sábado, 25 de noviembre de 2017

Cita con 'Oumuamua

No se desplazaba con una trayectoria asteroidal normal, a lo largo de una elipse por la que volvería con precisión de relojería cada pocos años. Era un vagabundo solitario entre las estrellas, que hacía su primera y última visita al sistema solar, porque se movía con tanta rapidez que el campo gravitatorio del Sol jamás podría capturarlo. Fugazmente pasaría las órbitas de Júpiter, Marte, Tierra, Venus y Mercurio, acelerando hasta rodear el Sol y dirigirse una vez más a lo desconocido. 
A. C. Clarke, Cita con Rama
En octubre pasado ocurrió de verdad: ¡por primera vez detectamos en el sistema solar la presencia de un objeto proveniente de otra estrella! Chan.

Fue descubierto por uno de los robots que monitorean incesantemente el cielo buscando asteroides potencialmente peligrosos. El 19 de octubre Pan-STARRS detectó un objeto moviéndose extremadamente rápido. Nada raro: Pan-STARRS descubre estas cosas todos los días. Una semanita más de observaciones permitieron calcular su órbita, y aquí sí hubo una sorpresa. Era algo jamás visto: una hipérbola, una trayectoria abierta viniendo del espacio profundo más allá de los confines del sistema solar, curvándose fuertemente por acción de la gravedad del Sol, y alejándose nuevamente hacia el infinito.


Nunca, nunca se había visto algo parecido. La trayectoria de un cuerpo por acción de la gravedad es algo que se conoce desde hace siglos. Newton calculó a fines del siglo XVII que puede ser circular, elíptica, parabólica o hiperbólica. Las de los planetas son elipses bien redonditas, casi circulares. Las de los cometas periódicos son elipses bien estiradas, como la del cometa Halley que va desde la órbita de Mercurio hasta la de Neptuno. Las de los cometas no periódicos, como el McNaught del 2007, son parábolas.* Conocemos órbitas hiperbólicas alrededor de los planetas, porque las naves interplanetarias las usan para viajar de un planeta a otro. Una trayectoria hiperbólica alrededor del Sol, justamente, permite viajar entre las estrellas. Y eso nunca se había visto.

El objeto fue clasificado inicialmente C/2017 U1, como si fuera un cometa. Al no observarse la formación de una cola se lo reclasificó como A/2017 U1, un asteroide. Pero al confirmarse su origen extrasolar, la Unión Astronómica Internacional creó una nueva categoría, de la cual éste es el primer miembro: 1I/2017 U1, con la "I" de interestelar. Además le pusieron un nombre propio: 'Oumuamua, que en lengua hawaiana significa algo así como "el primero que llega de lejos" (aquí puede escucharse cómo pronunciarlo, que no es muy difícil para un hispanoparlante: o múa múa).

Ni lerdos ni perezosos, los astrónomos se lanzaron sobre el mensajero interestelar. Hay que tener en cuenta que, cuando se lo descubrió, ya estaba alejándose del Sol. Y se mueve tan rápido que antes de fin del 2018 ya será invisible. Esta semana se publicaron dos trabajos con los primeros resultados, que agregan un par de sorpresas. Para empezar, es rojo. Esto no es tan raro: es del color típico de algunos asteroides troyanos de Júpiter, pero no súper-rojo como los cuerpos del Cinturón de Kuiper (o Fernández), como Plutón. Millones de años expuesto a la radiación cósmica pueden haberle dado este color. Gira sobre sí mismo cada 7 horas. Esto tampoco es tan raro, muchos asteroides pequeños rotan así de rápido. Pero nos da una pista sobre su composición: debe ser rocoso o metálico, ya que una rotación tan rápida lo despedazaría si fuera una "pila de escombros", como muchos asteroides que conocemos de nuestro sistema solar. Junto con el hecho de que no presentó actividad cometaria parecen descartar que sea de hielo. Aunque podría ser de hielo cubierto de una corteza dura por acción de la radiación. El cometa Churymov-Gerasymenko resultó tener una costra tan dura que los arpones de Philae no lograron penetrarla para anclarse, después de todo.

La característica física más notable es su forma. La variación de su brillo al rotar parece indicar que es extremadamente elongado, de un par de cientos de metros de largo y sólo unas decenas de ancho. Gira alrededor de un eje perpendicular a la dirección larga.


¿Se podría ir a visitarlo? Es tentador: nunca antes tuvimos oportunidad de analizar material de otro sistema estelar. Es difícil, de todos modos. Habría que armar una misión automática de la nada, lanzarla a gran velocidad lo antes posible, y esperar un par de décadas para alcanzarlo mientras se aleja. Se hicieron planes, pero sospecho que ninguno se va a concretar. Habrá que esperar que vuelva a ocurrir. ¿Y cuánto habrá que esperar? Aquí hay otra sorpresa: uno de los trabajos tiene una estimación matemática, y resulta que siempre debería haber un objeto interestelar del tamaño de 'Oumuamua en una esfera del tamaño de la órbita de la Tierra. Se va uno y llega otro. Si es así, no hay duda de que Pan-STARRS o algún sistema similar van a descubrir más en el futuro cercano.

Es casi inevitable, si uno es aficionado a la ciencia ficción, pensar en Cita con Rama, de Arthur C. Clarke, en relación a 'Oumuamua. En el comienzo de la novela la caída de un asteroide arrasa parte de Europa, lo cual lleva a la creación de un sistema automático de detección de asteroides peligrosos. Exactamente como Pan-STARRS y similares. Años después detectan el primer objeto interestelar, inicialmente catalogado como un asteroide muy elongado... y que resulta ser una nave extraterrestre.


La imagen de 'Oumuamua es una reconstrucción basada en fotos tomadas a través de varios filtros, de luz visible e infrarroja, hecha por el Telescopio Gemini South. La imagen artística del posible aspecto del raro asteroide es del Observatorio Europeo Austral, ESO/M. Kornmesser. La imagen de la órbita de 'Oumuamua la hice yo con Celestia, usando datos orbitales del sistema JPL Horizons. Si usan Celestia y quieren los archivos, pídanmelos y os serán dados.

Los dos trabajos de esta semana son:

Meech, KJ et al. A brief visit from a red and extremely elongated interstellar asteroid. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature25020 (2017).

Jewitt, D et al. Interstellar Interloper 1I/2017 U1: Observations from the NOT and WIYN Telescopes. En prensa en Astrophysical Journal (2017).

* Para detallistas: algunos cometas tienen órbitas apenas hiperbólicas, casi indistinguibles de una parábola. Se debe a perturbaciones producidas por Júpiter. 'Oumuamua, en cambio, tiene una trayectoria muy hiperbólica, inconfundiblemente interestelar.

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sábado, 18 de noviembre de 2017

Galaxias lejanas

Tengo el gusto de participar del Comité Organizador de la conferencia internacional Distant Galaxies from the Far South. El evento reunirá, en la ciudad de Bariloche, a los capos mundiales del estudio de las galaxias más lejanas y que, por lo tanto, vemos tal como eran de bebés, cuando el universo era joven y muy distinto que hoy en día. Adivinen quién hizo la composición fotográfica para el póster:


La conferencia es una iniciativa de Karina Caputi, graduada en Física del Instituto Balseiro y doctora en Astronomía. Actualmente es Profesora de Astronomía en la Universidad de Groningen, Holanda. Se dedica a estudiar cómo se formaron y evolucionaron las galaxias cuando el universo era joven. Karina me contactó el año pasado para que la ayudara a organizar su propuesta. Inmediatamente dije que sí, y convoqué a otra astrónoma barilochense, Mariana Orellana de la Universidad de Río Negro, para hacerlo juntos.

Aunque se trata de un evento científico para especialistas, lo cuento aquí porque habrá dos buenísimas charlas públicas de divulgación. Si estás en (o cerca de) Bariloche, y te interesa la astronomía, no te las podés perder:

The James Webb Space Telescope, a cargo del Dr. Matt Greenhouse (NASA, Goddard Space Center, USA). LA CHARLA SERÁ EN INGLÉS.
Martes 12 de diciembre, 19:00 horas. Bariloche Eventos y Convenciones, España 415, entrada libre y gratuita.

Matt, doctor en Astronomía por la Universidad de Wyoming, es nada menos que el responsable de la instrumentación científica a bordo del Telescopio Espacial Webb, que será el mayor telescopio espacial al momento de su lanzamiento (planeado para abril de 2019). El telescopio Webb forma parte de una nueva generación de telescopios espaciales y será el sucesor del famoso Telescopio Hubble. Segurmente revolucionará la astronomía y la cosmología del mismo modo que lo hizo el Hubble hace más de 25 años. Como se ve en la foto del equipo junto a un modelo de tamaño real, ¡es gigante! Estoy seguro de que Matt está ahí, pero no logro identificarlo.

Las Primeras Galaxias del Universo, a cargo de la Prof. Karina Caputi (Universidad de Groningen, Países Bajos).
Sábado 16 de diciembre, 14:30 horas. Biblioteca Sarmiento (Centro Cívico), entrada libre y gratuita.

Algo que aprendimos a lo largo del siglo XX es que el universo no fue siempre igual: evolucionó, y lo sigue haciendo, a partir de un estado extremadamente denso y caliente, y todavía está expandiéndose y enfriándose. El universo joven era muy distinto del que vemos a nuestro alrededor: no había estrellas ni galaxias, sólo hidrógeno, helio y radiación. ¿Cómo llegó a ser como lo conocemos? ¿Cómo se formaron las primeras estrellas, las primeras galaxias? ¿Cómo eran, y cómo llegaron a ser como la Vía Láctea? Aquellas galaxias bebé era mucho más chiquitas, y su luz está tan estirada en su largo viaje hasta nosotros que ni siquiera el Telescopio Hubble (que llega a pispear en el infrarrojo cercano) alcanza a verlas bien. Hará falta el Telescopio Webb, diseñado para ver en infrarrojo.

En cambio sus estrellas (sospechamos) pueden haber sido mucho mayores que las más grandes estrellas que vemos a nuestro alrededor, que pesan a lo sumo unas 260 veces más que el Sol. ¿Fue realmente así? Esas estrellas de puro hidrógeno y helio, ¿pueden haber pesado como 500 soles? ¿1000? ¿2000? No lo sabemos. Tanto los astrónomos observacionales como teóricos están preparándose para la nueva era del Telescopio Webb y los nuevos telescopios gigantes en la superficie de la Tierra, varios de ellos ya en construcción.

Y estas galaxias súper distantes, súper jóvenes, súper chiquitas, ¿tenían ya grandes agujeros negros en su centro? ¿En qué momento, y cómo, los desarrollaron o los adquirieron? ¿O fue al revés, y las galaxias se formaron alrededor de ellos? Hay montones de cosas que ignoramos sobre aquellas lejanas épocas. A diferencia de la historia de nuestro mundo, el pasado del universo está a la vista gracias a los telescopios, verdaderas máquinas del tiempo que nos revelan, con cada avance tecnológico, no sólo las respuestas a nuestas preguntas, sino fenómenos inesperados y nuevos misterios para resolver.


La imagen de la ciudad de Bariloche con la galaxia Centaurus A es una composición mía, basada en fotos también mías. La foto de Karina es suya. La del equipo del Telescopio Webb es de la NASA, así como la comparación de galaxias similares a la Vía Láctea, a distintas edades, que está basada en imágenes del Telescopio Espacial Hubble (NASA/ESA/STScI).

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sábado, 11 de noviembre de 2017

La tetera y la cafetera

It is just stars, and you could join up the dots in any way you wanted,
and you could make it look like a lady with an umbrella who is waving,
or the coffeemaker which Mrs. Shears has, which is from Italy,
with a handle and steam coming out, or like a dinosaur.

Mark Haddon, The curious incident of the dog in the night-time

Carlos Balseiro estaba hojeando mi reciente libro En el Cielo las Estrellas, y al llegar a una ilustración de la constelación de Orión me dice "A mí Orión siempre me pareció que era una cafetera, una de esas italianas".

¿Orión una cafetera? Desde tiempo inmemorial el gran cuadrilátero cruzado por las Tres Marías ha sido asociado con una figura humana: Gilgamesh, el cazador Orión, el ex arquero de Boca... ¿Pero una cafetera?

"Una moka", me dice Balseiro. "Y no soy el único. Leí una novela policial donde hay un chico autista, no me acuerdo el autor". "Mark Haddon", le digo (yo también leí The curious incident...). "Esa. Y el chico dice que a él Orión le parece una cafetera. Mirá".

Me describió la cafetera, con la base del recipiente donde se pone el agua formada por Rigel y Saiph, la rosca donde va el filtro son las Tres Marías, la parte donde se junta el café es el otro trapecio, con la brillante Betelgeuse haciendo de pico, la tapita coronada por Lambda Orionis y, sujeta a Bellatrix, el asa formada por el arquito de las Pi Orionis. Hasta el vapor saliendo por el pico, gentileza de la Vía Láctea estival (austral) y el triangulito Mu-Nu-Xi.  

Chan. Una cafetera. Era innegable e irresisitible. Acá está, díganme si no es.

Ya se sabe que Orión y el Escorpión se presiguen mutuamente en el cielo, obedeciendo a la enemistad del mito griego. No queremos romper esta simetría celeste entre el cielo estival dominado por el cazador y el invernal supervisado por el arácnido. No hay problema: junto a Escorpio está Sagitario, en la parte más gruesa y brillante de la Vía Láctea. La figura del centauro (también arquero, fijensé un poco, si bien del otro tipo) no es fácil de identificar, pero hay un grupo de estrellas que todo aficionado sabe reconocer como una Tetera (también con vaporcitos galácticos).

Así que ahora tenemos la Tetera y la Cafetera celestes, persiguiéndose en el cielo en extremos opuestos de la Vía Láctea. Una preciosidad.

Salgan a verlas. En estos días, tipo 22:30, la Cafetera sale por el Este mientras la Tetera se esconde por el Oeste.
And anyway, Orion is not a hunter or a coffee maker or a dinosaur. It is just Betelgeuse and Bellatrix and Alnilam and Rigel and 17 other stars I don't know the names of. And they are nuclear explosions billions of miles away.
Mark Haddon, The curious incident of the dog in the night-time


Carlos Balseiro es físico, especialista en temas de materia condensada y nanociencia. Fue mi profesor de Mecánica Cuántica I cuando ambos éramos mucho más jóvenes. Es hijo de José Balseiro, uno de los pioneros de la física argentina y fundador de nuestro Instituto. Carlos es actualmente Director del Insituto Balseiro, lo cual lleva a irremediables confusiones de nombre. Las figuras están hechas con Stellarium.



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sábado, 4 de noviembre de 2017

De Crux a Carina

Hace mucho que no comparto aquí alguna astrofoto mía. Falta de tiempo y de buen cielo en Bariloche, por un lado. Y las pocas que tengo están sin terminar de procesar. Pero tengo algunas, y simplemente fueron quedando postergadas. Hoy traigo estas dos, de una de mis regiones favoritas del cielo: de la Cruz del Sur a la Gran Nebulosa de Carina. Si bien desde nuestra latitud están permanentemente sobre el horizonte, en esta época del año están muy bajitas de noche y altas de día. Aquí están, así no las extrañamos.


Es impresionante la cantidad de estrellas ¿no? Todo el mundo sabe reconocer la Cruz del Sur, aunque es la constelación más chiquita del cielo. En esta foto puede costar un poco identificarla. Desde un sitio oscuro podemos ver que está directamente sobre la banda difusa de la Vía Láctea. Aunque a simple vista nuestros ojos no logran distinguirlo, en las fotos la Vía Láctea muestra su verdadera naturaleza, compuesta por muchísimas estrellas.

Además de estrellas vemos varias regiones nebulosas rojas. He aquí una versión anotada:


La mayor de estas nebulosas, enmarcada por cuatro grandes cúmulos estelares, es naturalmente la Gran Nebulosa de Carina, el hogar de Eta Carinae y su Homúnculo, que ya hemos visitado. Vale la pena también decir que las regiones oscuras (la más prominente es el Saco de Carbón) no son zonas con menos estrellas, sino verdaderas nubes interestelares, frías y oscuras, que ocultan el brillo de las estrellas que se encuentran detrás. También ya han aparecido por aquí.

Un mes antes había hecho una foto, con otra lente, sólo de la nebulosa y su entorno. Aquí está:


Sí, es impresionante la cantidad de estrellas. Intenté contarlas (no a ojo, de manera automática por supuesto) pero los resultados que obtuve eran claramente subestimados. No sé cuántas estrellas hay.

En esta foto se ven más claramente los cúmulos cercanos a Eta Carinae. Los aficionados los conocen bien, porque son maravillosos vistos con pequeños telescopios. NGC 3532 es uno de los cúmulos más extraordinarios del cielo, y junto a él está x Carinae, la estrella más lejana visible a simple vista. NGC 3114 apenas se queda atrás, y NGC 3293, que es mucho más compacto y cercano a la Nebulosa, suele verse destacado junto a ésta con oculares de poco aumento y ángulo amplio. Theta Carinae (las "Pléyades del Sur") es magnífico también en binoculares.


Pero la reina de la foto es, sin duda, NGC 3372, la Gran Nebulosa de Carina. Es 15 veces más brillante que la Nebulosa de Orión y 3 veces más grande (una docena de Lunas se necesitarían para eclipsarla). Bandas de gas y polvo oscuro cruzan la nebulosa, formando un archipiélago de gas fluorescente bien conocido por los aficionados australes. Varios cúmulos estelares extremadamente jóvenes han nacido del gas de la nebulosa, que es probablemente la mayor región de formación de nuevas estrellas de la Galaxia.

En esta foto descubrí un par de objetos que no conocía, y que tal vez valga la pena fotografiar con el telescopio a fines del verano: Un arquito verdoso arriba a la derecha es la parte más brillante de NGC 3199, una burbuja de gas ionizado soplada por una energética estrella de Wolf-Rayet cerca de su centro, WR18 (V500 Car, HIP 50368). Las estrellas WR son masivas y extremadamente calientes e inestables. Se cree que son una categoría que incluye a las variables luminosas azules, a la cual pertenece Eta Carinae. Están a punto de explotar como supernovas.

El otro objeto es una pequeña región de formación estelar, formada por NGC 3576 y NGC 3603. La primera tiene una banda oscura que en fotos de alta resolución (no ésta) semeja la Estatua de la Libertad. Es una nebulosa muy linda, y en cualquier otra parte del cielo se destacaría mucho más. Ya la tomaré de cerca.

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