasars. Es un chorrito, pero son cosas como estas las que finalmente permitirán dilucidar el mecanismo que produce estos misteriosos fenómenos.

 

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El paper es  Meyer et al., Late-time Radio Brightening and Emergence of a Radio Jet in the Changing-look AGN 1ES1927+654, ApJ Let 979:L2 (2025). De allí tomé la curva de luz y los cuadros de la animación.

Concurso IALP 25 años

El Instituto de Astrofísica de La Plata cumple 25 años y organizó un concurso de fotografías astronómicas. Cuando me enteré, decidí mandar algunas de mis fotos. ¡Y gané! Estoy contentísimo de haber obtenido el 3er puesto en la categoría Astronomía y Sociedad, y una Mención Especial del Jurado en la categoría Objetos de Estudio Astronómicos. Todas las fotos de los ganadores pueden verse en el sitio web del IALP. Estoy, además, encantado de que el 2o puesto de la categoría Astronomía y Sociedad haya sido para mi amigo Martín Moliné, también de Bariloche. 

Allí podrán ver las fotos premiadas, pero aquí voy a compartir además todas las fotos que mandé, con una pequeña reseña de cada una, que nos pidieron para el envío. Creo que todas ya las he mostrado, pero acá van todas juntas, a ver qué les parecen.

Polvo en el viento (solar) (3er puesto, categoría Astronomía y Sociedad)

La luz zodiacal es la parte más brillante de una banda de luz que se extiende a lo largo de la eclíptica. Es luz solar reflejada por una infinidad de granos de polvo, que pueblan el plano de la eclíptica en todo el sistema solar. Su origen, su dinámica, su interacción con el viento y la corona solares, y su presencia en otros sistemas planetarios, son en buena parte desconocidos. Conviene tratar de observarla cerca del equinoccio de primavera, cuando la eclíptica se yergue más vertical sobre el horizonte del anochecer y esta luz se distingue mejor al alzarse por encima del cielo turbio del horizonte. En esta ocasión me sorprendió el fantasmal resplandor de la luz zodiacal, alzándose sobre el cerro Capilla, en Bariloche. La parte más brillante, más cercana al Sol, es una de las regiones de la atmósfera solar: la corona K. Poco antes había visto la corona solar con mis propios ojos durante un eclipse total, cuya extensión en el espacio interplanetario forma esta banda de luz. Fue una experiencia maravillosa, como estar en casa en el sistema solar, con la galaxia más allá.

Panorama compuesto por 10 tomas con la cámara en trípode, lente de 14 mm, exposiciones de 15 s f/2. RAWs compuestas en Autopano y procesadas en Photoshop. 

Vale la pena recordar que el gran Brian May hizo su tesis de doctorado en astrofísica sobre el polvo zodiacal. Lo cual me recuerda, además, que ésta no es la primera vez que gano algo en un contexto astronómico. También gané el concurso que organizaron Brian May y la revista Astronomy. Pueden leer la historia acá. 

Eclipse y eyección (Mención del Jurado, categoría Objetos de Estudio Astronómicos)

Esta imagen de gran rango dinámico de la corona solar durante el eclipse solar total del 14 de diciembre de 2020 muestra, además de las estructuras usuales en forma de filamentos, el frente, la cavidad y el núcleo de una gran eyección de masa coronal, que se había originado en una fulguración 90 minutos antes. La imagen es una combinación de 8 fotografías tomadas con la cámara en trípode, con lente de 270 mm, cubriendo un rango de 11 stops, justo después del segundo contacto. La imagen resultante fue procesada con un filtro de wavelets radiales para destacar la estructura de la corona. En la parte superior de la imagen puede verse (en la resolución completa) el cometa rasante C/2020 X3, que había sido descubierto el día antes, y que no sobrevivió al perihelio. 

Corte programado (enviada a la categoría Astronomía y Sociedad)

Un corte de electricidad programado para toda la ciudad a las 5:00 fue una oportunidad única para mostrar el efecto de la contaminación lumínica. Escorpio era apenas visible sobre la aguja de la Catedral de Bariloche antes del corte. Cuando se apagaron las luces, el efecto fue sorprendente: fue como si el cielo se hubiera "encendido", con la Vía Láctea brillando sobre la ciudad a oscuras. Las pocas luces que se ven son de autos y dispositivos de seguridad, y eran mucho menos notables a simple vista que en la fotografía. Estos cortes son frecuentes en Bariloche, donde se los hace para mejorar el servicio. Se entiende que, cuantos más cortan, mejor es el servicio. Ergo, el servicio óptimo debe ser el que está permanentemente cortado. 

Cámara en trípode, lente de 14 mm. Toma pre-corte: 8 s f/5.6; toma post-corte: 15 f/2. Procesado y composición de RAWs en Photoshop.

El brillo del aire (enviada a la categoría Objetos de Estudio Astronómicos)

Una excursión a un sitio oscuro de la estepa, a unos 30 km de Bariloche, me sorprendió con un inusual airglow, con un característico color verde, visible en esta foto de campo ancho de las Nubes de Magallanes. Este brillo del aire es una más de las razones por las cuales el cielo nocturno no es del todo negro. La radiación ultravioleta del Sol excita algunos átomos de la alta atmósfera (justo debajo de los 100 km de altura, en la mesósfera), que luego regresan a su estado de reposo emitiendo un fotón. Un fenómeno similar a la fluorescencia, que hemos comentado en más de una ocasión. El verde se debe a la emisión de un fotón de 557.7 nanómetros que producen los átomos de oxígeno. Es exactamente el mismo fotón, y por lo tanto el mismo color, que se observa en las auroras polares, si bien el mecanismo es distinto (en las auroras, la excitación del oxígeno es producida por partículas subatómicas del viento solar).

Cámara en trípode, lente de 14 mm, 15 s f/2. RAW procesado en Photoshop.

Plano galáctico (enviada a la categoría Astronomía y Sociedad)

La Vía Láctea es una galaxia de disco, espiral, que vemos desde dentro. Nuestra perspectiva habitual es verla arqueándose sobre el paisaje, muy distinta de las galaxias espirales vistas de lado que vemos más allá de la nuestra. En este panorama de campo muy ancho elegí poner el punto de fuga de la composición en el ecuador galáctico. Esto hace que el lago Nahuel Huapi aparezca imposiblemente curvado hacia arriba, y a la vez endereza la Vía Láctea, que así aparece como lo que realmente es: una galaxia espiral vista de lado. El halo de luz más prominente es el alumbrado público de Bariloche, mientras que en el extremo izquierdo de la foto se puede ver el de la vecina ciudad de Dina Huapi. Detrás de las luces se llega a ver la cordillera de los Andes.

Composición de 12 fotos con la cámara sobre el telescopio, con movimiento sideral, lente de 18 mm, exposiciones de 60 s f/3.5. RAWs compuestas en Autopano y procesadas en Photoshop.

Agradezco enormemente al IALP y al Jurado del concurso las distinciones, y si están cerca de La Plata, los invito a que vayan a ver la exposición de las fotografías, que siempre se ven mucho mejor que en la pantalla. 

Me mandaron una medalla preciosa junto con los diplomas, que llegaron justo para la penúltima clase de la materia de Astrofísica para Físicos Curiosos que dicté este cuatrimestre, así que me la colgué toda la clase, para compartir mi alegría con mis alumnos.