Vigésimo año galáctico - 3 de marzo de 2024 en la Tierra - #9
Trinos celestes
O cuando todo, todo se arruga.
Dos gráficos, cual alegres trinos de una pareja de jilgueros, entraron al buzón de Marco Draco, físico en el Instituto Max Planck de Física Gravitatoria en septiembre de 2015.
“Demasiado perfectas” sonríe burlón Marco seguro de que las señales son simuladas, introducidas artificialmente para validar el funcionamiento de LIGO, el observatorio de ondas gravitatorias por interferometría láser estadounidense, todavía en fase de pruebas.
Tras distribuir las señales a toda la colaboración LIGO (unas mil personas investigadoras repartidas por todo el mundo), cientos de correos e innumerables llamadas, los trinos recibieron el nombre de GW150914 (GW de gravitational wave) y entreabrieron la puerta al premio Nobel.
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¡Pío, pío! Fuente: B. P. Abbott et al. (colaboraciones LIGO y Virgo).
Fuente: LIGO
“Lo celebré sonriendo en el espejo porque no se lo podía decir ni a mi mujer.” confesaría luego Kip Thorne del Caltech, quien había empezado a trabajar hacía casi 50 años en la posibilidad de detectar las esquivas ondas gravitatorias.
Otro medio siglo antes, la relatividad general de Albert Einstein había predicho que cualquier masa cuya aceleración cambia de forma no simétrica perdería energía en forma de ondas en la intensidad de la gravedad que se propagarían a la velocidad de la luz. Pero esas variaciones serían tan minúsculas que el mismo Einstein estaba convencido de que jamás podrían ser observadas… sólo en eso se equivocaba.
Rainer Weiss, Kip Thorne y Barry Barish ganaron el Premio Nobel de Física 2017 por la detección directa de las ondas gravitatorias.
Fuente: EPA/DSK
La fusión de los dos agujeros negros que dieron lugar a GW150914 emitió en sus últimos milisegundos cincuenta veces más energía que la radiada en su conjunto por todas las estrellas del universo observable.
El cataclismo produjo ondas gravitatorias que, tras viajar mil millones de años por el espacio, dieron lugar a minúsculas ondulaciones en el espacio-tiempo (una parte en mil trillones, equivalente a añadir el ancho de un cabello a la distancia que nos separa de Próxima Centauri) que el ingenio humano ha sido capaz de detectar y caracterizar.
Simulación de la fusión de dos agujeros negros.
Fuente: LIGO/T. Pyle
Detectores terrestres como LIGO, Virgo y el futuro Telescopio Einstein “oyen” fusiones de agujeros negros y estrellas de neutrones, la misión espacial LISA “ampliará nuestro tímpano” hasta atisbar las ondas gravitatorias emitidas por supernovas y enanas blancas, mientras que las de muy baja frecuencia producidas por agujeros negros supermasivos e incluso su fondo estocástico están al alcance del escrutinio de muchos púlsares (¡hola Jocelyn!) que hace el experimento NANOGrav.
Tras miles de años observando la luz que nos regala el firmamento, en 1940 la humanidad detectó los primeros rayos cósmicos y en 1987 los primeros neutrinos extraterrestres, nuevas ventanas abiertas al cosmos a las que hace menos de una década se han sumado las ondas gravitatorias.
La misión LISA para la detección de ondas gravitatorias desde el espacio ha sido aprobada definitivamente en enero de 2024.
Fuente: ESA
Más información
[VIDEO] “Qué son las ondas gravitacionales que Einstein predijo y que se confirmaron 100 años después”, BBC News Mundo, 29 de agosto de 2020 – https://youtu.be/0fHkEolNWFc?si=CjiA-uNyK-KjIj5p
“El nacimiento de la astronomía de ondas gravitacionales”, Daniel Marín, blog “Eureka”, 12 de febrero de 2016 – https://danielmarin.naukas.com/2016/02/12/el-nacimiento-de-la-astronomia-de-ondas-gravitatorias/
“Virgo y LIGO, cazadores de ondas gravitacionales”, Marta Martín, 16 de octubre de 2020 – https://serviastro.ub.edu/es/materiales/articulos/virgo-y-ligo-cazadores-de-ondas-gravitacionales
“Luz verde para LISA: detectando ondas gravitacionales desde el espacio”, Daniel Marín, blog “Eureka”, 23 de junio de 2017 – https://danielmarin.naukas.com/2017/06/23/luz-verde-para-lisa-detectando-ondas-gravitacionales-desde-el-espacio/
“The 4 big black hole frontiers for gravitational waves”, Ethan Siegel, blog “Starts with a Bang!”, 20 de febrero de 2024 – https://bigthink.com/starts-with-a-bang/black-hole-gravitational-waves/
Astrocápsula elaborada
por Juan Carlos Gil Montoro
Vigésimo año galáctico - 18 de febrero de 2024 en la Tierra - #8
Danza con Zeus
...mientras se desmorona el universo
“Frente a mi ventana pongo a prueba el artilugio. Este dispositivo tiene la capacidad, como por arte de magia, de acercar objetos distantes. ¿Qué distinguiré cuando haga descender al alcance de la mano el Sol, la Luna y los planetas?”
Museo Casa de la Ciencia de Sevilla. Crédito foto: Blanca Troughton
Anochece en Padua, Italia. Es el 7 de enero de 1610. Entre los dos cuernos de la constelación de Tauro se posa la estrella errante Júpiter que, desafiando el movimiento ritual hacia el oeste de las estrellas fijas, se desplaza lentamente hacia el este trazando cada año un bucle en el momento de máximo brillo. En esos días retrograda cambiando la dirección de su marcha hacia el oeste.
Galileo Galilei está a punto de observar Júpiter por primera vez con su telescopio. Sigámoslo en sus pensamientos: “Lo observo acompañado de tres estrellas alineadas en la dirección de la eclíptica, dos hacia oriente y una por occidente. Esta curiosa disposición me hace reflexionar”
7 de enero de 1610
Fuente: Imagen de Stellarium
“Al día siguiente, a la misma hora, continúo la observación y las tres estrellas están alineadas, pero a occidente del planeta”
8 de enero de 1610
Fuente: Imagen de Stellarium
“¡Qué raro! Júpiter está en su movimiento retrógrado y debe de avanzar hacia el occidente sobre el fondo de estrellas. ¡Deberían de estar las tres estrellas al otro lado! Me resulta muy intrigante y estoy ansioso por saber en qué posición se encontrarán en los días siguientes. El 13 de enero ocurre algo sorprendente: se une una estrella más a esta danza, situándose una al este y tres al oeste y dos días después las cuatro se encuentran alineadas a occidente”
13 de enero de 1610 - Fuente: Imagen de Stellarium
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15 de enero de 1610 - Fuente: Imagen de Stellarium
Galileo determina que estas cuatro estrellas giran alrededor de Júpiter y revela al mundo su descubrimiento en el libro Sidereus Nuncius. A partir de este momento cambia todo por completo. ¡Júpiter es otro centro en el universo! Desde hace más de dos mil años la visión del cosmos sitúa a la Tierra en el centro del universo y a todos los cuerpos celestes girando a su alrededor. Ante la evidencia observada por Galileo en Júpiter, esta teoría se desmorona.
Galileo designa estos satélites como astros mediceos I, II, III y IV, por su agradecimiento a la familia Medici. Sin embargo, por sugerencia del alemán Simon Marius, terminaron llamándose Io, Europa, Ganimedes y Calisto, mitológicamente relacionados con el dios Júpiter.
Un cráter en la Luna y otro en Marte reciben el nombre de Galilaei, un asteroide se llama Galilea. La NASA envió la misión Galileo para estudiar la atmósfera de Júpiter. El sistema europeo de radionavegación y posicionamiento por satélite de la ESA se llama Galileo. La mítica banda británica de rock, Queen, hace referencia a Galileo en “Bohemian Rhapsody”.
Con unos simples prismáticos o un telescopio de bajo aumento es posible observar Júpiter y sus satélites galileanos e identificar cada uno de ellos utilizando programas informáticos.
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Astrocápsula elaborada
por Blanca Troughton
Vigésimo año galáctico - 21 de enero de 2024 - #6
¡La sopa está servida!
¿La vida viene del espacio?
Universidad de Houston, laboratorio de química, Navidad de 1959, un hombre visiblemente cansado esconde con dificultad su felicidad. Acaba de sintetizar la adenina, una de las bases nitrogenadas que forman el ADN y el ARN.
El bioquímico español Joan Oró sintetizó la adenina a partir de amoniaco, agua y ácido cianhídrico, un derivado del cianuro que apareció abundantemente en el experimento de Miller y Urey.
Esta síntesis reveló un mecanismo que podría haberse producido de forma natural hace millones de años. Joan Oró desarrolló un modelo basado en la aportación de material proveniente de impactos de cometas para explicar cómo habrían llegado a la tierra los componentes básicos que permitieron el surgimiento de la vida.
Joan Oró en su laboratorio de química
Fuente: https://caixaforum.org/es/lleida/p/joan-oro-la-formula-de-la-vida_a164693365
La hipótesis de la panspermia (palabra que significa «semillas por todas partes») propone que la vida podría difundirse por el espacio entre unos cuerpos celestes y otros, quizá a lomos de cometas o asteroides, o de otras formas. Ya el filósofo griego Anaxágoras mencionó esta idea alrededor del año 500 a.c, aunque fue en el siglo XIX cuando empezó a tomar fuerza y carácter científico.
No se han encontrado pruebas de esta hipótesis y, aunque sigue contando con defensores, no goza de gran aceptación. Sin embargo, sí ha calado en la comunidad científica la idea de que, si no la vida, al menos sí sus ingredientes básicos pudieron llegar a la Tierra desde el espacio.
Los experimentos de Joan Oró ofrecieron un apoyo temprano a estas ideas, al probar que es posible la síntesis de compuestos biológicos clave, como la adenina, en condiciones prebióticas muy simples. Por tanto, esta sustancia pudo surgir en la Tierra primitiva o en otros cuerpos celestes, y pudo llegar hasta aquí transportada por cometas o asteroides.
Hipótesis de la Panspermia
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Panspermia
Joan Oró fue una figura científica importante de su época. Nació en Lleida en 1923 en el seno de una familia de pasteleros. Joven, trabajó en el negocio familiar. Nunca abandonó sus sueños y a los 28 años cruzó el Atlántico para iniciar su exitosa carrera científica.
Participó en varios proyectos de investigación espacial de la NASA, tanto en el programa Apolo analizando las rocas lunares, como en el programa Viking, desarrollando instrumentos para el análisis molecular de la atmósfera y la materia de la superficie de Marte.
Viking 1 Orbiter
Fuente: https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=1975-075A
El año 2023, celebrando el centenario de su nacimiento, fue declarado el año Oró por la Generalitat de Catalunya.
Más información
Lectura recomendada
“El origen de la vida” – Joan Oró (1974) ISBN 10: 843457375X ISBN 13: 9788434573758
Astrocápsula elaborada
por Montse Campás
Vigésimo año galáctico - 4 de febrero de 2024 en la Tierra - #7
¡A la caza de lo invisible!
Y se encontraron desde el Polo Sur hasta en los tejados de todo el mundo
Jon estaba sentado en el jardín de su casa disfrutando de una buena taza de té y tarareando una de sus piezas favoritas con su guitarra cuando una brillante y minúscula mota de polvo aterrizó sobre su mesa. Una extraña y excitante idea le empezó a dar vueltas por la cabeza: ¿Y si estamos rodeados de micropartículas de origen cósmico y nadie se ha dado cuenta hasta ahora? Desde aquel momento su vida cambió para siempre.
Fuente: Ryan Thomson/ The Dark Flight of Micrometeorites || Making the Geologic Now (punctumbooks.com)
Han sido invisibles e imperceptibles, han estado ocultas, escondidas para los seres humanos y para la Ciencia. Al principio, estaban presentes solo en conversaciones científicas sin que se materializaran y se convirtieran en una realidad palpable. Eran sin lugar a dudas, un extraordinario misterio por resolver: los micrometeoritos.
Imagen de lluvia de meteoros Perseidas de 2023 en el observatorio Aras de los Olmos.
Fuente: Alicia Lozano y Vicent Peris.
Los científicos habían asumido por completo que las partículas del orden de 1 mm o menores desaparecían al entrar en contacto con nuestra atmósfera. Al contrario que los meteoroides mayores, que crean fascinantes estrellas fugaces y bólidos y que a veces llegan al suelo en forma de meteoritos, la lluvia de pequeños meteoroides y de partículas de polvo interplanetario no da lugar a ningún fenómeno luminoso en el cielo. Sorprendentemente, toneladas de micropartículas extraterrestres llegan a nuestro planeta cada día y, sin embargo, hasta hace poco más de 50 años solo se había podido encontrar este tipo de material en zonas recónditas o aisladas como la Antártida, en desiertos remotos o glaciares. Gracias a trabajos pioneros y misiones como las de Donald E. Brownlee y Michel Maurette en los años 1960, los micrometeoritos se convirtieron en un área de la ciencia.
Imágenes con microscopio electrónico de una variedad de esférulas cósmicas recogidas en zonas urbanas.
Fuente: Proyecto Stardust – Jon Larsen.
Pero no sólo se han encontrado en zonas aisladas, sino que, hace poco más de una década, las casualidades de la vida llevaron a nuestro amigo Jon Larsen a curiosear acerca de esa brillante y minúscula mota de polvo que cayó en su mesa. En 2015 este guitarrista de jazz noruego descubre el primer micrometeorito urbano del mundo y “lo imposible” se hace realidad.
Imágenes ópticas de alta resolución de micrometeoritos.
Fuente: Proyecto Stardust – Jan Braly Kihle/Jon Larsen.
Desde entonces junto con el minerólogo Jan Braly Kihle han producido las imágenes de micrometeoritos en alta resolución más espectaculares del mundo que forman parte de su proyecto “Stardust”. Su colección, que ahora supera los 4000 especímenes, proporciona a los científicos conocimientos muy valiosos que abren las puertas a nuevos descubrimientos.
Y tú ¿A qué esperas para encontrar lo invisible? Como apunta Jon Larsen en la página web de su proyecto Stardust: “Nunca olvides que estamos rodeados de polvo de estrellas por dentro y por fuera.”
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Astrocápsula elaborada
por Rosa Lopez
Vigésimo año galáctico - 7 de enero de 2024 - #5
¡Acertijo de colores!
cómo 'tocar' el universo
“¿Qué me están diciendo las innumerables rayas que cruzan estas franjas de luz? ¿Por qué los espectros de las estrellas no son todos iguales?"
Henry Draper se hace estas preguntas mientras analiza las manchas grisáceas que las estrellas dejan en sus emulsiones fotográficas cuando se registran los espectros de su luz. Además, si se estudian minuciosamente con una lupa, revelan unas líneas que, él está convencido, codifican información precisa sobre la naturaleza de las estrellas.
Espectro solar completo, por Henry Draper (1837-1882). (Linda Hall Library)
En su observatorio privado de Hastings, sobre el río Hudson, el trabajo en el campo de la fotografía de estrellas le habían supuesto todo tipo de honores. Su objetivo, el aparentemente irresoluble misterio de la composición química de las estrellas. "El análisis espectral ha conseguido que los brazos de los químicos crezcan millones de kilómetros", (Henry Draper - 1876).
Henry Draper (1837-1882), izquierda. Edward Charles Pickering (1846-1919), derecha.
Los primeros espectros fotográficos de estrellas aplicables con fines científicos fueron obtenidos por Henry Draper en la segunda mitad del siglo XIX con un instrumento equipado con una celda de prisma-objetivo que contenía dos prismas de cuarzo. Su obstinado empeño en capturar estos espectros fue continuado después de su muerte (1882), gracias al tesón de su mujer Anna Palmer, por Edward Pickering, director del observatorio de la Universidad de Harvard. Se reunió así un ingente y valioso material de registros astronómicos.
Fotografía tomada el 19 de mayo de 1925. “Las Calculadoras de Harvard”. Margaret Harwood está sentada en el suelo. Harvia Wilson está en el extremo izquierdo, compartiendo mesa con Annie Cannon (demasiado ocupada para mirar hacia arriba) y Antonia Maury (en primer plano a la izquierda). La mujer en la mesa de dibujo es Cecilia Payne. (Cortesía de los archivos de la Universidad de Harvard)
Las placas fueron procesadas manualmente por un grupo de mujeres sobresalientes en un universo de cristal, las Calculadoras de Harvard. Todos los objetos registrados fueron clasificados y ocuparon su lugar en la jerarquía estelar según las características específicas de sus espectros. Ese tremendo trabajo dio como resultado el Catálogo Henry Draper (HD) de espectros estelares y el sistema Harvard de clasificación espectral de estrellas en función de sus temperaturas superficiales. El HD se publicó en 1918-1924. Contiene 225 000 estrellas que se extienden hasta la magnitud 9. En total, en Harvard se clasificaron más de 390 000 estrellas.
La 'huella' de las estrellas según su tipo espectral (astro.princeton.edu)
¿Cómo es posible que se pueda tener conocimiento sobre todo aquello que forma ese inmenso horizonte que llamamos universo, cuyo contenido nos resulta inaccesible a cualquier intento de manipulación y experimentación tangible?
La respuesta es ‘la luz’. Todo lo que sabemos acerca del universo y su contenido es a partir de la interpretación de la luz que nos llega desde todos sus confines. Si asumimos que ésta se comporta en cualquier sitio de la misma manera que en los ‘laboratorios’ terrestres, las leyes de la física hacen el resto.
La posibilidad de medir las diferencias de brillo de los objetos celestes ayuda a conocer a qué distancia se encuentran. Sus espectros dan información de su composición química, de su temperatura, de los procesos físicos que se desarrollan en su interior, y también en su entorno, e incluso de cómo se mueven. Todo esto combinado y con un desarrollo instrumental creciente, utilizando la luz como fuente de información, es la base de nuestra comprensión actual sobre el universo.
Más información
espectroscopía astronómica, astronomía en el rango de las radiofrecuencias, el espectro electromagnético, la medida de distancias en el universo.
Lectura recomendada
“El Universo de Cristal” – Dava Sobel (2016) –
Versión en español: ISBN: 978-84-946453-1-0
Astrocápsula elaborada
por Joaquín Álvaro
Las astrocápsulas son una iniciativa de la FAAE