jueves, 27 de febrero de 2014

Osiris en Bariloche

El miércoles 26 a la noche hubo un evento astronómico extraordinario en Bariloche. Cientos de personas acudieron a la convocatoria del Grupo Astronómico Osiris, para observar nuestro hermoso cielo de verano. Tuve el agrado de acompañar a los chicos de Osiris en la hermosa tarea de mostrarle y contarle a nuestros vecinos lo que sabemos sobre el universo. En el breve tiempo que tuvimos juntos aproveché a contarles cómo nacen las estrellas, y les mostré cómo ocurre. Nuestro propio Sol, nuestro planeta, y el material de que estamos hechos nosotros y nuestros sueños se formaron así, como las estrellas que vimos a través del telescopio. Y todo el mundo se siente fascinado por esta conexión cósmica. Vimos también el planeta Júpiter, con su turbulenta atmósfera cruzada por bandas de nubes, y sus lunas descubiertas hace 400 años por Galileo.

¡Gracias a todos los que se acercaron, con su curiosidad, su entusiasmo y su buena onda! ¡A los que se quedaron hasta el final, a Mintaka y los demás! Y a los geniales Diego, Lucho, Marcelo, Silvina, Abel, Lorena, y todos los que organizaron y llevaron adelante este hermoso evento! Muchos de los participantes manifestaron su intención de organizarse, entre los amantes de la Astronomía de Bariloche, para seguir disfrutando de nuestra pasión por el universo.

En el Cielo las Estrellas, como siempre, seguirá apareciendo con una nueva nota todos los sábados. Los espero aquí.


Foto de mi telescopio apuntando a Júpiter (GAO / Diego Galperin / Leo Kitaigorodzki (?)).

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sábado, 22 de febrero de 2014

La Mimosa y el Rubí

He aquí un recorte de la foto de la Cruz del Sur que mostré la semana pasada, tomada con la cámara fija en el trípode. Es la estrella Mimosa, Beta Crucis, la estrella que forma el "brazo derecho" de la Cruz del Sur. Las fotos que usé en la nota estaban reducidas a 1600 pixels de ancho (y más comprimidas aún si las vieron sólo en la columna del blog). Pero las originales son mucho más grandes, y en este recorte del original alrededor de Mimosa me encontré con una sorpresa. Miren junto a Mimosa: una estrella roja. Muy roja. Es DY Crucis, muy probablemente la estrella más roja del cielo. Vista a través del telescopio, tan cerquita del farol azul de Mimosa, es sorprendente y encantadora.

Más recientemente, en enero, volví a fotografiarla, esta vez a través del telescopio. Aquí está. Estas estrellas tan rojas son muy frías (para ser estrellas, ojo), con superficies miles de grados más frías que la del Sol. Tienen abundante carbono en sus atmósferas, en forma de hollín y de monóxido de carbono, y por esa razón se las llama estrellas de carbón. Y ésto les da un color muy rojo, mucho más rojo que las tradicionales estrellas rojas como Antares, Betelgeuse o Aldebarán, que a su lado parecen anaranjadas. DY Crucis, el Rubí de la Cruz, es probablemente la más roja de todas.

Los astrónomos expresan el color de las estrellas mediante un índice de color, que se calcula midiendo la magnitud de la estrella a través de dos filtros estándar. El más usado se obtiene con filtros azul y visible (verde-amarillo) así: B-V, magnitud azul menos magnitud visible. Recordar que la magnitud se reduce con el brillo. Si la estrella es muy azul, B es chico y V es grande, así que la diferencia da negativa. Si la estrella es muy roja, entonces B es grande y V es chico, y la diferencia es positiva. En las imágenes puse las magnitudes V (que son equiparables a las que se observan con el ojo humano) y los índices de color. El Rubí, con un índice de más de 5 y medio, rompe la escala de rojidad. En la foto de abajo (es la misma de la cual recorté la anterior) se ven otras estrellas rojas del campo (y una blanca, índice de color casi cero), con sus magnitudes e índices de color señalados.


El mismo día, para comparar, fotografié la típica estrella roja de la Cruz, Gácrux. Esta estrella, que nos parece tan roja, tiene un índice de color de 1.6. Todas las gigantes y supergigantes rojas andan por ahí, por el 1 y medio a 2. Sólo las estrellas de carbono tienen índices B-V más altos.

Ya que estaba, fotografié también el Joyero, que tiene una famosa estrella roja de séptima magnitud.  Ahí está, índice de color 1.45.

En el número 7 de la revista Si Muove hay una preciosa foto del Joyero y Mimosa en un mismo campo, incluyendo por supuesto a DY Crucis, tomada por Carlos Di Nallo.

¿Cuál será el mínimo instrumento, el mínimo aumento, con el que se pueda observar el Rubí de la Cruz sin que quede perdida en el resplandor azul de Mimosa?

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sábado, 15 de febrero de 2014

El Leoncito, reloaded

Me quedaban fotos sin procesar de la excursión al Observatorio de El Leoncito. Son fotos de la Vía Láctea austral, en la región de la Cruz del Sur y de Carina. Me gustó el resultado, así que aquí están, sin mayor presentación. Para quienes no conozcan esta región del cielo, baste decir que es una de las más espectaculares. Hay para todos los gustos y todos los instrumentos, desde binoculares hasta telescopios. Estas fotos están tomadas con la cámara montada en un trípode, tomando múltiples exposiciones de apenas 30 segundos (la de campo más ancho), 15 segundos (la intermedia) y 5 segundos (la de campo más angosto). Me encantan, a pesar de las pequeñas trazas de las estrellas.

Primero la de campo ancho, para ver el panorama:


La imagen abarca unos 70 grados de ancho, con la banda de la Vía Láctea cruzándola de manera oblicua. En el centro vemos la Cruz, con la mayor de las nebulosas oscuras visibles desde nuestro planeta, el Saco de Carbón, junto a ella. A la izquierda de la Cruz, sobre la Vía Láctea, están los dos Punteros, Alfa y Beta del Centauro. Más allá se extienden más filamentos de polvo oscuro y frío de la galaxia. A la derecha de la Cruz, en medio de una maraña de regiones oscuras y brillantes, y estrellas formando multitudes de cúmulos, el resplandor rojo de hidrógeno fluorescente de la Nebulosa de Carina.

Pasemos a un zoom sobre las protagonistas, Cruz y Carina:


En esta imagen se ve más claramente que una de las estrellas de la Cruz es mucho más roja que las otras: la de la cabecera, Gacrux. En el centro de la foto brilla otra nebulosa, más chiquita, con muchas estrellitas dentro. Es la región en torno a Lambda Centauri. Sí: Centauro envuelve a la Cruz por varios lados. La Gran Nebulosa de Carina, a la derecha, no necesita presentación. Los tres grandes cúmulos que la rodean son NGC 3114 (el de más a la derecha), NGC 3572 (el de arriba a la izquierda) y Theta Carinae, las Pléyades del Sur, por abajo. Los tres son individualmente magníficos, y juntos no tienen parangón en ningún lugar del cielo.

Por último, un primer plano de la Cruz y el Saco de Carbón. Esa región que, a simple vista o a través de instrumentos parece tan vacía de estrellas, en fotos como ésta deja ver muchísimas estrellas detrás del velo de polvo. Los incas veían una perdiz en la silueta del Saco de Carbón, una de las "constelaciones oscuras" de la Vía Láctea. La Cruz está un poco rotada con respecto a las fotos de arriba: Gacrux está ahora a la derecha. La estrella que forma el "brazo derecho" de la Cruz, que aquí vemos cerca del centro de la imagen, es Beta. Junto a ella (a su izquierda) se destaca un cúmulo estelar que, de tan compacto, en esta foto casi parece una estrella. Es el Joyero, que de hecho tiene también un número de catálogo como si fuera una estrella: Kappa Crucis.


Beta Crucis tiene el encantador nombre propio de Mimosa. Junto a ella me encontré con una sorpresa, pero la dejo para la semana que viene...

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sábado, 8 de febrero de 2014

La gravedad de la situación

Si trataste de ponerte al día con las noticias astronómicas después de las vacaciones seguramente te enteraste de la controversia que existe acerca de los agujeros negros. No voy a intentar poner orden en todo el asunto, porque es más bien técnico y no es lo que me gusta hacer aquí en En el Cielo las Estrellas. Basta mencionar que se pone de manifiesto que ignoramos muchas cosas sobre estos misteriosos objetos, entre otras cosas porque no sabemos cómo funciona la gravitación de manera cuántica.

Pero hace rato que quería comentar un par de cosas sobre los agujeros negros, principalmente para desmitificar algunos conceptos erróneos pero populares. Así que voy a aprovechar, comenzando hoy con el siguiente:

Falso: Los agujeros negros son objetos súper pesados, que funcionan como aspiradoras cósmicas y se comen todo lo que tienen alrededor.

He aquí la Tierra. Con la atracción de su portentosa masa nos mantiene a todos en su superficie. Y aún así, si lanzáramos un objeto suficientemente rápido, podría escapar de su atracción gravitatoria. ¿Qué tan rápido? Todos los alumnos de Física (y algunos en la escuela secundaria) aprenden a calcular esta velocidad, que se llama velocidad de escape. Para un objeto en la superficie de la Tierra son 11.2 kilómetros por segundo, unos 40 mil kilómetros por hora.

Por supuesto, este valor depende de un montón de circunstancias. Es la velocidad de escape desde la superficie de la Tierra. ¿Podríamos hacer que esta velocidad de escape fuera mayor? Podemos imaginarlo, tal como lo hicieron hace más de 200 años el naturalista inglés John Michell y el matemático francés Pierre Simon de Laplace, antes de que supiéramos nada de galaxias, supernovas, relatividades generales o mecánicas cuánticas.

Ocurre que esa velocidad de escape depende de la masa pero también del tamaño de la Tierra. Si la Tierra (con la misma masa) fuese más chica, parados en su superficie estaríamos más cerca del centro. Y como la intensidad de la gravitación se reduce con la distancia sentiríamos mayor gravedad. La velocidad de escape sería mayor. Cuanto menor fuese el diámetro mayor sería la velocidad de escape. Sigamos achicando el planeta imaginariamente. Misma masa, pero que se haga cada vez más denso. La velocidad de escape sigue trepando. En algún momento la velocidad de escape se vuelve igual a la velocidad de la luz. ¡Zas! La Tierra es ahora un agujero negro. Voy a poner la fórmula al final de la nota para no espantar a nadie (el que esté interesado que vaya y la use). Resulta que un agujero negro de la masa de la Tierra mide un par de centímetros, como una canica. Un agujero negro de bolsillo. Bueno, yo no lo pondría en mi bolsillo. ¡Ya tengo suficiente con los agujeros que me hacen las llaves!

¿Qué veríamos desde afuera? Bueno, una esfera de 2 cm de diámetro, negra. Más negra que cualquier negro que conozcamos. Ninguna luz, ni propia ni reflejada, podría escapar de esa superficie, llamada horizonte de eventos. Si la Tierra siguiera achicándose ahí dentro, desde fuera no veríamos más cambios: la misma bolita negra. En el nombre "agujero negro", como vemos, el adjetivo "negro" es correcto. Pero agujero (en el sentido usual) no hay. Hay algo dentro.

¿Y la gravedad? ¿Los satélites en órbita? ¿La Luna? ¿Se los comería el agujero negro? Nada de eso. Para la gravitación lo único que importa es la masa, no el espacio que ocupa. Los satélites, desde lejos, sentirían la atracción gravitatoria de una masa igual a la que sienten ahora, puesta en el mismo lugar que ahora. El hecho de que mida 13 mil kilómetros de diámetro o 2 cm es irrelevante. A una distancia prudencial (tres veces el tamaño del horizonte de eventos, pero el cálculo involucra la Relatividad General, y yo nunca lo hice) se puede estar en órbita.

Dos efectos adicionales delatarían la presencia del agujero negro: una intensa distorsión de la luz que pase cerca del horizonte de eventos (un fenómeno bien conocido de la teoría de la gravedad, la curvatura del espacio-tiempo), y un resplandor de origen cuántico (la radiación de Hawking) proviniendo de su cercanía. La intensidad de ambos efectos depende de la masa del agujero negro.

¿Y el "disco de acreción"? Es ese disco rotante, espiralado y radiante que vemos en las representaciones de los agujeros negros. Es materia orbitando muy cerca, que efectivamente puede caer al horizonte de eventos. Pero no es un efecto propio de la negritud del agujero: puede ocurrir siempre que hay un suministro de materia en la proximidad del objeto. Pasa también con las estrellas enanas en sistemas de estrellas dobles, o con las estrellas de neutrones, o en estrellas jóvenes que tienen alrededor parte de la nube de la que nacieron. La materia del disco de acreción (tal vez "acrecimiento" sería más correcto en castellano) se calienta por fricción consigo misma y pierde energía. En lugar de estabilizarse en órbita cae sobre el horizonte de eventos, produciendo ese aspecto de sumidero cósmico que tienen los agujeros negros en las ilustraciones. Por otro lado, en el caso de un agujero negro, como el horizonte de eventos está muy contraído con respecto a la superficie de una estrella, el gradiente de la gravitación puede producir otros efectos exóticos con nombres estrafalarios, como "espaguetificación". De esta región proviene toda la radiación (principalmente radio y X) que han permitido analizar los agujeros negros conocidos. Otros fenómenos inusuales ocurren en la proximidad del horizonte de eventos, tales como regiones donde la luz está en órbita como si fuera un planeta.

Lo que hemos imaginado para la Tierra se aplica a cualquier objeto. El Sol, por ejemplo. La velocidad de escape desde su superficie es de 600 km/s (¡2 millones de kilómetros por hora!). Si lo comprimiéramos podríamos lograr que esta velocidad de escape fuese de 300 mil kilómetros por segundo, y el Sol se convertiría en un agujero negro con un horizonte de eventos de 6 km de diámetro. Todos los planetas seguirían en sus órbitas lo más panchos. Oscuros, eso sí, y enfriándose rápidamente. En la Tierra nos enteraríamos 8 minutos después del siniestro evento...

¿Puede ocurrir algo así? No. Nuestro Sol no puede convertirse en un agujero negro por ningún mecanismo natural conocido. Pero agujeros negros de masa solar podrían existir, por qué no. Inclusive con la masa de la Tierra. ¿Y micro agujeros negros? Por supuesto. Si contraigo mi propia masa hasta el tamaño de un átomo (10-11 metros) yo mismo me convierto en un agujero negro, con radiación de Hawking, distorsión del espacio tiempo y todo. ¿Qué tal?


Nota para matematicofílicos. La velocidad de escape v se calcula fácilmente balanceando la energía gravitatoria y la energía cinética:\[\frac{1}{2}mv^2-\frac{GMm}{r}=0,\]donde G = 6.67×10-11 m3kg-1s-2 es la constante de gravitación, m la masa del objeto (que se cancela en la fórmula) y M la masa del cuerpo celeste. El radio del horizonte de eventos (en una aproximación newtoniana) se obtiene poniendo v = c = 3×108 m/s y despejando r:\[r = \frac{2GM}{c^2}.\]Nota para detallistas. El tamaño y la forma del Sol, estrictamente, afectan la órbita de los cuerpos muy cercanos a él. En el caso del sistema solar sólo la órbita de Mercurio depende de una manera, minúscula pero apreciable, de la extensión del Sol. Así que sólo la órbita de Mercurio notaría la agujerinegrización del Sol.

Nota histórica. El reverendo John Michell aparece fugazmente en mi libro Viaje a las Estrellas. Era un naturalista notable. Diseñó un experimento para medir la intensidad de la atracción gravitatoria en el laboratorio (el valor de la constante G que aparece aquí arriba en la fórmula), pero murió antes de poder llevarlo a cabo. Su amigo Henry Cavendish heredó el aparato, y realizó con éxito el experimento que hoy lleva su nombre (el de Cavendish) usando la balanza de Michell, que hoy lleva su nombre (el de Cavendish…).

La foto de la Tierra es de NASA/JPL/Galileo. La imagen del disco de acreción es una interpretación artística de NASA/JPL-Caltech.

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sábado, 1 de febrero de 2014

Arte en la Luna

Hace poco me enteré de esta historia, que me pareció extraordinaria, así que aquí la comparto. Resulta que hay una obra de arte en la Luna. Y no se trata de una metáfora de las piezas de ingeniería instaladas o dejadas atrás por los astronautas, o a los robots que rodaron, ruedan, o se sentaron en el suelo selenita. Es una obra de arte posta, una pieza de escultura realizada a mano por un artista. Aquí está, ésta es:


Fallen astronaut, como se la conoce, es una pieza del escultor belga Paul van Hoeydonck. Fue llevada a la Luna e instalada allí por David Scott, comandante del Apollo 15. Allí quedará para siempre, en un escarpado valle entre la Rima Hadley y la base de los Montes Apeninos. Éste es el encantador entorno donde yace el Fallen Astronaut. La foto es de Jim Irwin, cuya sombra vemos en el medio del panorama (notar el efecto Heiligenschein, ya comentado aquí). Más allá están el buggy lunar y Scott analizando una roca.


Van Hoeydonck siempre fue un entusiasta de la exploración espacial, y en pleno auge de las misiones Apollo se propuso realizar la más extraordinaria exposición individual de la historia: exhibir una escultura en la Luna. En 1971 consiguió reunirse con Scott e Irwin en una cena informal. Los exaltó: "Ustedes son como los caballeros medievales, ¡son los astronautas del Santo Grial!". La respuesta fue la que secretamente el escultor esperaba: "¡Te llevamos una escultura a la Luna!".

Faltaban dos meses para el lanzamiento del Apollo 15. A toda velocidad van Hoeydonck hizo un prototipo que encarnaba su visión futurista del destino humano en las estrellas. Scott abrazaba un propósito distinto para la obra: que fuera un monumento en memoria de los astronautas muertos en la Conquista del Espacio. Todos: americanos y soviéticos. Finalmente el artista se contentó con la figurita entre humana y abstracta que vemos, hecha de aluminio a mano por él mismo. No es el mejor van Hoeydonck, según sus propias palabras, pero fue un compromiso necesario de materiales, peso, tamaño y muchos otros factores. El hecho de que el artista fuese extranjero no fue un obstáculo. Los astronautas le contaron la idea a Nixon y éste preguntó: "Este artista, ¿es demócrata o republicano?". "Es belga", le contestaron. "OK", dijo el Presidente.

Las visiones dispares del significado de la obra por parte de van Hoeydonck y Scott fueron el origen de interminables malentendidos y resentimientos. La tarjeta que vemos atrás de la pieza de aluminio, con los nombres de los caídos, fue idea de Scott, así como (parece) el nombre de la obra. El escultor nunca los reconoció como propios. Su intención era que el pequeño astronauta de aluminio se posara en suelo lunar erguido, contemplando el paisaje y el futuro. No fue así. Pero en definitiva, ¿no debe ser la obra artística un disparo polisémico, un punto de partida, un lanzamiento?

Se habló muy poco en público sobre el tema. Scott e Irwin estaban decididos (sin el acuerdo de van Hoeydonck) a mantener el homenaje anónimo y de bajo perfil. El artista nunca accedió a ello. Las cosas se complicaron en años posteriores con emprendimientos comerciales, investigaciones internas de la NASA y el Senado. Parece que 40 años más tarde los resentimientos no se han acabado.

Me encantó la historia. Pueden leerla en The sculpture on the Moon, de Corey Powell y Laurie Shapiro, en Slate. Es una nota larga, con muchos detalles de los escandaletes que preferí omitir.


La foto de Paul van Hoeydonck sosteniendo el astronauta de aluminio es de Paul van Hoeydonck/Waddell Gallery, según aparece en la nota de Slate. Las otras imágenes son de NASA.

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