La “Ley” de Titius-Bode. En este programa grabado de “Obsesión por el Cielo” (estamos en receso por Semana Santa) platicamos sobre la famosa relación matemática que calcula las distancias observadas para los planetas del Sistema Solar. Aunque ya se conocían varias versiones de esta fórmula, fueron los astrónomos alemanes Johann D. Titius y Johann E. Bode quienes, a finales del Siglo XVIII, popularizaron esta relación matemática que predice las distancias de los planetas del Sistema Solar al Sol. En su forma más simple la relación puede expresarse como a = 4 + X (donde X toma los valores de 0, 3, 6, 12, 24, 48…). En este caso a es la distancia del planeta al Sol en unidades de décimas de unidades astronómicas (distancia del Sol a la Tierra). Así una respuesta de 10 equivale a 10 décimas de una unidad astronómica (o simplemente una unidad astronómica). En ese entonces se conocían los planetas hasta Saturno y la ecuación asignaba un espacio vacío a 2.8 unidades astronómicas del Sol. El descubrimiento de Urano por William Herschell en 1768 a la distancia asignada por esta correlación en cierta manera la validó y animó a muchos para buscar un planeta en el “hueco” entre Marte y Júpiter. Eventualmente, en 1801, se descubrió el primer asteroide, Ceres, en el lugar correcto. El declive de la Ley de Titius-Bode comenzó con el descubrimiento de otros asteroides entre Marte y Júpiter y el eventual descubrimiento de Neptuno en 1846, a una distancia que no correspondía con la predicha por la ecuación. Actualmente la atracción de poder predecir algo con una simple secuencia matemática sigue siendo fuerte y se tratan de aplicar variantes de la Ley de Titius-Bode en la distribución de lunas alrededor de planetas, o a sistemas exoplanetarios. Sin embargo, sin una explicación física válida que tenga sentido es difícil defender la veracidad de este tipo de aproximaciones y muchos la consideran como un simple artificio numérico. Esta semana tendremos nuestra sección mensual acostumbrada de Noticias Astronómicas, y también la sección de “¿por qué soy un astrónomo?” donde la Dra. Antígona Segura Peralta nos relata sus inicios en el estudio del cielo. La entrevista con la Dra. Segura fue tan animada e informativa, que presentaremos una segunda (y posiblemente tercera) parte de la entrevista en programas futuros. Esperemos que la disfruten.

La Relación entre la Masa y el Bosón de Higgs. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre la naturaleza de la materia, la masa, y su relación con el Bosón de Higgs, también conocido de forma exagerada como la “Partícula de Dios”. En esta ocasión no nos pudo acompañar Edgar Armada, pero le pedimos a dos físicos del Departamento de Física y Matemáticas de la Escuela de Ingenierías y Tecnología de la Universidad de Monterrey que nos acompañaran para platicar del tema. Ellos son el Dr. Osvaldo Aquines Gutiérrez, jefe del Departamento, y el Dr. Ayax Santos Guevara. Ambos son físicos con especialidad en partículas elementales, aunque el Dr. Santos trata temas teóricos mientras que el Dr. Aquines toca temas experimentales (trabajó con el Gran Colisionador de Hadrones del CERN en Ginebra, Suiza). En la primera parte del programa tratamos de ver cuál es la relación que existe entre la masa de una partícula y el Campo de Higgs. Es un tema difícil de comprender a primera vista, por más analogías que utilicemos, porque simplemente vivimos en un mundo macroscópico donde la forma de operar en escalas de tamaño y tiempo cuánticas es casi mágica. En la segunda parte del programa nos vamos un poco más al campo experimental tratando de ver el cómo se puede descubrir la existencia de esta famosa partícula. Esta labor tampoco es cosa sencilla, requiriendo de un colisionador de partículas costosísimo y un gran esfuerzo de miles de personas reduciendo información de las colisiones registradas. En suma, fue una labor titánica desde ambos puntos de vista, teórico y experimental, el poder conocer la razón por la cuál las partículas tienen la propiedad que conocemos y medimos como “masa”. Esta semana tendremos nuestra sección mensual acostumbrada de Noticias Astronómicas, y también la sección mensual de Vox Populi donde preguntamos al público en general la definición de masa y materia, y la diferencia entre estos términos.

Características de las Estrellas Jóvenes. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos de las primeras etapas en la existencia de las estrellas. Comenzamos el programa resumiendo un poco el proceso que lleva a una nebulosa interestelar de gas y polvo a colapsarse para formar miles de estrellas individuales. En seguida tocamos el tema de cómo una protoestrella, acompañada de un disco de acreción donde se formarán los planetas, es formada dentro de una de estas nubes. En este punto de la existencia de la estrella el calor no es producido por procesos de fusión nuclear, sino por contracción y calentamiento del gas. También hablamos un poco de los Objetos Herbig-Haro, de los propílidos, de jets bipolares de materia, de los máseres. En la segunda parte del programa abordamos el tema de la observación de la estrella una vez que ha dispersado la nube de gas y polvo que la ocultaba. En esta etapa se dice que está en Pre-Secuencia Principal. Todavía no inicia reacciones nucleares de fusión en su centro; se sigue compactando; pero pronto lo hará convirtiéndose ahora sí en una estrella de Secuencia Principal. En esta etapa las estrellas se clasifican como estrellas T-Tauri o estrellas Herbig Ae/Be. Comentamos también un poco de cómo se “mueven” estas estrellas en el Diagrama de Hertzprung-Russell. Esta semana tendremos nuestra sección mensual acostumbrada en la que otorgamos los Premios Astronómicos a las noticias astronómicas más relevante (Premio Constelación) y menos relevante (Premio Movimiento Retrógrado) del mes de marzo del 2019.

La Nave Espacial Nuevos Horizontes visita a Última Thule. En este interesante programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” comentamos sobre los descubrimientos más importantes realizados por la misión espacial Nuevos Horizontes al visitar el Objeto Transneptuniano denominado provisionalmente como Última Thule. La trayectoria de la nave Nuevos Horizontes fue ligeramente modificada inmediatamente después de su exitoso sobrevuelo de Plutón en Julio del 2015 para poder interceptar al objeto del Cinturón de Kuiper denominado como (486958) 2014 MU69. Este había sido apenas descubierto por el Telescopio Espacial Hubble el año anterior en un proyecto para encontrar un objeto transneptuniano en posición adecuada para ser interceptado por la sonda. Estudios previos desde la Tierra y por el Telescopio Hubble sugerían un objeto con propiedades típicas de esa región del Sistema Solar y de forma binaria; es decir, dos objetos distintos pero unidos entre sí. Los primeros resultados ya están siendo publicados y nos presentan un escenario de formación muy interesante y nunca visto con anterioridad. En particular, se confirma la estructura de Última Thule y la escasés de cráteres de impacto sugieren una población de objetos menor de la esperada para la región y velocidades de colisión bajas. La superficie visible es oscura y rojiza, como se espera para este tipo de objetos. Inclusive se pueden apreciar las subestructuras que se aglomeraron para formar a Última Thule. Estos y otros descubrimientos comentamos en el programa. También estamos celebrando nuestra emisión número 800 de “Obsesión por el Cielo”. Esta semana tendremos nuestra sección de noticias semanales acostumbrada, y además presentamos el reporte mensual del cielo para Abril del 2019.

Las Biografías de Vera Rubin y Jocelyn Bell. En este programa grabado de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre la vida y obra de dos famosas mujeres que realizaron investigación astronómica y participaron en descubrimientos de gran importancia para la astrofísica, superando los obstáculos existentes en esas épocas (y que también siguen presentes) que dificultaban la labor de investigación científica que se consideraba en ese entonces trabajo exclusivo para los hombres. Vera Rubin comenzó su trabajo astronómico profesional en la década de 1950, y sus observaciones de velocidades de rotación de galaxias ofrecieron la primera confirmación de la existencia de una gran cantidad de materia invisible que agregaba una fuerza de gravedad al sistema galáctico. Fritz Zwicky primero propuso la existencia de esta (que ahora llamamos) ‘materia oscura’ años antes, y observaciones posteriores confirmaron su existencia. Jocelyn Bell comenzó a trabajar en la década de 1960 estudiando fuentes de radio del Universo. Sus cuidadosas observaciones de señales de radio que se repetían con extraordinaria precisión dieron pauta a la identificación de pulsares (estrellas de neutrones con rápida rotación). Esto mereció el Premio Nobel a su asesor de tesis, Arthur Hewish, y a su colega Martin Ryle en 1974, pero ella fue excluida de recibirlo a pesar de ser la primera persona en identificar las señales de estos objetos en las observaciones. Esta semana tendremos nuestra sección de noticias semanales acostumbrada, y además le preguntamos a la Dra. María Guadalupe Cordero, presidenta de la Sociedad Mexicana de Astrobiología, “¿por qué es científica?”.

Los Brazos Espirales de Nuestra Galaxia. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre nuestra galaxia en general, pero en particular, nos enfocamos a caracterizar los brazos espirales que encontramos en el disco. Abrimos el programa danto una semblanza de la forma, tamaño y características generales de la Vía Láctea. También la comparamos con otras galaxias que vemos en el Universo y comentamos cómo es que podemos discernir su estructura utilizando herramientas como la radioastronomía. En la segunda parte del programa analizamos más a fondo la idea de que los brazos espirales son en realidad ondas, u olas, de densidad que se mantienen y regeneran en el disco de la galaxia a través de los tiempos. También comentamos sobre el papel que tiene de la formación de estrellas en hacer los brazos espirales más notorios. Terminamos haciendo un recuento más preciso de la estructura particular de nuestra Vía Láctea en cuanto a los brazos espirales que hemos podido registrar en un mapa relativo a la posición de nuestro Sol. Esta semana tendremos nuestra sección de noticias semanales acostumbrada, y además preguntamos al público en general lo que saben sobre nuestra propia galaxia en la sección de “Vox Populi”.

La Creación de Elementos dentro de las Estrellas. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos con nuestro invitado especial de esta semana, Manuel Olmedo, profesor de física en la Universidad de Monterrey y astrónomo, sobre la manera en que los elementos pesados de la tabla periódica son formados en las estrellas. Comenzamos aclarando que, en el proceso de formación del Universo, el Big Bang, solamente se produjeron los elementos hidrógeno (90% de los átomos) y helio (poco menos del 25% de los átomos), y trazas de litio y deuterio, un isótopo del hidrógeno. El resto de los elementos han sido agregados al Universo lentamente por procesos de fusión nuclear de elementos ligeros en otros más pesados en los centros de las estrellas, lugares donde las condiciones de presión y temperatura son lo suficientemente altas por períodos prolongados de tiempo. En el programa tratamos de describir cómo protones (básicamente hidrógeno) se unen para formar helio y energía que sustenta la estrella contra su colapso gravitatorio. Este proceso ocurre por dos avenidas de fusión nuclear principales. Después las estrellas entran en etapas donde las temperaturas y presiones en los interiores son tan elevadas que los átomos de helio comienzan a fusionares para formar átomos de carbono y oxígeno. Estas cadenas de procesos nucleares siguen patrones que se han estudiado y que llevan a la distribución en la abundancia de elementos que observamos en el Universo. Las estrellas más masivas logran producir elementos más pesados. Eventualmente llegamos a producir el elemento hierro (Fe) en las estrellas. Para producir elementos aún más pesados hay que estudiar las explosiones de estrellas (supernovas de tipo I y tipo II) y las colisiones entre estrellas de neutrones. Esta semana tendremos nuestra sección de noticias semanales acostumbrada y además “otorgamos” nuestros Premios Constelación y Movimiento Retrógrado a las noticias astronómicas más y menos relevantes del mes de febrero, respectivamente.

Planetas Vagabundos en la Galaxia. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre los planetas que no están gravitacionalmente ligados a ninguna estrella y que orbitan el centro galáctico de manera independiente. No existe una definición estricta para estos objetos y se han llamado de muchas formas, siendo algunas de ellas: “planetas interestelares”, “planetas renegados” (rouge planets en inglés) y “planetas nómadas”. También hay incertidumbre acerca de su origen. ¿Acasos son planetas expulsados gravitacionalmente de sus sistemas solares? ¿O son objetos que se formaron directamente de nebulosas, como las estrellas, por con mucho muy poca masa? Francamente no sabemos sus orígenes. También son extremadamente difíciles de detectar observacionalmente debido a que, por su temperatura, emiten muy poca energía y la que emiten es muy infrarroja. En la actualidad solamente se conocen unos pocos de estos objetos, y no estamos seguros de sus masas, así que no podemos estar seguros si son objetos planetarios o son objetos sub-enanas marrón. En el programa tratamos de comprender las diferencias entre estos objetos y comentamos sobre algunos de los ejemplos encontrados. También platicamos sobre los modelos computacionales que predicen la cantidad de planetas que potencialmente pueden ser expulsados de sus sistemas al medio interestelar, y sobre las observaciones de microlentes gravitacionales que pueden ser causadas por estos objetos y lo que nos dicen sobre su potencial población en la galaxia. Esta semana tendremos nuestra sección de noticias semanales acostumbrada y el verdadero reporte del cielo para marzo del 2019.

Cómo Detectar las Atmósferas en Exoplanetas. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre los planetas extrasolares en general y sobre la forma de estudiar sus posibles atmósferas. Comenzamos el programa platicando sobre los descubrimientos iniciales de los exoplanetas y la importancia de determinar la masa, tamaño y órbita de los mismos como un primer paso para su comprensión. Esta fue la primera etapa en el estudio de exoplanetas que apenas ha ocupado un par de décadas de trabajo. La segunda etapa consiste en caracterizar las posibles capas atmosféricas de los planetas. Esta es una labor más ardua que requiere de equipo sofisticado (grandes telescopios y/o telescopios espaciales) y técnicas de observación precisas (espectroscopía). Desde la Tierra podemos estudiar las atmósferas de los exoplanetas de tres maneras fundamentales: 1) comparando profundidades de curvas de luz de tránsitos planetarios a través de varios filtros fotométricos, 2) analizando los eclipses secundarios en las curvas de luz, y 3) realizando espectroscopía comparativa de la luz de la estrella cuando el planeta se encuentre frente al disco estelar y cuando no lo está. En el programa comentamos un poco sobre las ventajas y limitaciones de los distintos métodos, junto con algunos resultados y conclusiones interesantes sobre las atmósferas de los exoplanetas. Además, en el programa de hoy presentamos nuestra sección informativa de costumbre, y la sección de “¿Por qué soy un astrónomo?” en la que entrevistamos a la Dra. Sandra Ramírez Jiménez, especializada en la química analítica y que estudia la posible composición química de la atmósfera de la luna Titán de Saturno, y la biología de microorganismos halófilos en relación con la astrobiología.