Obsesión por el Cielo

Obsesión por el Cielo - #596

Formas de Detectar los Exoplanetas. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre las distintas formas en las que podemos identificar planetas orbitando alrededor de otras estrellas. Hasta hace relativamente poco tiempo nuestro Sistema Solar era el único conocido. Se pensaba que deberían existir otros planetas alrededor de otras estrellas, pero las limitaciones tecnológicas no nos permitían detectarlos. Esto debido a que un planeta orbitando otra estrella refleja muy poca luz en comparación con el astro y se encuentra muy cerca de él. Las técnicas directas de detección, como lo es el tomar una imagen, no eran capaces de distinguirlo. Tuvimos que idear métodos indirectos para poder percibir evidencias de la existencia de estos mundos. El primero en ser utilizado, el llamado método de velocidades radiales, se basa en medir el cambio periódico de posición en las líneas espectrales de la estrella debido al bamboleo que sufre ésta por la atracción gravitacional del planeta. Este método se ve limitado  por el desconocimiento del ángulo de inclinación de la órbita del planeta (que limita el conocer la masa del mismo a ciencia cierta), pero es sensitivo a planetas masivos orbitando muy de cerca a sus estrellas. Posteriormente se encontró que varios de estos sistemas tienen la peculiaridad de tener una inclinación orbital de casi exactamente 90º. Esto hace que el planeta cruce frente al disco de su estrella y tape un poco su luz temporalmente. Este método, llamado de tránsito del exoplaneta, aunque no muy común porque relativamente pocos planetas pasan frente a sus estrellas vistos desde la Tierra, a la fecha es el que ha encontrado una mayor cantidad de planetas extrasolares, gracias particularmente a misiones espaciales como Kepler y CoRoT. En el programa platicamos un poco de estos, y otros métodos menos exitosos, que utilizamos para encontrar planetas extrasolares. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #585

Las Naves Espaciales que Observan al Sol. En este último programa grabado del año 2014 de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre los observatorios solares espaciales en general. Nuestro Sol es el objeto más brillante del cielo en todas las longitudes de onda y también la estrella más cercana a nosotros. Su radiación y el viento solar afectan significativamente a la Tierra, en especial la atmósfera y el clima. Casi toda la energía que consumimos en el planeta se deriva del efecto de esta radiación sobre nosotros. Es importante monitorear y tratar de entender los mecanismos físicos que tienen lugar en nuestra estrella para poder predecir efectos potencialmente dañinos como lo son las erupciones solares y las eyecciones de masa coronales. Para eso hemos armado una flotilla de satélites que continuamente vigilan y estudian a nuestra estrella. En este programa hablamos solamente de algunas de las misiones espaciales de estudio solar de mayor trascendencia como lo son los satélites OSO (Orbital Solar Observatories- 1962-1975), Solar Maximum Mission (1980-1989), Ulises (1990-2008), Yohkoh (1991-2001), la serie de satélites meteorológicos GOES (1975 – presente), el famoso satélite SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory) en el punto orbital L1 (1995 – presente), STEREO (2006 – presente), Solar Dynamic Observatory (2010 – presente) y algunas misiones futuras como Solar Probe y Solar Sentinels. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #584

Los Mínimos de Actividad Solar En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos en general sobre los ciclos de actividad solar y en particular sobre los mínimos de corto y largo plazo que encontramos en estos ciclos, incluyendo sus posibles efectos en la Tierra. Comenzamos con un poco de historia sobre los estudios realizados de la actividad en la superficie solar a través de la observación de manchas solares. Hablamos de las contribuciones de personajes tales como Schwabe, Wolf, Spoorer y Carrington para identificar y caracterizar visualmente los ciclos de actividad solar. Una vez que Elery Hale determina que la actividad solar está relacionada con el campo magnético del sol se abre toda una nueva era de estudios solares en múltiples longitudes de onda. Los efectos en la Tierra son sutiles a corto plazo. Los rayos UV, EUV y de rayos X afectan la química de la estratósfera, las emisiones de radio afectan comunicaciones de onda corta, fenómenos eruptivos como eyecciones coronales de masa pueden causar auroras, desperfectos en satélites, sobrecargas en las redes eléctricas, el flujo de rayos cósmicos en la Tierra y hasta ser perjudicial para astronautas. A largo plazo encontramos mínimos prolongados en actividad solar donde los períodos de 11 años no son evidentes. Estos mínimos tienen diferentes nombres pero todos tienen en común una disminución temporal en la temperatura de la Tierra. El más conocido es el “Mínimo de Maunder” (1645-1715) que se asocia con la “pequeña era del hielo” en Europa. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #583

El Movimiento de las Estrellas en la Galaxia En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre cómo medimos la forma en que las estrellas se mueven en el cielo. Sabemos que todas las estrellas orbitan el centro de la Vía Láctea, pero el observar este fenómeno desde una estrella en movimiento a su vez es retador. Comenzamos definiendo lo que es el “movimiento propio” de las estrellas en el plano del cielo y diferenciándolo del paralaje. Pero esta información es insuficiente para conocer la velocidad real de la estrella en el espacio. También hay que conocer la distancia a la estrella y su velocidad radial. Una vez que tenemos esta información podemos definir una “vecindad solar” y los movimientos de ésta alrededor de la galaxia, y los movimientos de las estrellas individuales dentro de esta vecindad. Encontramos que el Sol es una estrella joven del disco de la galaxia, pero que existen otras familias dinámicas como lo son las estrellas viejas del halo y estrellas con velocidades muy peculiares que inclusive pueden alcanzar la velocidad de escape de la galaxia. Doy como ejemplo mi experiencia observacional con una estrella de alto movimiento propio previamente no identificada. Terminamos definiendo familias dinámicas de estrellas que se formaron juntas y buscando a las estrellas “hermanas del Sol” que se formaron de la misma nebulosa pero que se han dispersado ya por la galaxia después de unas 20 revoluciones. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #577

Destellos de Rayos Gamma. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos con nuestro invitado especial, Pablo Lonnie Pacheco de “astronomos.org”, acerca de los destellos de rayos gamma que observamos en el cielo y las posibles explicaciones que tenemos para ellos por el momento. Estos fenómenos fueron descubiertos inicialmente en la década de 1960 por satélites militares vigilando la Tierra por explosiones nucleares no autorizadas. Inicialmente solamente se pudo inferir que estas breves tormentas de rayos gamma eran de origen cósmico y no de nuestra propia galaxia, pero conforme fueron mejorando las herramientas de observación, principalmente satélites, se encontró que al impulso inicial de rayos gamma le seguían breves emisiones de radiación electromagnética en otras longitudes de onda (rayos-X, luz ultravioleta, ondas de radio, etc.). Estudios subsecuentes del comportamiento de la energía expresada en todas estas bandas de luz, junto con modelos astrofísicos sofisticados, han  llegado  a la conclusión de que la mayoría de los destellos de rayos gamma son explosiones de supernova de estrellas masivas en donde su núcleo se colapsa en una hoyo negro y emite enormes cantidades de energía en dos jets de materia viajando casi a la velocidad de la luz en direcciones opuestas. Cuando la Tierra por casualidad está alineada con estos jets de materia es cuando observamos el fenómeno del destello de rayos gamma. Otras posibles explicaciones para otro tipo de destellos de rayos gamma de menor duración es que pueden ser estrellas de neutrones fusionándose o siendo absorbidas por un hoyo negro. Estos misteriosos fenómenos nos siguen retando a utilizar todas nuestras herramientas científicas para tratar de entenderlos. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #576

Sistemas Binarios con Estrellas Compactas. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre los sistemas de estrellas binarias cercanas (los que se componen de dos estrellas lo suficientemente cerca como para que su gravedad mutua afecte su evolución normal) en los cuáles por lo menos uno de los componentes es una estrella compacta (enanas blancas, estrellas de neutrones u hoyos negros). Estos son fenómenos astrofísicos muy interesantes que nos retan la imaginación y la capacidad de modelarlos y estudiarlos. En estos sistemas ambas estrellas se forman en una órbita relativamente pequeña y una estrella evolucionó con mayor rapidez que la otra (por poseer mayor masa) hasta quedar solamente un remanente estelar. En el proceso las órbitas disminuyeron y/o la otra estrella evolucionó al punto de que hay interacción gravitacional entre las dos. Esto incluye la transferencia de masa de la estrella normal (la donante) a la compacta a través de un disco de acreción. El proceso incluye la generación de una gran cantidad de fotones de alta energía (generalmente rayos x) que pueden ser detectados junto con la radiación de luz visible, infrarroja, ultravioleta y en ondas de radio. Estos sistemas históricamente han sido conocidos por distintos nombres ya que existe una variedad de modalidades y combinaciones. Así tenemos por ejemplo las estrellas variables cataclísmicas, las estrellas nova, las supernovas, los pulsares de rayos x, etc. Terminamos brevemente hablando de los casos extremos en donde dos estrellas compactas se orbitan mutuamente. En estos casos puede haber una emisión de ondas de gravitación (gravitones), pérdida de energía del sistema, y reducción de las órbitas terminando en una combinación de los dos objetos en un cataclismo muy poco comprendido. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #569

La Misión del Telescopio Espacial Kepler de la NASA. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos con nuestro invitado especial, Pablo Lonnie Pacheco de la Sociedad Astronómica del Planetario Alfa, sobre la arquitectura, el funcionamiento y los logros de la nave espacial Kepler que lanzó la NASA en el 2009 con el propósito específico de catalogar y caracterizar planetas extrasolares. Esta nave espacial consiste de un telescopio de casi un metro de diámetro en órbita solar y observando fijamente una porción del cielo en dirección a las constelaciones de Cygnus y Lira, monitoreando continuamente el brillo de unas 150,000 estrellas seleccionadas en espera de mínimos decrementos en la intensidad de la luz de la estrella provocados por un planeta que la orbita y que momentáneamente se interpone entre la estrella y nosotros. Este es el llamado “Método de Tránsitos” de planetas extrasolares. Para que esto ocurra es necesario que el plano de la órbita del exoplaneta esté completamente “de lado” para poder apreciarlo desde la Tierra. Muy pocos sistemas exhiben esta geometría. Sin embargo el telescopio en sus tres años de operación normal ha detectado ya cientos de planetas extrasolares y aún hay unos 2,300 candidatos por confirmar. Utilizando esta muestra se estima estadísticamente que debe haber varios millones de planetas similares a la Tierra orbitando en la Zona de Habitabilidad de sus estrellas. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #568

Estrellas Variables Tipo Binarias Eclipsantes. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre estrellas que cambian de brillo periódicamente debido a que el sistema está compuesto de dos estrellas que se eclipsan y ocultan mutuamente al orbitar. Más de la mitad de las estrellas en la galaxia son múltiples, es decir que se componen de dos o más soles gravitacionalmente relacionados. En algunas ocasiones el plano de la órbita de estas estrellas coincide exactamente con la Tierra. En estos casos, cuando la inclinación es de 90 grados, es cuando podemos observar que el brillo del sistema disminuye de forma periódica cuando se tapan las estrellas mutuamente. Esto es muy valioso para nosotros porque, de la forma en que el brillo cambia (su curva de luz) podemos calcular la geometría del evento, incluyendo temperaturas de estrellas, distancias orbitales, distancias a las estrellas, tamaño de las estrellas, etc. Inclusive podemos calcular las masas de las estrellas si obtenemos datos espectroscópicos que complementen nuestras observaciones fotométricas. Existen varios tipos generales de binarias eclipsantes dependiendo de la distancia entre los objetos y sus componentes. Por ejemplo tenemos las estrellas binarias eclipsantes donde una estrella es normal y otra puede ser una objeto compacto (hoyo negro, estrella de neutrones, enana blanca) que es alimentado por su compañera, o pueden ser dos estrellas normales de secuencia principal casi en contacto y deformándose mutuamente por su gravedad, etc. Tenemos también, como es costumbre, nuestras secciones informativas. En esta ocasión ofrecemos una disculpa a nuestros radioescuchas ya que en el programa tuvimos muchos problemas de comunicación con Edgar y sus contribuciones exhiben mala calidad de audio. Queda sin mencionar que ya no intentaremos comunicaciones a teléfonos celulares...

Obsesión por el Cielo - #529

Logros de la Misión Kepler de la NASA. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos con nuestra invitada especial, Elena Soria de la Sociedad Astronómica de Aguascalientes, sobre los éxitos de la nave espacial Kepler en su búsqueda de planetas extrasolares. Recientemente se anunció la confirmación del exoplaneta número 1,000. Es increíble pensar que apenas hace 20 años solamente conocíamos a ciencia cierta la existencia de los planetas de nuestro sistema solar. Ahora, el descubrir y caracterizar planetas extrasolares es una vigorosa área de investigación astronómica. Una de las formas de encontrar este tipo de objetos es conocida como la técnica de los “tránsitos”. Un tránsito es cuando un objeto pasa frente a otro, opacando un poco la luz del objeto en el fondo. Es algo así como un pequeño eclipse. En el caso de que la órbita de un planeta esté inclinada casi 90 grados con respecto al plano de nuestro cielo entonces ese planeta pasará frente al disco de su estrella, impidiendo que una parte de la luz de la estrella llegue a la Tierra. Nosotros podemos medir esta leve disminución en el brillo de la estrella, y hasta podemos estimar el tamaño del planeta que causa este efecto. Este método funciona particularmente bien cuando observamos fuera de la atmósfera de la Tierra. La nave espacial Kepler, lanzada en órbita heliocéntrica en el 2009, fue especialmente diseñada para observar continuamente una pequeña porción del cielo en busca de estos fenómenos. Después de casi cuatro años de trabajo se han observado miles de estos eventos y muchos han sido ya confirmados como objetos de masa planetaria que pasan frente al disco de sus estrellas. Basándonos en estas observaciones se ha estimado la existencia de millones de planetas orbitando alrededor de otras estrellas en nuestra galaxia, y una buena parte de ellos deben ser planetas del tamaño de la Tierra a la distancia adecuada de su estrella como para tener agua en estado líquido en su superficie. La misión Kepler terminó súbitamente sus observaciones en el 2013 debido a un desperfecto mecánico. Aún no se ha anunciado un planeta gemelo a la Tierra, pero el archivo de datos almacenados de Kepler no ha sido completamente analizado y verificado. Es posible que pronto se anuncie el gemelo terrestre que tanto esperamos. Tenemos además, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #527

Las Estrellas Variables Tipo Ceféidas y RR Lyrae. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre un tipo especial de estrellas que cambian su brillo periódicamente en intervalos de tiempo medidos en horas o días. Este cambio de brillo es producido cuando la estrella misma cambia de tamaño y de temperatura a un ritmo regular. Estas pulsaciones se originan en el interior de la estrella en circunstancias muy particulares de su evolución, después de terminar su larga etapa de combustión de hidrógeno en helio. Estas estrellas tienen la característica que son más masivas que nuestro Sol aunque se aprecia que tengan temperaturas similares. También son más brillantes y precisamente utilizamos esta cualidad para poderlas localizar a grandes distancias. Otra peculiaridad es que existe una estrecha relación entre su período de pulsación y la luminosidad de la estrella: entre más luminosas son más tiempo dura su ciclo de pulsación. En cúmulos de estrellas y galaxias cercanas identificamos estrellas individuales de este tipo y podemos medir su período de cambio de brillo. Esto a su vez nos dice la luminosidad absoluta que tiene la estrella. Si comparamos entonces la luminosidad absoluta con la luminosidad aparente entonces podemos estimar la distancia a la que tiene que estar la estrella para poderse ver con la luminosidad aparente que medimos. Este es uno de los escalones fundamentales para medir las distancias en el Universo. Tenemos además, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #526

Las Supernovas. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre las estrellas que explotan como supernovas. Una explosión de supernova es la última etapa de existencia de una estrella masiva (por lo menos más de 8-12 veces la masa de nuestro Sol). Solamente un pequeño porcentaje de las estrellas terminarán su existencia con un evento de esta magnitud. La mayoría terminan siendo supergigantes rojas que, al irse agotando el combustible de la fusión nuclear en su centro, arrojan sus capas exteriores dejando solamente un remanente que llamamos enanas blancas. Las supernovas generalmente dejan tras de sí cadáveres estelares mucho más compactos como lo son las estrellas de neutrones y los hoyos negros. Solamente 2-3 estrellas explotan como supernova en una galaxia promedio cada 100 años. No son eventos frecuentes. Sin embargo, son eventos tan energéticos que influyen en la evolución del medio interestelar. Las explosiones de supernova a la vez enriquecen la galaxia con elementos pesados de la tabla periódica y fomentan la formación de nuevas estrellas. En una explosión de supernova la estrella se abrillanta hasta rivalizar momentáneamente con el brillo de la galaxia misma y emite una cantidad de energía equivalente al total que emite el Sol durante toda su existencia. Además hablaremos un poco sobre la historia de las supernovas, comparándolas con novas recurrentes, su nomenclatura, y los tipos de supernovas que hemos clasificado. Tenemos además, como es costumbre, nuestras secciones informativas.

Obsesión por el Cielo - #505

El Interior de las Estrellas. En este programa en vivo de “Obsesión por el Cielo” platicamos sobre lo que se encuentra debajo de la superficie de las estrellas. Comenzamos hablando sobre el hecho de que no podemos observar directamente el interior de las estrellas y dependemos de modelos matemáticos para comprender su estructura y los fenómenos que ocurren dentro de las estrellas. Estos modelos son idealizados como múltiples capas o láminas de la estructura estelar desde el centro hasta la superficie en donde se asume que existe un equilibrio hidrostático entre la fuerza de presión de la radiación que intenta escapar hacia afuera y la presión del peso de la materia de la estrella hacia adentro. Esto se logra por medio de soluciones simultáneas de ecuaciones de estado y de continuidad de masa y energía. Además hablamos de las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en el centro de las estrellas y que son las que proveen la energía suficiente para evitar el colapso gravitacional de la misma estrella. Terminamos hablando de las dos formas principales en que se transmite la energía dentro de las estrellas: la convección y la radiación. Aunque parezca extraño, nuestras limitantes actuales en la elaboración de modelos estelares no son ni la producción de energía en el centro de la estrella, ni las ecuaciones de equilibrio, ni las ecuaciones de estado, ni la transmisión de energía por radiación, sino la forma en que las estrellas transmiten energía por convección y la forma en la que la opacidad del plasma opera dentro de las estrellas. Tenemos además, como es costumbre, nuestras secciones informativas.