El osciloscopio: el imprescindible en Electrónica

Según la definición que ofrece el diccionario de la Real Academia de la Lengua (2022) un osciloscopio es un aparato provisto de una pantalla que sirve para representar magnitudes físicas que pueden cambiar rápidamente. Para una definición mucho más precisa, podemos definir que, en efecto, el osciloscopio es un aparato que permite medir y analizar la forma de una señal eléctrica en una pantalla dividida por líneas verticales y horizontales.

En esencia, un osciloscopio bifurca la señal en dos circuitos internos que se unen en la pantalla para el análisis de la señal en forma de un haz de electrones (en los modelos analógicos). 

• El primer sistema atraviesa un circuito interno que controla la magnitud de la señal (dibujo de las líneas verticales de la pantalla).

• El segundo sistema realiza un barrido de señal para cada valor instantáneo. Aquí, el haz de electrones de la pantalla se mueve horizontalmente desde la parte izquierda hasta la parte derecha de la pantalla en un tiempo determinado.

Lejos de analizar los circuitos internos del osciloscopio y todo lo que lleva internamente, vamos a ver una representación gráfica de los botones más importantes de dicho aparato. Ten en cuenta que dependiendo del fabricante, los botones pueden estar en una u otra posición. 

¿Sabías que...?

• Se podría decir que el primer osciloscopio fue creado en 1897 por Karl Ferdinand Braun cuando adaptó un tubo de rayos catódicos (inventado en 1875 por Crookes) con el objetivo de que un chorro de electrones del tubo se dirigiese a una pantalla fluorescente a través de campos magnéticos generados por una corriente alterna.

Ranking de estrellas más brillantes del firmamento

Basta con elevar la vista una noche para darnos cuenta de que no todas las estrellas tienen el mismo brillo. Algunas apenas se detectan con telescopios más o menos profesionales, mientras que otras como Sirio llaman la atención por su gran brillo. De hecho, nombres como Arturo, Vega, Capella, Rígel, Procyon, Betelgeuse o Altair seguramente nos suenen ya que son las estrellas (incluyendo a la ya citada Sirio) que más brillan en los cielos de latitud 40º norte.

Hoy veremos un listado completo de las 54 estrellas más brillantes de nuestro cielo. Con el fin de facilitar su consulta incluso en mitad de las observaciones astronómicas, hemos elaborado un pdf para que puedas descargarlo y, si lo prefieres, también puedas imprimirlo y llevártelo donde quieras.

Junto con esta lista, también te proponemos la siguiente actividad: busca en un software astronómico (como puede ser, por ejemplo, Stellarium) la ubicación real de las 54 estrellas y apunta la hora y la dirección de las estrellas para que puedas verla en el cielo real. 

¡Buenos cielos!

Jacob Sierra Díaz y Altair

Sección de Ciencias del Universo

Clasificando estrellas

Como en el resto de ramas científicas, las clasificaciones son los pilares fundamentales para entender mucho mejor el mundo. La primera gran labor de los astrofísicos fue la de tratar de clasificar las estrellas. Este primer método fue posible al arduo trabajoo de las múltiples mujeres "calculadoras" de la Universidad de Harvard en el siglo XX. Su principal misión consistió en calcular una gran multitud de datos para clasificar las estrellas que cada noche vemos sobre nuestras cabezas.

Para clasificar estrellas se emplea una técnica denominada espectroscopia. Este método consiste en descomponer la luz en sus distintas longitudes de onda (colores). Cuando se aplica la espectoscopia a una estrella podemos apreciar un arco iris, pero además, también aparecen unas líneas oscuras denominadas líneas espectrales. Dichas líneas proporcionan mucha información relevante, necesaria para elaborar el listado de las estrellas. Las líneas se corresponden con un elemento químico determinado de la tabla periódica y, además, se puede conocer la temperatura, la densidad, la gravedad y el campo magnético de la estrella. En efecto, el espectro de una estrella equivale a su ADN. Esta es la única forma de conocer las propiedades de los cuerpos celestes sin necesidad de ir a visitar el astro objeto de estudio. Entonces, las estrellas se han clasificado (y se sigue haciendo) según las características de sus espectros. No obstante, hay dos clasificaciones distintas pero complementarias para conocer la naturaleza de cada estrella.

Clase espectral

La primera categoría que se establece es la de las clases espectrales, principalmente establecida por el conjunto de líneas espectrales del astro. De aquí se extrae la información de su temperatura superficial. 

Para ello, se emplea un sistema de siete letras (que podrá cambiar con el paso del tiempo): O - B - A - F - G - K - M, tal y como se muestra en la siguiente tabla. Además, el intervalo que hay entre una letra y otras se subdivide en 10 partes que va desde el número 0 hasta el 9.

O - - - - - - - - - - B - - - - - - - - - - A - - - - - - - - - - F - - - - - - - - - -  G - - - - - - - - - -  K - - - - - - - - - -  M

Por ejemplo, una estrella puede ser clasificada como F5, lo que significa que está en medio camino de F0 y de G0. La F es una estrella amarilla pálida con una temperatura media de entre 6.000ºC y 7.500ºC. El Sol es una estrella tipo G2 (estrella amarilla con una temperatura de entre 5.000ºC y 6.000ºC). En efecto, las clases espectrales que se muestran en la tabla están estrechamente relacionadas con el propio color de las estrellas.

Las estrellas más calientes se encuentran en la categoría O5 (temperatura superficial de 50.000ºC) y las estrellas más "frías" se encuentra en la categoría M8 con temperaturas de menos de 2.500ºC. 

Clase de luminosidad

Si bien el espectro es un recurso imprescindible, es impreciso para detectar diversas características físicas de las estrellas. En otras palabras, hay estrellas dentro de la misma categoría espectral y color pero con distintos diámetros o luminosidades (estas dos variables están estrechamente correlacionadas). ¿Por qué? porque dependerá de la etapa de su vida en la que estén las estrellas. 

Así, se propuso otra clasificación complementaria a la anterior en función de sus luminosidad. Para ello se usaron los números romanos:

• 0 - Estrella hipergigante

• I - Estrella supergigante

• II - Estrella gigante luminosa

• III - Estrella gigante

• IV - Estrella subgigante

• V - Estrella enana de la secuencia principal

• VI - Estrella subenana

• VII - Estrella enana blanca

De esta forma, una estrella queda perfectamente clasificada por estos dos parámetros. Por ejemplo, la estrella más cercana que tenemos es el Sol y es G2V, lo que quiere decir que es de clase espectral G2 (amarilla) y de clase de luminosidad V (estrella enana de la secuencia principal).

Jacob Sierra Díaz y Altair

Sección de Ciencias del Universo

Los verdaderos vigilantes de la playa

Con la llegada del verano muchos tendrán el recuerdo de una afamada serie de la década de los 90 que en España se le conoció como "Los vigilantes de la Playa" ("Baywatch" en inglés). Se trató de una serie cuya acción principal se producía en las famosas playas de Santa Mónica y Honolulu. También dio a conocer el importante trabajo de los socorristas y vigilantes de playa, aunque no podemos olvidar que la imagen estaba un cierto distorsionada de la realidad (seguramente para que vendiese mejor la serie).

Lo cierto es que tanto en la serie como en la idiosincrasia real del servicio de salvamento y rescate de las playas estadounidense podemos observar un vehículo que nunca pasará desapercibido: la pickup Ford amarilla de los socorristas, lista para cualquier emergencia. Pasando de la ficción a la realidad, vamos a tratar de dar respuesta a esta refrescante pregunta, ¿con qué materiales e instrumentos cuenta un vigilante de la playa para hacer frente a las posibles emergencias? 

Aprovechando el tirón televisivo de la serie (y su reciente secuela en una película protagonizada por 'La Roca'), vamos a analizar el equipo puntero con el que cuentan los verdaderos héroes de las playas estadounidenses (y posiblemente del resto del mundo).

¿Sabías que...?

• Los socorristas en las playas contribuyen al desarrollo científico en ciertos aspectos como la clasificación de las medusas, la calidad del agua o las estadísticas de los ahogamientos para delimitar las zonas de baño.

Jacob Sierra Díaz

Museo Tecnológico

El incógnito Planeta Nueve del Sistema Solar

Varios grupos de investigación están buscando un nuevo planeta más allá de la órbita de Neptuno: un hipotético planeta que "merodea" en una nube de rocas de hielo denominado Noveno Planeta. En un artículo publicado en The Astronomical Journal por Batygin y Brown (2016; Evidence for a distant giant planet in the Solar System), se han analizado evidencias de la existencia del Noveno Planeta desde el Atacama Cosmology Telescope (ACT; Chile) cubriendo el 87% del cielo visible del Hemisferio Sur.

En concreto, se identificaron alrededor de 3.000 candidatos al Planeta Nueve, ubicados entre 400 y 800 unidades astronómicas [esto significa entre 400 y 800 veces la distancia entre el Sol y la Tierra]. Sin embargo, el estudio descartó a todos los astros candidatos. No obstante, esto no refuta la teoría del Noveno Planeta, ya que el estudio simplemente cubrió alrededor de un 15% las posibles posiciones de dicho planeta en el cielo. Realmente lo que este estudio ha conseguido es ir "estrechando el cerco" al planeta.

Lo que impulsaron a Batygin y Brown (2016) en el estudio de este hecho es cuando se dieron cuenta que había seis cuerpos rocosos más allá de la órbita de Neptuno que estaban agrupados de una manera muy extraña (con los puntos más distantes de sus órbitas localizadas más lejos del Sol que el punto más cerca de sus órbitas). Así, los investigadores hipotetizaron que la fuerza gravitacional de un posible planeta de entre cinco a diez veces la fuerza de la Tierra podría explicar la excentricidad de las órbitas de estas seis rocas. Sin embargo, muchos investigadores han tratado de encontrar al Noveno Planeta, representado artísticamente arriba, sin mucho éxito.

Uno de los mayores problemas en la búsqueda de dicho planeta es la distancia a la que se hallaría. Specktor (2022; Planet Nine is still missing) señala que mientras que Plutón se ubica entre 30 y 50 Unidades Astronómicas, el Noveno Planeta estaría a más de 400 Unidades Astronómicas. Esto es una distancia tan grande que incluso los rayos solares podrían no llegar a este (y, por lo tanto, ser invisible). Por este motivo, las nuevas tecnologías ofrecerán otras formas de ver nuestro Universo. Por ejemplo, los investigadores del planeta creen que con ondas milimétricas (ondas de radio cortas que están próximas a la radiación infraroja) se podría detectar finalmente a nuestro hipotético planeta. De hecho, en Atacama ya se está construyendo el que podrá ser el telescopio que haga el hallazgo: el Simons Observatory. Veremos si dentro de poco podremos escribir un capítulo más en la historia del Universo. 

Jacob Sierra Díaz y Altair

Sección del Ciencias del Universo

¡Bolas de fuego en el cielo!

Pocas son las veces en las que se tiene la oportunidad de ver algo parecido a lo de la foto de arriba. En este caso, se trató de los restos de un cohete de la Agencia Espacial China (CNSA) denominado CZ-2F. Este evento ocurrió en la madrugada del 21 de junio (de 2022) sobre el Océano Pacífico y el Mar Mediterráneo. 

Según declaró la propia CNSA todo salió como estaba planeado (y calculado) y bajo ningún concepto supuso un riesgo real para la población. Pero, ¿por qué ayer? El pasado 5 de junio partió al espacio una misión espacial tripulada llamada Shenzhou 14 (que significa Barco Divido 14). La misión espacial consistía en transportar a tres astronautas al único módulo que está orbitando la Tierra de la nueva estación espacial china llamada Tiangong, precisamente para que continuasen con las siguientes fases de construcción de la estación.

Lo que pudimos contemplar en regiones como las Islas Canarias, Andalucía e incluso Madrid fue la reentrada en la atmósfera de una de las partes del cohete Chang Zheng 2F (abreviado como CZ-2F). Por supuesto, en contacto con la atmósfera, esta parte se desintegró en pequeñas y grandes bolas de fuego que acabaron hundiéndose en el Mar Mediterráneo a 100 kilómetros de las playas de Murcia.

Fuera de la anécdota, se trata de un proceso rutinario de eliminación de módulos de los cohetes que deben llegar a la superficie de la Tierra (en lugares donde no haya nadie) con el fin de evitar que haya chatarra espacial flotando por la atmósfera. Por supuesto, para hacer estos cálculos se toman muchos datos estadísticos y comprobaciones antes de proceder al lanzamiento del cohete.

Jacob Sierra Díaz y Altair

Sección de Ciencias del Universo

Anatomía de una pistola automática

Esperamos que los lectores que vayan a disfrutar de esta entrada lo hagan exclusivamente por curiosidad y por saber cómo es el funcionamiento de un arma de fuego tan popular en las películas de acción. Ni las pistolas, ni ningún arma de fuego, es un juguete y no debería ser usada contra personas u animales. Esta entrada tiene exclusivamente un carácter divulgativo, mostrando un gran respeto por aquellas personas y animales inocentes que han fallecido a causa de este tipo de armas.

Una pistola automática se carga con cartuchos (lo que popularmente se llama bala, aunque eso solo es una parte del cartucho) que suelen contener balas de plomo y una cubierta (el casquillo) con un explosivo que suele ser pólvora. Cuando se aprieta el gatillo una vez que el arma está cargada con una bala y no tiene seguro, el percutor empuja violentamente el martillo del interior de la pistola haciendo que se prenda la pólvora y que salga disparada la bala a gran velocidad.

¿Sabías que...?

• La mayoría de cañones de las armas de fuego presentan un ánima rayada (también llamado cañon estriado) y sirve principalmente para dar rotación a la bala disparada en su eje horizontal, mejorando su estabilidad aerodinámica y su precisión final. 

• La primera empresa del mundo en poner al mercado una pistola automática (fabricada en serie) fue la española Beistegui Hermanos (Eibar) con su modelo BH Royal.

Jacob Sierra Díaz

Museo Tecnológico