Comparación de tamaños entre el Sol y Sirio A

Seguramente el Sol no necesita presentaciones. Se trata de nuestra fuente de vida, una esfera de plasma que está a una elevada temperatura. Sirio (Sirius) es la estrella más brillante de nuestro firmamento. Está en la constelación del Can Mayor (Canis Major). Está situada a 861 años luz de distancia. Sirius en realidad es una estrella doble, la que vemos a simple vista las noches de invierno se denomina Sirius A.

Si pudiésemos comparar el tamaño de estas dos estrellas, veríamos que Sirius presenta un diámetro 1.008.984 veces mayor que el Sol. ¡Imagina el tamaño de la Tierra al lado de Sirio!

De acuerdo con Battaner (2021), hay muy pocas estrellas que tengan una masa diez veces mayor y diez veces menor que la del Sol. Sirius es fácilmente identificable en las noches de invierno por el horizonte sureste, ya que es la estrella que más brilla en el firmamento.

Fuente bibliográfica

• Battaner, E. (2021). Física de las noches estrelladas: astrofísica, relativas y cosmología. Booket.

Jacob Sierra Díaz y Altair

Sección de Ciencias del Universo

Comparación de tamaños entre Ceres y Luna

Ceres es un planeta enano que se ubica en el Cinturón de Asteroides. La Luna es nuestro único satélite artificial. Si comparamos el tamaño de ambos astros, nos daremos cuenta que la Luna es mucho más grande que Ceres. En concreto, teniendo en cuenta el diámetro, la Luna es 2.534 kilómetros más grande que Ceres.

Este es el tamaño que tendrían ambos astros si los pudiésemos poner uno enfrente del otro:

Jacob Sierra Díaz y Altair

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Prueba de agudeza visual: Mizar y Alcor

En la Osa Mayor (Ursa Major) tenemos una práctica muy interesante para poner a prueba nuestra agudeza visual. En primer lugar, debemos localizar la esta constelación mirando al norte. No será difícil de observar sus siete estrellas brillantes que forman el famoso asterisco del carro o la sartén. Ahora, nos vamos a centrar en el brazo o mango y, en concreto, en la segunda estrella comenzando que se llama Mizar.

Al lado de Mizar, hay una estrella que se llama Alcor. Precisamente, Alcor en árabe significa "la prueba", haciendo alusión a la prueba que los arqueros árabes debían superar para incorporarse al ejército. De hecho, esta prueba se extendió en el mundo árabe con el propósito de garantizar que durante la batalla se disparasen las flechas al jinete enemigo sin ocasionar daño alguno a los nobles caballos. De hecho, muchos arqueros llamaban a Mizar y Alcor el jinete y el arquero, respectivamente. Esta no es la única referencia de este curioso examen. En algunas tribus americanas, era requisito distinguir estos dos astros en el cielo para ser nombrado guardia personal de los caciques. Por otro lado, en el siglo pasado la Real Fuerza Aérea (RAF, Reino Unido) ponía a prueba a sus pilotos en la Primera y Segunda Guerra Mundial para determinar si eran aptos para usar los aviones de combate.

Tras un poco de cultura, pasemos a los hechos científicos de esta pareja. Mizar es la cuarta estrella más brillante de la Osa Mayor. Se trata de una estrella blanca de la secuencia principal que está aproximadamente a 78,1 años luz de distancia. Su magnitud aparente es de 2,23. Alcor es otra estrella blanca de la secuencia principal. Se trata de una estrella menos brillante a una distancia de 81,1 años luz y una magnitud aparente de 4,00.

A día de hoy no se sabe con certeza si Mizar y Alcor forman parte de un sistema único (compañeras físicas reales). Los datos parecen indicar que solo se trata de una estrella doble óptica: parecen que están unidas por la perspectiva desde la que miramos, pero en realidad hay una separación bastante grande como para que formen un sistema físico unidos gravitacionalmente. Desde la Tierra, Mizar y Alcor están a una separación angular de aproximadamente 11' 48''.

Sin embargo aquí no podemos detener esta historia de dos estrellas muy lejanas en el espacio pero muy unidas por la humanidad. Si nos detenemos en
Mizar, nos daremos cuenta que en realidad se trata de una estrella doble (observada por Giovanni Battista Riccioli en 1650 y, anteriormente, por Benedetto Castelli en 1616). La estrella doble Mizar puede separarse con un telescopio modesto o incluso prismáticos. La imagen que podremos contemplar será idéntica a la de la fotografía de la derecha. Pero no será observable a simple vista. Su separación angular es de 14'' de arco y su periodo orbital es superior a 5.000 años (esto hace que no se alieneen en las próximas décadas y se vea una sola estrella).

Si nos centramos en los números de la estrella doble Mizar descubrimos que:

• Mizar A. Estrella blanca de la secuencia principal con un tipo espectral A2V y una magnitud aparente de 2,27.

• Mizar B. Estrella blanca de tipo espectral A5-7 con una magnitud aparente de 3,95.

• El cosmos nunca nos dejará de sorprendernos. En 1889 se propuso que Mizar A y Mizar B pueden ser a su vez estrellas binarias. En otras palabras, Mizar en realidad es un sistema compuesto por cuatro estrellas, que están agrupadas en dos estrellas dobles.

Si nos centramos ahora en Alcor, nos sorprendería conocer que en 2009 los investigadores del Proyecto 1640 detectaron que esta estrella también puede ser un sistema físico binario. Es decir, Alcor se compondría por Alcor A y Alcor B, la cual es una enana roja del tipo espectral M3. Esta es prácticamente imposible de observar con telescopios modestos. Para descubrir este sistema, los astrofísicos tuvieron que aplicar técnicas de la paralaje y el Telescopio Hale (ubicado en Monte Palomar). Seguramente, conforme mejore la tecnología, podremos ver mejor a este sistema.

Sin lugar a dudas, Mizar y Alcor esconden muchos secretos. Son dos estrellas muy interesantes para todas aquellas personas que se hayan interesado en observar el cielo nocturno. ¿Has sido capaz de observar a Mizar y Alcor a simple vista?

Jacob Sierra Díaz y Altair

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El zodíaco: la rueda de los animales

Sin lugar a dudas, las constelaciones más conocidas de nuestro firmamento son las del zodiaco. Si bien son ampliamente citadas por astrólogos para determinar el futuro de la humanidad en sus horóscopos, estas constelaciones también resultan de gran interés para los astrónomos porque es por donde parecen pasar los planetas y el Sol.

Etimología de zodíaco

La palabra "zodíaco" procede de dos términos griegos. Por un lado zoa, que significa "animales" y por otro lado diacon, que se traduce como "rueda". En efecto, literalmente, "zodíaco" se puede traducir como la "rueda de los animales".

Que se llame rueda de los animales es debido a que la mayoría de estas constelaciones son animales (Escorpión, Piscis, Tauro, Aries, Cáncer o León, por poner algunos ejemplos) que fueron propuestas hace varios miles de años. 

Configurando el camino de los mundos y del Sol

Si imaginamos que la Tierra está rodeada por una bóveda imaginaria, que llamaremos esfera celeste, en donde parecen estar todas las constelaciones, podemos percibir una franja o cinturón con las constelaciones del zodíaco. 

La eclíptica (trayectoria anual aparente del Sol sobre la esfera celeste imaginaria o, en términos menos científicos, la "carretera" por  la cual se desplaza el Sol) se encuentra dentro del cinturón zodiacal. En efecto, tanto la eclíptica como las constelaciones del Zodíaco presentan una inclinación de unos 23º sobre el plano ecuatorial terrestre, que es perpendicular al eje de rotación. Es por eso que si ponemos la esfera celeste de la imagen de la izquierda "recta", veremos que el cinturón está inclinado. 

Los astrónomos de la Antigüedad dividieron las circunferencia de esta esfera imaginaria en 12 partes iguales (con un tamaño angular de 30º cada uno), que corresponden con los 12 signos tradicionales del zodíaco: Aries, Tauro, Géminis Cáncer, Leo, Virgo, Libra, Escorpión, Sagitario, Capricornio, Acuario y Piscis. Lo que más destacaba de estas constelaciones frente a otras es que el Sol parecía "visitarlas" cada mes. Por ese motivo, no es de extrañar que los romanos dijeran que estas constelaciones eran "las 12 casas de Apolo", es decir, las 12 casas del Sol por cada año.

Nota. Esta imagen está incompleta. Por favor, lee el siguiente epígrafe.

Pero aún hay más. Las constelaciones zodiacales no solo es el lugar por donde pasa el Sol, sino que también es el camino de los planetas y de nuestra Luna. Entonces, conocer las constelaciones del zodíaco e identificarlas en el cielo es de gran ayuda para identificar los planetas que pueden aparecer por las noches y así, diferenciarlos de otros astros del Cosmos (Bourge y Lacroux, 2021).

¿13 constelaciones del zodíaco?

¡Nos falta un invitado a la fiesta! Debemos confesar que la imagen de arriba está incompleta. En realidad no tenemos 12 constelaciones del zodíaco, sino más bien 13. Ofiuco es una constelación por la que también pasa el Sol, los planetas y la Luna una vez al mes como ocurre con el resto de constelaciones zodiacales. Esta constelación se encuentra al lado de Sagitario y al norte de Escorpión. En la actualidad, el Sol se encuentra en Ofiuco durante las tres primeras semanas de diciembre. Los planetas también pasan por aquí en algunos momentos concretos del año. 

Ahora sí, hechas las presentaciones, es momento de poner una imagen con las 13 constelaciones del zodíaco en el que se ha señalado a Ofiuco.

Nota. Recuerda que si bien la órbita de la Tierra es elíptica y no circular; el Sol no se ubica realmente en el centro. Sin embargo, su excentricidad es tan baja que para una representación artística como esta puede estar ubicado el Sol en el centro.

Fuente bibliográfica

• Bourge, P., & Lacroux, J. (2021). Observar el cielo a simple vista o con prismáticos (3º Ed.). Larousse.

Jacob Sierra Díaz y Altair

Sección de Ciencias del Universo

El color del Universo

Muchas de las preguntas que puedan parecer absurdas han sido investigadas de manera rigurosa por profesionales (aunque muchas otras no). Una de las preguntas que Karl Glazebrook e Ivan Baldry quisieron responder fue ¿cuál es el color del universo? Si preguntásemos a cualquier persona esta pregunta, seguramente nos respondería con un rotundo "vaya tontería, es el negro". Pero en el Cosmos hay otros colores como el brillo de las estrellas, nebulosas, galaxias, planeta y, en definitiva, cualquier astro que forme parte del mismo. Es sorprendente, pero el color que saldría de la mezcla de todos los colores del Universo no es el negro.

En el año 2001, Glazebrook y Baldry estaban estudiando una de las muestras más representativas de galaxias en el conocido como 2dF Galaxy Redshift Survey. Los cosmólogos confirmaron que la mayoría de las estrellas de las galaxias se formaron hace unos 5.000 millones de años y que su evolución implicaba un cambio de color del azul al rojo. Volviendo a la pregunta del color del universo, demostraron que desde hace varios miles de millones de años las estrellas rojizas son más frecuentes que las azuladas. Cuando metieron todos estos datos al ordenador, obtuvieron el color medio del universo: un azul turquesa R: 156, G: 252 y B: 206 (color hexadecimal de #9CFCCE).

Desde luego, no era el color que esperaban obtener. Y en efecto, tras un largo periodo de discusión científica se dieron cuenta de que un bug en el código del software había dado un color erróneo. En concreto, el software no analizó correctamente las sombras de los astros. Tras un año de correcciones informáticas, en el año 2002 publicaron el color correcto promedio del Universo observable.

Pulsa en el siguiente enlace para acceder al artículo científico de The Astrophysical Journal (2002) acerca de la corrección del color y del nuevo color propuesto siguiendo el método científico: "The 2dF Galaxy Redshift Survey: contraigas on cosmic star formation history from the cosmic spectrum".

Una apacible mañana en una famosa cafetería Starbucks, Peter Drum estaba leyendo el artículo científico sobre el color del Universo. Rápidamente, se sorprendió de que el color que los autores habían obtenido era igual al del café con leche que se estaba tomando, por lo que propuso el nombre Cosmic Latte (Café con Leche Cósmico) para el color del Universo.

El Cosmic Latte tiene un RGB de 255, 248 y 230 respectivamente (código hexadecimal de #FFF8E7). Es el que tienes a continuación. ¡Este es el verdadero color medio del Universo (observable), teniendo en cuenta todos los astros que podemos ver! Por supuesto, este color puede cambiar con el paso del tiempo, tal vez una década (que alteraría levemente el color descrito) o tal vez miles de billones de años (que podrá generar un color más oscuro).

Jacob Sierra Díaz y Altair

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Cálculo de la paralaje trigonométrica

En esencia, se denomina paralaje al ángulo formado por las líneas de observación trazadas hasta un objeto desde dos puntos suficientemente separados. La paralaje es un sustantivo femenino y se emplea para calcular distancias medidas en segundos de arco. En concreto, la paralaje trigonométrica de una estrella es el ángulo bajo el cual se vería desde dicha estrella el radio de la órbita terrestre. 

Para calcular el paralaje trigonométrico debemos aplicar el teorema del seno:

Veamos un ejemplo de aquí, de la Tierra, para comprender cómo se aplica el paralaje trigonométrico para obtener una distancia. Tomás está enfrente de Ainhoa a 200 metros de distancia. Él quiere saber a qué distancia está de un edificio rojo que está observando a lo lejos. Gracias a una ballestilla (un aparato para medir ángulos), Tomás está observando el edificio con un ángulo de 79º con respecto a Ainhoa, y Ainhoa lo observa con un ángulo de 76º con respecto a Tomás. ¿A qué distancia está Tomás del edificio?

Vamos a dividir la resolución de este problema en varios pasos:

• Paso 1. Dibujamos el problema.

• Paso 2. Calculamos el ángulo C. Para ello debemos saber que la suma de todos los ángulos del triángulo tiene que ser 180º. Entonces, (I) sumamos 79º + 76º [que da com resultado 155º] y (II) restamos este valor a 180º [180º - 155º = 25º]. El ángulo C tiene una apertura de 25º, porque podemos verificar que 79º + 76º + 25º = 180º.

• Paso 3. Aplicaremos el teorema del seno. Como el problema nos solicita solo la distancia en la que está Tomás (lado b), podemos descartar de la ecuación a/sen(A). Entonces:

• Interpretación de la solución final. Tomás está a 461,9 metros de distancia del edificio rojo. Lo podemos redondear a 462 metros de distancia.

Este mismo problema que hemos visto en la realidad de nuestro mundo se puede aplicar al cálculo de distancias para algunas estrellas. Simplemente, en lugar de tener a Tomás y Ainhoa, debemos sustituirlos por la posición de la Tierra en su órbita a lo largo de seis meses (por ejemplo, enero y junio). Además, en lugar de hablar de 200 metros, deberíamos hablar de 2 unidades astronómicas o 300 millones de kilómetros. 

Jacob Sierra Díaz y Altair

Sección de Ciencias del Universo

De extraterrestres a Púlsares

El primer contacto que la humanidad tuvo con los Púlsares fue en noviembre de 1967. En aquella época, una estudiante de doctorado en Astrofísica llamada Jocelyn Bell, junto con su director de tesis (el Dr. Anthony Hewish), se quedaron perplejos al observar un gráfico de una señal de radio. 

Se trataba de un pulso regular de radio de exactamente 1,33 segundo de intervalo. Tan regulares eran las señales que ambos pensaron que la explicación más plausible era una señal procedente de una civilización extraterrestre. Por lo que usaron el término "LGM" que venía a decir "Little Green Men" (en español "hombrecillos verdes") para llamar al efecto tan extraño y regular. Lo increíble de "la teoría LGM" es que siguió vigente hasta que fue descubierta una nueva señal regular de radio en otro lugar distinto del Universo.

Pues bien, lo que Bell y Hewish descubrieron, no fue una civilización que estaba enviando señales. Más bien ambos captaron por primera vez una estrella de neutrones, también conocida como púlsar. 

• Dato importante. En esencia, una estrella de neutrones o púlsar tiene un intenso campo magnético, que origina que se arranquen electrones de la superficie de la estrella. A medida que los electrones se alejan de los polos magnéticos de la estrella de neutrones, se acelera hasta alcanzar velocidades muy altas y emitir esas ondas de radio que se captaron. La rotación de la estrella de neutrones es la que produce la pulsación regular de la señal.

Pensemos en un púlsar como un gran faro que podemos encontrar cerca de un puerto. Lo que detectamos, básicamente, es el haz de la radiación de radio que "barre" nuestra nuestra línea de visión cuando la estrella de neutrones rota. 

Las velocidades de rotación de las estrellas de neutrones pueden ser significativamente muy elevadas. Por ejemplo, el púlsar de la Nebulosa del Cangrejo tiene un periodo de 33 milisegundos. Esto es, la estrella da más de 30 giros sobre su eje cada segundo. Pero en 1982 se descubrió otro púlsar con un periodo de 1,6 milisegundos (esto equivale a ¡más de 625 rotaciones cada segundo!).

Fuente bibliográfica

• Clegg, B. (2014). ¿Y si Einstein estuviera equivocado? Las grandes preguntas de la Física. Akal.

Jacob Sierra Díaz y Altair

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¿Qué ocasiona las fuerzas mareomotrices?

La explicación del concepto de mareas se remonta a Isaac Newton. Para ello, partió de su famosa ley de la gravedad, demostrando que la influencia gravitatoria de la Luna era consecuencia de una protuberancia en ambos lado de la Tierra. Esto originaba el famoso concepto de mareas altas y mareas bajas diarias. 

Cabe destacar que el término "marea" en Astrofísica se define como la diferente fuerza gravitatoria sentida por distintas partes de un cuerpo extenso (Clegg, 2014). Pues bien, el lado de la Tierra más próximo a la Luna sentirá una fuerza gravitatoria distinta al centro de la Tierra y distinta a la fuerza del lado de la Tierra más alejado de la Luna.

Pero siguiendo con la idea de Newton, cualquier acción tiene una reacción igual y contraria. Entonces, al igual que la Luna ejerce fuerzas mareomotrices en la Tierra, la Tierra produce fuerzas mareomotrices en la Luna. Esta fuerza mareomotriz de la Tierra sobre la Luna es lo que ocasiona que la rotación de nuestro satélite sobre su propio eje se vea forzada a ser la misma que el tiempo que le cuesta orbitar la Tierra. Esto explica principalmente que veamos siempre la misma cara de la Luna.

• Dato importante. Las fuerzas mareomotrices de la Tierra ocasiona que la rotación de la Luna y su traslación alrededor del planeta se igualen. De esta manera, la Luna tarda 27,3 días en orbitar la Tierra y 27,3 días en rotar sobre su propio eje. Por su parte, la Luna ocasiona en la Tierra las mareas altas y bajas.

En definitiva, las fuerza mareomotrices de la Luna ocasiona que hace que el agua y la tierra de nuestro planeta se eleven y desciendan dos veces al día. Percibimos este efecto mejor en el agua de mar porque es líquida y la denominamos "bajamar" o "pleamar". Pero también, las fuerzas mareomotrices de la Luna sobre la Tierra ocasionan una ralentización de la rotación de nuestro planeta. 

Fuente bibliográfica

• Clegg, B. (2014). ¿Y si Einstein estuviera equivocado? Las grandes preguntas de la Física. Akal.

Jacob Sierra Díaz y Altair

Sección de Ciencias del Universo

Agosto (2022): el cielo del mes

Agosto es uno de los meses más populares para comenzar a observar el cielo y, tal vez, iniciarse en el apasionante mundo de la Astronomía. Uno de los eventos más importantes de este mes es la lluvia de meteoros o lluvia de estrellas de las Perseidas. Su máxima actividad se operará la noche del 12 de agosto. Si el tiempo atmosférico lo permite, ¡no te las debes perder! Los eventos astronómicos más destacables en este mes son:

Haz clic en el siguiente enlace para acceder y descargar (de manera gratuita) la guía de las efemérides de este mes de agosto (2022) para poder consultarla sin conexión a Internet. El enlace está directamente conectado con la base de AstroCuenca.

¡Buenos cielos y buenas noches!

AstroCuenca y Jacob Sierra Díaz

Sección de Ciencias del Universo