FOTOS: Internet.

Científicamente divertido

Por Miguel Ángel Norzagaray Cosío

La Paz, Baja California Sur (BCS). Esa es una pregunta que la gente hace gran cantidad de veces. En muchas ocasiones con aviones, lo que es evidente por los destellos intermitentes de los focos de las alas, pero en otras ocasiones es más complicado dar una respuesta. En ese momento es cuando la imaginación vuela se comienzan a dar respuestas fantasiosas e inician las teorías de conspiración. Este verano de 2017 tenemos en el cielo algunas luces que se pueden explicar sin problemas y son dos las más interesantes de todas.

Cada noche, algunas luces se mueven

Vayamos en orden de interés en estas luces que se mueven. Dejemos los aviones a un lado, que son los más fácilmente identificables por las luces intermitentes de las alas. Claro, al reconocerlos se pierde toda posibilidad de que sea algo asombroso fuera de este planeta. Sin misterio, el encanto se pierde.

Otras luces que no causan dudas son las estrellas fugaces. Aparecen sin aviso y desaparecen tan rápido que los que voltean al ser avisados normalmente no alcanzan a ver nada. Es en pocas ocasiones cuando el meteoro es tan grande que su paso por el cielo dura más de dos segundos y el espectáculo es realmente bello. Cuando su tamaño es aún mayor pueden impactar en la superficie terrestre se les llama meteoritos.  Por lo general no son más que pequeñas piedras del tamaño de un frijol o menores que se queman al entrar a la atmósfera.

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Contrario a lo que podría pensarse, no es la fricción del pequeño pedazo de piedra con la atmósfera la que causa el súbito brillo.  Al entrar a la atmósfera, choca con los gases, comprimiéndolos a su paso y la presión ejercida por la velocidad de varios kilómetros por segundo es lo que calienta los gases enfrente, a tal grado que se ionizan, es decir, se cargan eléctricamente y brillan, un proceso llamado ionización. La cercanía con ese punto caliente termina calentando el meteoro y se desintegra.

Los satélites son otras luces que se ven al comenzar la noche. Esto es porque cuando el sol está debajo del horizonte, a temprana hora sus rayos aún llegan a la parte alta de la atmósfera, por donde pasan los satélites. No llevan luces propias, pero al ser iluminados por el Sol, pueden distinguirse en el cielo como pequeños puntos luminosos que cruzan el firmamento en pocos minutos. Su brillo depende tanto de su tamaño como de la altura de su órbita. Cuando el cono de sombra de la Tierra está sobre nosotros los rayos del Sol dejan de iluminarlos, por lo que a media noche ya no se ven. Por lo mismo, al amanecer, antes de la luz de la mañana, también es posible verlos.

Un caso especial son los satélites de telecomunicaciones del grupo Iridium, cuyos paneles solares 100% planos reflejan la luz del Sol sobre la superficie terrestre generando un punto luminoso que viaja rápidamente en tierra. Para quienes voltean al cielo en el momento preciso, verán una luz similar a la de una estrella fugaz pero que aparece de la misma forma como desaparece y es varias veces más intensa que una simple estrella fugaz. Lo más entretenido es que como son predecibles (cosa de buscarlos en www.heavens-above.com) podemos anticipar su paso y sorprender a nuestros amigos y familiares haciendo como si los hubiéramos presentido pocos segundos antes.

El satélite artificial más interesante suele ser la Estación Espacial Internacional, que es más brillante que cualquier planeta y, al igual que todo satélite, su paso es predecible. Si duda el mejor de todos los satélites. Pensar que en usa luz que avanza por el cielo viajan al menos seis personas cambia nuestra manera de verlo.

Los objetos no artificiales que se mueven

Dejando a un lado los objetos construidos por el hombre, llegamos a los objetos naturales. No hay rival para dos luces brillantes, aun cuando su movimiento sea de lo más lento. Al anochecer, la primera luz visible no es realmente una estrella: es el planeta Júpiter. Se distingue no solo por su brillo, un observador cuidadoso verá como día a día cambia de posición con respecto a las estrellas.

Con cualquier telescopio pequeño (mientras no sea un juguete de micas) se podrá diferenciar de las estrellas pues no es un simple punto luminoso. Se ve como un disco pequeño sobre el que se distinguen franjas de colores que no son otra cosa más que las nubes de distintas latitudes. La imagen siguiente es deliberadamente pequeña para dar la idea de lo que se ve por un telescopio pequeño. Además, suele estar acompañado de hasta cuatro objetos alineados con las franjas atmosféricas. Se trata de sus satélites, los mismos que hace poco más de cuatro siglos viera Galileo Galilei y cuya observación sirviera para apoyar fuertemente le modelo planetario de Copérnico, cambiando para siempre nuestra manera de ver el universo con un fuerte golpe al homocentrismo.

Es cierto, Júpiter se ve muy pequeño, aun cuando es el más grande de los planetas del Sistema Solar, pero hay que tomar en cuenta que se encuentra a cientos de millones de kilómetros. Para comparación, sus cuatro satélites (en realidad tiene más de 60), con todo y lo diminuto que se ven, son aproximadamente del tamaño de nuestra Luna. La figura siguiente muestra sus tamaños comparativos.

Con el frente hacia el sur, teniendo a Júpiter sobre nuestras cabezas, a mano izquierda veremos dos puntos brillantes, uno rojizo y otro amarillento, casi con el mismo brillo. El más colorado es la estrella Antares, la más brillante de la constelación de Escorpión. El otro es el planeta Saturno, el señor de los anillos. Al igual que Júpiter, cambia su posición conforme pasan los días. Como es de esperarse, su característica más importante es su anillo, visible fácilmente con un telescopio pequeño. La siguiente imagen ilustra cómo suele verse. Se le vera un poco más pequeño que Júpiter por dos razones: es ligeramente más pequeño y está más lejos.

Tanto Júpiter como Saturno se mueven en el cielo, cada uno a ritmos distintos. Júpiter da una vuelta al Sol en poco menos de 12 años y Saturno en casi 30. Como Júpiter avanza más rápido en el cielo, dentro de un año, en estas mismas fechas, ambos se habrán movido al este, pero como Júpiter avanza más, estará más próximo a Saturno. El 21 de diciembre de 2020 estarán muy próximos en el cielo, un espectáculo digno de verse. Una conjunción similar al inicio de nuestra era es la que se asocia a la estrella de Belén. Esto ocurre aproximadamente cada 20 años.

Todo el año, el cielo ofrece grandes espectáculos, algunos muy dinámicos y otros no tanto, pero que no dejan de ser interesante. El próximo más importante será el eclipse del 21 de agosto, que abordaremos con más detalle en la próxima entrega.

Sonda “Juno”. Fotos: Internet.

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Por Miguel Ángel Norzagaray Cosío

La Paz, Baja California Sur (BCS). Los planetas, desde Mercurio hasta Saturno, eran conocidos desde la antigüedad y fueron estudiados con telescopio desde el siglo XVII. Llegó luego el descubrimiento de Urano y Neptuno, que fueron igualmente observados y estudiados. En la mitad del siglo XX, inició la era espacial y los acelerados avances en astronáutica permitieron el paso de sondas espaciales muy cerca de planetas, incluso su descenso controlado. De manera sintetizada, la historia es la siguiente.

En 1959 la sonda rusa Luna 2 llegó a la Luna, estrellándose en su superficie, pero enviando fotos en el proceso. Ese mismo año, con la sonda Luna 3,  lograron obtener las primeras fotos del lado oculto de la Luna. En 1961, la nave Venera 1 sobrevoló Venus, mismo año en que Gagarin voló alrededor de la Tierra. En 1963, la Marsnik 1 sobrevoló Marte. En 1966, Luna 9 descendió en la Luna de manera controlada. Se había dado el gran paso de simples sobrevuelos o caídas bruscas a aterrizajes.

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En 1969 se da otro gran avance, con la llegada del Apolo XI a la Luna. Dos años después, la Marsnik  desciende en la superficie de Marte, fue el primer vehículo de exploración. En 1974, Mariner 10 sobrevuela Mercurio y un año después llegan desde Venus las primeras fotografías tomadas desde su superficie. Las sondas Voyager, lanzadas en 1977, visitaron por primera vez a los gigantes gaseosos, de Júpiter hasta Neptuno. Siguen aún su vuelo al exterior del sistema solar.

Luego de tantos éxitos, la exploración espacial sufrió un declive a mediados de los setentas y se redujeron los recursos, deteniendo gran cantidad de proyectos. Pasaron varios años antes de la llegada de nuevos vehículos de exploración a Marte.

Sondas en órbita de planetas

Sobrevolar un planeta, es decir pasar de largo a gran velocidad, permite poco tiempo de observación y recolección de datos. Aterrizar facilita estudios directos imposibles desde órbita. Pero es de gran interés tener sondas orbitando cuerpos celestes, para tener posibilidad de otros estudios, como campos magnéticos, clima, diferencias geológicas de las regiones, gravimetría y más. Tal es el caso de la sonda japonesa Hagoromo, que se insertó en órbita lunar en 1990.  En órbita de Marte se puso al Mars Global Surveyor en 1996, que ha sido seguido de gran cantidad de sondas también en órbita y 4 vehículos de exploración.

Con todos estos antecedentes, llegamos al primer protagonista de nuestra historia: la sonda Cassini-Huygens, lanzada el 15 de octubre de 1997, con destino a Saturno. Entró en órbita en julio de 2004 y a finales de ese mismo año, la sonda Huygens se separó y descendió en el satélite Titán. Inicialmente estaba prevista una misión de cuatro años, pero fue extendida debido al excelente funcionamiento de la nave. Tiene ya más de 16 años, enviando interesante información sobre el planeta de los anillos y sus satélites, incluyendo imágenes de lo más impresionantes. Su fuente de energía es nuclear, de gran duración, pero combustible para maniobras limitado y a punto de acabarse.

Sonda Cassini-Huygens.

El otro protagonista es la sonda Juno, lanzada el 5 de agosto de 2011, con destino a Júpiter. Entró en órbita el 5 de julio de 2016. Con objetivos específicos de estudiar atmósfera y campos magnético y gravitacional, sus tareas se terminarán en un año terrestre. Usa como fuente de energía paneles fotovoltaicos, pero al igual que Cassini, tiene combustible limitado para maniobras.

En ambos casos, al terminarse el combustible las sondas pueden quedar en órbita del planeta respectivo, pero conlleva el riesgo de que colisionen con alguno de los satélites, contaminándolos con materiales peligrosos e incluso sembrado esporas que por accidente estén en la sonda, alterando para siempre las lunas de Júpiter o Saturno. Estudios posteriores podrían encontrar componentes químicos, compuestos orgánicos o incluso formas de vida llegadas por intervención humana, haciendo tal vez imposible separar el efecto de la mano humana.

Destino fatal de Cassini y Juno

Para evitar este potencial problema de contaminación, la decisión en ambos casos es estrellar la sonda contra el planeta una vez terminada la misión, realizando una trayectoria adecuada con el remanente de combustible.

Así, Cassini será guiado para ingresar a la atmósfera de Saturno en septiembre de 2017. Ya comenzó lo que NASA y ESA han llamado Grand Finale, que es la serie de órbitas que lo llevan cada vez más cerca de la atmósfera del planeta. Esto significa el primer paso por el espacio que hay entre Saturno y sus anillos. Es arriesgado y no se había intentado en etapas previas de la misión por posibles colisiones con materiales de los anillos que pudieran no verse desde Tierra. La antena de alta ganancia es empleada como escudo en estos pasos. El primer paso fue el 26 de abril y el segundo el 2 de mayo. En periodos de seis a siete días tendrá un paso cada vez más cercano a Saturno. Antes del 10 de septiembre será su última órbita completa, para acercarse a Titán en lo que se ha llamado “El beso de despedida” (The Goodbye Kiss). Titán corregirá la órbita suficiente como para que el siguiente acercamiento lleve a Cassini a inmersión en las nubes de Saturno. Seguirá transmitiendo mientas pueda mantener la antena de alta ganancia dirigida a Tierra o mientras se lo permitan las perturbaciones de convertirse en una estrella fugaz en Saturno.

Por su parte, la sonda Juno ya tiene trayectorias planeadas desde el inicio de su misión para acercarse paulatinamente a la atmósfera de Júpiter. Fue mantenido en su órbita de ingreso a este planeta por problemas en unas válvulas de helio que no abrieron por completo, por lo que se puso en modo seguro. Cada órbita dura 53 días (compárese con la menos de una semana que tarda Cassini en su Grand Finale) y luego de reducir los riesgos, entró en la órbita polar requerida para la misión.

Cada vuelta Júpiter, se hace una corrección para ir reduciendo la excentricidad, al tiempo de acercarlo más y más a la atmósfera Joviana. Entrará a la atmósfera de Júpiter en julio de 2018 luego de 37 órbitas. Así, ambas sondas terminarán su respectiva misión de manera limpia, sin dejar huella de su paso por los gigantes gaseosos.

Próximamente, comenzaremos a dar información sobre el eclipse parcial de Sol que veremos en Sudcalifornia el próximo 21 de agosto.

Los siete nuevos planetas han despertado la fascinación del mundo entero, pero ¿qué tan cierto es todo lo que se ha dicho sobre ellos? Imágenes: Internet.

Científicamente divertido

Por Miguel Ángel Norzagaray Cosío

La Paz, Baja California Sur (BCS). Gran conmoción ha causado la noticia del descubrimiento de siete nuevos planetas, similares a la Tierra. La nota incluso motivó titulares exagerados que aseguraban que era muy probable que hubiera vida en alguno de ellos. Antes de aceptar ideas tan fuera de la realidad, revisemos el contexto en el que fueron descubiertos y qué tan prometedores resultan para el mundo científico.

Quisiéramos no estar solos

Nadie duda de que descubrir planetas orbitando estrellas distintas al Sol nos acerca a la posibilidad de encontrar vida similar a la que conocemos y, por qué no, hasta alguna civilización organizada. Desde la década de 1990, en que se encontraron los primeros exoplanetas (o planetas extrasolares), la cantidad ha crecido vertiginosamente. De 1995 a 1999 fueron en promedio menos de 10 por año, de 2000 a 2009 fueron decenas por año y de 2010 en adelante han sido cientos cada año. El año más prolífico ha sido 2016, con 1458 planetas confirmados. En total 3583 confirmados¹ hasta el 26 de febrero de 2017.

Para cuando un exoplaneta es confirmado (es sospecha hasta que pasa ciertas pruebas), las diversas mediciones permiten establecer su tamaño, distancia con su estrella, periodo de traslación, masa y otros parámetros adicionales. En su mayoría se trata de objetos más grandes que la Tierra, incluso que Júpiter, en algunos casos, pero poco a poco aparecen aquellos que son similares a nuestro planeta, en tamaño, distancia a su estrella y además rocosos.

Tamaño y distancia a la estrella son importantes porque cuando se trata de buscar condiciones para la vida, estamos pensando en vida como la conocemos, por lo que importa que la fuerza de atracción gravitacional sea parecida y que el agua pueda existir en estado líquido. Si la estrella es más fría que el Sol, deberá estar más cerca que la Tierra mientras que si se trata de una estrella muy caliente, su órbita debe ser más lejana.

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Hay otras condiciones importantes al momento de pretender que un sistema sustente la vida, como una estrella relativamente tranquila y un camino recorrido por dicho sistema que tenga un clima galáctico adecuado. En nuestro caso, el Sol ha pasado por regiones tranquilas los últimos millones de años. Si hay vida en un planeta y explota una supernova a pocos años luz de distancia, lo más probable es que ocurra una extinción total.

Ya el año pasado había causado sorpresa el descubrimiento confirmado de un exoplaneta con estas condiciones en la estrella más cercana al Sol, Próxima Centauri, pues si se trata de ir a explorar, la distancia cuenta. No hay aún tecnología para ello, pero más vale que esté a 4 años luz que a 50. Si se emplea la tecnología actual, una nave tardaría decenas de miles de años en llegar a la estrella más cercana. ¡Más que el tiempo que tenemos como civilización!

Los siete planetas de TRAPPIST-1

Precisamente el año pasado, en mayo, un equipo de científicos reportó sus investigaciones sobre tres planetas del tamaño de la Tierra, orbitando una estrella de las más frías, llamada ahora TRAPPIST-1, a relativamente poca distancia del Sol (39 años luz). Emplearon el telescopio TRAPPOST (TRansiting Planets and PlanestIsimals Small Telescope) para monitorear la estrella en luz infrarroja (que permite ver objetos fríos) por 62 noches de septiembre a diciembre de 2015.

Las observaciones permitieron determinar que hubo 11 claras disminuciones de luz ocasionadas por pequeños objetos pasando frente a la estrella. La ayuda de otros tres telescopios en India, Chile y Hawaii permitieron concluir que 9 de los tránsitos eran debidos a dos exoplanetas, llamados TRAPPIST-1b y TRAPPIST-1c, que orbitan su estrella en poco más de uno y dos días respectivamente, a poca distancia (Mercurio da una vuelta al Sol en 58 días). Los otros dos tránsitos podían ser debidos a un solo exoplaneta o a dos más.

La estrella es una enana roja muy fría, de unos 500 millones de años (el Sol tiene 4 mil 500) de edad y mide la décima parte del diámetro solar, apenas mayor a Júpiter. Se sabe que planetas tan cercanos a su estrella, normalmente no tienen atmósferas de gases ligeros, como hidrógeno o helio, pues el viento estelar se los quita, así que debe tratarse de planetas rocosos. Ninguno de los dos está a la distancia adecuada para tener agua líquida.

Como la presencia de dos (o más) planetas del tamaño de la Tierra es ya interesante, hubo expectación por continuar su análisis, así que se le dedicó tiempo de observación el telescopio espacial Spitzer, de gran resolución en infrarrojo y en el VLT (Very Large Telescope) de Chile, así como telescopios en Marruecos, Sudáfrica y La Palma.  Con las nuevas observaciones se determinó que había cuatro planetas más orbitando la estrella, incluyendo uno posiblemente muy alejado que requiere confirmación adicional.

Las estimaciones indican que posiblemente todos tienen formación rocosa, cuya formación es parecida a la de los satélites de Júpiter, por la relación de masas entre planeta y satélites. Se cree que sus órbitas actuales no son las originales, sino que migraron de su lugar de formación a la posición actual, que resultó estable. Todos están más cerca de su estrella que Mercurio del Sol, pero debido a lo fría de TRAPPIST-1, tres de ellos están a distancia adecuada para tener agua líquida si es que tienen agua, cosa que aún no se sabe. Todo depende de la composición de la nube de gases que originó este sistema planetario y su evolución.

Lo frío de la estrella y la cercanía de los planetas hace de este sistema un ejemplo ideal para estudiar sus atmósferas con la técnica de espectroscopía de transmisión, en la que se mide el tamaño del planeta mientras pasa frente a la estrella. El tamaño sufre variaciones dependiendo de la composición química de sus atmósferas, lo que puede hacerse con el telescopio espacial Hubble; con el telescopio espacial James Webb, que próximamente se pondrá en órbita y con el EELT (European Extremely Large Telescope), que está por construirse.

¿Qué sigue?

La respuesta rápida es seguirlos estudiando. En cuanto a las posibilidades para sustentar vida, aún es pronto para asegurar algo. Lo que se puede deducir de estos estudios preliminares es que la cercanía con la estrella causa una presión de radiación que puede tener efectos importantes en sus atmósferas. Incluso la pérdida de grandes cantidades de agua, en caso de haber.

¿Se puede enviar una sonda a estudiarlos directamente? Con la tecnología que actualmente hay, una nave tardaría cientos de miles de años en llegar al sistema planetario descubierto. En un futuro no próximo posiblemente sí, pero por ahora lo adecuado es estudiarlo con telescopios, tanto en tierra como en el espacio. En los próximos meses y años conoceremos más de estos planetas, la composición de su atmósfera y posiblemente surjan otros planetas incluso más prometedores en nuestros afanes de encontrar otro lugar habitable, vida extraterrestre y, por qué no, otra civilización.