viernes, 19 de agosto de 2016

Astrofísicos... entre el Cielo y la Tierra

II Summer Course: “Astronomy in Canary Islands”



La Laguna, Tenerife



He tenido la suerte de participar en el segundo curso de verano para profesores, desarrollado por el IAC y centrado, ¡cómo no! en astronomía y astrofísica. Aparte del entorno inmejorable en el que nos encontrábamos (La Laguna, Tenerife), el curso incluyó desde charlas de introducción al conocimiento de estrellas y galaxias, hasta plataformas para trabajar las ciencias en el aula, pasando por software sencillo de fotometría, telescopios robóticos, actividades de simulación de transmisión de señales… y, por supuesto, las visitas obligadas y deseadas a los observatorios de Canarias.

Palanca en el Museo de Ciencias

Separaré la experiencia en tres secciones:

Charlas y talleres de introducción a la Astronomía


Nayra Rodríguez Eugenio, responsable de la organización del curso, se encargó de adentrarnos en la vida de los astrofísicos, recomendando estrategias para impartir docencia en estos temas. Entre otras cosas, introdujo algo de ciencia básica:

Nayra explicando el Sistema Solar
■ Nuestra misión: observar. Por ello la luz es nuestro principal método de estudio. Pero como todo, posee una velocidad limitada. La luz solar tarda en llegar a nosotros aproximadamente 8 minutos y 19 segundos, la de la estrella más cercana (α-Centauri) unos 4,22 años y la de la galaxia Andrómeda (M31) 2,6 millones de años. Supuestamente, se podría ver esta galaxia desde la Tierra, a simple vista, con muy buenas condiciones. Sin embargo, para colectar la mayor parte de la luz de un objeto celeste es conveniente almacenar cuantos más fotones (partículas de luz) mejor. Con ello, podremos observar más objetos, más pequeños, más débiles y más lejanos. Parece que siempre buscamos más en astronomía.

■ Por suerte, contamos con aliados, los telescopios, que permiten recoger buenas imágenes para luego ser estudiadas y analizadas. Nos introducen aquí en todos los modelos que podemos encontrar en los observatorios del Teide (OT) y del Roque de Los Muchachos (ORM).



Paneles informativos en el pasillo del IAC
■ Y como la luz es lo que se estudia y ésta es una onda electromagnética, la distribución energética de estas ondas, o espectro electromagnético, es lo que más conmueve a los astrofísicos (desde los rayos gamma hasta la radiofrecuencia, pasando por el visible). Con ello, la emisión de ciertas energías (frecuencias) nos hablará de sucesos diferentes.

Espectro de luz solar visible sobre película fotográfica
   » Rayos gamma (Rγ): ligados a fenómenos muy violentos (muy energéticos), del tipo agujeros negros.
   » Espectro de luz solar visible sobre película fotográfica
   » Rayos equis (RX): fenómenos que involucren efectos gravitacionales importantes, como estrellas de neutrones, agujeros negros…
   » Rayos ultravioleta (UV): cuásares, gases a alta temperatura…
   » Rango del visible: estrellas.
   » Infrarrojo (IR): emisión de nubes de polvo, mapas de calor.
   » Microondas: radiación cósmica de fondo.
   » Radio: materia oscura, gases neutros...


El grupo en visible y con cámara de IR

Se concluye, que lo que es bueno para el hombre es malo para los astrónomos: la atmósfera.

 ■ Técnicamente, nos adentramos en dos métodos para el estudio de la luz recogida en las imágenes:

   » Fotometría: Con la que podemos estudiar la posición y brillo de los objetos, la variación de su luminosidad, color, edad y morfología, entre otras cosas.
   » Espectrometría: Mediante el análisis de las llamadas líneas espectrales, que son las huellas de los átomos y moléculas que las producen, se puede estudiar la temperatura, presión, composición química y velocidad radial de los objetos, entre otras cosas. Así, paradójicamente, el secreto de estudiar el universo se encuentra a escala atómica (en sus partículas). Recordamos los distintos tipos de espectros obtenidos según su fuente:
Y... otro método para la búsqueda de exoplanetas:
variación de la intensidad de la estrella en el tránsito del planeta
             → La luz de un emisor (como el sol), al hacerla atravesar por un dispersor (como un prisma) produce un espectro continuo. Este sería el espectro producido por una bombilla de incandescencia.
             → La luz emitida por un gas caliente, al hacerla pasar por un dispersor, produce un espectro de emisión, un conjunto de líneas luminosas que indican los saltos que producen los electrones de sus átomos por estar a alta temperatura. Este sería el espectro de una bombilla fluorescente.
             → La luz de una fuente continua (como una estrella) que pase a través de una nube de gas fría, al atravesar un elemento dispersor produce un espectro de absorción. Esto es, un conjunto de líneas oscuras, producto de la absorción de la luz de la fuente (estrella), por parte de los electrones de los átomos de la nube. Sería el producido por las estrellas, rodeadas por gas frío.

Además, el desplazamiento de las líneas espectrales detectadas, permite medir la rotación de las galaxias y detectar exoplanetas (planetas fuera del sistema solar).

■ Por otro lado, también se habló de evolución, esa gran teoría, pero en nuestro caso de:

   » Estrellas: La colocación de las mismas en un diagrama que compara su luminosidad con su temperatura efectiva (diagrama Hertzsprung-Russell o diagrama H-R), parece mostrar las distintas fases evolutivas de sus vidas. 
Fraser Lewis (Faulkes Telescope Project)

   » Galaxias: Un primer estudio morfológico, tratando de clasificarlas por su forma, teniendo cuidado de no confundir ésta con su posición respecto a la dirección de observación, lleva a ciertas hipótesis sobre su posible evolución.

Nayra explicando la morfología y evolución de las galaxias

Y ahora, ya más orientado a profesores...

■ Recomendaron dos plataformas para el trabajo con alumnos, orientadas a materias de ciencias:
Fotometría con el software SalsaJ

■ Hablaron de proyectos para el uso de telescopios robóticos:
          http://iac.es/peter/

■ Introdujeron en el manejo de software sencillo y gratuito para practicar, entre otras cosas, algo de fotometría:

■ Realizamos actividades de transmisión de señales, guiadas por el grupo:
Realmente no pudimos realizar la práctica que tenían pensada, pues no había llegado el material. En su lugar, intentamos realizar una aplicación con el móvil para encender un LED construido con un kit de hardware libre.
Responsables del taller en los pasillos del IAC

Observatorios de las Islas Canarias


Se describen las experiencias en los documentos siguientes:

Observatorio del Teide

Observatorio del Roque de los Muchachos

■ Visita a las intalaciones del IAC 


En el propio IAC se llevan a cabo distintas líneas de investigación, no solo en astrofísica sino también en el campo de la ingeniería (detectores, materiales…).


        









Caldera en el Roque de los Muchachos (La Palma)
Al final la entrada ha quedado larga, pero no he podido resistirme a contar un poco toda esta aventura… A ver si otros se animan a disfrutar de esta fantástica ciencia en estas islas espectaculares.
Unas palabras



jueves, 11 de agosto de 2016

Lluvia de estrellas, lluvia de ideas

En esta entrada me voy a centrar no solo en el evento astronómico que durante estos días deleita a los innumerables espectadores que observamos con minuciosidad el cielo, es decir, en esta entrada voy a ir un paso más allá, tratando no solo que son sino el porqué de su surgimiento o también analizando o tratando datos o curiosidades íntimamente relacionados con este espectacular evento.


   ¿Qué son las Perseidas?

Las Perseidas son una lluvia de estrellas, más bien, una lluvia de meteoros.
Comúnmente se dice “lluvia de estrellas”, pero no son estrellas lo que estamos observando, y menos mal...
Cuando un cometa (cuerpo celeste constituido por hielo, polvo y rocas), se topa con la órbita Terrestre, y entra en nuestra preciada atmósfera, se observa un trazo luminoso. Este efecto luminoso está producido por la ionización de la atmósfera que genera la partícula.


   ¿Entonces nuestra tierra está siendo golpeada por piedras?

Se podría decir que sí, no nos preocupemos, muchas de estas “estrellas/meteoros” no llegan a la superficie, otras si lo consiguen, y las llamamos meteoritos, pero son "piedritas" pequeñas, sin embargo, nos han llegados piedras más grandes
echad un vistazo a esta entrada Siempre hay un asteroide más grande.
Nos han llegado más grandes, sí, y si no, preguntadle a los dinosaurios.

   ¿Por qué Perseidas?

Muchos os preguntaréis por qué se llaman Perseidas; la razón radica en que estos meteoros radian de la constelación de Perseo.

Imagen obtenida de wikipedia


   ¿Hay más lluvias de estrellas que no sean las Perseidas?

Sí, hay más, pero son menos famosas.
Están las Leónidas, Líridas, Oriónidas…

   ¿Qué es eso de las Lágrimas de San Lorenzo?

Las lágrimas de San Lorenzo son como popularmente se conocen las Perseidas.
Si queréis saber por qué:

   Ahora intentaré hacer que vuestra observación pueda ser más entretenida, tanto de día como de noche.
Para aquellos a los que les gusten las manualidades, aquellos que quieran pasar un rato divertido con los niños o simplemente aquel que esté leyendo esto, os diré cómo construir un planisferio celeste.
Descargad las siguientes imágenes, seguid sus instrucciones. No os llevará más de 10 minutos.

CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1ºESO- MATERIAL FOTOCOPIABLE. SANTILLANA EDUCACIÓN S.L. página 1

CIENCIAS DE LA NATURALEZA 1ºESO- MATERIAL FOTOCOPIABLE. SANTILLANA EDUCACIÓN S.L. página 2


Así por la noche, cuando estéis observando la lluvia de meteoros, podréis usar vuestro planisferio, y "jugar" a encontrar constelaciones.
Es la mejor forma para empezar a disfrutar de las maravillas del cielo nocturno.


   Ahora está muy de moda eso de cazar Pokemon. ¿os creíais que a los astrónomos no nos gustaba eso de cazar? Ni mucho menos…
La Asociación Universitaria Supernova ha creado una aplicación para Android, con la que poder “cazar” estrellas de meteoros.
Se descarga en un momento, y hará que le saques más partido a la observación


Cómo consejo, coméntale este evento a los amigos o familiares.
Llevad un termo con bebida caliente, unas sillas o toallas, ropa de abrigo, y linternas.
El cielo y una buena conversación será la mejor forma para pasar estos días, si no está conforme le devolveremos su dinero.
Aaa, espera, que encima es gratis.

miércoles, 4 de mayo de 2016

El Sol. Mirando hacia nuestra estrella (I)


El Sol está muy soso, sí, observar la fotosfera estos últimos 4 meses fue un aburrimiento no había nada interesante. Si no me creéis podéis mirar el siguiente vídeo.

De vez en cuando sale algún grupo algo interesante, pero nada del otro mundo. Fue entre los días 8 y 19 de abril cuando el Sol nos mostró, durante unos 10 días, una pequeña mancha solar de un tamaño algo superior al de la Tierra (12 740 km es un tamaño pequeño, aunque no lo parezca), denominada AR 2529.
Antes de nada, vamos a hacer una pequeña introducción a nuestra estrella para resolver algunas dudas.

El Sol se formó hace 4650 millones de años, es considerado como una estrella enana amarilla, o, mejor dicho, una estrella tipo G2V. Esta última denominación podemos dividirla en dos partes: el G2 hace referencia al tipo espectral informándonos por ejemplo de su temperatura y V hace referencia a su clase de luminosidad clasificándola como una enana de la secuencia principal. Más adelante intentaré hacer una entrada dedicada a la clasificación espectral y al diagrama H-R, en donde entraremos más a fondo sobre este tema tan interesante.

Siguiendo con el tema que nos ocupa, nuestra preciada enana amarilla tiene un diámetro de 1 392 000 km y dista de nuestro hogar una media de 150 000 000 km (a esta distancia se le denomina unidad astronómica o UA que ciertamente vale 149 597 870,7 km para quienes les guste la precisión).  
Tiene una magnitud visual de -26,74 y una temperatura superficial de 5778 K (5505 ºC). A pesar de lo que la mayoría de la gente piensa el Sol es anaranjado/amarillo, la razón por la que lo vemos en estos tonos es debido a la dispersión que sufre su luz al paso por la atmósfera terrestre, si no tuviésemos atmósfera lo veríamos blanco. El Sol emite un espectro de luz más o menos uniforme, con ciertas líneas de absorción en longitudes de ondas concretas, su espectro es algo así


Sin embargo, no emite en todos los rangos de longitudes de onda con la misma intensidad, es decir, brillan más algunas zonas del espectro que otras. Esta longitud de onda máxima (λmáx ) la podemos aproximar con la Ley de Wien para un cuerpo negro utilizando la siguiente ecuación:


Donde b es la constante de desplazamiento de Wien (2.897·10−3 m K) y T es la temperatura de la superficie del Sol, por lo tanto:

Esta longitud de onda corresponde a un color verde. Este proceso se suele hacer a la inversa para conocer aproximadamente la temperatura de las estrellas (podemos considerarlo como…un termómetro a distancia), ya que partiríamos de la medida experimental del valor de λmáx.
A pesar de que todo esto es un tema muy interesante para dedicarle un montón de entradas, voy a intentar no irme mucho por las ramas e ir al tema que nos ocupa.

Interior del Sol

Nuestra estrella está formada por Hidrógeno en un 73,46% y en Helio en un 25,85%, el porcentaje restante se corresponde a elementos como el Oxígeno, el Nitrógeno, metales, etc. Como probablemente sepáis, tiene distintas capas:

1.      Núcleo: es aquí donde está el verdadero laboratorio del Sol, donde realiza sus reacciones de fusión nuclear (no confundir con la fisión nuclear) entre los átomos de Hidrógeno y los transforma en Helio.
Son estas reacciones las que hacen que el núcleo esté sobre unos 15 millones de grados. Existen principalmente dos procesos: la cadena protón-protón (es la más habitual en estrellas tipo el Sol o de masas inferiores) y el ciclo de Bethe (también llamado ciclo del carbono o ciclo CNO -carbono, nitrógeno y oxígeno-, que interviene en mayor medida en estrellas más masivas). Para no extender mucho esta entrada solo me queda decir que en estas reacciones se emite luz.

2.     Zona radiactiva: es la zona inmediatamente después del núcleo. Está formada por Hidrógeno y Helio ionizado (plasma) y es muy densa, por lo que a los fotones (luz) emitidos por la fusión les costará muchísimo salir de ahí, estos serán absorbidos y emitidos una y otra vez. Se estima que un fotón puede llegar a tardar un millón de años hasta salir del Sol.
3.     Zona convectiva: se encuentra tras la zona radioactiva y como su propio nombre indica, esta capa se caracteriza por absorber una buena parte de la energía del núcleo haciendo que se formen corrientes de convección, como si se tratase del manto terrestre o del agua que está hirviendo en una olla. También es mucho menos densa que las anteriores capas.
4.      Fotosfera: aquí es donde se forman las manchas solares, 
      como la de hace unas pocas semanas con la que inicié el
      tema. Esta zona es a que nos da luz todos los días, la 
      superficie solar. En ella observamos, además de las manchas,
      la granulación solar u otros fenómenos como son las fáculas.
5.      Cromosfera: esta es la penúltima capa, solo es posible 
      observarla con filtros y telescopios especiales destinados a 
      las observaciones de esta en la longitud de onda del
      Hidrogeno alfa (H-alpha). Es aquí donde se produce 
      las impresionantes protuberancias.
6.      Corona: es de esperar que esta última capa sea la más fría
      de todas por ser la última y por la más distante, pero, sin 
      embargo, tiene una temperatura de más de 1 000 000 grados, 
      muy superior a los 5 778 grados de la fotosfera que parece que
      está fría. Es posible observarla con los denominados
      coronógrafos o durante un eclipse total de Sol. Si pudiésemos 
      poner la mano en esta zona, ¿nos quemaríamos? No, debido
      a su bajísima densidad -un billón de veces inferior a la 
     de la atmósfera terrestre a nivel del mar-.
7.     Mancha solar: son aquellas zonas asociadas a un 
     campo magnético intenso cuya temperatura es menor que la 
     de la fotosfera solar y es por eso por lo que las vemos
     oscuras, cuestión de contraste. No se conoce muy bien la razón por la que se producen, la teoría más aceptada explica este fenómeno como causa de la rotación diferencial, de la que ya hablamos en otra entrada. Para que sea más visual lo que os quiero explicar os dejo con un pequeño vídeo
8.    Granulación: son pequeñas celdas que se forman por la inmensa temperatura que se encuentra la fotosfera, como si estuviese ebullendo.
Granulación. Imagen tomada por el Telescopio Solar Sueco

9.      Protuberancia:  se forman a partir de la eyección del plasma que sale despedido cientos e incluso miles de kilómetros. Sin embargo, éste no es capaz de superar la atracción gravitatoria y vuelve a retornar al Sol formando un arco.

Evolución solar

El Sol está en un equilibrio; mientras las reacciones termonucleares que suceden en su interior ejercen una presión hacia el exterior, la gravedad ejerce una presión hacia el interior. Cuando al Sol se le acabe el Hidrógeno, el combustible que utiliza para hacer sus reacciones de fusión, perderá ese equilibrio expandiéndose hasta tal punto que engulla a Mercurio, Venus y haciendo de la Tierra un lugar extremadamente caliente y seco, siendo imposible el desarrollo de la vida. Una vez terminada su etapa de expansión - donde pasará a ser una gigante roja- se contraerá, convirtiéndose en una enana blanca y dejando tras de sí una nebulosa planetaria similar a la nebulosa de Lyra.  


Por último, os dejo con una página web donde tenéis más información sobre este tema y podéis ver el Sol en distintas longitudes de onda http://www.parhelio.com/.

Os dejo con unos vídeos y fotos:

   
Mi humilde imagen de la AR 2529 (las zonas más claritas de al lado de la
 mancha son las fáculas que menciné anteriormente) nada que ver con las 
impresionantes imágenes y vídeos que vais a ver a continuación.

miércoles, 30 de diciembre de 2015

Ganadores del I Concurso de Fotografía

A continuación os presentamos las cinco fotografías que el jurado ha decidido premiar:


PRIMER PREMIO

Vía Láctea en el hemisferio austral
Josep Masalles Román



Panorámica de la Vía Láctea en el hemisferio Sur, realizada desde Opuwo – Kaokoland (Namibia).
Cámara Canon 5D con objetivo Zeiss de 15 mm. Panorámica de cinco tomas. F2.8 – 30 s – 6400 ASA






SEGUNDO PREMIO

Cuarto creciente
Javier Polancos Ruiz




Luna en cuarto creciente, desde Gijón, Asturias. 
Telescopio refractor Vixen ED103S a foco primario con reflex Nikon D7000. 





TERCER PREMIO

Olivo contemplando las estrellas
Pablo Ferreira Parrilla



Foto tomada en la finca “El Robledillo” en  Monesterio, Badajoz. Un lugar único para ver las estrellas rodeado de olivos e higueras. Agosto de 2015.
Nikon d3300, objetivo Nikon 18-105, trípode y luz led. Tomadas a velocidad de obturación 13”, valor ISO 3200, 25mm.








Accésit

Lua
Elena Rico Bárcena



Cielo al atardecer con la presencia de la Luna en lo alto. Sin editar. Campo de la Atalaya, Puerto de Vega (Navia), Asturias.
Cámara Canon EOS 500D.








Accésit

Vía Láctea sobre Castilla
Javier Calvo Fuentes



Vista de la Vía Láctea en verano (21/08/2015) en Monleras (Salamanca).
Cámara CANON EOS 1100D con objetivo CANON EF-S 18-55 en posición de 18mm; ISO 3200; f/ 3.5; 30s; archivo RAW convertido a JPG con Adobe Photoshop CC, sin ajustes adicionales.




El jurado estuvo compuesto por D. Ángel Ricardo, fotógrafo profesional, D. Juan Carlos San Pedro Veledo, decano de la Facultad de Formación del Profesorado y Educación. Profesor Titular de la Universidad de Oviedo en el Departamento de Ciencias de la Educación, área de conocimiento de Didáctica de la Expresión Plástica, y D. Luigi Toffolatti, Profesor Titular de la Universidad de Oviedo en el Departamento de Física,  área de conocimiento de Astronomía y Astrofísica.