miércoles, 31 de diciembre de 2014

Feliz año viejo

¡Escribí 54 notas en el blog este año! Algunas mejores que otras, algún error habré cometido, algo me habrá quedado sin decir. Gracias a los seguidores, a los que comentan, a los que comparten, a los que señalan errores... En el 2015 me saldrá mejor.

Todas las notas del año están acá. ¿Cuál fue la que más te gustó?



La foto de la Luna eclipsada poniéndose tras el Cerro López es el nuevo banner de En el Cielo las Estrellas. 

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sábado, 27 de diciembre de 2014

Año nuevo, lunas nuevas

La Luna será una gibosa creciente de 10 días en la noche de Año Nuevo, esta semana. Es una de mis lunas favoritas, con una magnífica iluminación de la Bahía del Arco Iris, del gran cráter Copérnico, y de las Tierras Altas del Sur.

He preparado la habitual compilación de toda la luna del año para el 2015, acelerada 200 mil veces y vista desde el hemisferio sur, para despedir el año bloguero 2014. Presten atención a los eclipses totales durante las lunas llenas de abril y septiembre. Este último estará muy bien ubicado en el cielo argentino, en plena noche. Se ve mejor en pantalla completa y máxima resolución.



Aparte de las fases, dos movimientos son evidentes en esta animación rápida: la Luna se agranda y se achica, y se balancea. Ambos fenómenos son reales. El primero se debe a que la órbita de la Luna es bastante ovalada, acercándose y alejándose de la Tierra a lo largo del mes. Es el movimiento responsable de las Superlunas y las Minilunas. Traten de identificarlas durante el 2015. El balanceo se llama libración, y gracias a él podemos ver desde la Tierra casi un 60% de la superficie lunar, a pesar de que siempre nos muestre la misma cara.

Si ven cosas "raras" pasando fugazmente, son planetas. Yo alcancé a ver a Marte el 5 de diciembre y a Venus el 7. Pero hay más, inclusive ocultamientos. Ya nos ocuparemos de ellos.

El mejor recurso informático para los fanáticos de la observación lunar sigue siendo el Virtual Moon Atlas. Todavía no está en castellano, y estoy seguro de que a los autores les encantaría recibir ayuda con una traducción...

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sábado, 20 de diciembre de 2014

Sol quieto y Luna nueva

Mañana, 21 de diciembre, es el solsticio austral. Solsticio quiere decir Sol quieto: es el extremo de su corrimiento anual hacia el sur del cielo, donde se "detiene" y regresa al norte.

Se me ocurrió revisar dónde estaría el Sol en el momento exacto del solsticio, que será a las 20:03 hora argentina (UT-3). Sabía que era en Sagitario, cerca del centro de la Vía Láctea, pero no sabía exactamente dónde. Con la magia de Stellarium, removiendo la molesta atmósfera terrestre, descubrí que estará casi exactamente en medio de dos nebulosas favoritas: la de la Laguna y la Trífida. Vean.  

Pero la mayor sorpresa fue observar muy cerca la silueta oscura de la Luna. Resulta que la Luna nueva ocurre a las 22:36 del mismo día, ¡apenas dos horas y media más tarde! Esto es una coincidencia extraordinaria y me pareció súper simpático.

¿Cada cuánto se producirá esto? Cualquier astrónomo lo contesta a ojos cerrados: el 21 de diciembre de 2033. ¡Apa! ¿Cómo lo sé?

El período lunar (el período sinódico, se llama) dura 29.53 días. Tiene una duración confortable para medir el paso de los días, de manera que muchos calendarios antiguos están basados en estos meses lunares. Agarren la calculadora y verán que 12 meses lunares son 354 días y pico, 11 días menos que un año verdadero. Si uno insiste en contar los días exclusivamente usando ciclos lunares, las estaciones empiezan a desajustarse de lo lindo a lo largo del año. ¡En apenas 16 años quedan invertidos los solsticios de invierno y de verano! ¿Quién quiere un calendario así?

Pero hete aquí que hace veinticinco siglos los astrónomos babilonios midieron y contaron con mucho cuidado y descubrieron que 12 años de 12 meses lunares, más 7 años de 13 meses lunares, coincidían casi exactamente con 19 años solares. ¡Fascinante! Era una receta para hacer un calendario basado en el ciclo combinado del movimiento del Sol y de la Luna: se podían usar años de 12 meses lunares, pero intercalando cada tanto un mes adicional, un poco como el día adicional de febrero en nuestros años bisiestos. Estos meses intercalados deben ser 7 cada 19 años. Muchos calendarios antiguos de Medio Oriente, incluido el calendario hebreo aún en uso, funcionaron así.  

Metón de Atenas redescubrió este hecho (o le llegaron noticias de Babilonia) y lo introdujo en el calendario griego, razón por la cual llamamos ciclo metónico a este período de 19 años. En cada repetición del ciclo metónico las fechas de las fases lunares se repiten. Un hecho clave, si bien se mira, para predecir con exactitud los eclipses, que fue una de las primeras proezas astronómicas de la Antigüedad.

Así que el 21 de diciembre de 2033 se repetirá la coincidencia de solsticio con Luna nueva. Cualquiera puede verificarlo hoy en día con el Virtual Moon Atlas. Veinte años no es nada, así que el ciclo metónico es menos que nada. Pero qué se yo, la vez anterior me ataba el pelo con un chuflín, y la próxima estaré jubilado. ¿Nada? 

Los solsticios y los equinoccios son fechas importantes en todas las culturas. El solsticio de diciembre marca el comienzo del verano en el hemisferio sur, así como el de junio y los equinoccios intermedios marcan el comienzo de las otras estaciones del año. Muchas fiestas importantes de todas las culturas y religiones están organizadas alrededor de estos eventos astronómicos. El solsticio austral congrega la Navidad cristiana, la luminosa Hanukkah hebrea, la divertida Saturnalia de los antiguos romanos, la recentísima Kwanzaa de los afroamericanos, la nórdica Yule, la persa Yalda y muchas más. Así que, para todos (incluido algún romano distraído que siga celebrando la Saturnalia)...

*** ¡¡¡FELICES FIESTAS!!! ***


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sábado, 13 de diciembre de 2014

Ares vs Antiares

Ares, el dios tracio, es amante de la batalla por el puro placer de la lucha. Su sed de sangre es insaciable. Su antagonista es Atenea, la diosa sabia asociada a la "guerra justa". Aunque a veces Ares resulta humillado, o toma el lado de los perdedores, a él no le importa: mientras haya violencia y horror la pasa bien. En el relato homérico, por ejemplo, Atenea tomó el partido de los aqueos, los vencedores, mientras que Ares protegió a los troyanos.

En el panteón romano Ares es Marte, y goza de un lugar más digno (claro, es el padre de Rómulo y Remo). Ambos dioses fueron asociados, desde tiempos muy antiguos, con la estrella vagabunda roja y ardiente: el planeta Marte. Y, en el cielo, el planeta también tiene una rival: la estrella roja que marca el corazón del Escorpión, Antares, anti-Ares. En septiembre pasado tuvo lugar un nuevo encuentro de esta milenaria batalla.

Sus recurrentes encuentros son siempre encantadores. Antares es una de las estrellas más brillantes, y como su color anaranjado es casi idéntico al del planeta, tradicionalmente es una de las conjunciones más esperadas. Además es una buena oportunidad para fotografiar ambos a la vez e ilustrar uno de los hechos más notables de las estrellas y los planetas tal como los vemos a ojo desnudo en el cielo: las estrellas titilan, los planetas no. 

Para hacerlo basta esperar que el planeta y la estrella se encuentren suficientemente cerca como para poder fotografiarlos a ambos a la vez con un teleobjetivo. Y entonces hay que hacer exactamente lo contrario de lo que uno hace habitualmente en la fotografía astronómica: ¡hay que sacudir la cámara! El resultado es, para cada estrella o planeta, una traza luminosa siguiendo el movimiento de la cámara. El tiempo queda congelado en esta breve trayectoria, de modo que podemos ver las variaciones de brillo a lo largo de las trazas. Como los planetas no titilan sus trazas son nítidas y constantes. En cambio las estrellas producen trazas de brillo y color cambiante.

Tomé estas fotos el 26 de septiembre, con Marte y Antares separados por apenas 3°. Sostuve la cámara en la mano para una exposición de 1 segundo. En lugar de esforzarme para mantenerla quieta la hice oscilar para acá y para allá. En las fotos vemos, además de Marte y Antares, la estrella de tercera magnitud Sigma (σ) Scorpii, una estrella azul que titila todavía más que Antares. En la foto de aquí arriba las acomodé una encima de otra. En la de abajo las vemos tal como aparecían en el cielo.



Hace un par de años hice algo similar con Saturno y la estrella Spica, también ambos de brillo similar como Marte y Antares, pero de colores muy contrastantes. Ya las he mostrado, pero el resultado me gusta tanto que reproduzco aquí la foto. Spica, que es una estrella azul, se ve cambiando de color como loca. En Antares el efecto no es tan notable. No sé si fue una casualidad de ese día (el titilar depende de la turbulencia de la atmósfera, de modo que cambia noche a noche), o si las estrellas rojas simplemente titilan menos. Habrá que seguir probando.

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sábado, 6 de diciembre de 2014

El cinturón de Fernández

Digámoslo desde el principio para que quede bien clarito:
El cinturón de Kuiper debería llamarse cinturón de Fernández.
¿De qué estamos hablando? Este cinturón es un numeroso enjambre de objetos similares a núcleos de cometas que pueblan el helado abismo más allá de la órbita de Neptuno. Plutón es uno de ellos, pero hoy se conocen miles, y probablemente son cientos de miles o millones. Creo que en los próximos meses se hablará mucho del cinturón de Kuiper. ¿Por qué?  Porque hoy, dentro de pocas horas, el robot New Horizons, en viaje interplanetario desde 2006, se despertará por última vez para encarar el tramo final de su larguísimo viaje. Un viaje que dentro de seis meses lo llevará a explorar el sistema de Plutón, para dirigirse luego a otro u otros objetos del cinturón.

En 1930 Plutón, por ser el más brillante, fue el primer miembro del cinturón en ser  descubierto. El segundo llegó recién en 1992. Así que no fue sino hacia fines del siglo que nos percatamos de su número plural. Pero los astrónomos ya lo sospechaban: impulsados por la fuerza de la lógica, la física y la matemática ya habían conjeturado su existencia.

Gerard Kuiper fue un influyente astrónomo holandés-norteamericano. En 1950 publicó un ambicioso artículo titulado Sobre el origen del sistema solar. Allí argumenta que más allá de Neptuno debería haber habido, en la nebulosa de la cual se formaron los planetas, una gran cantidad de materia "condensable", y que una parte de ella sería responsable de los cometas. Pero agrega que la acción de Plutón y Neptuno deberían haber dispersado estos cuerpos rápidamente, formando la nube esférica ya sugerida por Oort, mil veces más lejana. Un artículo muy inspirador, que extiende sus argumentos para considerar la formación de sistemas planetarios alrededor de otras estrellas, y que concluye diciendo "uno puede sólo especular acerca de las posibles formas de vida desarrolladas en estos numerosos y desconocidos mundos". Pero, como vemos, un artículo que esencialmente propone que no debería existir el cinturón que hoy ostenta su nombre.

Kuiper volvió sobre el tema en 1974, en otro trabajo muy parecido, llamado Sobre el origen del sistema solar, I. Dice lo mismo sobre los cometas y hacia el final anuncia el contenido de la parte II, donde habría toda una sección dedicada al tema. Lamentablemente Kuiper murió durante unas vacaciones en México mientras la parte I estaba en prensa (según indica una notita agregada al final por los editores de la revista).

Enter Fernández. Astrónomo uruguayo de la Universidad de la República, Julio Ángel Fernández, en ese entonces en Madrid, publicó en 1980 un artículo titulado Sobre la existencia de un cinturón de cometas más allá de Neptuno. ¡Ajá! En las  primeras líneas Fernández cita el antecedente de Kuiper, por supuesto. Discute que hay una sobreabundancia inexplicada de cometas de período corto (como el 67/P Churymov-Gerasimenko, que el mes pasado saltó a la fama). Y desarrolla un argumento y un modelo físico para mostrar que debería existir un cinturón de objetos de hielo de alrededor de 1021 kg a 40-50 unidades astronómicas. Precisamente el cinturón que hoy conocemos.

Muchos astrónomos son conscientes de la injusticia del nombre (ver por ejemplo acá). Pero me temo que durante los proximos meses, a medida que las observaciones de New Horizons empiecen a llegar y leamos en los diarios qué es esto del cinturón de Kuiper, el nombre se instalará en la cultura popular y será inamovible. Sólo nos quedará recitar para adentro "el cinturón de Fernández..."


Kuiper se pronuncia kóiper en holandés, pero los norteamericanos le dicen káiper. La foto lo muestra revisando el atlas fotográfico de la Luna preparado por él mismo en base a las observaciones de las sondas Ranger y Surveyor en los sesentas. La foto de Fernández es de Alejandro Sequeira, tomada del blog de Armando Olveira. La imagen de New Horizons en Plutón está hecha, por supuesto, con Celestia.

Gerard P. Kuiper, On the origin of the solar system. Proceedings of the National Academy of Sciences 37, 1-14 (1951).

Gerard P. Kuiper, On the origin of the solar system, I. Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy 9, 321-348 (1974).

Julio A. Fernández, On the existence of a comet belt beyond Neptune. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 192, 481-491 (1980).

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sábado, 29 de noviembre de 2014

Me mareo relativamente

Las mareas oceánicas en la Tierra, dijimos hace poco, se deben a que la gravedad de la Luna afecta de manera diferente las partes cercanas y las partes lejanas del océano: más fuerte las cercanas y más débilmente las lejanas. Esto produce una aceleración relativa entre ambos lados del mundo, que resulta en un estiramiento del océano en la dirección Tierra-Luna.

El fenómeno es más general que el que produce la Luna en los océanos: la Tierra produce mareas sobre la Luna que han frenado su rotación hasta obligarla a mirarnos siempre con la misma cara, las galaxias se arrancan mareas de estrellas cuando chocan, etc., etc. De tanto pensar en Interestelar se me ocurrió contar una vuelta de tuerca que nos llevará a territorios insospechados.

Imaginemos un experimento a bordo de una Estación Espacial. Dentro de la Estación no sentimos la familiar gravedad, tan presente cada día de nuestras vidas. Ya hemos contado la razón de esta ingravidez, que estrictamente se llama caída libre. Si ponemos una semilla de sésamo en el aire delante nuestro, con mucho cuidado de no empujarla, allí se queda. Si le damos un ligero impulso se alejará en línea recta y con velocidad constante hasta chocar con la pared. Hace exactamente lo que dicen las leyes del movimiento, que conocemos desde Galileo.

Compliquemos el experimento. Si ponemos dos semillas de sésamo, una a algunos centímetros de la otra, allí se quedarán ambas. Ni se acercan ni se alejan. Como dos líneas paralelas dibujadas en un plano, que ni se acercan ni se alejan una de otra. Esta analogía es más profunda que lo que puedo explicar aquí, pero podemos decir que el espacio mismo (el espacio-tiempo, estrictamente) es plano. Las paralelas no se juntan, y las semillas de sésamo tampoco.

Un día recibimos un aumento de presupuesto y decidimos agrandar la Estación. Agrandarla mucho. ¿Qué pasa con el experimento? Bueno, va a pasar como con las mareas: la atracción sobre las dos semillas va a ser distinta si están muy separadas: vistas desde la Estación, habría una aceleración relativa entre ambas. Puede ocurrir como en esta figura, por ejemplo: aunque ambas semillas estén a la misma distancia de la Tierra, las aceleraciones forman un ángulo. Por más que las dejemos inicialmente en reposo acabarán acercándose. Ya no son como las paralelas en un plano. Son más bien como los meridianos en un globo terráqueo: parecen paralelas al principio, pero acaban acercándose. El espacio-tiempo dentro de la Estación no es plano: es curvo.

En otras palabras: dentro de la Estación podemos no sentir la familiar "fuerza de la gravedad", pero allí está: se manifiesta como fuerza de marea. O como curvatura del espacio-tiempo. Son lo mismo: la marea es curvatura, y la curvatura es marea. Son los distintos puntos de vista de Newton y de Einstein acerca de la naturaleza del espacio-tiempo: para uno el agente que mueve las semillas es la fuerza de marea, para el otro es la curvatura del espacio tiempo. Si entendiste esto, entendiste el fundamento de la Relatividad General.

¿Creés que la Relatividad General concierne sólo el movimiento de semillas de sésamo en la Estación Espacial? ¿O los agujeros negros y cosas por el estilo, alejadísimos de la vida cotidiana? ¡Nada de eso! Fijate en lo siguiente. Einstein descubrió todo esto hace 100 años. Nadie, ni Einstein ni ninguno de sus colegas, ni ninguna agencia gubernamental, habría podido detectar que lo que estaba haciendo tendría aplicaciones de algún valor económico o social. Si se hubiera presentado a pedir un subsidio de un hipotético Programa Nacional de Innovaciones de Interés Público se lo habrían negado. Y ningún programa por el estilo habría podido encauzar el trabajo de nadie para que descubriera la Relatividad General. Pero 100 años después tenemos un Sistema de Posicionamiento Global (GPS), que funciona gracias a la Relatividad General, y que ha revolucionado la navegación de todo tipo, la cartografía, la geología y mucho más. Lo mismo, exactamente lo mismo, ocurrió con la electricidad, con la mecánica cuántica, con la decidibilidad, con infinidad de cosas.

Hay una lección para aprender de aquí, y es tan evidente que ni siquiera necesito enunciarla.


Para leer a toda velocidad como en el final de las publicidades modernas: El experimento dentro de la Estación requiere que la estación no rote. La ISS rota sobre sí misma, para mantener siempre la misma orientación hacia la superficie. El sistema en caída libre se llama sistema inercial de referencia. Si rota deja de ser inercial. Si es muy grande y está cerca de un planeta, deja de ser inercial. Si está cerca del centro de un agujero negro tenemos que hacerlo muy chiquito para que siga siendo inercial. Aun si la estación es pequeña y las semillas están a centímetros de distancia una de otra, la aceleración de la gravedad no es exactamente igual en una semilla que en la otra, y acabarán acercándose: los astronautas llaman a esta situación microgravedad. Las semillas de sésamo aparecen en los ejemplos como "partículas de prueba", que no se atraigan gravitacionalmente entre sí. Las semillas de sésamo son muy ricas.

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sábado, 22 de noviembre de 2014

Me mareo con los fideos

Ya he contado un par de cuestiones básicas sobre la marea, en las notas Me mareo con la marea y Me mareo con el eclipse. Brevísimo resumen:

1. Primero y principal, ocurren dos mareas altas por día, a horas que se van corriendo a lo largo del mes.

2. Segundo y principal: las mareas son producidas por la gravedad de la Luna (y del Sol), por lo cual afectan a toda la materia por igual (y no sólo al agua).

3. Tercero y principal: las mareas no tienen nada que ver con la luz de la Luna, de manera que los eclipses no hacen ninguna diferencia.

Ha llegado el momento de explicar por qué se producen las mareas.

En Me mareo con la marea conté que las dos mareas diarias se deben a que la acción de la Luna produce dos bultos en los océanos de la Tierra: uno hacia la Luna y otro en la dirección contraria. Estos bultos son lo que experimentamos como mareas altas cuando la Tierra gira "dentro" de ellos, como muestro en este dibujo. ¡Lo que no es fácil de entender es por qué hay dos bultos! Si la Luna tira para un lado, ¿por qué no hay sólo un bulto, apuntando hacia la Luna? Eso es lo que intentaré explicar.

El doble bulto se origina en la diferencia entre la atracción sobre la parte más cercana a la Luna y la parte más lejana. La gravedad depende de la distancia. Y como la Tierra es grande, la gravedad que ejerce la Luna sobre la parte más cercana de la Tierra es mayor que la que ejerce sobre la parte más lejana. En partes intermedias, como el centro de la Tierra, por supuesto la intensidad de la atracción es intermedia. La situación es más o menos como está dibujada aquí, donde las flechitas representan la aceleración gravitatoria producida por la Luna. A propósito, ésta es la razón por la cual la Luna no afecta a la gente: la diferencia de la atracción gravitatoria de la Luna entre la cabeza y los pies, por más alto que uno sea, es absolutamente ignorable. Y, por supuesto, el hecho de que seamos 70% agua no juega ningún rol (ver arriba la cuestión segunda y principal).

Es conveniente representar la misma situación vista desde la Tierra. Parados en la Tierra no experimentamos la acción de esa flechita que apunta desde el centro de la Tierra hacia la Luna. Esa flechita es la que nos mantiene en órbita (la Tierra y la Luna orbitan ambas alrededor de su mutuo centro de masa). De tal manera que, parados en la Tierra, podemos referir las dos atracciones, la de la parte lejana y la de la parte cercana, a la del centro. Como la de la parte cercana es mayor que la del centro, el efecto neto es una atracción hacia la Luna. Y como la de la parte lejana es menor que la del centro, el efecto neto es una aceleración de la gravedad alejándose de la Luna. La situación está representada aquí al lado. Este efecto diferencial entre la parte cercana y la parte lejana produce un estiramiento de la Tierra en la dirección Tierra-Luna: las dos pleamares diarias. También el aire y hasta la corteza misma de la Tierra se estiran de esta manera, si bien el estiramiento del océano es el más notorio. Por supuesto la Tierra hace algo análogo sobre la Luna (aunque ésta no tenga océanos), y cualquier cuerpo masivo sobre cualquier otro que tenga cerca. En la película Interestelar, las "olas" gigantes que encuentran Cooper y Brandt en el planeta Miller no son olas verdaderas, sino estos dos bultos, enormes mareas producidas por el agujero negro alrededor del cual el planeta orbita. Ven pasar una por hora, ¡así que el planeta está girando muy rápido! Eso sí: no deberían ser tan puntiagudas... eso es una licencia dramática... y además el planeta debería estar con su rotación bloqueada por la marea... Pero me estoy yendo por las ramas.

En los dibujos exageré la magnitud del estiramiento, que en realidad es pequeñisimo comparado con el tamaño del planeta (50 cm de diferencia entre la pleamar y la bajamar, lo resuelven los chicos de Mecánica Clasica en el Problema 1 de la Guía 8). ¿Cómo podríamos hacer para que fuera mayor? Por la manera en que la atracción gravitatoria depende de la distancia, puede aumentarse este efecto diferencial si los cuerpos están más cerca. Existe un límite, llamado límite de Roche, que vincula este estiramiento con la fuerza que ejerce un cuerpo para mantenerse íntegro bajo la acción de su propia gravedad (el equilibrio hidrostático, digámoslo sin tapujos). Si un satélite cruzara este límite el estiramiento de las mareas ejercidas por su planeta lo destrozaría y se formarían anillos. Y todos sabemos que esos anillos existen.

Imaginemos que el satélite está hecho de una súper plastilina, y que su cohesión interna le permite atravesar el límite de Roche. ¿Hasta dónde podemos llegar? En algún lugar se van a tocar las superficies de los dos cuerpos. ¿Podemos hacer algo para evitar esta colisión? Bueno, si uno de los cuerpos es un agujero negro (atentti!) no tiene una superficie con la que podamos chocar. Podemos acercarnos mucho mucho, y estirarnos cada vez más y más, uno podría decir que sin límites. Existe un nombre fantástico para este fenómeno: espaguetización, porque nos estiramos como un fideo. Mientras el cuerpo aguante...

Creo que nunca se había visto directamente este fenómeno hasta este año, cuando una gran nube de gas caliente se acercó y dio vuelta alrededor del agujero negro gigante que se encuentra en el centro de la Vía Láctea. Ya he comentado el evento. El máximo acercamiento ocurrió en los primeros meses de este año, y los astrónomos esperaban ver la nube destrozada y convertida en una verdadera sopa de cabellos de ángel. La nube se estiró, pero mucho menos que lo que esperaban los astrónomos. ¡Y sobrevivió! El resultado fue anunciado recientemente, y aunque todavía no está del todo claro qué es lo que ocurre, aparentemente la nube no es puro gas difuso, sino que tiene adentro una estrella, y la gravedad ejercida por la estrella le permitió sobrevivir (eso, o es de súper plastilina, como en el ejemplo de arriba). La nube+estrella, por supuesto, está en órbita alrededor del centro de la galaxia, así que es posible que el fenómeno se repita periódicamente. Otra nube parece estar en la misma órbita, así que tal vez la marea la va destrozando de a poco en cada pasada. En los próximos meses y años habrá seguramente muchas observaciones interesantes de este raro objeto.


La imagen de la espaguetización de la nube G2 es del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, quienes hacen sus observaciones con el VLT del ESO. La de G2 sobreviviente es del grupo de Andrea Ghez en la UCLA, quienes usan el telescopio Keck. Se percibe una cierta rivalidad... La foto de Saturno es de NASA/JPL/Cassini/Ciclops.

La teoría completa de las mareas oceánicas es complicadísima, como pueden imaginar, porque además del sencillo fenómeno explicado aquí está el efecto simultáneo del Sol, las corrientes marinas, la forma de las costas y del fondo del mar, el empuje del viento, las fuerzas de Coriolis y la mar en coche...

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sábado, 15 de noviembre de 2014

Hágase la luz

La luz es la única conexión que tenemos con el universo más allá del sistema solar. La única que teníamos hasta hace muy poco con cualquier cosa más allá de la Tierra. Es la mensajera de mundos distantes y de tiempos remotos. Nos cuenta la historia del origen del universo.

La luz visible, la que vemos con nuestros ojos, es una fracción pequeñísima de toda la luz del universo. Más allá del rojo, la radiación infrarroja es también luz, sólo que nuestros ojos no la pueden ver. En una noche de verano, cuando el Sol ya se ha puesto, podemos sentirla en la palma de la mano, viniendo del suelo. Aún más allá, con una longitud de onda de algunos centímetros, hay otra luz invisible que llamamos microondas. Y luego otras más largas, del tamaño de edificios y hasta de montañas: las ondas de radio. Y aun otras, de longitudes de onda pequeñisimas: la radiación ultravioleta, los rayos X, los rayos gamma.

Aunque durante la mayor parte de la historia de la humanidad fuimos ciegos a estas luces invisibles, todas ellas son familiares en la vida cotidiana: las fabricamos y las usamos para nuestro provecho en los controles remotos, en los hornos de microondas, en las estaciones de radio... Pero no toda la luz invisible que nos rodea es artificial. Cuando escuchamos la radio, el aparato no se sintoniza en una onda de sonido (que es algo muy diferente de la luz), sino en una onda de radio (¡claro, por eso se lama radio!) producida por una estación. Y entre estación y estación, donde vive eso que llamamos estática, más o menos un 1% de ese ruido es la luz del Big Bang. Luz estirada hasta convertirla en radio, una luz emitida hace más de 13 mil millones de años. Las imágenes de los satélites COBE, WMAP y Planck, y hasta la estática en la radio, son lupas con las que vemos el inicio de nuestro universo, del tiempo, de todo.

Todo en un rayo de luz invisible, un puñado de fotones que ha cruzado el abismo del espacio para llegar hasta nosotros y revelarnos la inmensidad, la belleza y la complejidad del universo.

En 2015 se celebrará en todo el mundo el Año Internacional de la Luz. Estén atentos, que habrá muchas actividades. 


La imagen de un destello de luz circula por la web sin origen cierto. La comparación de las imágenes de la anomalía del fondo cósmico de microondas es de Le Figaro, basada en imágenes de NASA y las correspondientes misiones científicas (COBE/WMAP/Planck). El logo del año de la luz es el oficial, tal como se lo encuentra en muchas fuentes.

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sábado, 8 de noviembre de 2014

Eta de Carina

Alfa, beta, gamma, delta, épsilon, dseta, eta. Eta es la séptima letra del alfabeto griego. Es decir que, de acuerdo al sistema inventado por Johann Bayer en el siglo XVII para su catálogo Uranometria, Eta Carinae debería ser la séptima estrella más brillante de su constelación.

La cosa no es tan sencilla. En los siglos transcurridos los astrónomos rediseñaron algunas constelaciones: cambiaron de forma, desaparecieron, aparecieron nuevas... Y hay estrellas que, simplemente, cambiaron de brillo. A Eta Carinae le pasó todo esto. Durante siglos fue la séptima estrella de una enorme constelación en forma de barco, la Nave Argos, que en el siglo XVIII fue subdividida en las Velas, la Popa, la Brújula y Carina, la Quilla. Cuando dividieron la Nave, ¡las estrellas conservaron la letra pero cambiaron de constelación! Así la estrella más brillante, Alfa, pasó a ser Alfa Carinae (Canopus, la segunda estrella más brillante del cielo). La segunda también quedó en Carina: es Beta Carinae, con el bonito nombre propio de Miaplácidus. ¡Pero no hay Gamma Carinae! La tercera estrella de la Nave quedó en las Velas, y hoy es Gamma Velorum (Regor, una de las estrellas del Apollo, que ya apareció por acá).

Eta quedó en Carina. Pero quedó muy confundida. Hoy en día no sólo Alfa, Beta y Épsilon, sino también Theta y Iota la superan en brillo. Y varias estrellas variables la superan cuando llegan a su máximo. Pero Eta se ríe de janeiro, porque tiene un pasado glorioso y un futuro más que prometedor.

En 1843 Eta Carinae, que había aumentado de brillo lentamente a lo largo de varias décadas, se volvió de golpe la segunda estrella más brillante del cielo, superada sólo por Sirio. Para ser una estrella que está a 7500 años luz de nosotros, mientras que Sirio está a menos de 10, no está nada mal. El exabrupto duró dos décadas, y luego Eta se apagó hasta hacerse muy muy tenue. Tuvo un segundo episodio en 1890, mucho menos notable, y luego un período de varias décadas de tranquilidad. Desde mediados del siglo XX viene aumentando de brillo nuevamente, y ya ha alcanzado una magnitud que permite verla a simple vista desde un sitio oscuro. La figura muestra la evolución del brillo en los últimos dos siglos, con algunas imperfecciones justamente antes de la erupción. Después, naturalmente, no le han perdido rastro.

La Gran Erupción de Eta Carinae en 1843 fue un evento extraordinario, de los que se conocen apenas un puñado en todo el universo. Durante la explosión la estrella expulsó una enorme cantidad de materia, equivalente a 20 soles o más, que todavía se encuentra en expansión. Son lo que hoy conocemos como el Homúnculo, el Homúnculo de Gaviola que ya he comentado. Había prometido explicar qué es el Homúnculo, y lo iré haciendo de a poco. Por ahora, baste decir que fue el resultado de la explosión descomunal que sufrió la estrella Eta Carinae en 1843.

¿Cómo lo sabemos? Aunque nadie lo fotografió durante casi un siglo, podemos reconstruir su historia. Usando un espectroscopio puede medirse la velocidad a la cual el Homúnculo se está expandiendo. El primero en hacerlo fue nuestro Enrique Gaviola. Resultó que los lóbulos de la nebulosa se alejan del centro a 600 km/s. ¡Seicientos kilómetros por segundo! ¡Son más de dos millones de kilómetros por hora! Midiendo la distancia a la estrella, es posible calcular que en 1843 todo el material estaba en el centro.

Eta Carinae quedó dentro del Homúnculo, que es muy denso y obstruye en gran medida su luz. Por eso tras la explosión la estrella se volvió casi invisible. Se cree que el segundo evento, el de 1890, que en la curva de luz parece mucho menor al de 1843, fue similar a aquél. Pero por haber ocurrido dentro no se lo vio tan brillante. En años recientes se ha descubierto un mini-homúnculo dentro del Homúnculo, que parece ser el resultado de la segunda erupción.

El Homúnculo es extraordinario, y pronto contaré más cosas sobre su naturaleza. Mientras tanto, no dejen de observarlo. Desde nuestras latitudes Eta Carinae se puede ver en cualquier época del año y a cualquier hora de la noche. Está bastante bajita en el horizonte sur en estos días, pero a lo largo de las semanas estará cada vez más alta.

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sábado, 1 de noviembre de 2014

Elemental, querido Watson

Miramos al cielo, miramos a nuestro alrededor. ¿Qué vemos? El mundo material está hecho de los mismos elementos: los 92 de la tabla periódica. Nosotros, el resto de los animales, las plantas, los minerales, los planetas, las estrellas. Sabemos sus propiedades físicas y químicas. Sabemos de dónde vienen. Sabemos muchísimo sobre ellos. Y sabemos cuánto hay de cada uno. Cuando miramos la bóveda celeste, la Vía Láctea, las estrellas, los planetas, las nebulosas, ¿qué elementos estamos viendo?

Hidrógeno. El hidrógeno está por todos lados. Está aquí desde el origen del universo. Las estrellas infatigablemente lo usan como combustible desde hace 13 mil millones de años, pero hay tanto que todavía abunda. Las tres cuartas partes de la masa de las estrellas y de los planetas gigantes como Júpiter y Saturno son hidrógeno. Cuando la luz de las estrellas lo excita, brilla con el encantador color rojo tan familiar de las fotos astronómicas. Cuando vean fotos astronómicas sin rojo (como los famosos "Pilares de la Creación", del Telescopio Hubble), pueden estar seguros de que los colores no son naturales. ¿Dónde no hay hidrógeno? En pocos lugares: la Luna, por ejemplo, no tiene casi nada. La sal de cocina bien sequita tampoco.

El segundo elemento más abundante es el helio. Sirve para inflar globos y hablar finito, pero no para mucho más. Sólo para ocupar espacio. Y bastante espacio: en una estrella, de la cuarta parte que no es hidrógeno casi todo es helio. Afortunadamente tiene la gentileza de inmolarse convirtiéndose en cosas más útiles, como oxígeno y carbono.

En tercer lugar, el archiconocido oxígeno. Es inmensamente promiscuo y se combina con casi todos los demás elementos. A punto tal que no podemos mirar algo sin ver oxígeno. La Luna, por ejemplo, o Marte: la mitad de sus superficies son de oxígeno. Nuestro cuerpo, por cierto, tiene muchísimo oxígeno. En gran medida formando tercera parte de la substancia más abundante del cosmos: el agua. Hay agua por todos lados: hay vapor de agua en el espacio interestelar y hasta flotando por encima del Sol; hay agua sólida en los incontables cometas más allá de Neptuno, en los anillos de Saturno y en muchos de los satélites de Júpiter y Saturno. En la Tierra, por supuesto, hay abundante agua líquida en la superficie. Y sólida, como la que viene cayendo sobre Bariloche en esta rara primavera. Y gaseosa: el principal gas de invernadero de nuestra atmósfera es el agua, aunque toda la mala prensa se la lleva el dióxido de carbono.

Y hablando del carbono, el carbono ocupa el cuarto lugar. El universo está lleno de carbono. Bueno, no: está lleno de hidrógeno y helio. El oxígeno, el carbono y los demás son apenas una pizca. Pero de la pizca, el carbono forma una buena parte. El carbono es genial: le encanta combinarse con otros carbonos y otros elementos, y formar moléculas enormes. ¡Enormes! Proteínas con decenas de miles de átomos. ¡Polímeros como el ADN, con miles de millones de átomos! Qué sería de nosotros sin el carbono. Polvo, nada más.

En quinto lugar está el nitrógeno. Casi todo lo que respiramos es nitrógeno: es el 78% de nuestra atmósfera. Más el oxígeno, que ocupa un 21%, nos da 99%. ¿Qué es el 1% restante, eh? ¿Cuál es el tercer alemento más abundante de nuestra atmósfera?

Más de uno estará tentado de decir que es el dióxido de carbono, el CO2 de triste fama. Pues no, a pesar de su tenebroso rol en el cambio climático, el CO2 es poquitísimo en el volumen de la atmósfera. Ese 1% es casi todo argón, el sexto elemento del cosmos. El raro argón no era tan raro después de todo. Es el gas que hay adentro de las lamparitas incandescentes (explicarle a los niños qué eran las lamparitas incandescentes).

El resto, los otros 86 elementos de la tabla periódica, son casi nada en el universo. No para nosotros, naturalmente: el cloro, el sodio y el potasio que permiten funcionar el sistema nervioso; el sílice, el aluminio y el magnesio que constituyen el suelo mismo del planeta; los demás metales, de los que tan crucialmente depende nuestra civilización. Mirando al cielo los vemos apenas en las superficies de los planetas rocosos. Una nada en la inmensidad del cosmos.

Y aún así, esos 92 elementos, del hidrógeno al uranio, son apenas una parte de la materia que vemos cuando miramos a nuestro alrededor. Cinco o seis veces más existen en formas que aún no detectamos: probablemente partículas elementales, quizás átomos extrañísimos, constituyendo la conjetural materia oscura, de la cual tenemos apenas evidencia indirecta. ¿Qué será? Hay muchos experimentos tratando de detectar su elusiva substancia. ¡Qué intriga!


La foto del Sol es del Solar Dynamics Observatory. La puesta de Sol sobre Sudamérica fue tomada por la tripulación 27 de la Estación Espacial Internacional.

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sábado, 25 de octubre de 2014

El cielo al revés

Sueño el Sur,
inmensa luna, cielo al revés,
busco el Sur,
el tiempo abierto, y su después.
Así dice el tango Vuelvo al Sur, de Piazzolla y Solanas. La primera vez que uno visita el hemisferio opuesto al que nació el "cielo al revés" es fuente de permanente confusión. Y no me refiero a que las constelaciones aparezcan invertidas. No. Hay algo mucho más chocante: ¡el recorrido del Sol en el cielo es al revés!

El movimiento diurno del Sol es algo tan constante que lo tenemos grabado en el subconciente. Visto desde cualquier latitud mediana del hemisferio sur el camino del Sol es así, de derecha a izquierda:



El Sol sale por el Este (si bien no exactamente por el Este), recorre el cielo por el lado norte, y se pone por el Oeste. En invierno más bajito, en verano más alto. En épocas anteriores al GPS, cuando visitábamos una ciudad y en la Oficina de Turismo nos daban un mapita para orientarnos, la posición del Sol en el cielo nos servía para saber si teníamos que doblar a la derecha o a la izquierda para ir a la plaza. Sí, aunque no nos diéramos cuenta lo hacíamos de manera inconsciente.

Pero en el hemisferio norte... Ah, en el hemisferio norte, ¡el recorrido del Sol en el cielo es al revés! Sale también por el horizonte del Este, por supuesto. Pero viaja por el lado sur del cielo, así que el recorrido es de izquierda a derecha cuando uno enfrenta el Sol del mediodía. Es así:



Aún sabiendo todo esto, para mí siempre fue fuente de desorientación y más de una vez me equivoqué al tratar de llegar a algún lado siguiendo un mapa en el hemisferio norte.

El recorrido de izquierda a derecha del Sol boreal hace que la sombra de un palo clavado en el suelo se mueva de derecha a izquierda a lo largo del día. Es decir, en el sentido de las agujas del reloj. Precisamente, las agujas del reloj se mueven como lo hacen porque los relojes de agujas fueron inventados en el hemisferio norte.

En el hemisferio sur la sombra de un reloj de Sol se mueve en sentido antihorario. Existen relojes simpáticos que, como el globo terráqueo de Mafalda, pretenden enderezar esta asimetría. El que aparece en la imagen animada de aquí al lado es uno que compré en Uruguay. Aunque lo tengo desde hace años, debo decir que es bastante difícil saber la hora mirándolo fugazmente. Hay que esforzarse, cosa que con un reloj tradicional no es necesario hacer. A veces se hace ésto como un desafío: el reloj del frente de la Legislatura de Bolivia gira en sentido antihorario desde hace algunos meses. No me parece mal: hace pensar, y pensar en cómo funciona el mundo nunca está de más.


Los videos del movimiento del Sol están hechos con Stellarium. El paisaje que se ve en el del hemisferio sur es el Valle de los Perdidos en el Challhuaco, cerquita de Bariloche. 

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domingo, 19 de octubre de 2014

El cometa y los robots

Hay un planeta habitado exclusivamente por robots. Hay robots en la superficie y robots en órbita. Un cometa va a pasar muy cerquita del planeta. Al principio creyeron que el cometa podría caer en el planeta, pero parece que no va a ser así. Pero la cabellera del cometa va a bombardearlos duro y parejo. Así que algunos robots van a refugiarse detrás del planeta. Igual, van a tratar de observar el fenómeno tanto como puedan, y nos van a enviar sus observaciones.

El planeta es Marte, el cometa es C/2013 A1 Siding Spring, y todo va a ocurrir ¡hoy!


El cometa es muy chico como para verlo a simple vista desde la Tierra. Si no tenés telescopio, o si está nublado, podés ver transmisiones en vivo por la web. Hay varias: Virtual Telescope, SLOOH, y probablemente más...


La imagen es una simulación del paso del cometa a 135 mil km de Marte, hecha en Celestia. Los datos orbitales del cometa los obtuve en formato SPICE del sistema de efemérides del JPL, Horizons.

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sábado, 18 de octubre de 2014

When the Moooon is in the seventh hoooouse...


Hace un par de semanas comenté que durante el eclipse lunar del 8 de octubre podríamos ver al planeta Urano alineado con la Luna (y la Tierra, y el Sol). Cuando mostré en Facebook las fotos del eclipse alguien preguntó: "¿Por qué se ve Urano, que brilla con magnitud 6 y es invisible a simple vista, pero no se ve ninguna otra estrella?" La foto en cuestión es ésta:


Urano se ve claramente, si bien chiquito, en la foto de resolución completa. Tuve que achicarla para poder mostrarla en la Web. Así que hice un circulito en la posición del planeta y copié en alta resolución el detalle del planeta, que ostenta su color celeste (¿cian?) característico. Ahora bien: inclusive en la foto reducida, sí se ven otras estrellas. Hay una cerquita y a la derecha/abajo de la Luna, y otra un poco más lejos, a la derecha/arriba. Se ven, de hecho, mejor que Urano, así que deben ser estrellas de mayor magnitud. Hay inclusive una tercera. Acá están, a ver si se ven mejor acomodando un poco los tonos:


Es cierto que no hay ninguna estrella bien brillante. La Luna se encontraba en la constelación de Piscis, como corresponde a una Luna llena primaveral. ¡Y las estrellas de Piscis son muy tenues! Las dos principales que vemos aquí, Épsilon y Delta, son estrellas de cuarta magnitud. La estrella señalada como HD4628 es de sexta magnitud, similar a Urano. Es notable que lleguen a verse con el farol de la Luna llena tan cerca. Piscis es una constelación muy grande pero sus estrellas más brillantes apenas superan la cuarta magnitud. Lo que sí está bueno es el mito de Piscis, que conté hace algún tiempo...

Dije que la Luna estaba en Piscis, como corresponde a una Luna llena primaveral. ¿Por qué? Porque la Luna llena ocupa en el cielo la posición opuesta al Sol. Y recién comenzó la primavera (austral) así que la Luna aparece apenas pasada del equinoccio vernal: el punto del cielo que ocupa el Sol en el equinoccio opuesto, el de marzo. En la foto el punto vernal ya estaba fuera del cuadro, bajo el horizonte, así que lo simulé en Stellarium una hora y media antes, mostrando la constelación de Piscis entera:


El punto vernal, que es la intersección del ecuador y la eclíptica, está señalado. Allí estará el Sol el 21 de marzo, y la Luna llena estará del otro lado del cielo. La constelación inmediatamente a la derecha de Piscis, hacia el Oeste, es Aries. Hace un par de miles de años el punto vernal estaba en Aries, por lo cual hasta hoy a veces se lo llama primer punto de Aries. Un lento bamboleo de la Tierra (la precesión de los equinoccios) lo ha llevado a Pisics. Y dentro de miles de años entrará en la constelación siguiente hacia el Este: Acuario. A pesar de lo que decían los hippies en la década de 1960, esta "Era de Acuario" no comenzará sino hasta dentro de miles de años. Y no tiene nada que ver con la Luna en la séptima casa, ni con la alineación de Júpiter y Marte, ni todas esas cosas que dice la letra de la canción inicial de la ópera rock Hair, de donde tomé el título de esta nota... El influjo mágico de la Era de Acuario es una fantasía total, sólo tolerable en una obra musical, pero el punto vernal es bien real, y es probablemente el punto del cielo más importante en muchísimas astronomías tradicionales, marcando ya sea el comienzo del año o importantes festivales de muchas culturas. Es como la coordenada inicial del viaje anual del Sol. Nuestro calendario no comienza allí debido a la reforma Gregoriana. Pero estamos hablando de la Luna, no del Sol, así que no diré más.

Las fotos están muy lindas, pero el ojo no ve exactamente igual que la cámara fotográfica. El cerebro tiene una enorme capacidad de compensar la percepción de las partes más oscuras y las más brillantes de un campo visual, lo que se llama rango dinámico. Viendo el eclipse con nuestros propios ojos podíamos distinguir el paisaje y la superficie de la Luna con mejor nitidez que en las fotos de aquí arriba. Puede lograrse un efecto fotográfico similar combinando fotos de distintas exposiciones. Me salió razonablemente bien, así que lo muestro. Aquí está mi eclipse andino HDR:


La Luna se ocultó tras el cerro López a las 6:40, cuando ya clareaba por el Este. Esta composición de dos momentos finales de nuestro eclipse, separadas por pocos minutos, muestra el dramático cambio de luz que se produce al amanecer: el color de la nieve cambia de celeste a rosado. El color rosa se debe, claro está, a la luz del Sol filtrada por la atmósfera terrestre. Este paso a través del aire le dispersa los colores azules, y la luz se vuelve roja o anaranjada. Como la Luna eclipsada se encuentra justo ahí atrás, esa misma luz enrojecida es la responsable de iluminar tenuemente la parte eclipsada (¡aun con el Sol oculto!), como se ve en las fotos, y también a simple vista. Tal como hemos comentado en más de una ocasión, es la luz de todos los amaneceres y los atardeceres del mundo a la vez.

Tuve el gusto de observar este eclipse acompañado por unos cuantos de los chicos ganadores de la Beca IB para alumnos de secundaria (y por sus profes acompañantes y varios de los organizadores del evento), ¡así que aprovecho para agradecerles que se hayan levantado tan temprano para venir a ver el hermoso espectáculo!


Las "casas" del cielo son un concepto de la astrología, muy mal definido como todas las cuestiones de la astrología. Así que ni vale la pena abundar. Pero esa Luna llena al amanecer estaba más o menos en la séptima casa.

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sábado, 11 de octubre de 2014

El cúmulo del Pavo

El cielo austral ostenta dos magníficos cúmulos globulares, los más grandes y brillantes del cielo: Omega Centauri y 47 Tucanae. Son tan extraordinarios, hermosos y distintos uno del otro que se puede clasificar a los astrónomos australes en dos tipos: los que prefieren al copito de algodón del Centauro, y los que favorecen al condensado vecino de la Nube Menor de Magallanes. Los dos son visibles a simple vista, distinguiblemente nebulosos en binoculares, y magníficos cuando se los observa con cualquier telescopio.

Los dos grandes cúmulos son completamente invisibles desde las latitudes medias del hemisferio norte, lo cual provoca una justificada envidia por parte de nuestros colegas boreales. El mayor de los cúmulos que tienen por allí es Messier 13, al que pomposamente llaman Gran Cúmulo de Hércules. ¡Pfff! Es menos de un cuarto de Omega Centauri...

Pero el cielo austral tiene otro cúmulo destacable. Pobrecito, los dos mayores se llevan toda la fama y a éste pocos lo observan. Muchos ni lo conocen. Se trata de NGC 6752, el cúmulo del Pavo. Es el tercero o cuarto (casi empata con M22, que también tiene declinación austral en Sagitario) en tamaño y brillo de todo el cielo, y también es visible a simple vista. Aproveché una sesión de pruebas desde el balcón de casa para fotografiarlo. Las condiciones no son ideales por el alumbrado público, pero la foto está razonablemente bien. Son 18 minutos (en exposiciones de 1 minuto) a ISO 800. Mirad.


NGC 6752, también llamado Caldwell 93, abarca en el cielo más o menos unas tres cuartas partes de una Luna llena. Tiene un núcleo bastante condensado: es una versión en miniatura de 47 Tuc. Es bastante más chico, de todos modos: 150 mil masas solares contra las 700 mil de 47 Tuc. La estrella relativamente brillante que vemos cerca del cúmulo (en la posición de las 11, digamos) no forma parte de él. Está a 1800 años luz, mientras que el cúmulo está mucho más lejos, a 13 mil años luz.

Los cúmulos globulares son una población de estrellas muy distinta de la del disco de la galaxia. Su origen es incierto, y es posible que todos, o muchos de ellos, sean los núcleos de galaxias pequeñas que fueron devoradas por la Vía Láctea a lo largo de miles de millones de años. Sus estrellas tienen muchos menos elementos pesados (que los astrónomos extrañamente llaman "metales", refiriéndose a cualquier elemento más pesado que el helio). Son estrellas antiguas, de generaciones muy anteriores al Sol, formadas por una materia casi prístina, apenas reciclada por la primera generación de estrellas del universo. La edad de NGC 6752 está calculada en 11800 millones de años, mientras que 47 Tuc es un matusalén de 13000 millones de años, casi tan viejo como el universo mismo. 

NGC 6752 es circumpolar desde Bariloche, es decir que nunca se pone, por lo cual está visible todo el año en algún momento de la noche. Las mejores condiciones, de todos modos, son durante el invierno, cuando lo podemos ver muy muy alto. Todavía en octubre y noviembre la situación es favorable, como muestra esta imagen calculada para hoy a las 10 de la noche. La estrella brillante más cercana es Peacock, Alfa del Pavo, que aparece casi en el borde superior de la imagen. Nadie debería dejar de observarlo.


Otro cúmulo austral notable es NGC 6397, también más grande y brillante que M13, en la constelación del Altar, entre el Pavo y la Vía Láctea. Ya lo mostraré. Las fotos de Omega Centauri y de 47 Tucanae son del ESO. El mapa del cielo está hecho con Stellarium.

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sábado, 4 de octubre de 2014

Súper sizigia

Sizigia es una palabra muy inusual. Según el diccionario de la RAE en griego significa unión, y vale la pena recordarla para usar la zeta en el Scrabel (mejor todavía en inglés: se escribe syzygy, ¡que da 25 puntos!). Una sizigia es la alineación de tres astros, y la Luna llena de esta semana es un ejemplo destacable. El miércoles 8 de octubre se producirá un eclipse total de Luna. Será en horas de la mañana argentina, comenzando a las 6:15 de la mañana (hora argentina, UT-3). No alcanzaremos a ver la fase total, que comienza a las 7:25, cuando la Luna ya estará debajo del horizonte. De todos modos, un eclipse parcial con la Luna bien cerca del horizonte puede ser muy lindo de ver.

La participación de un cuarto astro en esta ocasión da lugar al título de la nota. Lo que hace extraordinario este eclipse es que el planeta Urano estará muy cerquita de la Luna. De hecho, ¡la Luna ocultará al planeta durante el eclipse! Esta alineación de cuatro cuerpos grandes del sistema solar es sumamente rara. Lamentablemente este rarísimo ocultamiento sólo será visible desde el lejano Ártico. Me pregunto si alguien lo verá.

Urano tiene un brillo muy al límite de lo que puede verse a simple vista desde un sitio oscuro. Pero con binoculares o telescopio será fácil encontrarlo, un par de grados hacia arriba de la Luna (que mide medio grado) desde nuestras latitudes. Tiene un color azul celeste precioso. En esta reconstrucción hecha con Celestia la Luna se ve muy oscura debido al eclipse. En realidad el color de la Luna eclipsada es rojo oscuro, por razones que ya he explicado, pero Celestia no lo hace así.

El famoso astrónomo belga Jan Meeus, autor de la mayor parte de los algoritmos de cálculo planetario que se usan hoy en día, muestra la rareza de estos eventos en un trabajo de 1977. El más reciente ocultamiento de un planeta brillante durante un eclipse total de Luna fue el 30 de diciembre de 1591. En esa ocasión la Luna ocultó a Saturno. En algún lado leí que William Shakespeare lo observó, pero no puedo recuperar la fuente. He revisado con Cartes du Ciel, y desde Londres el ocultamiento ocurrió en realidad algunos minutos después del fin del eclipse. (Desde algún lugar de la Tierra fue durante, pero no pude identificar desde dónde.) Según Meeus, el único caso jamás registrado fue el ocultamiento de Júpiter durante el eclipse del 23 de noviembre de 755, observado por Simeón de Durham en Inglaterra. Lo busqué a Simeón en la Web, pero sólo aparece uno muy posterior, del siglo XII.


Las próximas súper sizigias con la Luna eclipsada serán: en 2022, también de Urano, visible desde el hemisferio norte; en 2344, de Saturno, desde el hemisferio norte; en 2488, de Marte, visible desde la Antártida; y en 2932, de Júpiter durante un eclipse parcial, visible desde regiones ecuatoriales. Vayan reservando pasajes.


Como siempre, la mejor referencia para eclipses es el sitio de Eclipses de la NASA. El trabajo de Meeus y otros es: Occultations of planets by the eclipsed Moon, J. Br. astron. Assoc. 87(2):135-145 (1977).

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sábado, 27 de septiembre de 2014

Fotones naranja

Vemos en la pantalla, en una revista, en un libro, una hermosa foto a todo color de un objeto astronómico. ¿Qué diferencia hay entre ver la foto y ver el objeto? Digo, aparte de la cuestión obvia de la sensibilidad: una foto de larga exposición permite ver detalles que a nuestros ojos se escapan simplemente porque son muy tenues. Esto es especialmente notorio en la observación de nebulosas y galaxias, y menos en la de estrellas o cúmulos de estrellas.

Pero aparte de esto. Digamos que miro la estrella Betelgeuse, por ejemplo, la luminaria más brillante de la constelación de Orión. Los fotones que salen de la pantalla no son los mismos que vinieron de Betelgeuse, cruzando abismos de espacio y tiempo. No sirven para hacer un espectro de Betelgeuse, por ejemplo. A lo sumo podremos hacer un espectro de la pantalla. En particular, una estrella es un cuerpo negro casi perfecto, pero un papel o una pantalla no, así que la curva del espectro no obedece a la ley de Planck.

Pero hay un hecho curioso que tiene más que ver con la fisiología y la psicología que con la física. Imaginemos un fotón naranja, longitud de onda naranja, pongámosle 600 nanómetros, que viene de Betelgeuse. No hay fotones naranja saliendo ni del papel ni de la pantalla. Sólo rojos, verdes y azules, los tres colores primarios que cualquiera puede ver acercando una lupa a la pantalla. ¿Por qué lo vemos naranja en la foto? Casi todos tenemos 3 substancias químicas fotorreceptoras en la retina, así que alcanzan 3 colores primarios para representar la percepción de cualquier color. Podemos decir que el espacio perceptual del color tiene dimensión 3. Pero la percepción del color es algo que está en el cerebro, no en el fenómeno que produjo los fotones. Betelgeuse emite fotones naranja. Una foto de Betelgeuse no. Así que apaguen cada tanto la pantalla, salgan al patio, y miren el cielo...



Gracias a Mariano Lanzi, cuya consulta motivó esta nota. La foto de Betelgeuse es del Telescopio Espacial Hubble (NASA/ESA/STScI). El espectro de Betelgeuse es de Samir Kharusi. En inglés pronuncian bítleyus (como en la película de Tim Burton) pero en castellano podemos decir alegremente betelgeuse, que es probablemente más parecido al nombre árabe original. Los que tengan dudas sobre la concordancia de número del adjetivo "naranja," vean aquí: http://lema.rae.es/dpd/srv/search?id=O2YJVDPNGD6RHMUmU0.

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sábado, 20 de septiembre de 2014

La araña que salvaste te picó, qué vas a hacer

Como ya he comentado, fuera de la Vía Láctea mi galaxia favorita es la Nube Grande de Magallanes. Para mí, es la galaxia para acabar con todas las galaxias. No es una gran espiral, no es una elipsoide gigante, no es una galaxia activa con un agujero negro en medio, no es starburst. Es una galaxia modesta, más bien tirando a chica, ¡pero está tan cerca!

En los meses de invierno las dos Nubes se acomodan bellamente en el horizonte, en una posición ideal para la fotografía astronómica con paisaje. Si no fuera por el mal tiempo que suele acompañarnos en Bariloche durante estos meses ya tendría varias buenas fotos. Por ahora comparto ésta, tomada en agosto desde el Centro Atómico.


Superpuestas a la nube grande (la de la derecha) vemos varias estrellas. Todas, menos una, son estrellas de nuestra propia galaxia. La otra, a pesar de que se ve claramente a simple vista, y que hasta tiene la denominación 30 Doradus como si fuese una estrella, no es una estrella en absoluto. Es ésto:


Esta nebulosa es uno de los objetos más extraordinarios del universo. Por razones que deberían ser obvias la llamamos popularmente la Tarántula. Esta foto fue tomada en febrero, en condiciones menos que óptimas. Ya me saldrá mejor, pero por ahora basta como muestra.

La Tarántula es muy grande: llena el ocular del telescopio a bajo aumento, como las grandes nebulosas de Orión o de Carina. ¡Pero está 100 veces más lejos! Es realmente una nebulosa gigante. Si estuviera a la distancia de la nebulosa de Orión sería inmensa, ocupando 45 grados en el cielo, y sería tan brillante que haría sombras en el suelo...

Y no es sólo una nebulosa: en su seno se alojan numerosos cúmulos de estrellas jóvenes. Entre ellos el que ocupa la parte más brillante de la nebulosa. Es una de las más feroces regiones de formación estelar del universo cercano. (Hace un par de años mostré algo similar en una galaxia bastante más lejana, a 30 millones de años luz.) En el centro de 30 Doradus hay un cúmulo estelar tan grande que parece (y bien podría ser) el nacimiento de un cúmulo globular: 500 mil masas solares en estrellas recién nacidas, que son responsables de la mayor parte del brillo de la nebulosa. Este cúmulo tiene en su centro un objeto tan compacto y tan brillante que hasta hace poco se creía que era una única superestrella de tamaño imposible, pesando miles de masas solares. Finalmente se logró observar las estrellas que lo forman, que son apenas menos increíbles. La mayor de ellas tiene 265 masas solares, y un brillo de casi 9 millones de soles. Se llama R136a1, googléenla porque es fascinante. ¡Y hay varias similares! Este tipo de estrellas tienen un poco perplejos a los astrónomos, porque realmente no deberían existir. La ferocidad de su radiación debería destrozarlas de adentro hacia afuera. En todo caso, se trata de estrellas sumamente inestables, y no pueden vivir mucho tiempo.

Las superpesadas de 30 Doradus no son las únicas que adornan el enorme arácnido. Los numerosos huecos y filamentos que vemos en la nebulosidad son testimonio de supernovas que explotaron allí en tiempos remotos. Y es un proceso que sigue ocurriendo. En un borde apartado de la Tarántula vi con mis propios ojos, sin instrumento alguno, la explosión de la supernova más brillante de los siglos recientes. La supernova SN 1987a alcanzó la tercera magnitud, fácilmente observable desde Bariloche cuando yo era un joven estudiante de Física. Marqué el lugar con un circulito pero, obviamente, la estrella no existe más. En su lugar hay una pequeña nebulosa del tipo resto de supernova todavía en expansión, pero no puede verse en mi foto.


Dije que la Nube no tiene un agujero negro supermasivo, pero podría tenerlo, como se argumenta aquí. Las fotos fueron tomadas por mí y Eduardo Andrés. La segunda foto de la Tarántula tiene el color original de mi cámara (yo realmente la veo verde en el ocular). La razón por la cual esta nube brilla de color verde en lugar del más familiar rojo del hidrógeno es que la radiación es tan intensa que fluoresce el oxígeno además del hidrógeno. La primera foto es la misma, pero está recoloreada con los colores de una imagen del VLT (para jugar, nomás).

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sábado, 13 de septiembre de 2014

Precesión

La semana pasada dimos las clases sobre el movimiento planetario en el curso de Mecánica Clásica en el Balseiro. Me encanta mostrar cómo la ley de inversa del cuadrado de la fuerza gravitatoria produce órbitas elípticas. Es una especie de ritual de homenaje a Newton, 300 años después de que él hizo por primera vez el cálculo. En otro momento contaré algo más sobre el asunto. 

Una cuestión menor, que surge todos los años, tiene que ver con la precesión. Es un fenómeno que aparece todo el tiempo en el curso de Mecánica: la precesión del perihelio, la precesión de un trompo, la precesión del equinoccio... Se refiere siempre a un movimiento que es casi cíclico, pero que en lugar de repetirse exactamente en cada "vuelta", se adelanta o se atrasa un poquito. Cualquiera que haya jugado con una perinola sabe de qué se trata: el eje de la perinola baila, con el tope describiendo un circulito mucho más lentamente que la velocidad de rotación del trompito.

Bueno eso es la precesión. O mejor dicho, un tipo de precesión, ya que viene en varios sabores. ¿Y qué es lo que hace el trompo? ¿Precede, o precesa? ¿Eh? Esa es la cuestión, que resurge cada año: ¿preceder o precesar?

En castellano, precesión es un substantivo que carece de verbo. Proviene del latín praecessio,-onis, que es una figura del lenguaje en la que se interrumpe una frase para que se la sobreentienda. Como quien dice "Mal de muchos...". Por otro lado, cessio es cesión en el mismo sentido que en castellano: la acción de ceder, de entregar algo. El verbo correspondiente es cedere, es decir ceder, de donde viene el verbo castellano preceder. Visto que precesión viene de praecessio, y que cessio es el participio pasado de cedere, mi opinión es que hay que decir "preceder", y no "precesar". Por otro lado, el verbo cessare existe en latín, y significa cesar o cejar: nada que ver.

Finalmente, con mi amigo DHZ hemos revisado la traducción latina del Almagesto de Ptolomeo (¡ah, la magia de la Web!). Allí se usa el verbo praecedere, es decir "preceder", para referirse a la precesión de los equinoccios, que es un lento corrimiento del equinoccio con respecto a las constelaciones. ¿Dónde está el trompo? preguntará el lector atento. La Tierra es el trompo, digámoslo de una vez. Aunque el fenómeno no es exactamente igual al de la perinola, porque la Tierra no está apoyada sino flotando en el espacio, como ya sabían los antiguos griegos.

Teniendo en cuenta que las coordenadas de los astros se medían usando la hora de su tránsito por el meridiano (por eso la ascención recta se mide en horas hasta hoy en día, y no en grados), un corrimiento del equinoccio vernal (el de marzo) hacia el Oeste (de Tauro a Aries, luego a Piscis, a Acuario, etc) corresponde precisamente a un adelantamiento, un preceder: el equinoccio llega antes cada año. Según Ptolomeo, el descubridor de este fenómeno fue Hiparco, siglos antes que él. En griego antiguo precesión se dice \(\mu\epsilon\tau\alpha\pi\tau\omega\sigma\iota\varsigma\) (y se pronuncia metáptosis), o sea "caer más allá''. Pero mi griego no da para mucho más.

Cabe notar que en inglés sí existe un verbo asociado a la precesión: precess (y no precede, que sólo significa "ocurrir antes''). Según los diccionarios es un verbo inventado hacia 1890, no sé exactamente en qué contexto pero imagino uno físico/astronómico. Si tuviera contactos en la RAE pediría la inclusión del significado de preceder con sentido físico, señalando precesar como un anglicismo incorrecto.

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sábado, 6 de septiembre de 2014

Cada vez que respiras

Caliento agua para el mate. Un litro de agua, de 10 a 80 grados centígrados. 70 mil calorías. 300 mil joules. ¿De dónde viene esa energía?

Se lo enseñamos a los chicos en los primeros cursos de Física: la energía no se crea ni se destruye. Y si no se crea ni se destruye, entonces... ¡la energía es eterna!

Cada joule de energía que uso para calentar el agua del mate existía hace 13800 millones de años, en el momento del Big Bang. Fue energía gravitatoria que hizo colapsar una nube de gas, convirtiéndose en energía cinética. Fue energía cinética que se disipó entre incontables moléculas convirtiéndose en calor. Fue calor que inició la fusión de núcleos de hidrógeno para formar helio. Que liberó energía nuclear convirtiéndola en luz, que cruzó los abismos del espacio. Y así durante eones, transformándose y transformándose.

Hace cinco mil millones de años quedó retenida en la nebulosa de la que se formaron el Sol y los planetas. Reciclada una y otra vez, potencial, cinética, nuclear, calor, química... una brisa precámbrica, el fruto de una araucaria ancestral, el vuelo de una libélula... Hasta quedar almacenada en los cuerpos muertos de animales prehistóricos, comprimida gravitacionalmente un vez más y finalmente liberada, extraída, transportada y oxidada aquí, en mi cocina, para calentar el agua del mate.

No sólo nuestros átomos nos conectan profundamente con el universo. Cada cosa que hacemos. Cada mate que tomamos.

Cada paso que das. Cada vez que respiras.


La imagen muestra mi termo apareciendo detrás de la Montaña Mística de la Nebulosa de Carina, fotografiada por el Telescopio Espacial Hubble (NASA/ESA/STScI). El joule es la unidad de energía en el sistema internacional de unidades. Se pronuncia yul.

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