UNA SÚPER LUNA LLENA (21/03/2011)

Un titular en la primera página de la edición del Domingo 20 de Marzo del 2011 de “El Comercio” de Lima dice “SUPER LUNA SE LUCIÓ A LO GRANDE – El mundo pudo apreciar de cerca a su satélite”. En el interior se dice “… por primera vez en 18 años la Luna alcanzó su punto máximo de acercamiento a la Tierra, llamado perigeo…”. ¿Cuántos notaron la diferencia de tamaño de la Luna Llena el día del gran acercamiento (el 19/03) respecto a otras Lunas Llenas? Seguro que ninguno. Aunque en Lima el cielo estuvo nublado, si se hubiera visto la Luna no se hubiera notado la diferencia a menos que su diámetro hubiera sido medido a través de un instrumento adecuado.

El efecto de la prensa y los medios es tremendo y puede servir para difundir ignorancia ó para educar a los menos educados. ¿Cuál es la realidad?
La Luna se mueve alrededor de la Tierra siguiendo una órbita elíptica que la lleva en su punto más alejado a 406,700 km de su centro, y en su punto más cercano a 356,400 km. Este recorrido lo hace en 27.3 días. Este es el llamado período sidéreo.

Sin embargo, como en ese mismo tiempo la Tierra se ha movido en su órbita alrededor del Sol, el recorrido entre los puntos en que observamos exactamente la misma fase de la Luna es de 29.5 días, el llamado período sinódico. Es decir, si pensamos en la Tierra como un punto inmóvil en el espacio, la Luna regresa al mismo lugar de su órbita cada 27.3 días (dejemos de lado las perturbaciones naturales y regulares del Sol que hacen variar los tiempos y distancias). Pero el movimiento relativo entre la Tierra y el Sol cambia la perspectiva de la iluminación de la Luna y crea las fases que conocemos. Con ese movimiento relativo, las fases de la Luna se repiten cada 29.5 días. Esto significa que la Luna se encuentra en el punto de su órbita más cercano a la Tierra una vez cada 27.3 días, pero luego de cada 27.3 días, el aspecto ó fase que vemos no es el mismo.
Lo que gozamos hace un par de días fue la coincidencia de ver la Luna en su fase Llena coincidiendo (kilómetros más ó menos) con el punto de máxima aproximación a la Tierra. En esta ocasión la Luna Llena ocurrió cuando su centro se encontraba a 356,576.9 km del centro de la Tierra. La última vez que la Luna Llena ocurrió a semejante distancia fue en 1993. Sin embargo, a lo largo de un año cualquiera la Luna Llena puede hallarse en diferentes ubicaciones de su órbita y por tanto puede ocurrir cerca al apogeo ó al perigeo, como se muestra en la Tabla adjunta.

Puede verse que estará en su punto de máximo alejamiento el 12 de Octubre.

En el Perigeo la Luna Llena se muestra con un diámetro 14% mayor y con 30% mayor luminosidad que cuando ocurre en el Apogeo. Pero, ¿es posible que notemos la diferencia a simple vista? De un día al siguiente podemos decir que el cielo ó la Luna están más ó menos luminosos por efectos meteorológicos, pero la distancia de la Luna en un día no varía sustancialmente (unos 3,000 km) como para notar el cambio real. Y una misma noche de Luna Llena nos parece que la Luna al salir es más grande que cuando está en el cenit (el efecto llamado “Ilusión de la Luna Llena”). ¿Cómo entonces podríamos notar diferencias entre el tamaño y la luminosidad entre dos Lunas Llenas separadas por meses ó años, si no usamos instrumentos para la comparación? Creo que no es más que el efecto de la espectacularidad de la noticia. Les pongo un reto: guarden en su memoria lo que vieron en la Luna Llena reciente y vuelvan a observar el 12 de Octubre de este año, cuando la Luna Llena ocurrirá muy cerca del apogeo (el punto más distante) y digan honestamente si notan diferencia a simple vista. Pero sí estoy seguro que lo notarán de inmediato con un telescopio. Espero que ambos lo veamos.

Entonces, fue una gran oportunidad para que la gente vea hacia arriba y piense en la Astronomía, lo que me sirve también para escribir una nueva nota de “Un Minuto…”. Lamentablemente también fue oportunidad para los agoreros e ignorantes que gozan con crear suspenso y zozobra entre el público menos informado: dijeron que la cercanía de la Luna podría estar relacionada con el Terremoto de Japón y que habría que esperar otros terremotos más fuertes en estos días. ¡Qué farsantes! Lo que me apena es que un medio televisivo entreviste a uno de estos farsantes en vez de recurrir a un científico que ilustre en vez de aumentar la ignorancia de la gente.

EL EXPERIMENTO DE MILLER Y UREY (03/03/2011)

Soy Ingeniero Químico y he visto varias veces la serie Cosmos, entonces me resulta fácil comprender y tener siempre presente las posibilidades de aparición de la vida en la Tierra después de conocer los resultados del Experimento de Miller-Urey. Esto surgió hace un par de días cuando un alumno comentó que tal vez la vida en la Tierra vino del espacio. Yo creo que se formó aquí, y en mi comentario hablé del Experimento de Miller-Urey como cosa sabida y estándar, pero mis interlocutores jamás habían escuchado ó leído sobre ese experimento. Decidí, entonces, que debo escribir sobre él y aquí voy.
En los años 50 del siglo 20 hubo gran discusión sobre cómo apareció la vida en la Tierra. Para poner a prueba la opinión del más respetado especialista del tema en esa época, Alexander Oparin, de que la vida apareció a partir de reacciones químicas entre sustancias inorgánicas simples existentes en la Tierra de hace miles de millones de años, el estudiante de la Universidad de Chicago, Stanley Miller, realizó junto a su profesor, Harold Urey el siguiente experimento que lleva su nombre: en un gran matraz de laboratorio colocaron los componentes que se suponía que existían en la atmósfera primitiva de la Tierra, es decir metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua, y los sometió a descargas de alta tensión (60 mil voltios) y ciclos repetidos de condensación y evaporación. Tras unos días de operación en las paredes de vidrio del matraz aparecieron manchas marrones conteniendo aminoácidos y otras moléculas orgánicas que son componentes básicos de las células. Miller y Urey demostraron así que fue posible la formación natural de los elementos básicos de la vida, aunque de allí a la aparición de las primeras células hay aún un largo trecho hasta ahora no explicado ni determinado.

La aparición de la vida en la Tierra y en el Universo es un debate interesante que puede ser muy acalorado. Existe una teoría que dice que las primeras células vinieron en meteoritos procedentes del espacio y que éstas se desarrollaron en las condiciones favorables de la Tierra. Eso presupone que se crearon en otro mundo y que allí hubo mejores condiciones que en la Tierra, sin embargo no hay evidencia de que exista ó haya existido otro lugar en el Sistema Solar con mejores condiciones de vida que en la Tierra, ó que la vida aún exista allí. En Marte existen evidencias de que en el pasado pudo tener condiciones favorables para la vida, pero el tiempo que duraron estas condiciones parece haber sido muy corto para sustentar vida, aunque el futuro tal vez nos permita mayores conclusiones. En Titán, satélite de Saturno, existe una atmósfera cuya composición se supone es parecida a la que existió en la Tierra de los primeros tiempos, pero la temperatura promedio es muy baja en la superficie, -179ºC. Quizá esas condiciones mejoren dentro de unos 4 mil millones de años, cuando el Sol en su fase de Gigante Roja eleve su temperatura.
Lo que creo que sí es cierto, es que en los miles de millones de galaxias, con miles de millones de estrellas cada una, y con miles de millones de posibles planetas, es muy probable que muchos de aquellos mundos puedan albergar condiciones favorables para la vida durante el tiempo suficiente para prosperar y llegar a ser inteligente, sin embargo este es otro tema apasionante que trataré en otra ocasión.

El Rayo Verde

Hace un par de días unos amigos y yo tuvimos una caminata frente al mar y nos sorprendió una puesta de Sol mientras observábamos personas practicando parapente en el acantilado. Mientras observábamos al Sol sumergirse en el ancho océano uno de mis amigos preguntó “¿Han visto alguna vez el Rayo Verde? ¿Saben cómo se forma?”. Intenté una explicación que trataré de reproducir aquí. El Rayo Verde es un raro fenómeno observado durante una puesta de Sol y se produce debido a la refracción de la Luz.
Al atravesar capas de materia de diferente densidad la luz cambia de dirección, un fenómeno llamado refracción. Lo vemos de manera cotidiana cuando una cuchara dentro de un vaso de agua parece estar quebrada: la luz se refracta al pasar del agua más densa hacia el aire menos denso. Lo mismo pasa con la luz cuando atraviesa capas de aire más denso como el que se encuentra junto al horizonte. Cuando observamos el Sol al ponerse, en realidad su ubicación se encuentra más abajo del horizonte aunque lo veamos recién tocando el mar. Al momento de la puesta de Sol la posición aparente del Sol puede estar hasta medio grado (casi su tamaño aparente) por encima de su posición real.

La refracción de los rayos de luz es de diferente magnitud para diferentes colores: el azul se refracta más que el verde y el amarillo, y estos se desvían más que el rojo. Teóricamente debiéramos ver el color azul del Sol como lo último que se oculta tras el horizonte, sin embargo conforme se reduce la visibilidad del día nuestros ojos, que son menos sensibles al azul que al amarillo y rojo, no llegan a captar plenamente los colores del crepúsculo. Cuando el horizonte está despejado la luz azul se confunde con el azul del cielo y el color verde es más tenue, así sólo nos queda el amarillo y rojo que son los que predominan. Sin embargo, en un momento muy breve, el globo rojo desaparece y nos deja sólo un resplandor verde reducido y de corta duración. ¡Ese es el Rayo Verde!
Para observar el Rayo Verde necesitamos algunas condiciones: el horizonte debe estar despejado y transparente y nuestro alrededor oscuro, ayuda que justo sobre la capa transparente del horizonte se encuentre otra más densa que reduzca el color rojo-amarillo y permita que sobre ella se magnifique y aprecie el color verde. Esta segunda capa invierte el orden de refracción de los rayos de luz y nos ofrece el ansiado y elusivo espectáculo.

Se dice que si una pareja observa el Rayo Verde con sentimiento sincero, encontrarán ambos el amor verdadero que durará para siempre. Pero, ¿por qué tiene que ser este un fenómeno tan raro? En verdad, el Rayo Verde puede verse de otras maneras: a cualquier altitud, desde los aviones, con el Sol tras nubes gruesas ó detrás de las montañas, inclusive con la Luna, Venus ó Júpiter. En todos los casos el fenómeno es exactamente el mismo: la refracción diferencial de la luz en sus diferentes colores. Yo nunca he visto uno a la puesta de Sol, pero si tuve la ocasión de ver un día una hermosa coloración verde entre las nubes desde el horrible cielo de Lima. Ese día estaba solo.

Termina el Acto de Magia en Júpiter: Regresa la Banda Ecuatorial del Sur

Cuando vemos a Júpiter en un telescopio pequeño o de mediano tamaño como los que usan los aficionados a la Astronomía, la primera característica que se observa es la existencia en su disco de bandas alternadas de colores claro y oscuro. Para facilitar su estudio, a esas bandas se les ha dado nombres que son fáciles de recordar. Empezando desde el centro del disco, el ecuador, se tiene la Zona Ecuatorial clara, seguidas en dirección al Sur por la Banda Ecuatorial del Sur oscura, la Zona Tropical del Sur clara, la Banda Templada del Sur oscura, la Zona Templada del Sur, otra Banda Templada del Sur Sur oscura, otra Zona Templada del Sur Sur clara (ambas con la palabra Sur repetida) y finalmente la Región Polar Sur. Estas tres últimas casi no se distinguen entre si y sus diferencias suelen ser tenues. Las mismas divisiones entre Bandas oscuras y Zonas claras se observan en dirección al Norte. Adjunto a este texto se encuentra una imagen que muestra la división de bandas y zonas. Viendo a Júpiter en el telescopio, sobre las bandas y zonas puede observarse que aparecen y desaparecen óvalos, festones y velos deshilachados. El aspecto más prominente del disco de Júpiter es la Gran Mancha Roja, una gran tormenta que se mantiene desde que fue descubierta hace más de 400 años. La Gran Mancha Roja suele tener un color rojo ladrillo intenso aunque hay períodos en que se decolora y se hace difícil distinguirla sobre la Banda Ecuatorial del Sur donde normalmente se encuentra.

Júpiter en Septiembre del 2009

Hace unos meses ocurrió un fenómeno interesante: La Banda Ecuatorial del Sur empezó a perder color y por meses ha sido indistinguible de las zonas adyacentes. En las imágenes adjuntas se observa a Júpiter en Septiembre del 2009 y en Julio del 2010 y puede notarse que en la segunda falta una banda oscura al centro. Este fenómeno ha ocurrido algunas veces en el pasado pero sin una regularidad en el tiempo y tampoco se conoce la causa, pero si se sabe que tarde o temprano regresa el color y resulta que en esta semana (09 de Noviembre del 2010) se ha descubierto un óvalo brillante que podría significar el retorno del color en la Banda Ecuatorial del Sur. Esta es una razón para salir a observar a Júpiter y así ser testigo de un fenómeno que quizá no se repita en el resto de nuestra existencia. Júpiter puede observarse al anochecer muy alto en el cielo, como el punto más luminoso, y cualquier ayuda óptica, inclusive binoculares, puede permitir observar su disco y hasta detectar sus bandas por un ojo agudo. Si lo observan cuéntenme lo que ven.

Júpiter en Julio del 2010

Somos Polvo de Estrellas

Era una vez una estrella que en sus últimos días, tras estertores agónicos, explotó dejando regados en el espacio gas y polvo conteniendo todos los elementos conocidos. De esos desperdicios es que se formó nuestro Sol, y de los remanentes sólidos y gaseosos que no llegaron aglutinarse en el Sol naciente, se formaron los planetas. Y en ese pequeño planeta, el tercero contando desde el Sol, las condiciones favorables produjeron moléculas capaces de reproducirse y desarrollarse en lo que llamamos vida. Tras una cadena de eventos favorables, finalmente nuestra humanidad prosperó y llegó hasta ser la sociedad formidable de la que nos vanagloriamos. Pero procedemos de un lugar oscuro cargado de desperdicios de estrella. Si, somos producto de una segunda generación. El hierro de nuestra sangre y nuestros automóbiles, el agua de nuestros ríos y el carbono del petróleo que se acaba, todo eso se formó y desperdigó en la explosión de la estrella que antecedió al Sol. Es curioso saberlo. En el origen del Universo sólo existía el Hidrógeno y el Helio. La fusión nuclear de las primeras estrellas sólo pudo formar los elementos más ligeros, no más allá del Hierro. Los elementos de mayor peso molecular sólo pueden formarse en la explosión de la estrellas que llamamos Supernovas. El Oro y el Platino son por ello muy escasos y valiosos, no sólo porque brillan intachables. Son la evidencia de lo que pasó. Pero el Sol nunca será Supernova, no tiene suficiente masa para serlo. Cuando pierda su combustible se expandirá y nos cubrirá con su ardor. Tal vez en ese tiempo ya no haya humanos en la Tierra y no puedan presenciar que también el Sol quedará como una estrella enana blanca, una esfera que se enfría hasta el final de los tiempos...

El Sol es una estrella ordinaria, de las muchísimas que hay en nuestra Vía Láctea y en el Universo, aquellas que forman el grupo que se llama Secuencia Principal. La vida de una estrella sigue caminos diferentes según la masa que contiene al formarse. La mayoría, como el Sol, gasta lentamente su combustible (unos 5 mil a 10 mil millones de años) hasta que, tras expulsar sus capas exteriores, termina como una enana blanca. Las que tienen bastante más masa viven en un frenesí de consumo de energía que en muy poco tiempo (unos cuantas decenas ó cientos de millones de años) los lleva a una gran explosión como Supernovas, para terminar como estrellas de neutrones ó huecos negros. Un descripción un poco más extensa de cómo se forman y viven las estrellas se encuentra en la página http://astronotascmh.blogspot.com/2010/10/la-vida-de-las-estrellas.html

LA UNIDAD DE MEDIDA MÁS GRANDE DEL UNIVERSO

Fuera de la Tierra, las unidades de medición de distancias dependen de la escala en que se desea medir. Hablando del Sistema Solar se usa la Unidad Astronómica (UA) que es el equivalente a la distancia media de la Tierra al Sol, 149'597,870 km ó, más fácil de recordar, 150 millones de kilómetros. Así, la Tierra se encuentra a una distancia de una Unidad Astronómica del Sol, mientras que la distancia de Júpiter al Sol es de 5.2 UA. Plutón, el planeta más alejado del Sol se encuentra a 30.2 UA. Los objetos en la llamada banda de Kuiper se encuentran en distancias alrededor de las 100 UA, mientras que los objetos de la nube de Oort se hallan a 10,000 UA. (En otra ocasión hablaré de la degradación de Plutón)

Fuera del Sistema Solar las distancias deben medirse en Años-Luz. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año: 300,000 km/sec x 86,400 sec/día x 365 dias = 9.46 x 10^12 (9.46 billones de kilómetros). Equivale a unas 63,000 UA. Por comparación, la distancia del Sol a la estrella más cercana es 4.4 años-luz. El centro de nuestra galaxia se encuentra a 25,000 años-luz, el diámetro de nuestra galaxia es de unos 100,000 años-luz y la galaxia externa más cercana (Andrómeda) se encuentra a 2 millones de años-luz.

Otra unidad de medida fuera del Sistema Solar es el Parsec. Un Parsec es más grande que un año Luz. Es la distancia a la cual la órbita de la Tierra (una Unidad Astronómica) se vería con un tamaño angular aparente de un segundo de arco. Un Parsec es igual a 3.26 Años-Luz. Un Megaparsec (Mpc) equivale a un millón de parsecs.

Cuando se habla de las distancias hacia las galaxias más lejanas se debe hablar en miles de millones de años-luz. Una unidad de medida más conveniente es el Corrimiento hacia el Rojo, redshift en inglés. Esta es la Unidad de Medida más grande en el Universo. El Corrimiento hacia el Rojo mide la variación producida en la longitud de onda de la luz que proviene de una galaxia lejana. De acuerdo con los descubrimientos del siglo XX, se sabe que cuanto más lejos se encuentran las galaxias de nosotros, con mayor velocidad se alejan. También se sabe que cuanto mayor es la velocidad de alejamiento de un objeto, mayor es el desplazamiento de su luz hacia la parte roja del espectro, es decir la luz que emite el objeto llega a nosotros con una longitud de onda mayor que el original, este es el llamado efecto Doppler. La medición de la distancia del objeto lejano se realiza obteniendo el espectro de su luz e identificando las líneas de emisión ó absorción características de los elementos químicos que la componen. Por el Efecto Doppler la longitud de onda de la línea de emisión ó absorción seleccionada habrá aumentado, de modo que, por ejemplo, una línea que normalmente es azul podría verse verde ó amarilla (se corren hacia el rojo). Una unidad z representa, aproximadamente, 2,360 millones de años luz. El valor exacto depende de la llamada Constante de Hubble, cuyo valor más recientemente observado es 70.6 ± 3.1 km/sec/Mpc.

El objeto más lejano que se haya observado (al año 2016) es la galaxia GN-z11 en la constelación de la Osa Mayor con un corrimiento hacia el rojo confirmado de z = 11.1 equivalente a una distancia de 12.88 mil millones de años-luz. El evento más lejano observado fue la explosión de una estrella en la constelación de Leo, tan poderosa que su emisión de rayos gamma (GRB090423) fue detectada a pesar que el objeto se encuentra a 13.1 mil millones de años luz, con un z = 8.2.

HISTORIA PARA UNA NOCHE DE HORROR

Todos ustedes deben haber escuchado las historias de los posibles y reales choques de meteoritos y cometas contra la Tierra, y conforme se acerca la fecha aumentarán las historias de catástrofes predichas para el año 2012 (todas falsas por cierto). Sin embargo existe una historia de horror que es más cierta y que podría causar escalofríos en una noche de fogata ahora que el verano se aproxima. Se trata de la colisión de la gran Galaxia de Andrómeda con nuestra Vía Láctea. La galaxia de Andrómeda es ligeramente más grande que nuestra galaxia y se nos aproxima a una velocidad de 120 km/sec. Ya que esta galaxia se encuentra a algo así como 2 millones de años luz, el choque ocurrirá dentro de unos 4.5 mil millones de años. Es muy probable que este encuentro no produzca choques entre las estrellas de ambas galaxias porque ya saben Uds. que el espacio dentro de las galaxias es casi vacío (la estrella más cercana a nosotros está a 4 años luz de distancia!), sin embargo la interacción gravitatoria probablemente lanzará al Sistema Solar y a nuestra Tierra fuera de la galaxia y quizá deambulen muy lejos de la nueva galaxia elíptica que resulte del choque y la consiguiente fusión de galaxias. Pueden sentir el horror de espectar dicho acontecimiento en las simulaciones que se encuentran en la siguiente dirección:

La vista desde fuera: http://www.youtube.com/watch?v=jbXgQaCobLc&feature=related

La vista del cielo nocturno futuro: http://www.youtube.com/watch?v=Jq_pvVilR4Y

 La imagen que acompaña se trata de un choque que actualmente puede verse en el cielo, se trata de la llamada Las Antenas.