Tau Ceti

Me llamaron de una radio uruguaya para charlar sobre Tau Ceti. ¿Sobre qué? Tau Ceti. La estrella en la que transcurre la mayor parte de la acción de la película Project Hail Mary, de Phil Lord y Chris Miller, basada en la novela de Andy Weir. 

Yo ya había leído la novela, que me encantó y me resultó muy divertida, al igual que The Martian, una historia anterior de Weir que también se adaptó para el cine. Así que tenía grandes expectativas sobre la nueva película. La historia está contada en buena medida en forma de flashbacks, porque apenas comienza, el protagonista Ryland Grace (Ryan Gosling) despierta de un coma y descubre que está en una nave espacial, solo, y que no recuerda nada. De a poco va recordando que lo que tiene que hacer es nada menos que salvar el mundo. Y que la estrella que brilla fuera de su nave no es el Sol: es Tau Ceti, otra estrella. 

¿Existe Tau Ceti? Sí, existe, y es una estrella muy interesante por varias características. Andy Weir presta mucha atención a los detalles científicos, que le dan mucha verosimilitud a sus historias, así que eligió a Tau Ceti con cuidado. Tau Ceti es una estrella medianamente brillante, visible a simple vista, en la constelación de Cetus (la Ballena). Es muy parecida al Sol y se encuentra a 12 años luz de nosotros. Que sea una estrella cercana es crucial, ya que Ryland ha viajado hasta ella (con tecnología que no tenemos, pero que tiene todo el sentido en la lógica de la historia). Tau Ceti es la estrella solitaria más cercana de las que son parecidas al Sol, que también es solitaria, obvio. Alpha Centauri A también es como el Sol, pero forma parte de un sistema triple, con Alpha Cen B (un poco más pequeña) y Alpha Cen C, llamada Proxima, muy pequeñita.

Por otro lado, Tau Ceti es una estrella muy antigua. El Sol lleva 4500 millones de años fusionando hidrógeno, y va más o menos por la mitad de su vida. Tau Ceti, en cambio, se formó hace 10 mil millones de años. Estas tres características: que sea similar al Sol, que esté cerca, y que sea tan antigua, la vuelven una candidata ideal para buscar signos de vida (ya que al ser antigua, hay más probabilidad de que la vida haya evolucionado en su sistema). Esto es importante para la historia, ya que el apocalipsis que amenaza la vida en la Tierra (mínimo spoiler) es un microorganismo que, aparentemente, llegó desde Tau Ceti. A Ryland lo mandaron a estudiarlo en su origen, para buscar una solución.  

Ahora bien, ¿hay planetas alrededor de Tau Ceti? No es fácil responderlo. No hay ningún planeta gigante (tipo Júpiter), que son los más fáciles de detectar. En años recientes se ha encontrado cierta evidencia de que habría varios planetas de tipo terrestre. Algunos de ellos fueron descartados posteriormente, pero hay tres que sobrevivieron: los planetas f, g y h. Si bien todavía son "candidatos" (porque no han sido verificados independientemente), son buenos candidatos. 

Los planetas g y h están medio cerca de la estrella, pero el planeta f sería una "súper-Tierra" (4 masas terrestres), a algo más de 1 unidad astronómica. Así que es un buen candidato a ser el planeta de donde proviene el microbio maldito, y que Ryland bautiza Adrian (como la esposa de Rocky, el boxeador). Ryland lleva allí la Hail Mary, y la vemos en órbita del planeta sobrevolando hermosas auroras polares. Parece una fantasía, si no fuera porque más de una vez hemos visto imágenes así tomadas desde la Estación Espacial Internacional.

Una característica notoria de Tau Ceti es que su luz muestra un exceso de radiación infrarroja, con respecto a la que debería esperarse de una estrella de su tipo. Este exceso infrarrojo suele deberse a la existencia de polvo alrededor de la estrella: el polvo absorbe parte de la luz de la estrella, se calienta, y la reemite como infrarrojo. En todas las estrellas pasa esto, inclusive el Sol tiene su polvo zodiacal. Pero Tau Ceti emite demasiado infrarrojo, así que se interpreta que tiene un denso cinturón de asteroides. Cualquier planeta del sistema seguramente ha sido bombardeado muchas veces por asteroides como el que extinguió a los dinosaurios, en cuyo caso la perspectiva para encontrar vida no sería tan buena. Pero, después de todo, el asteroide de los dinosaurios no extinguió toda la vida en la Tierra, ni siquiera todos los dinosaurios, tan solo algunas de las familias. La historia de Weir sólo requiere que haya microbios, después de todo. 

Por otro lado, los microbios de la historia se detectan (en la Tierra, y luego Ryland lo repite en Tau Ceti), buscando cierta radiación infrarroja, que llaman "línea Petrova". Una coincidencia más para la verosimilitud de la historia de Weir.

Un spoiler más (que no es tanto, porque se lo ve tanto en el trailer de la película como en el poster). En Tau Ceti, Ryland se encuentra con un alien, que ha venido de otra estrella en su propia nave, y con el mismo propósito que él. ¡El microbio taucetiano está produciendo una pandemia cósmica! Ryland lo bautiza Rocky (por su aspecto rocoso), se hacen amigos y colaboran para resolver el apocalipsis de sus dos hogares. Buena parte de la dinámica de la película, más allá de la aventura espacial, es la amistad improbable entre Rocky y Ryland. ¿Y de dónde viene Rocky? Viene de otra estrella cercana: 40 Eridani, una estrella que ya ha aparecido en el blog. Es un sistema triple, en el que la estrella primaria (Ryland la llama Erid, que rima con el verdadero nombre propio: Keid), es un poco más pequeña que el Sol, y la acompañan una enana blanca (la más fácil de observar para los terrícolas aficionados a la astronomía) y una enana roja muy pequeñita. En órbita de la primaria se creyó que existía un planeta, que más recientemente fue descartado. Una pena, para Rocky, y también para el señor Spock, porque 40 Eridani es la estrella del planeta Vulcano, de Star Trek. A veces el universo no colabora con la ficción, qué se le va a hacer. 

Muchos otros aspectos científicos de Hail Mary están tratados con cuidado y detalle, si bien son mucho más imposibles que la existencia de unos microbios en el sistema de Tau Ceti. Por ejemplo, los microbios que están consumiendo al Sol usan neutrinos para almacenar energía. Pero todos funcionan bien en la historia, y la película me encantó. La entrevista completa puede escucharse aquí. ¡Gracias Radio Uruguay!

 

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Los fotogramas de Project Hail Mary son de Sony Pictures.

Luna llena, Tierra nueva

Aunque fue una exploración de la Luna, Artemis II quedará en la historia por sus fotos de la Tierra, tal como ocurrió con varias de las Apollo. En particular, por la que hicieron el primer día, pocas horas después del lanzamiento, mientras orbitaban la Tierra por el lado nocturno, a unos 10000 km de distancia. Usando una lente gran angular y una exposición adecuadamente larga (un cuarto de segundo), el comandante Reid Wiseman tomó esta imagen de la Tierra nueva, que aquí compongo con la famosa Blue Marble, la Tierra llena de Apollo 17:

Las fotos que solemos ver de nuestro planeta desde la órbita generalmente son del lado diurno, y tomadas desde una órbita baja (a unos cientos de kilómetros de altura, como la de la Estación Espacial Internacional). Esta imagen del hemisferio nocturno entero es inusual, y hay varias cosas interesantes para destacar. Para empezar, vemos la delgadez de la capa de atmósfera que nos mantiene vivos. Brilla de manera especial en el horizonte donde acaba de ponerse el Sol, arriba a la izquierda. Alrededor de las regiones polares, podemos ver verdes auroras (justamente el lanzamiento coincidió con una tormenta geomagnética moderada):

Por supuesto, al ser de noche, podemos ver las luces de las ciudades. Destaqué algunas de nuestra región. No pude identificar Bariloche, que debería verse; pero es una ciudad pequeña, y el ruido de la foto a un ISO 51200 no me permitió encontrarla. Lo que sí es fácil de ver es la flota de pesqueros extranjeros en la milla 201 del Mar Argentino:

Ahora bien, las ciudades brillan con luz artificial. ¿Por qué vemos los continentes, especialmente el brillante Sahara, si es de noche? Porque la Luna estaba en fase llena, súper brillante, y Artemis estaba volando justo encima de la noche terrestre. La luz que vemos en la Tierra nueva es equivalente a la luz cenicienta que vemos en los días alrededor de la Luna nueva, cuando la noche lunar se ilumina con el brillo de la Tierra. En pocos años, la luz de la Tierra llena será importante para los primeros habitantes lunares, durante la larga noche lunar de 14 días. Esta versión anotada tiene además la identificación de las estrellas (y el planeta Venus), que normalmente no se ven en fotos del lado diurno de la Tierra debido a la brevedad de la exposición fotográfica, y la luz zodiacal, de la que ya hemos hablado en el blog.

La primera foto de alta resolución de la Luna que los astronautas mandaron coincide, con un par de horas de diferencia, con una foto que hice desde el balcón de casa. La diferente perspectiva ya nos permitía anticipar que Artemis II nos mostraría maravillas que desde la Tierra no vemos, como el Mare Orientale, que desde la Tierra vemos apenitas asomando en el limbo lunar cuando las condiciones son apropiadas. 

Los que seguimos la transmisión en vivo desde Artemis II pudimos ver estas regiones, normalmente ocultas, a través de las camaritas GoPro montadas en los paneles solares, con una calidad razonable pero que nos dejaba con ganas de más. Quise, de todos modos, mostrar esta foto en la que se ve algo en lo que rara vez pensamos cuando la vemos tan brillante en el cielo: ¡la luna es oscura! La nave espacial es blanca, refleja casi toda la luz solar, pero la Luna refleja apenas el 8%. La Luna es negra como el asfalto (vean en las fotos de los astronautas de Apollo las manchas de polvo en sus trajes espaciales). No tiene un lado oscuro: es toda oscura.

Por supuesto, ya en la trayectoria de regreso los astronautas empezaron a descargar algunas de las fotos de alta resolución, y vimos el Mare Orientale en todo su esplendor:

Orientale fue uno de los objetivos de observación de los astronautas en su vuelo translunar, porque es una formación geológica excepcional. Al menos tres cadenas montañosas concéntrcas rodean esta gran cuenca de impacto, que se formó hace miles de millones de años, pero que no es tan antiguo como los mares (las regiones oscuras) que vemos en la cara habitual de la Luna. Largas cadenas de cráteres secundarios forman uno de los sistemas radiales más notables de la Luna. No es desconocido, por supuesto: además de las exploraciones americanas y rusas del siglo pasado, desde hace décadas hay satélites de varias naciones en órbita lunar, que han fotografiado, caracterizado y mapeado toda la superficie. Pero no hay como el ojo y el cerebro humanos para detectar sutiles detalles de la morfología. Los colores, por ejemplo, que son tan difíciles de calibrar en fotografías. Los astronautas eligieron un pequeño crater sin nombre, hacia el noroeste de Orientale, para proponer que se lo designe Integrity, el nombre de su nave espacial.

Comparto apenas una más de las notables fotos tomadas durante el sobrevuelo. En la transmisión, escuché a uno de los astronautas describir lo increíble que se veía el terminador (la transición entre el día y la noche), inmensamente corrugado, y que parecía un archipiélago de formaciones brillantes en un mar de oscuridad. Esta foto tiene al gran cráter Vavilov en el centro, que fue uno de los objetivos de observación, y al mucho mayor Hertzsprung a su derecha, que también, como Orientale, está rodeado de anillos concéntricos:  

Al rodear la Luna, Artemis tuvo oportunidad de presenciar dos eventos que nuevamente tuvieron como protagonista a la Tierra: una puesta, y luego una salida. Entre ambas, los astronautas estuvieron unos 45 minutos incomunicados. Seguro que cuando nadie los miraba se comieron todo el frasco de Nutella.

Tal vez más surreal que estas dos imágenes es la siguiente, del eclipse solar que experimentaron durante casi una hora. Tras la Luna brilla la corona solar, los planetas Saturno, Marte y Mercurio y muchas estrellas, y una porción de la noche lunar iluminada por la luz cenicienta de la Tierra (distinguimos el óvalo algo más oscuro del familiar Mar de las Crisis, que vemos desde la Tierra).

De la avalancha de imágenes de este primer día tras el sobrevuelo, en el que estoy escribiendo estas líneas, no puedo dejar de poner una de los astronautas, Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch y Jeremy Hansen, cansados y felices, ya regresando a casa.

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Las imágenes son todas de NASA/Artemis (y Apollo). Agregué mi nombre en las que anoté. A diferencia de lo que hago habitualmente, están todas en su resolución original, para que puedan descargarlas y escudriñarlas. Especialmente si las miran en una pantalla grande, no en el celu, por favor.

Una vuelta a la Luna

“It’s really the Earth as seen from the Moon that’s the most interesting aspect of this flight.”*
Bill Anders, Apollo 8

 

Recuerdo claramente la histórica misión Apollo 11, pero el resto se me mezclan en la memoria: Apollo 8 en la Navidad anterior, los buggies de las últimas tres Apollos, los amerizajes... Por supuesto, he revisado ya de grande cada una de ellas. Apollo 8, sin duda, se destaca como extraordinaria, segunda tan sólo al primer alunizaje. Los astronautas de Apollo 8, Frank Borman, James Lovell y Bill Anders, fueron los primeros en contemplar la Tierra entera en toda su redondez. Algo que los griegos habían descubierto 2500 años antes: la Tierra es redonda. Vieron la Tierra como lo que es, un planeta, y también "un oasis en la vastedad del espacio", diría Lovell. Esta semana, Artemis II está viajando a la Luna en una misión espejo de aquella.

Artemis II, llevando al comandante Reid Wiseman, el piloto Victor Glover, y los especialistas  Christina Koch (plomera espacial) y Jeremy Hansen, despegó impecablemente el 1 de abril de 2026. Durante el primer día orbitó la Tierra, realizando cambios de órbita para posicionarse en la actitud necesaria para viajar a la Luna. También se hicieron pruebas de ingeniería y de maniobras de vuelo manuales, del tipo de las que harán las próximas Artemis para acoplarse a las naves privadas que descenderán en la Luna. 

Además, en una órbita muy alta, se lanzaron cuatro pequeños satélites de cuatro países signatarios de Artemis: Alemania, Arabia Saudita, Corea y Argentina. Cada uno de ellos es una misión individual, sin intervención de la NASA, que los llevó gratis como parte del esfuerzo de cooperación que, esperamos, caracterice toda la exploración del espacio profundo en el futuro. El satélite argentino se llama Atenea; fue desplegado exitosamente, de manera automática, junto a sus tres compañeros, y funcionó exitosamente durante las 25 horas previstas. La CONAE inmediatamente se hizo cargo de las comunicaciones y el control del satélite, que sirvió para demostrar las capacidades técnicas de las universidades argentinas para llevar adelante estos proyectos. La Argentina tiene un programa espacial bastante desarrollado, y Atenea ha sido un paso importante hacia su madurez.

Artemis partió con luna llena. Cuando orbitaron la Tierra por el lado nocturno, Reid Wiseman pudo fotografiar nuestro planeta en plena noche, iluminado por la Luna, en un fenómeno simétrico al de la luz cenicienta de la luna nueva.

Vemos el Sahara y la península ibérica, Sudamérica tras las nubes a la izquierda, la delgada atmósfera que nos mantiene vivos, y auroras (verdes) en ambas regiones polares. Estoy bastante seguro de que se ven las luces de Buenos Aires. El reflejo cerca del centro es probablemente en la ventana de Orión. Se ven también estrellas, algo inusual en fotos de la Tierra desde el espacio, porque en general muestran el lado diurno. Esta foto, de noche, permitió capturar tanto el planeta como las estrellas de fondo. El halo de luz que se ve entre la Tierra y la estrella brillante de arriba (es Venus) es luz zodiacal: luz del Sol (eclipsado por la Tierra) dispersada por el polvo de la eclíptica.

Artemis II no descenderá, sino que el próximo martes sobrevolará la Luna, dando una vuelta por detrás de ella, observando el lado lejano, que se encontrará iluminado a medias durante la fase de cuarto menguante. El regreso a la Tierra será una caída libre, sin encendido de los motores (a diferencia de Apollo 8), terminando en un amerizaje en el océano Pacífico. En esta captura del streaming en vivo, alrededor de las 14:30 UT del día 3 de abril, se ve la nave rotando con respecto a la cámara, y a la Luna que aparece en el cuadro desde arriba. Muy pequeña todavía, esperemos un par de días.

¿Y después? ¿Cómo sigue la reconquista de la Luna? La semana pasada la NASA organizó un evento público, llamado Ignition, con participación de todos los países y empresas que participan de Artemis, y anunció un redireccionamiento de los planes. El director de la agencia repitió lo que ya había dicho en la conferencia de prensa posterior a la suspensión de Artemis II en febrero: que necesitan acelerar el ritmo de lanzamientos para que todo el esfuerzo tenga sentido. Artemis I voló hace más de 3 años. No se puede esperar otros 3 años para Artemis III. Volvamos a recordar a Apollo: Apollo 8 voló en diciembre de 1968, Apollo 9 en marzo siguiente, Apollo 10 en mayo, y Apollo 11 en julio. Tres misiones en 7 meses, y tres de ellas viajaron a la Luna. El nuevo plan para Artemis acerca Artemis III a 2027 (sólo pruebas de las naves lunares y los nuevos trajes extravehiculares en órbita terrestre), y Artemis IV y V en 2028. El primer alunizaje sería el de Artemis IV, a principios de 2028, en combinación con la nave que prueben con Artemis III (que puede ser la Starship de SpaceX o la Blue Moon de Blue Origin).

Pero, además de esto, en Ignition se ofreció un plan de tres etapas para establecer una base permanente en la Luna, abandonando por ahora la estación espacial lunar Gateway. El director del nuevo proyecto es el español Carlos García. ¡Es posible que el responsable de la primera colonia humana en el espacio profundo sea un español!

La primera fase, desde Artemis II hasta el 2028, buscará lograr un acceso confiable a la superficie lunar, con ¡21 alunizajes! No todos tripulados, naturalmente. Se comenzará a instalar una constelación de satélites lunares para comunicación y navegación, antenas de comunicación en la superficie (la Luna es un cuerpo pequeño, con un horizonte cercano, y sin atmósfera, así que las comunicaciones radiales son complicadas), generadores eléctricos nucleares y rovers utilitarios. García explicó que buena parte del hardware está ya desarrollado o avanzado, incluso los primeros módulos habitacionales (que serán los de la Gateway, reacondicionados). También, y más importante, dice que tienen la plata. 

La primera base operacional sería para el 2029, justo antes del alunizaje anunciado por China. El regreso a la Luna estará nuevamente alimentado por la situación geopolítica, pero posiblemente se mantenga en el tiempo una vez que termine la nueva "carrera". Hay razones técnicas y económicas para establecerse en la Luna y explotar sus recursos naturales, que serán importantes para expandir la exploración del sistema solar: oxígeno, agua, para beber pero también para fabricar oxígeno y combustible, metales y tierras raras, etc.  Y tal vez también para la economía terrestre: el helio-3, que se puede usar como combustible en reactores de fusión nuclear. Si bien no existe todavía ningún reactor de este tipo, y que los aparatos experimentales que están en desarrollo usarán deuterio y tritio (formas del hidrógeno), el helio-3 de la Luna podría ser un recurso importante hacia fin de siglo.  

Apollo nos trajo la Luna a la Tierra, pero además descubrió la Tierra, y en buena medida contribuyó al surgimiento de la conciencia sobre la fragilidad de nuestro medio ambiente y la necesidad de protegerlo. ¿Qué nos traerá Artemis? 

 

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* "En órbita lunar se me ocurrió que, aquí estamos, todo el camino hasta la Luna, y la estamos estudiando, y en realidad es la Tierra vista desde la Luna el aspecto más interesante de este vuelo." Bill Anders, Apollo 8.

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. 

 

 

El polvo zodiacal

En órbita alrededor del Sol, además de los planetas, sus satélites y los enjambres de cuerpos menores, hay una nube de polvo. Podemos verla como una luz fantasmagórica a lo largo del zodíaco, después del anochecer y antes del alba, desde un sitio oscuro como la playa de los Troncos en Bariloche.

Su composición, su origen y su dinámica son todavía un poco misteriosa. Debe haber una fuente de este polvo, ya que de otra manera el viento y la luz solar lo disiparían. El propio Sol es una de las fuentes, ya que la naturaleza eruptiva de su superficie constantemente está inyectando materia en el medio interplanetario. La sonda Parker lo está caracterizando en el sistema solar interior a la órbita de la Tierra. Por fuera, uno puede imaginar algunos infrecuentes choques en el cinturón de asteroides (que ocasionalmente se han visto). Se conocen "bandas" de polvo zodiacal a distintas elevaciones por encima o por debajo de la eclíptica, lo cual apuntaría a un origen múltiple. Pero evidencia sólida no hay mucha.

Algunas naves de exploración interplanetaria han llevado sensores para detectar los impactos con estos granos de polvo (la mayoría mucho menores que lo que llamamos polvo en la Tierra). Una de las observaciones que más me ha llamado la atención en los últimos tiempos es la realizada por el robot Juno, en su larga e intrincada trayectoria hacia el planeta Júpiter. Juno detectó una suficiente cantidad de impactos con granos de polvo interplanetario como para caracterizar la nube de polvo zodiacal entre 1 y 5 unidades astronómicas de distancia solar. La detección fue indirecta: es la primera nave en llevar paneles solares a las regiones exteriores del sistema, y los impactos contra ellos pudieron ser detectados por la cámara de navegación, que observa las estrellas. La nave entera, de este modo, ha funcionado como un detector de polvo de 60 metros cuadrados de apertura, barriendo un volumen enorme de espacio, logrando así una eficiencia incluso mayor que la de los detectores de polvo dedicados en misiones anteriores. 

Se ha publicado recientemente los resultados de estas mediciones, y la sorpresa que reveló es que el planeta Marte parece ser una de las fuentes significativas del polvo zodiacal, formando una nube en su plano orbital entre la órbita de la Tierra y la resonancia 4:1 con Júpiter. Los datos crudos requirieron un cuidadoso análisis, poque la nave fue husmeando a distintas distancias, distintas inclinaciones y distintas velocidades a medida que progresaba en su ruta a Júpiter. Uno de los gráficos de los datos es el siguiente:

La curva negra muestra los impactos diarios cuando Juno ya estaba fuera de la eclíptica. Los astrónomos logran explicar esta distribución de polvo como originada en Marte (la parte principal, que está casi en la eclíptica) más una parte dispersada por acción de Júpiter sobre ella, con inclinación de algo menos de 10 grados. Queda una cosa así:

El resultado del modelo produce una luz zodiacal en el plano del cielo que es compatible con las mediciones infrarrojas de los observatorios espaciales COBE e IRAS, entre otros. También logran explicar por qué el polvo desaparece más allá de las resonancias 4:1 y 5:1, una indicación de que los granos se encuentran en órbitas casi circulares. Esa evidencia es incompatible con un origen del polvo en las colas de los cometas, por ejemplo.

Lo que permanece misterioso es la fuente del polvo. ¿Será el propio planeta Marte, con sus periódicas tormentas globales? ¿Qué fuerza podría darle a parte de ese polvo la necesaria velocidad de escape (unos 5 km/s)? ¿O serán Fobos y Deimos, de donde el polvo formado por micrometeoritos podría salir eyectado con mayor facilidad? Por ahora, esto no se sabe.

 

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El interesante paper es:

Jorgensen et al., Distribution of Interplanetary Dust Detected by the Juno Spacecraft and Its Contribution to the Zodiacal Light, Journal of Geophysical Research: Planets, 126:e2020JE006509 (2021). De allí tomé las imágenes. Salvo la foto, que es mía.

Ciencia en foco

Sin mayores expectativas mandé fotos al concurso Ciencia en Foco, organizado por el Ministerio de Ciencia. ¡Y dos de ellas fueron preseleccionadas! Ahora están expuestas para la votación del público en este enlace. Hay fotos buenísimas, y se puede votar por una en cada categoría: Más allá de nuestros ojos, A simple vista, Bajo el agua, y Ciencia en pandemia. ¡Los invito a votar por las mías! Hay tiempo hasta el lunes 27 de septiembre. Las comparto aquí con sus epígrafes, junto al resto de las fotos que mandé.

Eyección de masa coronal (categoría Más allá de nuestros ojos)

Durante el eclipse solar total del 14 de diciembre de 2020 se produjo una erupción en la superficie del Sol que condujo a la eyección de una enorme cantidad de materia y energía hacia el espacio interplaneterio. En esta imagen la vemos formando una burbuja en forma de lágrima, propagándose en medio de la corona solar, la atmósfera eléctrica que el campo magnético del Sol "peina" en forma de filamentos, visibles a simple vista sólo durante los eclipses totales. Cerca del borde de la Luna vemos también enormes protuberancias solares, de color rojo, que son erupciones menores de materia en la base de la dinámica atmósfera solar.

Aprovecho para recuerdarles que está disponible una charla pública que di hace poco sobre el fenómeno: Sorpresas del Gran Eclipse Patagónico. También publiqué un trabajo técnico, accesible libremente en la revista Papers in Physics: Serendipitous observation of a coronal mass ejection during the total solar eclipse of 14 December 2020.

Plano galáctico (categoría A simple vista)

La primavera en Bariloche nos trae la vista de la Vía Láctea arqueándose sobre la cordillera de los Andes. En esta vista la vemos sobre la ciudad de Bariloche y su cúpula de luz urbana. En este panorama de varias fotos, elegí poner el punto de fuga en la Vía Láctea, en lugar del más habitual del horizonte. 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 costado.

En esta categoría hay también una linda foto de mi amigo Pablo Barrios, Una montaña en el cielo.

Las siguientes no fueron seleccionadas, pero igual las comparto aquí.

Mientras el Balseiro duerme

Las oficinas del Grupo de Partículas y Campos, en el Instituto Balseiro, una noche de verano. Vemos parte de la Vía Láctea austral, con la Cruz del Sur y la brillante Nebulosa de Carina. En su interior brilla la gigantesca Eta Carinae, la estrella favorita de Enrique Gaviola, pionero de la física y la astronomía argentinas y una de las figuras prominentes de los primeros años del Balseiro. Las observaciones fotográficas y espectroscópicas de Gaviola contribuyeron a entender lo que pasaba con esta estrella, que en el siglo XIX se había convertido súbitamente en la segunda más brillante del cielo nocturno. De día, estas oficinas se llenan de científicos que investigan la naturaleza de los rayos cósmicos, los misterios de los agujeros negros y la estructura fundamental de la materia.

 

El nuevo edificio de Ingeniería en Telecomunicaciones, en el Instituto Balseiro, una noche de verano. Vemos la franja de la Vía Láctea austral, con la Cruz del Sur junto al Saco de Carbón, y la brillante Nebulosa de Carina. En su interior brilla la gigantesca Eta Carinae, la estrella favorita de Enrique Gaviola, pionero de la física y la astronomía argentinas y una de las figuras prominentes de los primeros años del Balseiro. Las observaciones fotográficas y espectroscópicas de Gaviola contribuyeron a entender lo que pasaba con esta estrella, que en el siglo XIX se había convertido súbitamente en la segunda más brillante del cielo nocturno. El cielo se tiñe con el alumbrado urbano de los barrios cercanos al Centro Atómico Bariloche.

Polvo en el viento (solar) 

En Bariloche, la primavera se anuncia con la Vía Láctea arqueándose sobre la cordillera de los Andes, como una invitación a salir de noche y acercarse al cosmos. En esta ocasión me sorprendió el fantasmal resplandor de la luz zodiacal, alzándose sobre el cerro Capilla. 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.

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Polvo en el viento (solar)

Dust in the wind...

All we are is dust in the wind.

Kerry Livgren, Kansas

El domingo pasado, pocas horas antes del equinoccio, me acerqué a playa Los Troncos para fotografiar la Vía Láctea sobre el cerro Capilla, que es una de mis tomas favoritas del año. Fue una noche excepcional, finalmente despejada tras meses y meses de cielo nublado. La eterna jet stream, que durante el invierno parece clavada sobre Bariloche, estaba interrumpida y las estrella no titilaban. ¡Sin luna, además! Me acomodé e hice unas fotos de prueba. Salieron casi como las había imaginado. Casi, porque había una luz inesperada detrás del cerro, un triángulo de claridad apuntando al corazón de la Galaxia, a pesar de que ya no había luz crepuscular. Levanté la vista de la pantallita de la cámara y allí estaba el fantasmal resplandor. Me sorprendió, aunque sabía exactamente de qué se trataba. De hecho, hace rato venía soñando con fotografiar esta delicada banda de luz, que sólo puede observarse desde sitios bien oscuros. Me ayudó el equinoccio: es más fácil verla al comienzo de la noche alrededor del equinoccio de primavera, o antes del amanecer cerca del equinoccio de otoño. En estas fechas la eclíptica se yergue más paradita sobre el horizonte y esta luz, que se extiende sobre ella, se distingue mejor al alzarse sobre el cielo turbio del horizonte. Se llama luz zodiacal, porque recorre la región de las constelaciones del zodíaco. Aquí la vemos desde Libra hasta Escorpio.

Desde un sitio bien oscuro (como el Observatorio Paranal, donde se tomó esta extraordinaria foto de horizonte a horizonte) se la puede ver cruzando el cielo:

¿Qué es esta luz zodiacal? Es luz solar reflejada por una infinidad de granos de polvo, que pueblan el plano de la eclíptica en todo el sistema solar. Los más grandes, cuando la Tierra se los lleva por delante, producen estrellas fugaces en el cielo nocturno. Su origen, su dinámica, su interacción con el viento y la corona solar, su presencia en otros sistemas planetarios, son en buena parte desconocidos. Poca gente se ha dedicado a estudiar esta nube de polvo zodiacal. Pero a uno de ellos seguramente lo conocen, porque es muy famoso: Brian May, guitarrista de Queen, la estudió durante años en la década del '70, hasta que sus obligaciones de músico profesional lo llevaron a abandonar la astrofísica. Cuarenta años después (con una voluntad envidiable) retomó sus investigaciones, completó su tesis y obtuvo su título de Doctor en Filosofía del Imperial College de Londres. Lo ayudó el hecho de que muy poca gente se dedica a este tema, ¡de manera que en 40 años había habido muy poco progreso, y su trabajo de campo todavía era útil! Su tesis puede descargarse libremente en la web, y tiene una interesante introducción que puede leerse sin mayores conocimientos técnicos.

En la foto de horizonte a horizonte se nota que hay un parche de luz más denso (en medio de la mitad izquierda). Se llama gegenschein (pronunciado guéguenshain), y se lo encuentra en la posición exactamente opuesta al Sol. Es el polvo que vemos iluminado de frente, sin sombritas laterales que lo eclipsen parcialmente, así que lo vemos más brillante. Es un fenómeno de retrorreflexión, como otros que ya hemos comentado aquí. Para fotografiarlo hay que buscarlo a la medianoche solar local, mirando hacia el norte (en el hemisferio sur). El domingo no estaba bien ubicado, así que tendré que intentarlo desde otro lugar.

Para terminar, una de las panorámicas que fui a hacer a Los Troncos, que salió bien linda, con luz zodiacal de yapa.

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La foto de la luz zodiacal desde Paranal es de ESO/P. Horálek. La tapa de la tesis doctoral de Brian May es de Brian May. Las otras son mías. El epígrafe de la canción de Kansas también lo usa May en su tesis.