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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