Ciudad de México. (Agencia Informativa Conacyt).- En su niñez, David recibió un regalo que cambió su destino: un telescopio de juguete que, en su atractivo empaque, prometía a su pequeño dueño admirar con nitidez los extensos cráteres de la luna, los enigmáticos anillos de Saturno y miles de titilantes estrellas.

Hoy en día, David Olivos Sánchez es un reconocido astrofotógrafo y comparte en entrevista con la Agencia Informativa Conacyt su primera experiencia al observar el cielo y su fructífera actividad como divulgador. 

“Los Reyes Magos me trajeron un telescopio de juguete que me causó muchas frustraciones debido a que su montura era muy endeble y la forma de utilizarlo no era para nada sencilla, veía ciertas estrellas mal enfocadas; sin embargo, eso me provocaba una inmensa felicidad”, recuerda.

 

David Olivos.

La frustración de un niño que no lograba enfocar los astros llegó al límite y destruyó el telescopio. Pero su interés no menguó y encontró en la lectura de libros de astronomía y en series de televisión, las fuentes perfectas para saciar su curiosidad. 

El tiempo pasó y David siguió un camino distinto como programador y divulgador de fauna silvestre, otra de sus grandes pasiones. No obstante, su pasión por la astronomía no disminuyó y cuando se convirtió en padre de familia vio la perfecta oportunidad de regalar a sus hijos un telescopio, un regalo que también era para él.

“Compramos uno –telescopio– económico en el centro y sí nos dio varias satisfacciones, como ver la nebulosa de Orión, algunas estrellas y la luna”.

A partir de ello, poco a poco, David compró algunos telescopios y cámaras más especializados hasta tener un equipo con el que puede practicar la astrofotografía.

Ne-notoka Cofame Conservando Fauna Mexico A.C.

Menciona que ha sido fruto de algunos sacrificios, ya que no es nada barato hacer astrofotografía porque es una disciplina que requiere cámaras especiales y equipo sofisticado. Por ello, también le gusta acercarlo a los niños y jóvenes porque no todos tienen la oportunidad de hacerlo.

Precisamente su actividad como divulgador de astronomía le permite acercarse a los jóvenes y enseñarles las estrellas a través de campamentos de observación en las inmediaciones de la Ciudad de México.

Su agrupación, llamada Ne-notoka Cofame Conservando Fauna Mexico A.C., hace observaciones periódicamente, además de dar charlas de divulgación y participar en eventos como la Noche de las Estrellas en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Por lo que, a través de la asociación, reciben distintos donativos de telescopios para usarlos en las observaciones. Hasta el momento, tienen nueve telescopios con los que toman fotografías y realizan observación para la divulgación de la astronomía.

El proceso de aprendizaje para saber observar el cielo nocturno, comenta David Olivos, es muchas veces con consejos de otros astrofotógrafos, a prueba y error, y con información de especialistas de otros países, ya que en México la comunidad de astrofotografía es incipiente.

“Es un show todo lo que hay detrás de una fotografía, porque hay que leer mucho, revisar detalles muy específicos del clima y aguantar la frustración porque la foto no está saliendo bien o simplemente porque la noche no se prestó”, explica David Olivos.

Un astrofotógrafo estrellado

 

Nebulosa de Orion 5x7 brillo sin corrección, fotografía cortesía de David Olivos.

El astrofotógrafo dice que hay muchos imponderables, es decir, factores que no puede controlar para que una fotografía salga perfecta, desde el clima y la contaminación lumínica hasta la posición de la Tierra con respecto al objeto a capturar.

Una sola foto puede tardar toda una noche, por lo que procura sea una muy buena noche en cuanto a condiciones climáticas y turbulencia atmosférica, sobre todo porque cuando hay nubes muy altas que a simple vista no distorsionan mucho la imagen, sí hacen que pierda calidad.

Una parte muy importante de la astrofotografía es la planeación, en especial de la fotografía de espacio profundo porque tiene que determinar qué horas será posible la observación y con ello la captura.

Para ello, consulta varios sitios de Internet y aplicaciones específicas que indican las coordenadas del objeto que quiere observar esa noche y en los horarios que estará alejado del horizonte.

“Cuando buscas capturar objetos, como la nebulosa de Orión, es necesario que la cámara y la montura sigan el objeto durante todo el tiempo de exposición, por lo que es preciso que esté conectada a un sistema de autoguiado”, agrega.

En el espacio profundo se pueden retratar cúmulos estelares, nebulosas y galaxias, entre otros objetos astronómicos. David comenta que en la Ciudad de México, para hacer una fotografía, necesita cuando menos dos horas de exposición con filtros anticontaminación.

“Algunas de las fotos que he tomado en la ciudad suman unas cuatro horas de exposición para compensar las deficiencias del cielo en cuanto a turbulencia atmosférica y contaminación lumínica”, explica.

David Olivos dice que hacer una fotografía de la luna es como preparar unas enchiladas; capturar un planeta podría equipararse a cocinar una lasaña; mientras que una imagen del sol sería como preparar un platillo gourmet con diferentes técnicas y procesos.

Las complicaciones de capturar objetos en el espacio profundo son bastantes; sin embargo, David comenta que el astro que más trabajo le ha costado capturar es el sol, debido a que son varias tomas las que necesita para procesar y capturar adecuadamente las protuberancias y la superficie de nuestra estrella.

 

Sol coronado firm, fotografía cortesía de David Olivos

 

Esto podría sonar paradójico debido a que es un objeto muy grande y bastante cercano; no obstante, su brillo complica poder hacer una toma en la que puedan observarse los detalles.      

“Utilizo cuatro videos que pueden sumar aproximadamente diez minutos, pero el procesado puede llevar hasta cinco horas debido a que hay muchos factores que intervienen entre una imagen buena y mala”, añade.

Menciona que una de las partes más difíciles de dedicarse a la astrofotografía es la inversión de tiempo y dinero, pues las cámaras y equipos especiales son muy caros y hay muchas veces que se vive de noche observando y capturando las estrellas.

David heredó su pasión por la astronomía y la astrofotografía a su hijo Damián de 11 años, lo que lo llevó a concursar y ser premiado por los Museos Reales de Greenwich en el concurso Astrophotography of the Year. Gracias a este logro publicaron su fotografía en un libro editado por ellos mismos, además de que está exhibida en el museo mostrando su trabajo a miles de personas.

La foto con que Damián Olivos Vásquez fue reconocido internacionalmente fue un mosaico de 19 fotos de la luna que después unió para lograr una fotografía con un detalle asombroso.

La divulgación que David Olivos hace es para que los niños y jóvenes que van a las observaciones se apasionen por las estrellas y lleguen a interesarse a tal punto de estudiar una carrera científica, es decir, dejar una semilla que pueda florecer en virtud de la ciencia.

A mediano y largo plazo, uno de los objetivos de David es posicionarse como uno de los mejores astrofotógrafos del país, sin dejar de lado su faceta como divulgador. Dice que la suma de ambos es un trabajo absorbente pero gratificante, pues se dedica a enseñar y retratar las estrellas como muy pocos pueden hacerlo.

 

 

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Durante el mes de diciembre, el gobierno chino informó que había lanzado una sonda espacial cuyo objetivo era la exploración de la cara oculta de la Luna, región que nunca antes ha sido investigada por ningún programa de este tipo. Al final de esta semana, se reportó que la nave alunizó exitosamente.

La agencia estatal de noticias Xinhua anunció este jueves que la sonda Chang’e 4 alcanzó la superficie lunar de manera exitosa, después de haber sido lanzada desde un centro de lanzamiento ubicado en la provincia de Sichuan. De acuerdo con la información oficial, la nave aterrizó en la cuenca de Aitken, ubicada cerca del Polo Sur lunar.

La misión lanzada por la agencia espacial china tiene dos objetivos: la exploración del cráter Von Karman, el cual se cree fue generado por el impacto de un gran cuerpo espacial hace miles de millones de años; y la instalación de una biósfera para observar el desarrollo de varias especies.

Entre las muestras que esta misión no tripulada llevó para analizar se encuentran seis especies vegetales, incluyendo papas; así como larvas de gusanos de seda. La intención de esta parte del experimento es observar cómo evolucionan estos organismos en un ambiente con gravedad muy baja.

Esta misión no tripulada es la primera en la historia de la exploración espacial que busca explorar el lado oculto de la luna, cuyas primeras imágenes fueron enviadas a las pocas horas de haber arribado a la superficie lunar. Con esto, China se mete de lleno en la carrera por la conquista del cosmos.

Con información de BBC Mundo

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Sábado, 05 Enero 2019 05:17

¿Cómo son los mapas astronómicos?

Ciudad de México. (Agencia Informativa Conacyt).- Durante mucho tiempo, los mapas han ayudado al ser humano a ubicarse, a llegar a un destino en particular, a explorar nuevas rutas. Gracias a estos es posible medir distancias, llegar de un lugar a otro. 

Los mapas se componen de símbolos, coordenadas que permiten localizar un punto mediante un conjunto de líneas imaginarias, y escalas, que son los números de veces que son reducidas cada una de las estructuras para representar la realidad.

Existen diferentes tipos de mapas, por ejemplo los físicos, políticos, conceptuales, geológicos, aeronáuticos… La tecnología permite a los astrónomos observar el cielo en distintas frecuencias del espectro electromagnético.

De acuerdo con la doctora Elizabeth Martínez Gómez, profesora de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), los mapas astronómicos son una representación cartográfica de estrellas, galaxias, superficies de planetas y lunas, que tienen un sistema de coordenadas para localizar un objeto astronómico de interés.

Los mapas astronómicos nos sirven para localizar objetos astronómicos y conocer más de las propiedades de estos, como su composición física, edad, a qué distancia se ubican con respecto a la Tierra u otro objeto.

“Gracias a la construcción de estos mapas, podemos conocer más el universo. Algunos están basados en un sistema de coordenadas similares a la longitud y latitud de los mapas geográficos y provienen de observaciones reales, mientras que otros son el resultado de simulaciones por computadora”.

¿Cómo se construyen?

Algunos mapas astronómicos son construidos luego de observar —durante un determinado tiempo— el objeto u objetos de interés. Esto se logra gracias a los instrumentos especializados como los telescopios (terrestres y espaciales), por ejemplo. “Cabe destacar que de estas observaciones se pueden generar imágenes (fotografías) o un conjunto de datos, los cuales —después de un minucioso análisis por computadora— derivan en un mapa astronómico”, dice Elizabeth Martínez, también especialista en física espacial y en astroestadística.

Las grandes bases de datos en la astronomía moderna provienen de los surveys, que consisten en emplear grandes telescopios para muestrear una parte específica del cielo y sin un objetivo en particular.

La idea detrás de los surveys es producir enormes catálogos de información de diversas fuentes astronómicas (por ejemplo, estrellas, galaxias, planetas, entre otros) y, por consiguiente, representan un sinfín de retos computacionales y estadísticos. Por ejemplo, explica la doctora con orientación en física espacial Elizabeth Martínez, deben desarrollarse programas muy poderosos capaces de almacenar y visualizar grandes bases de datos, además de proveer de herramientas estadísticas para sus análisis.

Entre los surveys que actualmente están en operación destaca el Sloan Digital Sky Survey, mejor conocido como SDSS. Con este se han producido algunos de los mapas del universo más detallados en tres dimensiones, gracias a las imágenes multicolor obtenidas de una tercera parte del cielo y también a partir de espectros de más de tres millones de objetos astronómicos. La tecnología de este telescopio permite medir las distancias de 600 galaxias en menos de una hora.

Por otro lado, los mapas astronómicos también pueden ser creados a partir de simulaciones por computadora basados en modelos teóricos; aquí las simulaciones numéricas juegan un papel importante para estudiar y entender la evolución de diferentes eventos que suceden en el universo.

“Los fenómenos cósmicos necesitan de miles o millones de años para desarrollarse y nos sería imposible llevar un seguimiento puntual debido a que los seres humanos vivimos en promedio 80 años (…) Gracias al uso de equipos de cómputo de alto rendimiento y al desarrollo de complejos códigos numéricos astrofísicos, es posible llevar a cabo simulaciones numéricas astrofísicas con gran detalle a muy alta resolución”, dice el artículo Observatorios virtuales astrofísicos.

La astronomía computacional es un campo de la astronomía moderna que se desarrolla con rapidez. De acuerdo con la profesora Elizabeth Martínez Gómez, esta rama de la ciencia permite a los científicos experimentar diferentes escenarios físicos y químicos sin necesidad de hacerlo en un laboratorio. “A través de estos experimentos computacionales podemos simular —por ejemplo— condiciones primigenias para observar la posterior evolución de los sistemas físicos sin tener que esperar miles de años a que acontezcan; además de ‘jugar’ con las propiedades de los mismos para ‘predecir’ el futuro”.

Mapas planetarios del Sistema Solar

 

Mapa planetario de Mercurio. El primero en alta resolución se hizo público en diciembre de 2009. Para su elaboración, se utilizaron miles de imágenes obtenidas por la sonda Messenger de la NASA.

“Es un mapa de tipo conceptual ya que muestra la superficie del planeta con el mejor detalle y resolución posible. Entre las estructuras que llaman la atención de un geólogo planetario son los cráteres, ya que de acuerdo a su tamaño, forma y profundidad puede determinar el tipo de impacto y en algún momento cuándo pudo haber ocurrido”, comparte Elizabeth Martínez.

 

 

 

Marte. Esta imagen del planeta Marte es un “mapa de gravedad” y que, hasta ahora, es considerado el mapa más detallado del también llamado Planeta Rojo. Un mapa de estas características permite a los científicos detectar las regiones donde la gravedad es más fuerte “de lo normal” y regiones donde es más baja.

En otras palabras, se refiere a los lugares sobre la superficie marciana donde una persona pesaría más que en otros. No se sabe a ciencia cierta qué origina estas irregularidades, pero podría deberse a la estructura interna del planeta, explica la maestra Elizabeth Martínez.

Realizar este mapa llevó alrededor de 16 años de investigación basados en las mediciones de tres naves espaciales en órbita alrededor de Marte. De acuerdo con Antonio Genova, investigador del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), este tipo de mapas “permite explorar el interior de un planeta del mismo modo que un médico utiliza una radiografía para ver dentro de un paciente”. La investigación en donde se dio a conocer este hallazgo se publicó en la revista Icarus.

Para la doctora Elizabeth Martínez, el mapa muestra una visión global de la superficie del planeta. “Los tres puntos blancos representan las zonas con mayor gravedad y señalan la ubicación de las montañas más altas y masivas del Planeta Rojo. Las áreas marcadas en rojo son las siguientes con mayor gravedad. Las regiones en verde y azul representan las zonas con menor gravedad y los investigadores piensan que podrían ser fracturas sobre la corteza del planeta. De hecho, en las etapas iniciales de la formación planetaria ocurrieron muchos impactos, y Marte muestra una gran cantidad de cráteres quizá porque su atmósfera era más delgada de lo que es ahora y los bólidos no pudieron ser destruidos en su totalidad antes de alcanzar la superficie”.

 

Plutón. Este mapa se basa en una serie de imágenes captadas por la misión espacial Nuevos Horizontes (New Horizons) de la NASA, lanzada en 2006 con el objetivo de explorar Plutón. En 2015, la nave sobrevoló cerca de este planeta y tomó varias imágenes de alta resolución que posteriormente fueron analizadas para crear este mapa.

Mapas del universo

 

 

Mapa de rayos gamma. Los rayos gamma son una forma de radiación electromagnética con energía extremadamente elevada. La radiación de rayos gamma tiene longitud de onda mucho más corta que la luz visible, esto es, del orden de 100x10-12 metros o menores. En astrofísica, este tipo de radiación proviene de fenómenos muy violentos tales como explosiones de supernova, colisiones a gran velocidad, chorros de partículas, agujeros negros, entre otros.

El telescopio Fermi o telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi es un observatorio espacial diseñado para estudiar las fuentes de rayos gamma del universo con el objeto de detallar un mapa de las mismas. Luego de un par de años de observaciones, los especialistas desarrollaron un mapa detallado en longitudes de onda de rayos gamma.

Fermi tiene un telescopio que mapea continuamente todo el cielo en busca de fenómenos astrofísicos, como núcleos activos de galaxia, púlsares o restos de supernovas. 

Mapas en escala logarítmica. Un grupo de investigadores en Estados Unidos produjo un nuevo mapa del universo que muestra los descubrimientos más recientes, que van desde objetos localizados en el cinturón de Kuiper hasta galaxias y cuásares detectados por el Sloan Digital Sky Survey. Se trata de una proyección basada en escala logarítmica del plano complejo, que preserva las formas locales y que además muestra el rango entero de escalas astronómicas (desde la vecindad terrestre hasta la radiación cósmica de microondas).

Mapas astronómicos tridimensionales. De acuerdo con la doctora Elizabeth Martínez Gómez, el continuo avance en la arquitectura de las computadoras y el desarrollo de software tanto para el manejo como para la visualización de datos, hacen posible que los astrofísicos computacionales generen mapas en tres dimensiones con mayor y mejor resolución.

Por ejemplo, la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) cuenta con un equipo de científicos expertos y desarrolladores de software (Consorcio para el Procesamiento y Análisis de Datos) capaces de procesar y validar los datos de la misión espacial GAIA.

La misión GAIA tiene por objetivo realizar un censo de casi mil millones de estrellas de la Vía Láctea y observar cada una de estas alrededor de 70 veces para registrar datos de interés para los científicos. Con este proyecto se desea responder a cuestiones sobre la estructura, origen y evolución histórica de la galaxia.

 

Mapa Vía Láctea. En abril de este año, la misión GAIA presentó el primer mapa de tres dimensiones más completo de la Vía Láctea, resultado de dos años de análisis de datos, de 2014 a 2016.

“Para este proyecto se analizaron muchos datos e imágenes. El mapa representa las principales galaxias y agujeros negros que se encuentran a cuatro mil millones de años luz”, dice la doctora Elizabeth Martínez. 

Planetas en Google Maps

En 2017, Google Maps compartió una plataforma para que cualquier usuario pueda “explorar” el universo desde su computadora o un dispositivo móvil con acceso a Internet.

 

 

“Para ilustrar esto, uno de los proyectos de exploración planetaria más exitosos de la NASA-ESA fue la misión Cassini-Huygens. Durante sus veinte años en el espacio, se recopilaron cientos de miles de fotos tanto de Saturno y sus lunas como de Júpiter y sus lunas más grandes. Las imágenes captadas por Cassini muestran aspectos del sistema solar nunca antes vistos”, añade Elizabeth Martínez, también miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).

El gigante de la información, como también se le conoce a Google, muestra en este enlace la superficie de 16 planetas y satélites.


Esta obra cuyo autor es Agencia Informativa Conacyt está bajo una licencia de Reconocimiento 4.0 Internacional de Creative Commons.

 

 

 

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La revista Nature publicó su tradicional recuento de los hechos que marcaron 2018. Señaló que los investigadores pueden celebrar algunos hitos, incluido el mapa más preciso hasta el momento de las estrellas de la Vía Láctea.

En el área de la Astronomía, las noticias científicas que impactaron y dieron la vuelta al mundo durante los últimos doce meses son, según Nature:

Fue un año de comienzos y finales para las agencias espaciales del mundo. La NASA comenzó a desarrollar conceptos para una estación espacial cerca de la Luna, luego de una orden presidencial de 2017 para devolver a los astronautas a la superficie lunar. La agencia también está trabajando con compañías para desarrollar pequeños lanzadores lunares. Y en diciembre, China lanzó su vehículo móvil Chang’e-4, que intentará el primer aterrizaje suave en el otro lado de la Luna.

La misión BepiColombo, de la Agencia Espacial Europea (ESA), se lanzó en octubre en un viaje a Mercurio, y en agosto, la sonda solar Parker Solar de la NASA se dirigió al Sol. Mientras tanto, dos sondas viajaron al espacio interplanetario para recoger la suciedad cósmica de los asteroides cercanos a la Tierra. La nave Hayabusa2, de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, arrojó dos pequeños robots sobre el asteroide Ryugu. Y en diciembre, OSIRIS-Rex, de la NASA, llegó a su propia roca, llamada Bennu.

Pero la agencia espacial estadounidense también se despidió. Su nave espacial Dawn se quedó sin combustible en octubre después de visitar los grandes asteroides Vesta y Ceres; en el mismo mes, la NASA terminó las operaciones científicas para su cazador de exoplanetas de larga duración, el telescopio espacial Kepler.

En Marte, una tormenta de polvo en todo el planeta cortó en junio las comunicaciones con el roedor Opportunity de 15 años de la NASA, que ahora se teme se haya perdido. Pero un descubrimiento reportado en julio reveló un objetivo potencial para futuras exploraciones. Los investigadores anunciaron que el orbitador Mars Express de la ESA había descubierto un posible lago bajo el hielo cerca del polo sur del planeta.

De vuelta en la Tierra, dos antenas de radio en el interior de Australia encontraron indicios indirectos de las primeras estrellas del universo cuando comenzaron a brillar alrededor de 180 millones de años después del Big Bang. Si los científicos pueden confirmar estas señales del “amanecer cósmico”, anunciado en febrero, tendrán sus primeros destellos de una época que hasta ahora ha sido imposible de observar.

Los datos de la sonda Gaia de la ESA produjeron un mapa 3D de la Vía Láctea con una precisión sin precedentes. Registra las posiciones, distancias, colores, velocidad y direcciones de movimiento de 1.3 mil millones de estrellas, y ya ha generado más de 400 documentos desde su lanzamiento en abril. El mapa también ha demolido la imagen de la Vía Láctea como una espiral en rotación constante, mostrando en cambio que la galaxia todavía se está moviendo de un lado a otro por las interacciones con galaxias más pequeñas en los últimos mil millones de años.

Y por primera vez, los astrofísicos rastrearon los orígenes de un neutrino de alta energía a un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia distante. El hallazgo, anunciado en julio, podría ayudar a los investigadores a localizar la fuente de los rayos cósmicos, las partículas más energéticas de la naturaleza, porque los científicos creen que algunos rayos cósmicos y neutrinos de alta energía se producen de la misma manera.

Con información de la Academia Mexicana de Ciencias y de Nature https://www.nature.com/articles/d41586-018-07685-3

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Sábado, 22 Diciembre 2018 05:32

Un mapa celeste trazado con rayos cósmicos

Guadalajara, Jalisco. 12 de diciembre de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- Cada segundo, millones de astropartículas caen por todas direcciones a la Tierra sin que nos demos cuenta. Estos rayos cósmicos provienen de objetos tan lejanos como centros activos de galaxias, remanentes de supernovas y otros aceleradores cósmicos, y el largo viaje que trazan estos miles de rayos antes de llegar a nuestro planeta podría darnos una idea de cómo es el cielo que observamos.

Con información obtenida de los observatorios de neutrinos, IceCube, y de rayos gamma, HAWC (acrónimo de High AltitudeWaterCherenkov), el astrofísico tapatío Juan Carlos Díaz Vélez desarrolló un mapa del cielo; para este fin, se analizaron datos de las caídas de rayos cósmicos para determinar la energía y dirección de arribo de estas señales en ambos hemisferios de la Tierra.

“Como los rayos cósmicos vienen con una carga eléctrica, son afectados por los campos magnéticos y éstos ejercen una fuerza en las partículas y las desvían, y las partículas de los rayos cósmicos pueden ir viajando en espiral o girando y cuando llegan a la Tierra es difícil detectar su origen porque son desviados muchas veces en su camino”.

Díaz Vélez, doctor en ciencias físico matemáticas por el Centro Universitario de Los Valles (CUValles) de la Universidad de Guadalajara (UdeG), desarrolló este trabajo como su tesis doctoral. Durante su posgrado, este astrofísico tapatío colaboró con HAWC yIceCube, localizados en Puebla y el Polo Sur, respectivamente, de donde obtuvo un cúmulo de datos.

 

El doctor Juan Carlos Díaz es egresado del Centro Universitario de Los Valles de la Universidad de Guadalajara, fotografía cortesía de Juan Carlos Díaz.

 

Uno de los objetivos de este trabajo fue definir ambas partes del cielo, para lo cual, el doctor Díaz Vélez, quien actualmente trabaja en el Centro de Astrofísica y Partículas IceCube en la Universidad de Wisconsin, en Madison, Estados Unidos, reunió los datos de ambos observatorios para generar un mapa de los dos hemisferios.

El investigador bromea al señalar que su trabajo consistió en “pepenar” la información de rayos cósmicos que los observatorios desechaban. Con estos datos, Díaz Vélez observó la anisotropía de estos objetos, es decir, la dirección de la que provienen esos rayos cósmicos con base en la influencia que éstos tenían con el magnetismo que ejerce la heliosfera.

“Aunque hay partículas que llegan a la Tierra de forma aleatoria, digamos que una de cada mil conserva su alineación sin ser alterada por los campos magnéticos, por lo que no son completamente aleatorios, sino que se puede detectar la anisotropía en la distribución de las direcciones de su arribo, es decir, no es uniforme el cielo, hay partes donde hay un exceso de rayos cósmicos”.

Astrofísica para entender el cielo

Para elaborar este mapa, el doctor Díaz Vélez utilizó los datos que el observatorio de neutrinos IceCube recolectó entre mayo de 2011 y mayo de 2016; con esa información se formó el lado sur del mapa. Por otra parte, para el hemisferio norte se empleó la información que HAWC captó en dos años: de mayo de 2015 a mayo de 2017.

Con este mapa será posible obtener mayor información sobre las fuentes de rayos cósmicos que llegan a la Tierra. En este plano se podrán indicar los niveles del flujo de rayos cósmicos para que sea fácilmente identificable de dónde provienen. El doctor Díaz Vélez añade que además de entender las direcciones, también se podrá conocer cómo interactúan la heliosfera y el campo magnético interestelar.

“La anisotropía mapea el campo magnético interestelar cercano al sol y también parece indicar que hay un exceso de rayos cósmicos provenientes de remanentes de supernovas cercanas, como podría ser el caso de la constelación Vela o la estrella de neutrones Geminga, que están en el hemisferio sur referente a la dirección del campo magnético”.

 

El investigador participa en los experimentos que realiza el observatorio de Neutrinos IceCube, localizado en el Polo Sur, fotografía cortesía de Juan Carlos Díaz.

Este trabajo también permitirá conocer sobre la estructura del campo magnético interestelar y la heliosfera, es decir, la estructura donde el sol ejerce la influencia de su viento solar, explica Díaz Vélez, y agrega que actualmente las sondas Voyager I y II han logrado aportar conocimiento en el tema, la trayectoria recta en que viajan dificulta su observación a mayor escala.

Díaz Vélez, miembro nivel Candidato al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), explica que este mapa funciona como un histograma, por lo que cada punto en el cielo representa un número de partículas detectadas, por ejemplo, de un lado puede haber millones de rayos cósmicos identificados, mientras que desde otra dirección la cifra puede ser menor.

En el caso de IceCube, se detectó un promedio de tres mil rayos cósmicos por segundo, y desde HAWC se captaron hasta 30 mil rayos cósmicos por segundo. El astrofísico destaca que los resultados de este estudio pronto se publicarán en la revista The Astrophysical Journal.

“Aún hay detalles que queremos seguir estudiando acerca de esta anisotropía, por ejemplo, si ésta cambia a través del tiempo o si es afectada por las variaciones en el cambio magnético solar; también queremos saber si se puede obtener más información del origen de las fuentes de rayos cósmicos y entender la estructura de los campos magnéticos en el medio interestelar”.

Esta obra cuyo autor es Agencia Informativa Conacyt está bajo una licencia de Reconocimiento 4.0 Internacional de Creative Commons.

 

 

 

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Nicté Luna, Guillermo Barrios del Valle y Miriam Verónica Cruz-Salas

Instituto de Energías Renovables, UNAM.

Nicté Luna es Mtra. en Filosofía de la Ciencia en el área de Comunicación de la Ciencia. Guillermo Barrios es Investigador Titular A dentro del grupo Energía en Edificaciones, donde desarrolla investigación básica y aplicada para alcanzar el confort térmico en edificaciones usando el mínimo de energía. Miriam Verónica Cruz-Salas es Arquitecta con Doctorado en Ingeniería en Energía en el área de Diseño de Edificios Bioclimáticos e investigadora posdoctorante. Esta publicación fue revisada por el comité editorial de la Academia de Ciencias de Morelos.

 


Apenas se asomaba el primer rayo de Sol detrás del majestuoso Popocatépetl cuando Porfirio, habitante de Temixco, Morelos, se preparaba para iniciar la jornada laboral. Cada mañana se levantaba, tomaba un jarro de café de olla con una pieza de pan, agarraba su sombrero de paja y partía rumbo a la construcción de la obra en turno. Este ritual lo había practicado durante los 20 años que tenía en el oficio de construir casas. El Maistro, como era conocido por sus trabajadores, tenía la filosofía de empezar el día con el primer rayo de luz, y regresar a casa pasadas las 15:00 horas para compartir los alimentos con su familia.

Además de los conocimientos técnicos que se requieren para practicar la albañilería, el Maistro utilizaba el Sol como herramienta para proponer a sus clientes la construcción de una casa que tuviera la orientación adecuada, es decir, que la fachada quedara con una alineación Norte-Sur, con ventanas al Norte y Sur y con protecciones solares en ellas para evitar la radiación directa, para que en la temporada de calor se pudiera sobrevivir al infierno de 38 ºC que se llega a alcanzar en verano en aquel lugar; para ello, el Sol era su mejor aliado. Porfirio había observado la trayectoria del Sol en el cielo, y había notado que el Sol, aunque siempre sale por el Este y se oculta por el Oeste, algunos días sale más hacia el Sur y otros más hacia el Norte. El Maistro era un observador amateur de lo que técnicamente se conoce como trayectoria solar aparente.

Todos sabemos que la Tierra es la que se mueve alrededor del Sol, pero desde la Tierra, lo que parece que se mueve es nuestra estrella. La trayectoria solar aparente, percibida por Porfirio, tiene su origen en el movimiento de traslación de nuestro planeta y en el ángulo de declinación solar. Recordemos que la rotación es el giro que da la Tierra sobre su propio eje y que nos da el día y la noche, mientras que el movimiento de traslación es aquel donde ésta se mueve alrededor del Sol.

Los cambios que podemos percibir en la posición del Sol durante el año dependen de la latitud del lugar en que estamos y también de lo que se conoce como ángulo de declinación solar, del que hablaremos con detalle en la siguiente sección. La latitud mide qué tan al Norte o al Sur se encuentra un punto geográfico o un observador, Porfirio en este caso, y se mide con el ángulo que se forma entre el sitio donde se encuentra Porfirio y el plano del ecuador de la Tierra.

 


Inclinación del eje de rotación de la Tierra y el ángulo de declinación solar

El eje de rotación de la Tierra tiene un ángulo de 23.4º y apunta siempre hacia la estrella polar, esto hace que, para un lugar fijo en nuestro planeta y a la misma hora, no incida la misma intensidad de radiación solar a lo largo del año.

El movimiento de rotación de la Tierra (Figura 1), tomando como referencia al Sol y a un meridiano (líneas que atraviesan la Tierra de polo a polo), toma 23 horas, 56 minutos y 4 segundos y se le conoce como día solar. Uno suele pensar que el día tiene 12 horas y la noche otras 12 horas, pero debido a la inclinación del eje terrestre, durante el año, hay días en los que cierta superficie terrestre tiene más horas de luz solar, por lo que el día puede ser más largo a 12 horas o más corto.

Figura 1. Diagrama sobre la incidencia de la radiación solar para los solsticios de verano (izquierda)  e invierno (derecha)

 


Ahora bien, describamos qué es el ángulo de declinación solar. Este ángulo se forma entre el plano ecuatorial y una línea imaginaria que va del centro de la Tierra al centro del Sol.  (Ver Figura 2). Debido a que el eje de rotación conserva su inclinación durante el movimiento de traslación, el ángulo de declinación solar varía desde los 23.4 a los -23.4º a largo del año y es el mismo para todo el planeta. Los equinoccios y solsticios suceden cuando el ángulo de declinación es cero o alcanza el valor de +- 23.4º, respectivamente. Durante los equinoccios la duración del día y la noche son iguales y marcan el inicio de la primavera (equinoccio de primavera) y del otoño (equinoccio de otoño) y durante los solsticios sucede el día más largo (solsticio de verano) y la noche más larga (solsticio de invierno).

De esta forma la traslación de nuestro planeta y la declinación solar son las causas de las cuatro estaciones del año, de la trayectoria solar aparente, así como del cambio en la duración del día solar a lo largo del año.

 


Figura 2. Ángulo de declinación solar

 


De Este a Oeste, de Norte a Sur

Para calcular la posición del Sol en cierto día, es necesario conocer la latitud del lugar en donde nos encontramos y el ángulo de declinación para esa día, y por medio de ecuaciones es posible calcular la posición y, por lo tanto, la trayectoria solar aparente para los 365 días del año. Una de las herramientas que se utilizan para visualizarla es la gráfica estereográfica solar. Con esta herramienta, se puede mapear dicha trayectoria en un plano, vista desde el nadir (el punto que se encuentra bajo nuestros pies), para cualquier latitud de la superficie terrestre, y por lo tanto se puede ubicar al Sol para cualquier día y hora del año y se utiliza para el cálculo de las protecciones solares de ventanas.

Veamos un ejemplo de gráfica solar estereográfica. El municipio de Temixco, Morelos, se encuentra a una latitud de 18.85º Norte. Desde ese punto, la trayectoria solar aparente trazada en una gráfica estereográfica solar se vería como en la Figura 3. Imaginemos que nos encontramos el punto donde se intersecan los ejes de los puntos cardinales: Norte (N), Sur (S), Este (E) y Oeste(O). El círculo exterior de la gráfica representa el límite en el horizonte. Las líneas curvas horizontales dibujan la trayectoria aparente del Sol para los días que ahí se anotan, y las líneas curvas verticales representan las horas del día, que van de las 6 horas en el lado Este, a las 18 horas en el lado Oeste.

Vamos a localizar los dos días en que el ángulo de declinación es cero (21 de marzo y 23 de septiembre) y los días en que el ángulo de declinación es 23.4º (22 de junio) y cuando es -23.4º (22 de diciembre). Lo primero que podemos notar es que el 21 de marzo y el 23 de septiembre el Sol tiene la misma trayectoria solar aparente y si contamos las líneas curvas verticales notaremos que nos dan 12 horas de día y por lo tanto 12 horas de noche (equinoccio). También se puede hacer notar que en la trayectoria solar aparente el Sol sale exactamente por el Este y se pone exactamente por el Oeste y que durante su trayectoria aparente el Sol se localiza hacia el Sur.  El 22 de Junio corresponde a la línea curva horizontal que se encuentra más al Norte, se puede notar que para esta fecha el día tiene más de 12 horas de duración (el día más largo) y le corresponde la noche más corta del año. El 22 de Diciembre corresponde al día más corto del año y además el Sol sale por el Sur y durante toda su trayectoria aparente lo localizamos al Sur.

 


 

Figura 3. Gráfica solar estereográfica para Temixco, Morelos, latitud 18.85º Norte.

 

Bajo la sombra de una protección solar

Las largas horas de trabajo bajo los intensos rayos del Sol hicieron a Porfirio valorar la sombra, algo cotizado en aquel lugar por la escasa presencia de árboles frondosos. Lo que había eran apenas unas cuantas varas con contadas hojas que se erguían presumiendo ser algo parecido a un árbol. Por ello el Maistro sabía que, dependiendo de la orientación de las fachadas de sus construcciones y del uso de ventanas y protecciones solares en ellas, estas podrían hacer de las casas un oasis en medio del infierno o la extensión del mismo.

Porfirio ya había notado que la temperatura del ambiente suele alcanzar su valor máximo unas dos o tres horas después del mediodía solar, por lo que evitaba poner ventanas al oeste para que no entrara la radiación solar directa a estas horas. Además, había observado que al inicio del verano, si él veía hacia el Sur, el Sol le quedaba por detrás, mientras que en el invierno el sol estaba al frente (Ver Figura 4), también se había dado cuenta de que la mayor parte del año el astro rey se encontraba al Sur. Por ello, aunque las fachadas de sus casas tenían una orientación Norte-Sur con la finalidad de evitar las ganancias de calor por la incidencia de la radiación solar sobre la casa, acostumbraba poner una protección solar horizontal, conocida como alero, en las ventanas al Sur para proteger de la luz directa del Sol y otra igual, a veces un poco más pequeña si no le importaba al dueño, en las ventanas al Norte, esto ayudaba a hacer las casas más frescas. El cálculo de Porfirio era más bien empírico, por lo que no siempre le atinaba.

Figura 4. Trayectoria solar aparente en Temixco, Morelos durante el inicio de las estaciones del año. Se puede ver somo los rayos del sol inciden sobre una casa. Obtenidas de la app Sunrveyor Lite.

 


Los aleros son quizá las protecciones solares más conocidas, tienen la finalidad de brindar protección de los rayos solares, principalmente cuando la orientación de los ventanales es Sur y Norte. Sin embargo, no son la única forma de protección solar, existen también los “quiebrasoles” que son elementos arquitectónicos verticales que los protegen durante las primeras y últimas horas del día, es decir, durante el amanecer y el atardecer. Pero, ¿cuál es la longitud que debe tener un alero para evitar la radiación directa del Sol si la trayectoria solar aparente cambia a lo largo del año?

El dimensionamiento de las protecciones solares se realiza comúnmente con una gráfica solar, una mascarilla de sombreado, las dimensiones de las ventanas y estableciendo los horarios y la época del año en el que se desea el sombreado sobre la ventana.

Al ángulo que forman los rayos solares con el horizonte se le llama altura solar y vale 0º a la hora de la salida y puesta del Sol y alcanza el valor máximo al mediodía solar. Conociendo este ángulo y la altura de la ventana podemos calcular la longitud del alero para diferentes fechas, como se muestra en la Figura 5.

Imaginemos que en Temixco, Morelos (latitud de 18.85º Norte) tenemos un ventanal de un 1x1m con orientación sur y queremos protegerla de los rayos del Sol al mediodía solar durante los solsticios de invierno (22 de Diciembre) y el de verano (22 de Junio)  y los equinoccios, como se muestra en la Figura 5. El 22 de Diciembre al mediodía solar, el Sol tiene una altura solar de 48º, por lo que para proteger la ventana de 1m de altura, se requiere un alero horizontal de 90 cm, como el mostrado en la Figura 5. El 22 de Junio al mediodía solar, el Sol tiene una altura solar de 95º pero se encuentra al Norte o atrás de la ventana, por lo que la radiación directa no es capaz de entrar. Para los equinoccios, la altura solar al mediodía es de 72º por lo que se requeriría un alero horizontal más corto, 50cm, del que ya se había colocado. La longitud del alero se calcula con funciones trigonométricas que involucran la altura de la ventana y el ángulo solar.

 

Figura 5. Ventana de 1m de altura orientada al Sur y la posición del Sol al mediodía solar para los solsticios y equinoccios.

 


De esta forma, colocar una protección solar a una ventana de una vivienda evitará el ingreso de una gran cantidad de calor debido a la radiación solar directa, y junto con otras estrategias bioclimáticas será como estar en un oasis, esto se aplica en cualquier lugar del planeta con temperaturas altas y con altos niveles de irradiación solar, como sucede en Temixco, Morelos.

Conociendo la trayectoria aparente del Sol, la ubicación (latitud), orientación y dimensiones de una ventana, es posible calcular las dimensiones de las protecciones solares que contribuyan a la construcción de una casa fresca, aunque otros elementos como el color de las paredes exteriores, los materiales usados en muros y techos, la ventilación cruzada y la altura de los techos también juegan un papel importante. En las vísperas del solsticio de invierno, hemos explicado en este artículo, la ciencia detrás de las observaciones y experiencia del Maistro Porfirio, que hacen la diferencia cuando se vive en un lugar con tanto calor que puede parecer un verdadero horno.

 


Esta columna se prepara y edita semana con semana, en conjunto con investigadores morelenses convencidos del valor del conocimiento científico para el desarrollo social y económico de Morelos. Desde la Academia de Ciencias de Morelos externamos nuestra preocupación por el vacío que genera la extinción de la Secretaría de Innovación, Ciencia y Tecnología dentro del ecosistema de innovación estatal que se debilita sin la participación del Gobierno del Estado.

 


Lecturas recomendadas

García, M., Huelsz, G., Díaz, S., Cruz-Salas, M., Valdez, M., Castillo, J. (2016).

Estancia de verano de la investigación científica trabajando en el tema “Energía y confort térmico en edificaciones”, Disponible en: https://goo.gl/VXQQoB

Duffie, J. y Beckman, W (2013). Solar Engineering of Thermal Processes. Editorial Wiley.

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Sábado, 15 Diciembre 2018 06:27

Cuando muere una estrella

Ciudad de México. (Agencia Informativa Conacyt).- Para los primeros observadores —que en sus materiales incluían telescopios de baja resolución— la apariencia de las nebulosas tenía similitud a los planetas gigantes del sistema solar.

Sin embargo, el avance y sofisticación de los instrumentos de observación permitieron definir que estaban lejos de comprobar una relación con los planetas gigantes, pero sí de encontrar una relación más cercana con las estrellas.

Así, encontraron que durante la mayor parte de su ciclo vital, las estrellas brillan gracias a las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en el núcleo estelar. Una vez que su fin se aproxima, aquellas estrellas que alcanzan la fase de gigante roja agotan sus reservas de hidrógeno y las capas exteriores son expulsadas al medio interestelar formando estelas multicolores características de su dispersión.

En ausencia de estas capas, subsiste un pequeño núcleo de la estrella, conocido como enana blanca, que se encuentra a una gran temperatura y brillo intenso.

Podría decirse que la nebulosa planetaria es comparable a las cenizas de la mítica ave fénix, con la diferencia de que una vez formada la enana blanca, esta se enfría y se apaga de manera paulatina para hipotéticamente convertirse en una enana negra que vaga de forma indefinida por el cosmos.

Sin embargo, mientras esto sucede, el espectáculo visual que dejan dichas reacciones químicas en el espacio es el legado invaluable que los primeros observadores de estrellas han dejado a las nuevas generaciones para resolver incógnitas que levitan en el misterioso universo.

La doctora Gloria Delgado Inglada, investigadora del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), es especialista en el estudio de nebulosas planetarias en diferentes galaxias, y en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt explicó la importancia del estudio de estos objetos y su papel en la evolución química de las galaxias.

Continua evolución

De acuerdo con la investigadora, cuando las capas externas de las estrellas son expulsadas al espacio queda un remanente estelar que brilla intensamente y se encuentra a gran temperatura.

Así, la radiación ultravioleta emitida por este núcleo ioniza las capas externas que la estrella había expulsado, creando así esta envoltura brillante en expansión de plasma y gas ionizado que las caracteriza.

“México es uno de los países pioneros en el estudio de nebulosas fotoionizadas, y sus investigadores han realizado descubrimientos importantes, por lo que cualquier nuevo avance tiene una repercusión significativa. Saber de ellas es muy importante en la astronomía, pues nos permite conocer —entre otras cosas— sobre la evolución química de las galaxias”.

Las nebulosas planetarias tienen su origen principalmente cuando estrellas de masas medias o bajas agotan su combustible nuclear, esto provoca inestabilidad en la estrella por las variaciones de temperatura, y hace que la capa de helio en fusión se expanda para enfriarse rápidamente.

Esta reacción da como resultado violentas pulsaciones que finalmente adquieren la intensidad suficiente como para expulsar por completo la atmósfera estelar al espacio y los gases salientes forman una nube de material alrededor del núcleo de la estrella que ya está expuesto.

“Dentro de mis últimos trabajos se encuentra el estudio de los elementos químicos que se producen dentro de las estrellas de baja masa como nuestro sol. Junto con mi equipo encontramos que estrellas como el sol en nuestra propia galaxia pueden producir algo de oxígeno, algo que anteriormente se pensaba que no ocurría o no de manera importante”.

Nuevas perspectivas sobre el universo

Cuando existen descubrimientos de este tipo, tienen un impacto en nuestro conocimiento del universo, y de acuerdo con Gloria Delgado, cambia la forma de entender la producción de elementos químicos o cómo las galaxias van cambiando su composición química.

Los estudios especializados confirman que la fase de nebulosa planetaria finaliza cuando hay una recombinación en la nube de gas, abandona el estado de plasma y se vuelve invisible.

Para que todo este proceso llegue a completarse en una nebulosa planetaria típica, se requiere de 10 mil años aproximadamente —muy poco tiempo comparado con la vida de una estrella—. Después el remanente estelar, que es una enana blanca, permanecerá sin sufrir cambios en su evolución mientras se enfría lentamente.

“Ahora tenemos un conjunto de quince galaxias aproximadamente incluyendo la Vía Láctea, donde estudiamos las diferencias entre las nebulosas planetarias en las distintas galaxias, pues consideramos que la formación y evolución de estrellas en cada una de ellas —las galaxias— fue diferente, algo que tiene que verse reflejado en las nebulosas planetarias que encontramos”.

De acuerdo con la especialista, las galaxias pasan por periodos de formación estelar, algunas de ellas todavía están formando estrellas y otras ya no lo hacen. Todo esto debe tener repercusión en las nebulosas planetarias que encuentran en las distintas galaxias.

Anteriormente el universo primitivo consistía en dos elementos químicos: hidrógeno y helio; sin embargo, con el paso del tiempo las estrellas han ido creando elementos de mayor peso a través de la fusión nuclear.

 

 

De esta manera, los gases que conforman la nebulosa planetaria contienen una importante proporción de elementos más pesados que el helio, como el carbono, nitrógeno y oxígeno, lo que contribuye a enriquecer el medio interestelar a medida que la nebulosa planetaria se mezcla con el mismo.

Resolviendo incógnitas

Los especialistas estiman el reconocimiento de tres mil nebulosas planetarias tan solo en nuestra galaxia; sin embargo, uno de los grandes problemas en el estudio de estos fenómenos espaciales es que, en la mayoría de los casos, las distancias están mal determinadas o llegan a considerar nebulosas planetarias aquellos vestigios que no lo son.

Por esta razón, Gloria Delgado y su equipo de investigación trabajan desde hace dos años en la identificación y clasificación correcta de las nebulosas planetarias y en la construcción de nuevos modelos de fotoionización en computadora que caractericen mejor dichos objetos.

“Estos modelos te permiten estudiar las nebulosas que están siendo ionizadas por una o muchas estrellas. Con esta técnica hemos construido varios modelos y los queremos comparar con las nebulosas reales en las distintas galaxias que estudiamos, y así comparando la teoría con las observaciones, comprenderemos mejor las nebulosas planetarias y sus estrellas progenitoras”.

Para lograr esto, se han basado en los datos disponibles en la literatura que han sido obtenidos en telescopios de Baja California, Chile y España, entre otros lugares.

La especialista consideró que es una gran satisfacción poder encontrar en el camino nuevos problemas abiertos, lo que permite tener nuevas vertientes de investigación que lleven a una resolución del problema y al mismo tiempo llevarse una lección aprendida.

“Esta carrera consiste en investigar problemas y tratar de resolverlos y los resultados se dan a conocer continuamente mediante publicaciones de artículos. Entonces, aunque algunos trabajos requieran de muchos años, hay que ir publicando aunque sea pequeños avances, porque así es el mundo de la investigación”.

Se cuente o no con experiencia para estudiar las estrellas, estos astros han fascinado a la humanidad desde tiempos remotos, por lo que su vida y muerte también forman parte de las anécdotas oníricas que invitan a tener más cercanía con el firmamento.

 

 

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 Liberó energía equivalente a varios millones de bombas atómicas, explicó Ligia Pérez Cruz, del Instituto de Geofísica de la UNAM.

 Con menos de 10 segundos de duración, el golpe ocasionó ondas de choque, vibraciones sonoras que fragmentaron pequeñísimas partículas de roca y propiciaron su proceso de fluidización, detalló.

El impacto del meteorito en Chicxulub, Yucatán, hace 66 millones de años, no solamente causó la extinción del 76 por ciento de las especies terrestres, entre ellas los dinosaurios; también provocó que partículas de rocas muy duras se comportaran como fluidos, reportan los más recientes resultados sobre ese hallazgo.

El evento liberó energía equivalente a varios millones de bombas atómicas; con menos de 10 segundos de duración, el súbito golpe ocasionó ondas de choque, vibraciones sonoras que fragmentaron pequeñísimas partículas de roca y propiciaron su proceso de fluidización, explicó Ligia Pérez Cruz, investigadora del Instituto de Geofísica (IGf) de la UNAM e integrante del grupo internacional que estudia el evento desde hace varios años.

“Nuestra propuesta es la fluidización: a la hora del impacto hubo una fragmentación de las partículas de rocas en otras muy pequeñas, y debido a la onda de choque que se generó, se produjeron grandes vibraciones que hicieron que dichas partículas se comportaran como si fueran un fluido. Esto explica cómo fue posible que en algunos segundos se pudiera desplazar tanta cantidad de material”, detalló.

Como arena en una bocina

Para explicar el fenómeno acústico (vibraciones sonoras), Pérez Cruz ejemplificó: “Es como cuando se ponen granitos de arena en una bocina y al aumentar el volumen vibran; si se reduce el volumen, vibrarán menos. En Chicxulub hubo una onda de choque con una enorme frecuencia, que provocó la fluidización”.

Llegar a este resultado fue posible luego de extraer núcleos de roca en la parte marina del cráter, en una formación conocida como “anillo de picos”, semejante a una cadena montañosa.

En esta investigación se estudian las rocas corticales, que están de 700 a mil 300 metros de profundidad. “Son granito (compactas y duras), con fisuras, y como su secuencia es tan larga (una columna de 700 metros), las observamos a nivel microscópico con técnicas sofisticadas, para saber cómo se movieron estas grandes cantidades de material”, relató.

La propuesta de los científicos es que la fluidización provocada por la acústica, derivada de la onda de choque, ocurrió en las partículas más pequeñas.

La evidencia de esta teoría son los minerales que están en las rocas a las que han tenido acceso mediante excavaciones directas. “Unos materiales tienen más dureza que otros. En la parte del impacto se ven las fracturas, por ejemplo de los cuarzos, que son minerales muy duros”, señaló Pérez Cruz.

En minerales menos duros se pueden ver las partículas más pequeñas y cómo el comportamiento fue tan rápido que pudo mover todo este material. “En menos de 10 segundos (los modelos hablan de cinco segundos) se hizo un hueco de 25 kilómetros”.

“Tuvimos la oportunidad de perforar exactamente en el ‘anillo de picos’ y tener la evidencia de estos más de 700 metros de material cortical. Son los resultados de la perforación marina que se hizo en 2016, a unos 30 kilómetros al noroeste de Progreso, Yucatán”.

En 2013, concluyó la científica, el estudio de magnetometría y geotecnia para conocer las condiciones del subsuelo se hizo a bordo del buque Justo Sierra de la UNAM. “Entonces se eligieron tres puntos susceptibles de ser perforados y se decidió por el ‘anillo de picos’”.

 

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Sábado, 01 Diciembre 2018 05:44

¡Cuidado con las tormentas solares!

Ciudad de México. (Agencia Informativa Conacyt).- El Laboratorio Nacional de Clima Espacial (Lance) monitorea y estudia la actividad del Sol y del entorno espacial, con el fin de realizar pronósticos sobre el clima espacial en el territorio mexicano y alertar sobre las posibles afectaciones que este podría tener en la Tierra.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Juan Américo González Esparza, responsable del Lance, dijo que el Servicio de Clima Espacial México (Sciesmex) responde a la necesidad del Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred) y de la Agencia Espacial Mexicana (AEM) de contar con acciones de política pública para la prevención de eventos de clima espacial.

“Con el sistema de aviso temprano del Sciesmex reportamos eventos en tiempo real en colaboración con agencias internacionales, en este caso con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés) y otros servicios de clima espacial, cuando hay actividad solar o magnética que pueda tener afectaciones a los sistemas tecnológicos críticos para México”.

Por su parte, el doctor Víctor de la Luz Rodríguez, investigador del Lance, dijo que no fue sino hasta 2003 cuando el clima espacial cobró una importante relevancia para la física espacial, ya que en ese año ocurrieron las fulguraciones solares más intensas registradas en los últimos años y cuyos efectos incluyeron interrupciones en los sistemas de telecomunicaciones, apagones en Suecia y la aparición de auroras boreales más allá de los polos norte y sur.

El grupo interdisciplinario dedicado al estudio del clima espacial del Lance está integrado por investigadores del Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Morelia, la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL) y además cuenta con investigadores del programa Cátedras del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

La información para el monitoreo de la actividad solar es obtenida a través de la cooperación con la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en inglés), la NOAA, que cuentan con satélites apuntando directamente al sol. El Lance recibe datos en tiempo real en los que se observa la superficie del Sol y cifras sobre la radiación proveniente de él.

El laboratorio cuenta con el radiotelescopio de centelleo interplanetario (CIP) localizado en el municipio de Coeneo, en Michoacán, el radioespectrógrafo Callisto y una cámara de burbujas ionosféricas, que forman parte de su instrumentación, y adicionalmente se obtienen datos de observatorios y redes asociadas.

¿Qué es el clima espacial?

El clima espacial, también conocido como meteorología del espacio, mide y analiza las propiedades físicas del Sol, el entorno espacial, la magnetósfera, la atmósfera y la superficie de la Tierra que es afectada de manera directa e indirecta por la actividad de nuestra estrella.

“El Sol, como todas las estrellas, es una gigantesca esfera de gas caliente, donde en su interior están ocurriendo reacciones nucleares y se está liberando una enorme cantidad de energía. Esta energía emerge a la superficie y sale en forma de luz; sin embargo, la superficie del Sol también es muy activa y dinámica, tiene campos magnéticos y gigantescas burbujas de gas que se están moviendo”, explicó el físico espacial.

La combinación del movimiento de gases y el campo magnético producen en el Sol regiones conocidas como manchas solares, en las cuales el campo magnético es muy intenso y se producen explosiones. Estas explosiones también son denominadas tormentas solares y expulsan al espacio grandes cantidades de energía en forma de luz, radiación, partículas energéticas o en forma de nubes de plasma que además están cargadas con un campo magnético.

A pesar de que la Tierra cuenta con un campo magnético que actúa como escudo contra las tormentas solares, estas llegan a alcanzar una gran intensidad, lo que puede provocar afectaciones en los sistemas tecnológicos y a las personas, pues prácticamente todas las operaciones de la sociedad moderna dependen de ellos.

“Sabemos que cada vez que hay una tormenta solar hay afectaciones en estos sistemas y producen daños económicos, daños en sistemas, y en el caso extremo de eventos muy intensos, estas tormentas solares pueden producir afectaciones en los sistemas de generación y distribución de energía eléctrica y provocar apagones”, dijo González Esparza.

Asimismo, explicó que las tormentas solares son eventos recurrentes que se presentan en un ciclo de aproximadamente 11 años, al que los científicos llaman ciclo de actividad solar. Actualmente el sol presenta baja actividad y se espera que esta eleve dentro de aproximadamente cuatro años.

De la Luz Rodríguez indicó que en la medición del clima espacial se utilizan escalas establecidas por la NOAA, en las cuales se miden las tormentas geomagnéticas que alteran el campo magnético de la Tierra; las tormentas de radiación solar, caracterizadas por altos niveles de radiación cargada de iones de alta energía; y de suspensión de radio, es decir, alteraciones a la ionósfera terrestre a causa de emisiones anormales de rayos X y ultravioleta.

“Cada una de estas clasificaciones está relacionada con una afectación en la superficie de Tierra o en la atmósfera terrestre. Las afectaciones impactan en nuestra tecnología, por ejemplo, una lluvia de partículas puede afectar los satélites o los aviones; la radiointerferencia, a los sistemas GPS o radares; y las tormentas geomagnéticas, a las redes eléctricas”.

Agregó que el Sciesmex es una interfaz entre los diferentes tipos de índices internacionales y la red de instrumentación del Lance e instituciones asociadas que trabaja para producir índices nacionales, de modo que se contextualiza la información y se define cómo el clima espacial afecta el territorio mexicano.

El sistema de alerta temprana en acción

Cuando el Sol emite una fulguración, la radiación que expulsa tarda aproximadamente ocho minutos en llegar a la Tierra. Los satélites de la NOAA registran esa radiación y envían los datos a la NASA, en donde se clasifica de acuerdo a su medición y si supera cierto límite, se emite una alerta internacional por el Centro de Predicción de Clima Espacial (SWPC, por sus siglas en inglés).

Una vez que la alerta internacional es emitida, esta tarda apenas cinco minutos en llegar al Lance, quienes se encargan de publicar la información a través de la página web del Sciesmex, correo electrónico y por medio de las cuentas de Facebook y Twitter.

El investigador refirió que a diferencia de un terremoto o de un huracán, donde sus efectos solo se presentan en una región, las tormentas solares afectan prácticamente todo el planeta, haciendo que la creación de protocolos de respuesta sea un reto internacional.

“Actualmente estamos diseñando los protocolos y coordinándonos a nivel internacional. El sol está tranquilo y se espera que los próximos cuatro años tenga una actividad mínima, lo que nos da unos años desarrollar estrategias y establecer colaboraciones internacionales para prevenir los efectos de un evento solar muy intenso”.

El Lance trabaja en colaboración con operadores de sistemas tecnológicos responsables de los sistemas de telecomunicaciones, satélites, sistemas de generación y distribución de energía eléctrica para desarrollar protocolos de prevención y convertir a México en un país resiliente ante estos fenómenos naturales.

En la página web del Sciesmex se reportan datos en tiempo real provenientes de la red de instrumentos del Lance. Igualmente las redes sociales son utilizadas para la difusión de datos sobre el clima espacial de México y transmiten seminarios y actividades de divulgación en video.

 

 

 

 

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• Deben mitigarse riesgos como los efectos negativos en el organismo de los astronautas, dijo José Hernández Moreno, ingeniero astronauta de origen mexicano

• Sueño insuficiente, insomnio y consumo de medicamentos para dormir, comunes en el espacio: Ulises Jiménez Correa, director de la Clínica de Trastornos del Sueño de la UNAM

• Participaron en el IV Congreso Mexicano de Medicina y Salud Espacial.

Atrofia muscular, deterioro del esqueleto y enfermedades derivadas de la exposición a radiaciones por partículas solares, cósmicas y del campo magnético terrestre, son efectos negativos en el organismo de los astronautas, que aún impiden que los viajes espaciales sean rutinarios.

De visita en la UNAM, José Hernández Moreno, ingeniero astronauta estadounidense de origen mexicano, y quien participó en 2009 en la misión STS 128, de la NASA, dijo que se requiere de una fuerte inversión en estudios para estar en posibilidad de mitigar dichos efectos.

No obstante, consideró, el pronóstico para los viajes espaciales es bueno, “porque hay muchas empresas y gobiernos involucrados, pero es necesario seguir trabajando en sistemas de propulsión a fin de minimizar el tiempo para llegar a Marte, por ejemplo. En ese sentido, deben mejorarse los vehículos espaciales”.

En su intervención en el IV Congreso Mexicano de Medicina y Salud Espacial, comentó que una vez en el espacio los astronautas tienden a dormir entre dos y seis horas en promedio cada noche, menos tiempo del recomendado. “Sin embargo, seis horas son suficientes para recuperarnos y el organismo se ajusta, además en cero gravedad los músculos no trabajan igual que en la Tierra”.

En la mesa “Condiciones neuropsicosociales”, moderada por Juan José Sánchez Sosa, de la Facultad de Psicología, Hernández Moreno remarcó que “la falta de gravedad en el espacio es el mejor colchón del mundo, no hay ningún punto de presión para el cuerpo, es como si durmiéramos en una nube”.

El sueño, necesidad vital

En contraposición, Ulises Jiménez Correa, director de la Clínica de Trastornos del Sueño de la UNAM, indicó que los humanos “estamos diseñados para dormir al menos siete u ocho horas diarias, es una necesidad vital. Sin embargo, los astronautas tienen una privación importante que podría conducir al síndrome de sueño insuficiente”.

También se refirió al insomnio espacial, es decir, el incremento en el tiempo que tardan los astronautas para empezar a dormir. “Aunque se han reportado algunos casos que indican que no duermen tan mal, en general son inconsistentes los resultados”.

Otro indicador de una mala calidad del sueño en el espacio es el consumo de medicamentos para dormir: 50 por ciento de las personas que han participado en misiones espaciales señalan que al menos en una ocasión recurrieron a fármacos para conciliar el sueño.

Algunos factores relacionados con la mala calidad del sueño en el espacio son la temperatura inadecuada, exceso de ruido, problemas con las bolsas para dormir, horarios de las caminatas espaciales y de los acoplamientos, entre otros.

Por ello, mencionó el experto, se busca controlar en las naves la temperatura, aire, ruido y bióxido de carbono; contar con cuartos individuales para mejorar la experiencia de dormir en las bolsas; cinturones para evitar la flotación; y roles de trabajo para respetar el tiempo de descanso.

Acentuó que las siestas son el mejor paliativo, tanto en Tierra como en el espacio: se trata de una estrategia que ayuda a mitigar la necesidad de dormir en horarios inadecuados. En el espacio podría ser además de algo reparador, el mejor ansiolítico, sin efectos secundarios.

“Incluso, desde el punto de vista psicológico se ha planteado el uso de tratamientos cognitivo-conductuales para tratar el insomnio de los astronautas; es decir, brindarles apoyo vía remota cuando empiezan a presentar síntomas de trastorno de sueño”, concluyó.

 

 

 

 

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