sábado, 20 de mayo de 2017

La Supertierra

No, no voy a hablar de exoplanetas (aunque debería). Esto es algo más cercano, y relacionado con la hoy popular Superluna: la Luna llena que coincide con el punto más cercano de su órbita. Ya lo hemos comentado: la órbita de la Luna es ovalada (es una elipse), así que una vez por mes la Luna se encuentra más cerca de la Tierra (el perigeo). Cuando coincide con la Luna llena, la vemos más grande en el cielo. No mucho, pero más grande.

¡Lo mismo debe ocurrir mirando la Tierra desde la Luna! Las fases de la Tierra y la Luna son opuestas. Cuando en la Tierra hay Luna nueva vemos su hemisferio nocturno, así que en la Luna hay Tierra llena. Si coincide con el perigeo, los noticieros lunares anuncian ¡Supertierra! O anunciarán, cuando la Luna esté colonizada y haya canales de noticias. ¿Sel Ene Ene?

Mientras tanto podemos simularlo en Stellarium, que permite poner el punto de observación en cualquier mundo del sistema solar. Una rápida consulta a mi Calculadora de Superlunas (siempre accesible aquí en el menú de la derecha) nos informa que esta semana habrá perigeo y Luna nueva. Ergo, Supertierra. Nos paramos en el Mar de las Crisis por ejemplo, y podemos ver la Supertierra del 25 de mayo, y compararla con la Minitierra (durante el apogeo del 18 de diciembre):


No parece mucho más grande que la Minitierra del apogeo del 18 de diciembre. Después de todo, la diferencia de tamaño es como entre una Superluna y una Miniluna. Stellarium nos informa las magnitudes de la Supertierra (-16.21) y de la Minitierra (-16), y podemos calcular que la Supertierra es un 21% más brillante. Pero en realidad la Tierra llena es bastante más brillante que la Luna llena: porque la Tierra es más grande, y porque la Luna refleja muy poca luz. Volvemos a la Tierra para observar la Superluna del 1 de enero de 2018 (-12.47), y resulta que ¡la Supertierra es 31 veces más brillante!


Definitivamente, una Supertierra debe ser digna de verse.

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sábado, 13 de mayo de 2017

No hagan ola

Hace un par de días, en una charla del workshop sobre variabilidad climática y epidemias en el que estuve participando en esta fresca primavera triestina, mostraron una animación de algo que se llama SST anomaly (anomalía de la temperatura de la superficie del mar). De golpe, a lo largo del ecuador en el océano Pacífico, vi que se formaba una cadena de vórtices que desató en mi mente una cadena de asociaciones de fenómenos similares, que termina en uno que leí hace un par de semanas. En la temperatura del mar se veía más o menos así:


Visto en movimiento es fascinante, pueden encontrar animaciones en YouTube (por ejemplo en ésta, en los primeros segundos). Estoy casi seguro de que se trata de algo que ya apareció en el blog: la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz. Se produce cuando dos regiones de un fluido se mueven a velocidades muy distintas, y es una de las maneras en la que el movimiento se vuelve inestable y turbulento. Fui a revisar las corrientes del día de la imagen de arriba y encontré que, efectivamente, había una fuerte corriente en el ecuador hacia el Oeste y una menor al norte de ésta, hacia el Este:


Esta visualización también es más impresionante en movimiento (ver aquí).

Me fascina que el mismo fenómeno pueda aparecer a escalas tan diversas. ¿Quién no ha visto estas formas al mezclar lentamente un cafè macchiato? (En Trieste o en cualquier parte, pero en Trieste es más rico.) Es también el mismo mecanismo que produce las olas comunes y corrientes del mar. En este caso son dos fluidos, el viento y el agua, moviéndose a velocidades distintas.


También lo vemos en los planetas gigantes, donde hay bandas de vientos muy dispares. Por ejemplo, en una de las "salidas" de la Gran Mancha Roja de Júpiter, Voyager 1 vio esto:


¡Cada uno de esos vórtices abarcaría la Luna entera (que es como Io, colado en la foto)! Cuando se formó la gran Tormenta Serpiente en Saturno también lo vimos a escala gigante:


Además de la cadena de inestabilidades brillantes que vemos detrás de la "cabeza de la serpiente", hay una ondita de K-H chiquita y oscura arriba a la izquierda, que me recuerda la que vi sobre el cerro Fitz-Roy:


Y también, a escala nube, la "mano" que parecía sostener esta conjunción de la Luna con Júpiter el año pasado:


En el Mar Argentino es común ver este fenómeno en las explosiones primaverales de fitoplancton, gentileza de la fuerte corriente de Malvinas:


La onda de Kelvin-Helmholtz más grande que conozco (tiene el tamaño de la Vía Láctea) es la que vi en un artículo reciente. La vemos en esta (muy procesada) imagen de rayos-X del cúmulo de galaxias de Perseo:


Aunque tiene apenas un atisbo de forma espiralada, los autores argumentan que se trata de una onda de Kelvin-Helmholtz de hidrógeno supercaliente, desatada por la perturbación producida por la colisión con otro cúmulo más chico. ¡Una colisión de cúmulos de galaxias! ¡A la pipeta!

A esta altura me vinieron a la mente los vórtices de la Noche Estrellada, y dejé de prestar atención a la charla del workshop.



La anomalía SST está tomada de NOAA.
Earth, de Cameron Beccario, es una visualización fascinante del mar y la atmósfera.
La gran ola es de Hokusai, una de sus Treinta y seis vistas del Monte Fuji. Debo haber visto "originales" en más de un museo, si no me equivoco el Británico y el MoMA.
La imagen de la Gran Mancha Roja es de NASA/JPL/Björn Jónsson.
La imagen del cúmulo de Perseo está basada en imágenes de NASA/Chandra y el paper Walker et al., Is there a giant Kelvin-Helmholtz instability in the sloshing cold front of the Perseus cluster? (preprint en arXiv). Es curiosa la elección del título, porque hay una ley consuetudinaria de los papers científicos que dice que si el título es una pregunta, la respuesta es "no".

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sábado, 6 de mayo de 2017

Uno-A

Cuando explotó la supernova SN2017cbv en la galaxia NGC 5643 en marzo me apresuré a fotografiarla y lo comenté aquí en el blog. Un lector rápidamente estimó que era del tipo Ia (se pronuncia "uno a"). Efectivamente, pocas horas después de su descubrimiento el Telegrama Astronómico ATel #10164 había reportado su clasificación como Ia "muy joven" (dos semanas o más antes del máximo). Los astrónomos clasifican las supernovas en base a sus espectros; otro día lo cuento y muestro el de SN 2017cbv. ¿Cómo hizo Mariano, nuestro lector apasionado por las supernovas, para saberlo?


Las supernovas de tipo Ia tienen siempre casi el mismo brillo intrínseco. Obviamente, cualquier objeto si está más cerca se verá más brillante y si está más lejos, menos. Dicho sin entrar en detalles: si está el doble de lejos, se verá la cuarta parte de brillante (porque 22=4), si está tres veces más lejos será nueve (32) veces menos brillante, etc. Los astrónomos se independizan de la distancia calculando una magnitud absoluta, relacionada con la magnitud aparente (la que vemos en el cielo) de la siguiente manera (válida para el universo cercano):
M = m - 5(log10d - 1),
donde M es la magnitud absoluta, m la aparente y d la disancia en parsecs. Yo observé la supernova a magnitud 11.5 once días después de su descubrimiento temprano. Junto con la distancia a la galaxia (55 Mal = 16.9 Mpc), da una magnitud absoluta de -19.6, precisamente el valor correspondiente al máximo de una supernova de tipo Ia. El brillo más intenso fue reportado pocos días después, el 26 de marzo, a magnitud 11.1, correspondiente a magnitud absoluta -20. ¡Esto es 60 veces más brillante que la famosa supernova (de tipo II) SN 1987a, la única que hemos visto a ojo desnudo en tiempos modernos! Y el doble de brillante que una supernova Ia promedio: tenemos aquí una campeona.

Las supernovas de tipo Ia son relativamente raras: apenas el 10% del total. Pero su valor no es su rareza sino precisamente que sean todas siempre tan parecidas. Esto permite dar vuelta la fórmula de arriba y usarlas para calcular la distancia. Funcionan como candelas estándar, y son nuestro mejor método para medir el tamaño del universo a gran escala. En 1998 dos proyectos independientes midieron con gran precisión la expansión del universo usando supernovas, y descubrieron inesperadamente que la expansión es acelerada, algo que interpretamos actualmente debido a la existencia de una fuerza repulsiva, opuesta a la gravitación, que tiene el marketinero nombre de Energía Oscura, de la cual no sabemos casi nada.

¿Pero no dije ya que SN 2017cbv explotó en la galaxia cercana NGC 5643, a 55 millones de años luz? ¡Ya sabemos a qué distancia está! Bueno, pero lo interesante es que hace muy poquito, en 2013, otra supernova de tipo Ia explotó en la misma galaxia (foto aquí al lado). Tener dos supernovas de tipo candela estándar a la misma distancia en una galaxia cercana es buenísimo, porque permite calibrar el método de medición de distancias usando supernovas. Como todo método de medición, el de distancias astronómicas está sujeto a imprecisiones. Tal como conté en Viaje a las Estrellas, para medir el universo se usa una variedad de métodos, según la distancia de que se trate. Para las estrellas cercanas podemos usar la paralaje trigonométrica, único método "directo." A partir de allí varios métodos se enganchan unos con otros formando una cadena hasta llegar a las distancias más lejanas. Cuanto mejor se enganchen entre sí los eslabones de esta cadena, mejor será el resultado para distancias más lejanas.

Hoy en día existe una discrepancia en el valor de la velocidad de expansión del universo, según se la calcule con supernovas o con las fluctuaciones del fondo cósmico de microondas. Los astrónomos llaman a esta discrepancia "tensión", que es un nombre que me hace bastante gracia. Una supernova sola no va a aflojar la tensión, pero tener dos supernovas de tipo Ia en una galaxia cercana es buenísimo. El Telescopio Espacial Hubble ha estado ocupado fotografiándola (ver acá). Bienvenida sea.

¿Y cómo saben que es una supernova Ia, y que significa exactamente, y qué pasó después de que alcanzó el máximo de brillo? Lo contaré otro día.


La ilustración de la ley de la inversa del cuadrado es de Wikipedia, usuario Borb (CC BY-SA). La foto de SN 2013aa creo que es de Joseph Brimacombe (textos superpuestos por mí).

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sábado, 29 de abril de 2017

En el Cielo las Estrellas

Tengo el enorme gusto de anunciar la publicación de mi nuevo libro, En el Cielo las Estrellas - Mitos, historias y ciencia en una astronomía para todos, en EDIUNC, la editorial de mi universidad, la Universidad de Cuyo. Esta semana, el 2 de mayo a las 20 horas, haremos la presentación oficial en el stand del Consejo Interuniversitario y Librería  Universitaria Argentina (Pabellón Amarillo, stand 1507), en la Feria del Libro de Buenos Aires.

Me acompañarán en la mesa académica Teresa Bruno, la diseñadora que estuvo a cargo de la preciosa edición del libro, y Ariel Torres, escritor y periodista (mi columnista favorito de La Nación). ¡Los espero!

Les dejo aquí el Prefacio, para tentarlos.

«En el cielo las estrellas, en el campo las espinas…» ¿Quién no se ha pasado horas echado de espaldas en el campo (evitando las espinas), en la playa o en una roca pelada contemplando el maravilloso espectáculo natural de la bóveda estrellada? Lejos de la luz de las ciudades el cielo nocturno es uno de los panoramas sobrecogedores de nuestro mundo, una de las visiones inspiradoras de la experiencia humana. Hay quien se vuelve poeta. Hay quien se siente insignificante. Hay quien se siente enorme por ser parte del cosmos. Hay quien deleita su espíritu con imaginarios viajes a los mundos que vemos tan distantes, y con los extraordinarios fenómenos físicos que los animan, tan lejos de la experiencia y la escala humanas.

Estas páginas no son una introducción a la ciencia de la Astronomía. Tampoco son un compendio de la mitografía del cielo ni una detallada historia de sus observadores. Son el intento de compartir una experiencia personal en la contemplación del universo, que para mí siempre es una experiencia compuesta de todas esas cosas: la ciencia, el mito y la historia. Son una invitación a disfrutar del cielo nocturno como parte de nuestra cultura, porque en el cielo hay tanto fenómenos fascinantes como anécdotas jugosas. Y si algo queda sin explicar, a no desilusionarse: que sea una invitación a averiguarlo, ya que hoy en día podemos acceder fácilmente a tanta información, desde libros clásicos hasta artículos técnicos en las fronteras de la ciencia.

Que sean una fuente de inspiración bajo el cielo estrellado.


El 2 de mayo, además, participaré del Foro de Ciencias y Tecnologías, una actividad para docentes de ciencias. Hay que anotarse, no sé si habrá lugares disponibles todavía.

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sábado, 22 de abril de 2017

En los cielos de Saturno

Hoy empieza el Gran Final. Hoy, 22 de abril, el robot Cassini hará un último sobrevuelo de Titán, pasando a menos de 1000 km del satélite gigante. La gravedad de Titán cambiará por última vez su órbita. La nueva trayectoria lo llevará a pasar entre Saturno y el borde interior de los anillos, una región jamás visitada, no libre de riesgos. Ya no habrá más sobrevuelos cercanos de ninguna luna. Veintidós veces Cassini va a repetir estas vueltas rasando los anillos hasta que, finalmente, el 15 de septiembre, con los últimos gramos de combustible de sus cohetes, se zambullirá en el planeta gigante. Tal vez transmita unos datos postreros de su fugaz paso por las capas superiores de la atmósfera. Y pasará a formar parte del planeta, quemándose como un meteoro en los cielos de Saturno.

Tendemos a asociar estas emocionantes expediciones espaciales con la NASA y los Estados Unidos. Vale la pena recordar que 20 naciones y tres agencias espaciales participaron de Cassini, y casi todas sus observaciones fueron públicas desde el momento en que llegaron a la Tierra. Estas exploraciones son realmente de toda la humanidad.

Ahora agarren la caja de kleenex y vean este video sobre el Gran Final.



La cronología detallada de los eventos del Gran Final puede consultarse aquí. Pueden clickear en estos links para ver las notas del blog sobre Cassini y Saturno. O, si no tienen tiempo, dénle aunque sea un vistazo a estas fotos.












Y para el ingenierito que todos llevamos dentro:



Las imágenes son de NASA/JPL/Cassini.

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sábado, 15 de abril de 2017

Caminar simplemente hasta Mordor

Plutón es el mundo más geek del sistema solar.

Ha pasado más de un año desde que New Horizons exploró el sistema de Plutón en julio de 2015. Finalmente, a 1 kilobit por segundo y un millonésimo de picowatt (la potencia de cada molécula individual que contrae la fibra muscular), todos los datos recolectados durante el sobrevuelo han terminado de llegar a la Tierra. El 25 de octubre pasado llegó el último de los más de 50 gigabits de datos. Hace un par de semanas New Horizons entró en hibernación por varios meses, mientras sigue en camino a su próximo destino en el Cinturón de Kuiper (o de Fernández).

Plutón, Caronte y las lunitas se han convertido, como ha pasado con cada cuerpo explorado del sistema solar, en lugares. Y los lugares necesitan nombres.

Si bien todavía no hay un pronunciamiento oficial de los responsables de la toponimia extraterrestre (la División de Nomenclatura del Sistema Planetario, de la Unión Astronómica Internacional), recientemente la UAI aprobó los temas que New Horizon propuso para categorías de accidentes geográficos (cráteres, montañas, planicies, etc.), a designarse según:

Nombres mitológicos del Inframundo.
Dioses y otros seres relacionados con el Inframundo mitológico y literario.
Nombres del Inframundo y sus lugares.
Héroes y exploradores del Inframundo.
Científicos e ingenieros asociados con Plutón y el cinturón de Kuiper. 
Naves y misiones pioneras de la exploración espacial.
Pioneros que cruzaron nuevos horizontes en la exploración de la tierra, el mar y el cielo.

Para Caronte hay algo parecido:

Destinos y etapas de viajes de ficción, espaciales y de otras exploraciones.
Naves ficticias y mitológicas de viajes espaciales y otras exploraciones. 
Viajeros y exploradores ficticios y mitológicos.
Autores y artistas relacionados con la exploración espacial, especialmente de Plutón y el cinturón de Kuiper.

Para las lunas menores (observadas en menor detalle) se prevé una sola categoría. Para Estigia, dioses fluviales; para Nix, deidades nocturnas; para Cerbero, perros de la literatura, la mitología y la Historia; para Hydra, serpientes y dragones legendarios.

Pero los astrónomos, geólogos e ingenieros necesitan los nombres mucho antes. No van a andar diciendo: "ése cráter de ahí", "¿cuál, el que está justo al norte de las montañas bajitas que veíamos ayer?", "no, el que está cruzado por una barranca". Sería imposible entenderse. Así que apenas llegan las fotos de cada nuevo cuerpo visitado por un robot, su cartografía se llena de nombres informales que, si cumplen con las reglas de la UAI, terminan oficializándose. El mapa actual de Plutón es fascinante:


Es un recorte, y los nombres igual se ven un poco chicos. Vale la pena descargarlo para verlo mejor. El gran corazón cremita con el que nos recibió el maltratado planetita, y que nos sorprendió a todos en julio de hace dos años, recibió apropiadamente el nombre del descubridor: Región de Tombaugh. Hay otros personajes asociados a la historia de Plutón, tal como requiere una de las categorías: la región de Lowell (por el millonario aficionado a la astronomía que creó el observatorio donde se descubrió Plutón en 1930), el cráter Burney (por Venetia Burney, quien lo bautizó), el cráter Oort (por el astrónomo que propuso la existencia de una nube de cometas más allá de Plutón), y otros. La lista completa y explicada puede descargarse de Our Pluto. En la categoría de naves espaciales históricas encontramos la pampa del Sputnik, las tierras del Pioneer, del Viking, del Hyabusa, del Voyager y del Venera, las colinas del Columbia, del Soyuz y del Challenger. También están allí los montes Hillary y Norgay, los primeros montañistas en llegar a la cima del Everest. Me gustan. ¿Quién será el primero en viajar desde Balrog hasta Cthulhu? 

Pero donde la plutonidad alcanza su máximo geekismo es en Caronte, donde uno puede simplemente caminar hasta Mordor, que ocupa todo el casquete polar norte:


En la luna gigante encontramos artistas de ciencia ficción (los cerros Clarke, Kubrick y Butler), personajes y lugares de Star Trek (el altiplano de Vulcano, los cráteres Kirk, Uhura y Spock), de Star Wars (los cráteres Vader, Skywalker y Leia Organa), de Alien (el cráter Ripley superpuesto al cañón del Nostromo), de Dr Who (el cañón Tardis cruza la mácula Gallifrey). Además de Nemo, Alice, Serenity...

El mapa achata un poco el relieve, pero en esta foto en colores reales los dos cañones son impresionantes, así como la roja mancha de Mordor ocupando todo el casquete norte.

Estas toponimias fantásticas no son inusuales en la Tierra, después de todo. He aquí el mapa de un barrio de Geldrop, en Holanda, donde todas las calles se refieren a los personajes de la Tierra Media de Tolkien.


¿Resistirán estos nombres la inspección de los miembros de la División Nomenclatura? ¡Espero que sí! ¡Y que le pongan Pluto a algún cráter de Cerbero!


Los mapas son de Our Pluto. Los nombres fueron elegidos por votación pública en su sitio. Conocí el mapa de Geldrop en Strange Maps.

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sábado, 8 de abril de 2017

Mind the gap

Hace 2500 años Feidípides corrió 250 kilómetros de Atenas a Esparta a pedir ayuda para reprimir una masiva invasión persa. Los espartanos no pudieron acudir de inmediato y Feidípides regresó (corriendo, obvio) probablemente decepcionado. En el camino se encontró con Pan, el dios de la naturaleza. "Qué te pasa, Feidípides." "Nada, que nos invaden los persas, éso pasa, y yo acá corriendo de un lado para otro." "No te preocupes, yo los ayudaré. En cuanto aparezca en el campo de batalla, en Maratón ponele, a los persas les entrará pánico y ustedes ganarán (nikésis)", y se fue tocando la flauta de él. Y los atenienses ganaron (níkesan). Y Feidípides volvió a correr, de Maratón a Atenas, 42 kilómetros fatales para dar la buena noticia: "Ganamos" (nenikékamen).

Pan ya no corretea por los bosques de Grecia. Ahora patina entre los anillos de Saturno. Así lo espió el robot Cassini, que está pasando cada vez raspando más de cerca los campos de hielo antes de despedirse para siempre en una zambullida épica el 15 de septiembre:


Pan mantiene despejada la brecha (gap) de Encke en el Anillo A del gigante. Es una lunita de hielo muy chiquita, de apenas treinta y pico kilómetros de diámetro. Es una de las varias lunas de Saturno con forma de plato volador, como Atlas, de quien ya hablamos. Un sobrevuelo reciente de Cassini el 7 de marzo nos mostró bien de cerca la rara forma de Pan: no es un plato volador, ¡es un raviol! O mejor, un sorrentino, porque es más redondo que cuadrado.

Esta otra foto permite ver desde otro ángulo el "repulgue", que debe ser hielo pegoteado de los anillos, ya que la brecha de Encke no está completamente libre de partículas en órbita, sino que hay un par de anillitos muy tenues y enroscados, mantenidos en su lugar por otras lunas. ¿Será blandito como la nieve, o duro como un glaciar?

Este repulgue es realmente rarísimo, finito y alto. Ciñendo todo el ecuador de la lunita es montaña y cordillera a la vez. Pan es tan chiquito (como el cerro Tronador, más o menos) que la gravedad en su superficie es muy pequeña. Un astronauta probablemente lograría dar saltos de varios kilómetros de altura y tal vez sobrepasar el repulgue sin dificultad. El salto duraría varias horas. Todo en medio del dinámico paisaje de los anillos alrededor, y la esfera cremita de Saturno en el fondo. ¡Qué magnífico! ¿Quién será el primer Feidípides que lo haga?
 


Las imágenes son de NASA/JPL/Cassini. La que muestra a Saturno y Pan es una composición de una foto de Cassini y una imagen hecha con Celestia. La hice yo solito.

¿Reconocen una marca deportiva en las palabras griegas relacionadas con la victoria?

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sábado, 1 de abril de 2017

Explota, explota, expló

El 17 de marzo me llegó el boletín de la revista Astronomy con una interesante noticia: había una supernova explotando en una galaxia cercana. En la nota se mencionaba este tweet de Rachael Beaton, con una foto de referencia sin la supernova y una foto suya con.

Las supernovas son explosiones estelares descomunales, que pueden verse aunque ocurran del otro lado del universo. Hoy en día los telescopios robot descubren decenas de supernovas por día. Pero son todas tan lejanas que la aparición de una en una galaxia cercana, al alcance de la observación de un aficionado, es una rareza. Ésta estaba en NGC 5643, una galaxia espiral muy parecida a la Vía Láctea, mirá qué linda y nunca la fotografié. ¿Dónde queda? No tenía idea. Stellarium al rescate: ¡estaba en Lupus! Lupus es una constelación austral, pegada a Centauro, así que la tendría a la vista desde el balcón buena parte de la noche.


Pude hacerlo en la noche del 21. Estaba seguro de que la supernova se vería perfecta en fotos inclusive desde la ciudad. Lo más difícil sería encontrar la galaxia, espiral vista de frente y de magnitud 13.6, porque se perdería en el resplandor del cielo urbano. Pero me tomé tiempo para alinear bien el telescopio y calibrar los círculos graduados, y la encontré clarita en el borde del cuadro de la primera foto que hice (abarcando un grado de ancho). Clarita para el ojo entrenado, eso sí, porque apenas se distinguía el núcleo en el cielo naranja. Sólo fue cuestión de centrarla y esperar un rato a que subiera un poco. Incluso en esa foto de prueba noté que la supernova estaba ya bastante más brillante que en la de Rachael.

Hice 10 exposiciones de 4 minutos cada una, calibradas con darks. Acá está el resultado, con la magnitud estimada por comparación con otras estrellas del campo. Luz de hace 55 millones de años, fijate un poco:


Cabe aclarar que TODAS las otras estrellas individuales que se ven en la imagen son estrellas de la Vía Láctea, que están miles de millones de veces más cerca que NGC 5643 y la supernova. Y que la galaxia misma está formada por centenares de miles de millones de estrellas individuales, que no llegan a distinguirse como tales excepto una: la que está explotando, que brilla ella solita más intensamente que el núcleo entero de su galaxia. Guau.

Según las estadísticas del sitio Bright Supernova (les mandé mi foto en seguida), en los últimos 18 meses se descubrieron:

11640 supernovas.
Sólo 274 de ellas en galaxias del catálogo NGC/IC ("cercanas").
Apenas TRES más brillantes que magnitud 13.

Además de su rareza, hay unas cuantas cosas interesantes para contar sobre esta supernova, pero las contaré otro día. Mientras tanto, la explosión recién en estos días está alcanzando su máximo brillo. A magnitud 11 y pico está al alcance de cualquier telescopio mediano inclusive desde una ciudad. No se la pierdan.

¡Ampliaremos!

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sábado, 25 de marzo de 2017

Temporada de eclipses

En varias notas recientes mencioné las temporadas de eclipses. ¿Realmente los eclipses tienen temporada, como las mandarinas y las ciudades turísticas? Sí. Además, como en Bariloche, hay dos temporadas por año. Es más fácil mirar primero este dibujo antes de explicarlo:

En esta figura vemos dos planos: el de la órbita de la Tierra (imaginalo horizontal) y el de la órbita de la Luna, inclinado (exageradamente para que se note; en realidad son apenas 5 grados). Dos planos que no son paralelos se cortan a lo largo de una línea recta. En el caso de las órbitas se llama línea de nodos, y está marcada en color verde.

La Luna pasa dos veces por mes por los nodos (ascendente y descendente, marcados con esas serpientes de dos cabezas). Los eclipses sólo pueden producirse cuando, además, la línea de nodos apunta hacia el Sol, ya sea de un lado o del otro. Esta línea de nodos apunta en una dirección casi fija en el espacio (*). La Tierra la va arrastrando en su órbita a lo largo del año, así que dos veces por año la línea de nodos apunta hacia el Sol: una vez por un lado, y medio año después por el otro. Son las dos temporadas de eclipses, separadas casi 6 meses una de la otra.

(*) En realidad va rotando muy lentamente, dando una vuelta cada casi 20 años, pero podemos imaginarla fija. 

Como la Luna se mueve bastante rápido, y además los astros no necesitan estar exactamente alineados para que se produzca un eclipse, en cada una de estas temporadas puede haber dos o hasta tres eclipses a medida que la Luna pasa por los nodos. Por ejemplo, este año tenemos dos eclipses en cada temporada:

2017-02-11 lunar (nodo ascendente)
2017-02-26 solar (nodo descendente)

2017-08-07 lunar (nodo descendente)
2017-08-21 solar (nodo ascendente)

¿Cuál es el máximo número de eclipses que puede haber en un año? Parece que fuera seis: si las dos temporadas tuvieran tres eclipses. ¡Pero puede haber más! Resulta que si una de las temporadas cae muy al principio del año, la siguiente será bien a mitad de año, y puede haber tiempo de que quepa parte de una tercera temporada a final del año, que desborda al año siguiente. Así puede haber hasta 7 eclipses en un año. ¡Y hasta 5 de éstos pueden ser solares! Es algo rarísimo, que ocurrió por última vez en 1935:

1935-01-05 solar
1935-01-19 lunar
1935-02-03 solar

1935-06-30 solar
1935-07-16 lunar
1935-07-30 solar

1935-12-25 solar
1936-01-08 lunar (el año siguiente)

Volveremos a tener tres temporadas en el mismo año en 2020, pero esta vez con cuatro lunares y dos solares:

2020-01-10 lunar

2020-06-05 lunar
2020-06-21 solar
2020-07-05 lunar

2020-11-30 lunar
2020-12-14 solar

El eclipse solar del 14 de diciembre de 2020 es particularmente interesante para nosotros, ya que será total y la línea de totalidad recorrerá las provincias de Neuquén y Río Negro.

Cinco eclipses solares en el año sólo volverán a ocurrir en... ¡2206! y luego apenas cuatro veces más en todo el milenio...


Me enteré de la existencia de años de 5 eclipses solares en la página Facebook del excelente libro de Enzo De Bernardini, Manual del Astrónomo Aficionado. Enzo me señaló la existencia del siguiente artículo:

A Pogo, Calendar years of five solar eclipses, Popular Astronomy 43:412 (1935).

Encontré también una tabla de años calendarios con 5 eclipses solares:
http://eclipse.star.gs/saros/5eclipses.htm.

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sábado, 18 de marzo de 2017

Treinta y nueve

Mi amiga Sole dice que tengo que contar esto. El 12 de mayo de 2013 recibí el siguiente mensaje de la revista Astronomy:
Dear Guillermo,
I'm writing to inform you that your entry has been selected as one of the winners of the The Queen/Brian May Stereo Cards Contest. Congratulations!
Fue un concurso organizado por Astronomy Magazine, de relatos breves (¡200 palabras!) sobre temas de Queen. El premio era un visor 3D de la London Stereoscopic Society, una compañía de fotografías estereoscópicas de la era victoriana. ¿Y por qué sobre temas de Queen? Porque Brian May, astrónomo, guitarrista de Queen y coleccionista de fotos estereoscópicas antiguas, estaba contribuyendo a refundar la compañía. El premio incluía el visor y un set de astrofotos estereoscópicas (¿estereofotos astroscópicas?) autografiado por Brian May. Pueden verlo aquí al lado.

Mi relato fue sobre '39, un tema de May de Una noche en la Ópera. Escribí 400 palabras y lo podé hasta llegar a 221, y pasó. Y gané. Aquí está (en inglés, puse una traducción al final):
"In the year of '39 assembled here the Volunteers..."
   I always thought it was World War II, which began in '39. I fumble through the booklet for the lyrics...
   They sail away, they are brave. Never looked back, never feared, never cried. They must be soldiers. But suddenly...
"In the year of  '39 came a ship in from the blue. The Volunteers came home that day..."
  How could I never notice! The ship descends from the sky the same year of departure. That cannot be the War. "The Earth is old and grey" is not a metaphor of war desolation. It's actually old! They return from interstellar travel at lightspeed, experiencing time dilation. And there it is, plainly written:
"For so many years have gone, though I'm older but a year..."
"Your mother's eyes in your eyes cry to me." Never got that verse. Now it's clear: the Volunteer meets her grownup grand-daughter, tears in her eyes that resemble her mother's. A sad note, perhaps her mother's dead by now. A century has passed! They traveled far away in space, but also traveled in time. They left a world, a life, behind.
   Yet, there is life still ahead. They traveled to the future! Would *I* volunteer? For a trip to the future?
   Definitely.
"Pity me."


En castellano:

   "En el año '39 se reunieron aquí los Voluntarios..." Siempre creí que era la Segunda Guerra Mundial, que comenzó en el '39. Rebusco en el librito de letras... Parten, son valientes. Nunca miran atrás, no tienen miedo, no lloran. Deben ser soldados. Y de golpe...
"En el año '39 descendió del cielo una nave. Los Voluntarios regresaron ese día..."
    ¡Cómo nunca me di cuenta! La nave desciende del cielo el mismo año que partieron. Esto no puede ser la Guerra. "La Tierra es vieja y gris" no es una metáfora de la desolación bélica. ¡Es realmente más vieja! Están regresando de un viaje espacial a velocidad de la luz, y han sufrido la dilatación temporal. Ahí está, en letras de molde: 
"Tantos años han pasado, pero he envejecido apenas un año..."
    "Los ojos de tu madre, en tus ojos, lloran." Nunca había entendido este verso. Ahora me queda claro: el Voluntario se encuentra con su nieta ya crecida, con lágrimas en los ojos que recuerdan los de su madre. Una nota de tristeza, ya que tal vez su madre haya muerto. ¡Ha pasado un siglo! Ha sido un largo viaje en el espacio, pero también en el tiempo. Dejaron atrás un mundo, una vida. 
    Aun así, hay una vida por delante. ¡Viajaron al futuro! ¿Me ofrecería *yo* como voluntario? ¿Para un viaje al futuro?
    Definitivamente. 
"Pobre de mí."

El relato original, el doble de largo:

   "The song’s protagonist goes through a great terror in his interstellar journey." What? Really? Can it be so? I always thought it was a song about the War! But wait! Now that you mention it... Now I know that Brian May is an astronomer, something I didn't know back in the eigthies when I came to know Queen.
    "Darling! Where's A Night at the Opera?".
In times of virtual music flying around the networks, home and world wide, I wanted the disc. The disc, A Night at the Opera, one of my first CD's. It had a booklet with the lyrics. Here it is. In goes the disc and out comes the music. We miss Queen. 
In the year of '39 assembled here the Volunteers... 
   There! It's the War, it has to be, '39 was the first year of the War! I fumble through the booklet to find the lyrics, I don't want to trust my ears, English is not my first language...
   Let's see. They sail away, they are brave. Never looked back, never feared, never cried. They must be soldiers. But suddenly...
In the year of '39 came a ship in from the blue, the Volunteers came home that day. 
   Wait! There it  is! How could I never noticed! I have a PhD in Physics! The ship descends from heaven the same year of their brave departure. Than cannot be the War. So the Earth is old and grey not out of a metaphore of desolation brought about by war. It's actually old! They return from an interstellar travel at lightspeed. They have experienced time dilation. And there it is, written clearly before everybody's eyes:
For so many years have gone, though I'm older but a year.
   And then: Your mother's eyes in your eyes cry to me. I never got that verse, and now it's clear: the Volunteer is meeting her own grown up grand-daughter, with tears in her eyes that resemble her mother's. It's a sad note, perhaps her mother's dead by now. Decades have passed! They have traveled far away in space. They have a world so newly born. But hey have also traveled in time, far into the future, and left a world, a life, behind. 
   Yet, there is life still ahead. They have traveled to the future! Would *I* volunteer? For a trip to the future? Definitely. 
Pity me.

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sábado, 11 de marzo de 2017

De la manzana a la Luna

Ya he contado que la anécdota de Newton y la manzana es muy probablemente cierta. Pero les debía una parte de la historia. ¿Cómo llegó Newton a formular la ley de gravitación inspirado por un hecho tan mundano como la caída de una manzana? En las memorias de su amigo Stukeley, Newton le dice cómo fue que la noción de la gravitación universal vino a su mente:
“Fue ocasionada por la caída de una manzana, mientras estaba sentado en actitud contemplativa. ¿Por qué la manzana desciende perpendicularmente al suelo? ¿Por qué no va de costado, o hacia arriba, sino constantemente hacia el centro de la Tierra? Seguramente porque la Tierra la atrae. Debe haber un poder de atracción en la materia: y la suma de este poder de atracción debe estar en el centro de la Tierra, no en un costado. […] Si la materia atrae a la materia, debe ser en proporción a su cantidad. Así que la manzana atrae a la Tierra tal como la Tierra atrae a la manzana. Hay una fuerza, que aquí [en la Tierra] llamamos gravedad [es decir: peso], que se extiende por el universo.”
Hoy en día nos parece una obviedad que la atracción gravitatoria resultante de toda la Tierra esté dirigida hacia su centro, y que se extienda hasta la Luna y más allá; no era así en el siglo XVII. Pero nos falta todavía la conexión con el movimiento de la Luna y de qué manera la atracción depende de la distancia. En un manuscrito de 1714 el propio Newton refiere que:
“…comparé la fuerza requerida para mantener la Luna en su órbita con la fuerza de gravedad en la superficie de la Tierra, y encontré un acuerdo bastante bueno. Todo esto fue en los años de la Plaga de 1665 y 1666, ya que en esos días estaba en mis mejores años de inventiva, y se me daba la matemática y la filosofía (*) mejor que nunca.”
(*) La filosofía: la física, tal como se la llamaba en el siglo XVII.

Nunca sabremos el razonamiento exacto de Newton sentado bajo el manzano, pero un texto del matemático y astrónomo escocés David Gregory relata una visita a Newton, y cuenta haber visto un manuscrito “anterior a 1669” con los cálculos. Newton imagina la Luna y la Tierra, como en la figura de aquí al lado. Si no existiera la atracción gravitatoria, en un tiempo infinitesimal (exagerado por claridad en la figura) la Luna se movería en la línea recta azul de A a B, según la ley de inercia de Galileo. Pero debido a la atracción gravitatoria de la Tierra, la Luna “cae” de B a C. Si el fenómeno que produce la órbita de la Luna es el mismo que rige la caída de las manzanas, la ley de caída vertical (también descubierta por Galileo) le permitiría calcular la aceleración de esta “caída”.

Newton conoce el radio de la órbita de la Luna y su período, así que calcula por métodos geométricos la distancia BC correspondiente a un movimiento de 1 segundo, y encuentra la aceleración. Al compararlo con la aceleración de la caída libre en la superficie de la Tierra, le da “algo más de 4000” veces menor. La distancia de la Luna al centro de la Tierra es 60 radios terrestres, esto es 60 veces mayor que la distancia de la manzana (que está en la superficie) al centro de la Tierra. 60 al cuadrado es 3600, así que la aceleración debida a la fuerza gravitatoria, si disminuyera con el cuadrado de la distancia, debería ser 3600 veces menor sobre la Luna que sobre la manzana. La discrepancia entre 3600 y 4000 no satisfizo a Newton, quien llegó a sospechar que el movimiento de la Luna se debía sólo en parte a la gravedad. Aparentemente varias confusiones entre las muchas unidades de longitud usadas en su época, así como cierta inexactitud del radio terrestre conocido por entonces, conspiraron para producir el error. En todo caso, abandonó por varios años sus investigaciones sobre la gravitación.

Podemos modernizar el argumento para ver con nuestros propios ojos el resultado. Imaginemos que la órbita de la Luna es circular. Sin apelar a la ciencia de la dinámica (que el propio Newton aun estaba por desarrollar), consideraciones puramente geométricas y cinemáticas, al estilo de las de Galileo, permiten calcular la aceleración centrípeta (vale decir, hacia el centro de la Tierra) experimentada por la Luna en su movimiento circular:\[a_c = \text{radio} \times \text{frecuencia}^2 = 60R\left(\frac{2\pi}{T}\right)^2,\]donde \(60R\) es el radio de la órbita lunar (expresada en radios de la esfera terrestre) y \(T\) es el período orbital de la Luna. Poniendo valores aproximados:\[T\approx 27.5 \text{ días} = 27.5\times 86400 \text{ seg},\]\[60R\approx 384000 \text{ km},\]obtenemos:\[a_c \approx 0.002685 \text{ m/s}^2 = g/3649,\]siendo \(g=9.8 \text{ m/s}^2\) el conocido valor de la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra. Niente male.

En 1679, a raíz de un intercambio epistolar con Robert Hooke, Newton retomó sus cálculos sobre la dinámica y demostró que si la fuerza fuera inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, entonces valdría la Primera Ley de Kepler: que las órbitas de los planetas y los satélites son elípticas, con el centro de fuerza en uno de los focos. Finalmente, en 1684, a pedido de Edmund Halley, Newton rehizo estos cálculos, los complementó y los publicó como De motu corporum in gyrum (El movimiento de los cuerpos en órbita). Allí repite “la prueba de la Luna”, obteniendo esta vez “muy exactamente” una dependencia cuadrática con la distancia.

Pero no se detuvo allí. Al componer De motu Newton descubrió el poder de sus novedosos métodos matemáticos, que le permitían describir muchísimas situaciones que nadie sabía cómo tratar: el movimiento de varios cuerpos, los medios viscosos, las órbitas de los cometas, el movimiento anómalo de la Luna, la precesión de los equinoccios, las mareas, la forma aplanada del globo terrestre y mucho más. Urgido por Halley, Newton trabajó sin detenerse durante un año y medio. El resultado: los tres volúmenes de los Principia Mathematica Philosophiae Naturalis, publicados en 1687, la obra más influyente de la Revolución Científica del siglo XVII y una de las más extraordinarias de la historia de la ciencia. Todo salido de la reflexión de un hombre que un día vio caer una manzana, y se preguntó si la fuerza que la hacía caer no sería la misma que mantenía a la Luna en su órbita.

Si querés revisar las notas sobre Newton, recomiendo el siguiente orden: 
Newton y la Peste
El manzano de Newton
El cometa de Newton
De la manzana a la Luna
La Era de Acuario


Muchas cosas como éstas están contadas en Newton's Principia for the common reader, de S. Chandrasekhar (el astrofísico que descubrió buena parte de los secretos de la evolución estelar), y en The background to Newton's Principia, de John Herivel (de relevante actuación en el desciframiento del Código Enigma hasta que las máquinas diseñadas por Alan Turing comenzaron a funcionar).

La foto muestra las manzanas de Newton de nuestro árbol histórico y, detrás, la Luna.

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sábado, 4 de marzo de 2017

La vuelta al Sol en 52 segundos

El eclipse solar anular del 26 de febrero fue fantástico. Fui a observarlo a Facundo, en el sur de Chubut, sobre el río Senguer. Allí cerca, donde la línea central del eclipse cortó la Ruta 40, hubo unas 1500 personas observando, muchos de ellos extranjeros que habían venido exclusivamente desde muy lejos. Yo preferí quedarme cerca del camping, junto al río, a pocos metros de la línea central.

El sábado, cuando llegamos a Facundo, estaba bastante nublado y con un vientazo patagónico de más de 50 km/h. Pero tal como había pronosticado Meteoblue, el domingo amaneció despejado y casi sin viento.

El eclipse fue precioso, inclusive mejor que el eclipse anular del 2012, que tuve la suerte de observar y sobre el cual escribí aquí. Hubo tres fenómenos destacables que en 2012 no había notado. En primer lugar, cómo cambió la luz. Yo había calculado en noviembre que le brillo del Sol sería apenas del 1% del normal, una reducción de casi 5 magnitudes. Eso corresponde al cielo poco después del amanecer, pero sin el rojo crepuscular. Fue tal cual: una luz rarísima, tenue como de madrugada, con el cielo brillante de un azul no muy profundo y sin nada del rojo del amanecer. También la temperatura bajó notablemente. Se me descompuso el termómetro, pero calculo unos 5 grados de disminución. Esta foto fue tomada a las 10:25, 15 minutos antes del anular, y estoy con mangas cortas. Al rato me tuve que poner un pulóver porque me dio frío.

El anillo del Sol fue finísimo, mucho más fino que en 2012. Por supuesto, ya sabíamos cómo iba a ser, pero fue hermoso verlo. De una delicadeza impresionante, a simple vista pudimos ver el tercer fenómeno notable: cómo se fragmentó el borde del Sol (el limbo, se llama) en los dos momentos de contacto con la silueta de la Luna, al comenzar y al terminar la fase anular. Como saqué muchas fotos durante esta fase pude montar una animación. Da una idea de lo que vimos, pero apenas.

Esta imagen muestra los tres momentos que definen la fase central: el segundo contacto, el máximo, y el tercer contacto.


La segmentación del borde del Sol se debe a que la silueta de la Luna no es suave. El relieve de la Luna hace que la luz del Sol pueda colarse por los valles mientras las montañas la tapan. A medida que la Luna se mueve, distintos puntos del relieve van haciendo contacto y se ven fragmentos cambiantes. Aquí hay una secuencia del segundo contacto, comparada con la predicción basada en el relieve de la Luna. (Es el borde izquierdo de la imagen anterior, pero con las fotos rotadas.)


El relieve de la Luna se conoce con gran precisión, particularmente gracias al robot japonés Kaguya. Según la predicción de Xavier Jubier (que se ve superpuesta, con el relieve exagerado), el punto de contacto es la montaña marcada C2'. Se puede ver qué bien las sombras en mi foto de las 10:37:56 corresponden al relieve. El momento exacto del segundo contacto debe haber sido en el segundo y pico siguiente, porque a las 10:37:59 ya el anillo está completo. Según pude revisar en el Virtual Moon Atlas, la luz que se cuela a la izquierda de C2' corresponde a la depresión del gran cráter Humboldt. Es posible que la montaña de C2' sea un borde alto del cráter Abel M, y que C2 sea uno que marqué al Este de Gibbs. Si no me equivoco, la silueta de Gibbs puede verse a la izquierda de C2. El propio C2 tiene un pico doble, y puede verse la luz entre ambos en mi foto.

Al terminar la fase anular, el tercer contacto también mostró fragmentación. Pero yo ya estaba tan fascinado con el eclipse que se me escaparon 15 segundos sin fotos y lo que capturé fue esta secuencia (que justo justo muestra C3 exacto cuando un pico aislado toca el limbo solar).


La fase anular duró desde las 10:37:57 hasta las 10:38:49, ¡apenas CINCUENTA Y DOS SEGUNDOS! Menos de un minuto, pero da tiempo para sacar fotos y disfrutar mirando el Sol si uno está bien preparado. A tenerlo en cuenta para el 2019 y 2020.

Estamos en el mínimo de actividad solar, pero por suerte tuvimos una mancha bastante linda para amenizar la largas fases de eclipse parcial, antes y después del anillo. En esta foto la vemos justo antes de que la cubra la Luna. El relieve de la Luna, por supuesto, se ve durante todo el eclipse. En esta foto creo identificar el pico responsable de C3 (señalado con un <).


Al terminar el eclipse nos fuimos a Facundo, un par de kilómetros al norte del camping. Facundo es un pueblo de un par de cientos de habitantes en pocas manzanas, y estaba revolucionado por el eclipse. Hubo un agasajo en el gimnasio, con una docena de corderos al asador que estaban deliciosos. Aquí vemos a la intendente Liliana Prieto cortando las tortas eclípticas para el postre. En el mercado de artesanías habían pintado un lindo mural conmemorativo.



Todas las fotos tienen más resolución que la que se ve en esta columna. Pueden descargarlas para verlas mejor o usarlas como quieran, siempre citando su origen y linkeando a esta página.

Las fotos del eclipse en primer plano fueron tomadas con una cámara Canon T3i en el foco de un telescopio refractor Orion de 80 mm F/5, usando un filtro de vidrio metalizado Orion. Hice exposiciones usando bracketing a 1/250, 1/500 y 1/1000, ISO 100. Todas las exposiciones salieron bien, y pude usarlas ecualizando la exposición en Lightroom. El filtro da un tono cremita no muy soleado, así que algunas de las imágenes tienen aumentada la temperatura del color. Así el "anillo de fuego" no parece un anillo de crema pastelera...

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