viernes, 22 de febrero de 2013

Betelgeuse al borde del abismo...o no tanto

Qué bonito sería ver una supernova. Los astrónomos las ven a montones en otras galaxias, usando telescopios, pero la luz de esas estrellas moribundas no alcanza ni de lejos la intensidad suficiente para que las veamos a simple vista. Para eso la estrella tendría que estar en nuestra propia galaxia, o una de sus dos pequeñas galaxias satélites, llamadas Nubes de Magallanes.

Lo malo es que en una galaxia dada las supernovas no se dan en maceta. La más reciente en la nuestra data de 1604, y la anterior de 1054. En 1987 hubo una en la Pequeña Nube de Magallanes que se vio a simple vista en el hemisferio sur y que fue muy útil para afinar nuestros modelos de la muerte explosiva de las estrellas más grandes. Esos modelos sirven para calcular cada cuánto ocurre, en promedio, una explosión de supernova en nuestra galaxia, y la respuesta es que sucede una vez cada 100 años, aproximadamente.

Un promedio, claro, sólo es un promedio: es una medida que caracteriza el comportamiento colectivo de una gran cantidad de objetos semejantes, y en lapsos grandes. No sirve para predecir cuándo debería ocurrir la próxima supernova, lo que significa que, aunque han pasado 400 años desde la última vez que apareció una supernova intragaláctica en nuestros cielos, no tenemos la menor idea de cuándo ocurrirá la siguiente. Se podría pensar que ya toca supernova, pero la probabilidad no funciona así. Lamentablemente. Qué bonito sería ver una supernova.

Estrellas al borde del colapso no faltan: son las estrellas más grandes y más rojas del cielo, llamadas gigantes rojas con lamentable falta de imaginación. Ejemplos: Aldebarán, que pueden ustedes ver esta noche muy cerca del punto brillante de Júpiter, muy altos ambos en el cielo; Capela, por la misma región de la bóveda celeste, en la constelación de Auriga; y la famosa Betelgeuse, en la constelación de Orión, también por el rumbo celeste de las otras dos. Desde los años 50 sabemos que estas estrellas, y todas las que se les parecen, están en las últimas etapas de su existencia estelar, y que, al cabo del tiempo (mañana, en un millón de años) estallarán como supernovas. Eso de "borde del colapso", en astronomía, tiene un significado distinto al de la vida cotidiana.



Las estrellas nacen como bolas de hidrógeno y algunos otros elementos y brillan porque, bajo las presiones gigantescas del interior de la estrella, los átomos de hidrógeno están tan apretujados que se fusionan. La fusión del hidrógeno da núcleos de helio y mucha energía en forma de luz y calor: la luz de la estrella. Los núcleos de helio se van acumulando en el centro de la estrella y cuando empieza a escasear el hidrógeno y la estrella se contrae, empiezan a fusionarse para dar otros elementos químicos. Los núcleos de estos elementos, más pesados, se van al fondo... etcétera, etcétera. Al final de su vida, la estrella es una cebolla con capas de fusión de distintos elementos químicos y un centro creciente de núcleos de hierro que se acumulan, se acumulan... Como la fusión del hierro absorbería energía en vez de liberarla, el hierro no es fusionable en el horno estelar. Llega un momento en que el combustible escasea, no hay suficiente calor para sostener las capas superiores de la estrella contra la intensa gravedad que las atrae hacia el centro, la estrella se contrae, la presión aumenta en el centro, el hierro se comprime y si la estrella era suficientemente masiva al principio, los protones del hierro se combinan con electrones para dar neutrones. Este proceso comprime el núcleo de hierro casi instantáneamente a una fracción pequeña de su tamaño original. Sin nada que las sustente, las capas exteriores de la estrella se derrumban hacia el centro y... ¡Bladavabum! En esencia. Me salté detalles, pero no quiero extenderme en esto.

La explosión dura muy poco tiempo, pero la estrella aumenta de brillo hasta hacerse más intensa que todas las estrellas de la galaxia juntas mientras una onda de choque proveniente del colapso del hierro desgarra las capas superiores de la cebolla estelar y produce aún más variedad de elementos químicos. Esto dura unas cuantas semanas. Al final puede quedar una bola de neutrones supercomprimidos girando a gran velocidad rodeada de una nube de gases diversos (una estrella de neutrones, o pulsar), o bien, si la estrella era muy grande, un hoyo negro. El abismo.

Ha corrido el rumor por internet de que Betelgeuse está "a punto" de explotar. Betelgeuse está a 640 años luz de nosotros, una distancia relativamente pequeña (la galaxia de lado a lado mide unos 100,000 años luz). La supernova betelgeusiana será más brillante que la luna llena y se podrá ver en pleno día durante dos o tres semanas, como si hubiera dos soles (aunque uno de ellos muy pequeño visualmente). Será muy bonito cuando ocurra. El rumor surgió al parecer a partir de ciertas observaciones de Betelgeuse que muestran que la estrella se ha reducido en los últimos años. Aunada a la histeria ambiental causada por la tontería del Armageddón maya, esta información dio lugar a historias de terror en que la explosión de Betelgeuse afectaba la vida en la Tierra. Según este rumor, se esperaba la explosión de Betelgeuse en cualquier momento.



Por suerte, aunque Betelgeuse está cerca, no lo está tanto que su explosión pueda afectarnos más allá de   ofrecernos el espectáculo de un segundo sol durante unas semanas. Por mala suerte, lo que han dicho algunos astrónomos es que Betelgeuse podría estallar mañana... o cualquier día en el próximo millón de años. Eso es lo que quiere decir "a punto de" para una estrella. Nuestros modelos del colapso gravitacional de las estrellas no nos permiten predecir exactamente el momento de la explosión, sólo la probabilidad de que ocurra, y como pueden ver, la probabilidad de que ocurra "pronto" en el sentido cotidiano es muy baja. Lástima.

(PD: en inglés se ha puesto de moda pronunciar el nombre de esta estrella "Beetlejuice", pero como el nombre es originalmente árabe -y quiere decir "la mano de Jauzá", personaje mitológico-, en español lo más razonable es pronunciarlo tal cual se escribe: beteljeuze.)




viernes, 15 de febrero de 2013

¡Ay, firmamento, no te azotes!



Los coches en Rusia llevan cámaras de video para precaverse de policías de tránsito corruptos, gracias a lo cual podemos ver hoy estos videos de un objeto que impactó en la atmósfera a las 9:26 de la mañana en la región de Chelyabinsk, en los montes Urales (primeras horas de la madrugada en México). El bólido surcó el cielo matinal con una estela de fuego y vapor, aumentando de brillo conforme se calentaba por el violento encuentro con la atmósfera. A su paso fue iluminando la tierra como un supersónico amanecer. Luego se desintegró a varios kilómetros de altura. A lo largo de su trayectoria la onda de choque que produjo en el aire hizo estallar puertas y ventanas. Se reportan heridos por los vidrios rotos, pero ningún muerto.

A partir de los videos y el daño provocado se estima que debe de haber sido una roca de varios metros de diámetro que ingresó en la atmósfera a unos 50,000 kilómetros por hora y se desintegró a entre 30 y 50 kilómetros de altura. El estallido que se oye en algunos videos es una onda de choque como las que se producen siempre que un objeto surca el aire más rápido que el sonido; no es la explosión del propio objeto.

La Tierra va continuamente recogiendo material del espacio en forma de piedras, piedritas y piedrotas. Las estrellas fugaces que se ven cualquier noche son trozos pequeños de roca o hielo (fragmentos de asteroides y cometas) de unos cuantos milímetros de diámetro, o incluso centímetros. Cuando el objeto es más grande deja estelas más largas y brillantes. (Hace unos 20 años vi un bólido al atardecer durante varios segundos. Debe de haber sido un objeto de unos cuantos metros de diámetro.) A partir de unos cuantos metros de diámetro el bólido puede incluso llegar a tierra. En ese caso (y sólo en ése) se le llama meteorito.

El acontecimiento es poco común, pero no es inusitado. Las probabilidades de impacto por fragmento de roca espacial van desde muy altas para objetos muy pequeños (una noche cualquiera uno puede ver varias estrellas fugaces) hasta muy bajas para objetos muy grandes (una vez en muchos millones de años para los objetos de varias decenas de kilómetros de diámetro). El bólido de esta mañana quizá haya sido del tipo que se ve una vez cada 10 años, como se explica en el siguiente video:


El impacto de bólido ruso viene como anillo al dedo para explicar este asunto, porque ocurrió apenas unas horas antes del máximo acercamiento a la Tierra de otro objeto: el asteroide 2012 DA14. Aclaremos que estos acontecimientos no están relacionados. La dirección en la que entró el objeto de Rusia no tiene nada que ver con la dirección por la que se está acercando el asteroide. Es pura coincidencia, pero qué coincidencia tan espectacular.

El 2012 DA14 fue descubierto hace un año, cuando pasó a algo más de dos millones de kilómetros de nuestro planeta. En esa ocasión los astrónomos le siguieron la pista mientras pudieron para calcular su órbita. Luego el objeto, como es normal, se perdió (me imagino que esto se debe a que es muy pequeño y se pierde de vista en la distancia). En enero lo recuperó el Observatorio de Las Campanas, en Chile. Las observaciones sugieren que es una roca de unos 50 metros de diámetro. Su órbita ya está perfectamente calculada. Hoy a las 13:24 alcanzará su máximo acercamiento a la Tierra: poco menos de 30,000 kilómetros sobre Indonesia. La Tierra tiene una diámetro de 12,800 kilómetros, de modo que el objeto pasará a más de dos diámetros terrestres: demasiado lejos para ver a simple vista un objeto tan pequeño, pero suficientemente cerca para preocupar a los operadores de satélites geoestacionarios, aparatos que orbitan a 36,000 kilómetros de altitud (los cálculos indican que el asteroide no pasará a menos de 1,950 kilómetros de ningún satélite). Los satélites que no son geoestacionarios orbitan a unos 600 kilómetros de altura, de modo que no tienen de qué preocuparse. Nosotros tampoco: pese a que, en la escala espacial, el encuentro es un roce, el objeto no tiene probabilidades de impactar la Tierra ni esta vez, ni en los próximos decenios.




Desde hace un par de decenios existe un programa internacional encargado de localizar todos los objetos espaciales cuyas trayectorias cruzan la órbita de la Tierra. Hay telescopios automatizados que barren el firmamento en busca de puntitos de luz que se desplacen muy rápido respecto al trasfondo de estrellas. Eso indica que son objetos relativamente cercanos. Cuando se detecta uno de estos objetos, se da aviso al Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional, donde se lleva registro de estos objetos por si alguno pudiera representar un peligro para el planeta. Desde los años 90, cuando se disipó toda duda de que los impactos podían ser muy peligrosos (pregúntenles a los dinosaurios), se han desarrollado dos formas de cuantificar el riesgo de impacto: una es la "escala de Palermo", que es una forma de evaluar el peligro en la que se combina la probabilidad de impacto con el tamaño del objeto; la otra es la "escala de Turín", una forma más sencilla de ponerle números al asunto. En ambas escalas el asteroide que pasará a saludarnos hoy tiene el grado más bajo.

La visita de 2012 DA14 es una excelente oportunidad para estudiar de cerca un asteroide. La NASA tiene planeado hacer observaciones del 16 al 20 de febrero por medio de las antenas de la estación de Goldstone, en California. Estas antenas forman parte de la Red de Percepción Remota, que se usa para comunicarse con las sondas espaciales que tiene la NASA desperdigadas por el Sistema Solar, pero también se pueden usar como radares y radiotelescopios. Las observaciones en modo radar servirán para hacer un mapa del objeto. La agencia espacial estadounidense transmitirá en vivo comentarios sobre la aproximación del asteroide a partir de las 13:00 horas de hoy por Nasa TV.  La NASA irá mostrando imágenes conforme se reciban (de observatorios australianos y asiáticos, que estarán bien ubicados para fotografiar el asteroide).

Terminada esta parte del blog, me fui a dar una vuelta por las noticias nacionales acerca del bólido ruso y encontré muchos errores (¡oh, sorpresa!). Quizá lo más importante sea aclarar que las ventanas rotas y otros daños no se debieron a fragmentos del meteorito, sino simplemente a las ondas de choque que se producen cuando un objeto se desplaza por el aire más rápido que el sonido. La onda de choque viene después del paso del bólido, el tiempo que tarda el sonido en llegar. Otro asunto importante: los periódicos hablan de pánico y de miles de heridos, pero en los videos no se oye ni una sola manifestación de pánico. Incluso se oyen risas. Los heridos ni son miles ni están tan heridos. Pero las noticias son las noticias, y si no hay mutilaciones, muertes y terror, ¿qué chiste tiene?