Astronautas

Poyéjali! (¡Vamos!)
Yuri Gagarin, antes de despegar

Ayer, 12 de abril, se celebró el Día Internacional de los Vuelos Espaciales Tripulados, un nombre horrible, que debería ser simplemente el Día del Astronauta. Fue declarado por las Naciones Unidas en 2011, para celebrar la hazaña de Yuri Gagarin, que el 12 de abril de 1961 se convirtió en el primer ser humano en volar al espacio exterior. Habían pasado apenas 58 años desde que los hermanos Wright hicieron su primer vuelo, y la humanidad ya estaba saliendo de la Tierra. Había sido un anhelo ancestral. Recordemos por ejemplo las palabras de Johannes Kepler en su Conversación con el Mensajero de los Astros, la carta abierta a Galileo en respuesta al librito en el que el toscano había contado sus extraordinarios descubrimientos astronómicos. Dice Kepler:

"No faltarán pioneros cuando hayamos dominado el arte del vuelo. ¿Quién habría pensado que la navegación a través del vasto Océano era menos peligrosa y más tranquila que en los estrechos golfos del Adriático, o del Báltico, o de la Gran Bretaña? Construyamos naves y velas adecuadas para el éter celestial, y habrá abundantes candidatos sin temor de cruzar esos desiertos vacíos. Mientras tanto preparemos, para los valerosos viajeros del cielo, mapas de los cuerpos celestes. Yo lo haré con la Luna y Ud., Galileo, con Júpiter."

Candidatos y candidatas, por cierto. Un par de años después del vuelo de Gagarin en la Vostok 1, Valentina Tershkova se convirtió en la primera mujer astronauta. En la foto de aquí al lado la vemos poniéndole una medalla a otro valeroso pionero, héroe de la humanidad, Neil Armstrong, primer ser humano en pisar el suelo de otro cuerpo celeste. Es una escena encantadora: los soviéticos, habiendo perdido la carrera, invitaron al rival a Moscú para honrarlo y condecorarlo. 

Gagarin los mira desde la foto: a pesar de que quisieron preservarlo, prohibiéndole que arriesgara su vida volviendo a viajar al espacio, en 1968 se mató al estrellarse en un MiG, durante un entrenamiento. 

También el 12 de abril, pero de 1981, apenas 20 años después del vuelo de Yuri, despegó el primer transbordador espacial. Capaz de llevar 7 pasajeros y decenas de toneladas de carga, la flota de space shuttles hizo 135 vuelos en 30 años, permitiendo la construcción del laboratorio orbital que es la Estación Espacial Internacional y la puesta en funciones (y múltiples servicios) del Telescopio Espacial Hubble, entre tantas otras cosas. 

El vuelo de Gagarin fue el inicio de una nueva era. Apenas 60 y pico años después, cientos de hombres y mujeres, de decenas de países y de todas las edades, han viajado al espacio. Las recientes iniciativas comerciales ya han llevado turistas a vuelos orbitales y suborbitales, y es fácil imaginar que su número se multiplicará enormemente muy pronto. ¿Habrá un día en que los vuelos espaciales tripulados sean rutina, como son hoy los vuelos atmosféricos, un siglo después de los pioneros? Probablemente sí. Entonces habremos internalizado definitivamente el descubrimiento de Galileo: que si la Luna era como la Tierra, entonces la Tierra era como la Luna, un cuerpo celeste, precioso y frágil, flotando en la oscuridad del espacio. 

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La primera foto es de Valentina Tershkova, aunque muchas veces se reproduce como de Yuri Gagarin. ¡Con el casco puesto son reparecidos! Gracias Marcelo por señalarlo. La dejo igual, porque es el día de todos ellos. Esta sí es de Yuri, pero es una foto más fea. ¡Encuentren las 5 diferencias!

Los suburbios del sistema solar

Los sistemas gravitatorios de tres o más cuerpos tienden a volverse caóticos. Lo hemos comentado aquí en el blog, y también es el tema de una popular nueva serie, llamada precisamente El problema de los tres cuerpos. Por esa razón, la predicción de la evolución del sistema solar, o la reconstrucción de su historia lejana, resultan problemas muy difíciles de afrontar, tanto teórica como computacionalmente. Sabemos, por el registro geológico y fósil, que la Tierra ha sufrido variaciones grandes en algunos de sus parámetros orbitales, que a escala humana nos parecen constantes y eternos. Pero inclusive antes de chocar con ese horizonte de predictibilidad (que está a unos 100 millones de años) ¿qué habría pasado si el sistema solar hubiera sido perturbado de manera externa? Cien millones de años es mucho tiempo, lo cual permite que las estrellas se muevan apreciablemente en su circulación galáctica. Si bien es extremadamente improbable que dos estrellas choquen, la gravedad es una fuerza de largo alcance y, si dos estrellas se acercan, pueden perturbar sus sistemas planetarios y desatar un caos. 

Me interesó un paper que discute precisamente esto, analizando la órbita de la Tierra a medida que las estrellas del vecindario solar, cuyas velocidades hoy se conocen con gran precisión gracias al telescopio espacial Gaia, pasaron relativamente cerca. Entre ellas se destaca HD 7977, una estrella similar al Sol que hace 2.8 millones de años pasó a algunos miles de unidades astronómicas, bien dentro de la nube de Oort, y suficientemente cerca como para afectar las órbitas de los planetas. Esta figura, que forma parte de un lindo video de los autores, muestra la dispersión en la órbita de la Tierra, tras unos 50 millones de años de simulación, cuando existe una incerteza de ¡un centímetro! en las órbitas de los planetas, cuando HD 7977 pasa cerca. Cuando la estrella no pasa, la dispersión es casi inexistente. 

Esto me recordó algo que conté hace años: el misterio de los sednitos. Varios de los objetos del cinturón de Kuiper (Sedna y otros) tienen sus órbitas particularmente alineadas, como si alguien las hubiera soplado de costado. Una hipotética razón para esto es que exista un planeta todavía desconocido en el sistema solar, el Planeta Nueve (llamado a veces Planeta X, lo cual es entre confuso y gracioso):

Mike Brown (descubridor de Sedna, Eris, etc. y experto transneptuniano) está convencido de que el Planeta Nueve  existe, y muestra en sus charlas y sus escritos la cantidad de propiedades inusuales de estas órbitas que resultan explicadas por las perturbaciones que éste produce en el sistema solar exterior. Más aún: estas propiedades le permiten calcular la órbita de Planeta Nueve, tal como aparece dibujada ahí arriba. 

A propósito: fíjense qué ridícula es la órbita misma de Sedna. Compárenla con la de Neptuno, que aparece ahí en el medio. ¿Cómo puede existir un casi-planeta en una órbita que parece la de un cometa, casi desligada del sistema solar? ¿Quién lo puso ahí? ¿Quién lo sostiene sin que el caos lo eyecte? Y bueno, después están los sednitos, una cosa lleva a la otra, qué se yo. Vean el webinar de Brown que enlacé arriba, vale la pena.

Pero claro, la naturaleza caótica de la dinámica hace que la posición del planeta en esta órbita no sea tan fácil de predecir, así que el planeta podría estar en cualquier lugar de la eclíptica. ¿En cualquier lugar? En realidad no: es más probable que se encuentre en algunos lugares que en otros. Precisamente un paper reciente de Brown muestra que ya ha podido eliminar prácticamente toda la franja eclíptica, basándose en las observaciones del survey Pan-STARRS. 

Esto puede interpretarse de dos maneras, una optimista y una pesimista. Por supuesto, Brown toma la posición optimista, y dice que tiene al Planeta Nueve "acorralado", y que lo va a encontrar en esas partes coloridas del mapa celeste. Está seguro de que esto ocurrirá con ayuda del telescopio Vera Rubin, y el fantástico Legacy Survey of Space and Time que producirá en los próximos años. Es decir, el descubrimiento no será como el de Neptuno, cuando el matemático le dijo al astrónomo "apunte para ahí", el astrónomo apuntó y ahí estaba el planeta. Si existe, lo van a encontrar con fuerza bruta, fotografiando todo el cielo cada 3 días.

Ahora, ¿y si pasan 10 años y el Planeta Nueve no aparece? Esa sería la interpretación pesimista del mapa de arriba: la región donde puede estar el Planeta Nueve es tan pequeña porque —lo lamento, Mike— el Planeta Nueve no existe. Es lo que yo creo, aunque me encantaría que hubiese una supertierra en el sistema solar, por supuesto. Mi intuición es que una estrella, de las muchas que han pasado cerca del cinturón de Kuiper en la historia del sistema solar, peinó las órbitas de los sednitos. Veremos veremos. 

Mientras tanto, voten en los comentarios ¿existe o no existe el Planeta Nueve? ¿Eh?

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El paper sobre el paso de HD 7977 es: Kaib et al., Passing stars as an important driver of paleoclimate and the solar system’s orbital evolution, AJLetters, 962:L28, 2024 February 20.

El paper del Planeta Nueve acorralado es: Brown et al., A Pan-STARRS1 search for Planet Nine, arXiv:2401.17977v1, 31 Jan 2024.

Por si alguien se lo pregunta: la primera figura no muestra la trayectoria de la Tierra, sino sus parámetros orbitales: en la dirección radial, la elipticidad, y en la dirección angular, la dirección del perihelio. Cada color es una simulación.

Estrella de neutrones recién salida del horno

Desde hace años los astrónomos está esperando que en el centro de la nebulosa que dejó la explosión de la supernova SN 1987A aparezca su residuo: una estrella de neutrones. Esta nebulosa es muy compleja, con estructuras que la explosión va recalentando a medida que atraviesa materia emitida previamente por la estrella gigante que explotó:

Esta foto combina observaciones de rayos X (en púrpura), visuales (el "collar de perlas"), y de radio (en naranja). La señal de radio, tomada por el sistema de radiotelescopios ALMA, está concentrada en el centro y es principalmente polvo caliente. En 2019 los llevó a decir que habían identificado en ella la estrella de neutrones:

Para el polvo caliente, el nuevo telescopio Webb está mandado a hacer. Así que la nebulosa de SN 1987A fue uno de los primeros objetos que observó. Hace algunos meses dieron a conocer esta fascinante imagen de la compleja estructura, que muestra más perlas fuera del "collar" que conocíamos:

Y ahora ha aparecido un paper que analiza, con una batería de instrumentos (incluso una cámara que hace simultaneamente una foto y un espectro de cada pixel de la imagen), la radiación producida por la estructura central de polvo y gas molecular, con una resolución mucho mayor que la de ALMA:

Los espectros capturados permiten observar una fluorescencia de argón y azufre, así como sus velocidades. Según dicen, esas lineas espectrales indican la presencia de fotones de alta energía que sólo pueden originarse en la vecindad de una estrella de neutrones en el punto denso central (analizan y descartan otras cuatro explicaciones). Es también una evidencia indirecta, pero se suma al pulso de neutrinos que se observó durante la explosión, y a las otras observaciones que mencioné arriba. El campo visual y las longitudes de onda que observa Webb son ideales para SN 1987A, así que seguramente tendremos más información sobre este fascinante objeto, que está evolucionando ante nuestra vista, algo de por sí raro para un fenómeno astronómico. ¿Será un púlsar? ¿Estará emitiendo rayos X duros directamente desde la superficie? ¿Tendrá un disco de acreción supercaliente? Lo iremos sabiendo en pocos años.

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El paper es: Fransson et al., Emission lines due to ionizing radiation from a compact object in the remnant of Supernova 1987A, Science 383:898–903 (2024).

Hay una versión más accesible en: Clery, Stellar remains of 1987 supernova found at last, Science 383:808 (2024).

El paper de ALMA es: Cigan, High angular resolution ALMA images of dust and molecules in the SN 1987A ejecta, The Astrophysical Journal, 886:51 (2019).

¡Mozo! ¡Hay una mosca en mi cielo!

¡Muchaaachos!
La Mosca

—Cómo, no puede ser. ¿Dónde?

—Ahí, justo al sur de la Cruz del Sur.

Sí: hay una constelación para la Mosca. Así como el cielo alberga a Hércules y su maestro el centauro Quirón, a Orión y su enemigo el Escorpión, a Andrómeda, Casiopea y las trenzas de Berenice, al Telescopio, el Microscopio y la Bomba de vacío, también cobija a la molesta Mosca. Qué necesidad.

El asterismo principal es un cuadrilátero que parece un reflejo chiquito y deformado de la ya pequeña Cruz, formado por estrellas de entre tercera y cuarta magnitud, bastante fácil de encontrar e identificar tanto a simple vista como con binoculares, incluso desde una ciudad como Buenos Aires. Alfa y Beta son las más brillantes, dos estrellas azules de clase B. La siguiente es Delta, una gigante roja (se nota el color distinto en la foto de abajo) que tiene al lado una estrellita azul de clase B, mucho más lejana. La más tenue es Gamma, otra azul de clase B que, casi de cuarta magnitud, es la más difícil de ver desde una ciudad:

La Mosca revolotea el borde sur de la franja densa de la Vía Láctea: fíjense que en la foto hay muchas más estrellas chiquitas del lado izquierdo que del lado derecho. En fotos de larga exposición la Mosca es una maravilla inesperada, y está llena de objetos interesantes del cielo profundo:

Para explorarla, recomiendo la reseña de Enzo de Bernardini y Rodolfo Ferrauiolo, A la pesca con mosca, que también forma parte de su excelente guía Exótico cielo profundo, volumen 2. El otoño es la temporada ideal para visitarla. Aquí voy a contar lo más interesante, que señalo en esta versión anotada.

Lo primero que hay que buscar son dos lindos cúmulos globulares. NGC 4833 se encuentra cerca de Delta Muscae, del lado de "adentro" del cuadrilátero, mientras que NGC 4372 está cerca de la más tenue Gamma, del lado de "afuera". Son de brillo similar (magnitud 7), pero 4833 es un poquito más compacto. Son lejanos y pequeños y se necesita un telescopio para apreciarlos como cúmulos estelares, pero se los puede encontrar con binoculares. Y salen bien en fotos, como la mía, hecha con un teleobjetivo de 200 mm nomás.

La joya de la Mosca, sin embargo, es una notable nube oscura, casi rectilínea. Se necesita un cielo bien oscuro para verla a simple vista, pero en fotos sale fenómena. Se trata de un filamento de polvo frío, parte del complejo molecular de Musca-Chamaeleon. En inglés se la llama popularmente Dark Doodad, que en castellano vendría a ser el Coso Oscuro, un nombre que me encanta. Y en Argentina (según De Bernardini y Ferrauiolo) también se la conoce como el Río Negro:

Estas nubes de gas y polvo frío (muy frío, tipo 200 grados bajo cero) son el lugar donde nacen las estrellas. Esta nube, en particular, está bastante estudiada, y sabemos que está en una etapa previa a la formación estelar. Mide unos 20 años luz de largo y tiene muy pocos grumos que estén colapsando. El polvo y el gas están quietitos, casi en equilibrio. Sólo se le conoce un único objeto que califica como "young stellar object", que está escondido en el pedacito que parece un poco separado del resto, en la parte inferior izquierda de la foto, el que Aage Sandqvist catalogó como 146 en la década de 1970:

(Esta imagen negativa, tomada de SurAstronómico, está rotada con respecto a mi foto.)

En mi foto también podemos ver un cúmulo abierto pequeño y muy rico, catalogado como Harvard 6 o Collinder 261.

Se trata de un cúmulo extremadamente antiguo, tal vez tan antiguo como la Vía Láctea. Las estrellas, generalmente, nacen de a muchas, de a cientos o miles, en cúmulos que con el tiempo, por interacciones mutuas o con el resto de la galaxia, acaban dispersándose. Harvard 6 debe haber sido inmenso en su origen, para haber alcanzado una edad de miles de millones de años con tantas estrellas. Curiosamente, en varios catálogos y programas planetarios, la posición del cúmulo aparece un poquito corrida, tal vez centrada en una de sus estrellas más brillantes (en Cartes du Ciel aparece centrado unos 4 minutos al sur de la posición correcta, ¡donde hay una estrella de magnitud 19!).

Hay más objetos interesantes. En la foto marqué, cerca de Beta Muscae, una estrella pequeñita catalogada HD 111232. Es una estrella de clase G en la secuencia principal, es decir, parecida al Sol. Y tiene un planeta más pesado que Júpiter en una órbita de algo más de 1000 días, un poco más amplia que la de Marte. Si tiene alguna luna grande con mucha agua, como las de Júpiter, estarían al borde de la habitabilidad. ¿Será una especie de Pandora, el mundo de Avatar? 

Marqué también la estrella roja (¿supergigante?) BO Muscae, variable de período largo, y R Muscae, variable cefeida clásica, de las que se usan para calibrar las distancias de la escalera cósmica. Pero hay más, incluso una pequeña galaxia, algo inusual en el campo de la Vía Láctea. Pero quedaron fuera de mi foto. Recomiendo nuevamente la reseña de De Bernardini y Ferrauiolo para explorar la Mosca en su totalidad.

 

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Sandqvist, More southern dark clouds, AA 57:467 (1970).

Hacar et al., The Musca cloud: A 6 pc-long velocity-coherent, sonic filament, A&A 587:A97 (2016).

Rodolfo Ferraiuolo y Enzo De Bernardini, A la pesca con mosca, SurAstronómico y Exótico Cielo Profundo vol. 2.

Las fotos de la Mosca fueron hechas desde la Estación Perito Moreno, la noche del airglow. Nótese cómo el brillo del aire, tan evidente en las fotos anchas, no se nota en la foto tomada con el teleobjetivo.