¿Rayos X? ¿Infrarrojos? ¿Eso qué es?

28/8/11
Muchas veces, en todo lo relacionado con estos temas, escuchamos palabras como "imagen en rayos X", "infrarrojos", "microondas", o "visible". ¿Pero qué quiere decir todo eso?

Cuando nos hablan de estas cosas, se están refiriendo a la luz. Más concretamente, a las propiedades de la luz. Pero para poder entender todo esto, primero hay que aclarar un par de puntos referentes a la luz.

Solemos pensar que la luz es "eso que vemos", pero nada más lejos de la realidad. Hay que entende la luz como una onda (aunque en realidad, ¡la luz se comporta como una onda y una partícula a la vez!). Una onda no es más que la propagación de una perturbación de alguna propiedad del medio, y para hacernos una idea podemos compararlo con lo que ocurre cuando tiramos una piedra al agua y salen anillos.



Una onda viajando hacia la izquierda.


En el caso de la luz, la onda es de tipo electromagnético, que quiere decir que supone la propagación de un campo eléctrico y uno magnético (este último siempre transversal al primero). Dependiendo de las características de la onda, tendremos unas propiedades u otras.


Esquema de una onda.

Fijémonos en la imagen anterior: vemos que la onda tiene dos puntos marcados como crestas o máximos. La distancia que hay entre un máximo y otro se llama longitud de onda, y está relacionada con la energía que transporta la onda: cuanto más pequeña es esta longitud (es decir, cuanto más "apretados" están los máximos) más energética es.


Dos ondas electromagnéticas,
la roja menos energética que la azul
(¡esta elección de colores no es casualidad!).

¿Y todo esto a qué viene? Pues enlazando lo que os decía al principio, viene a que la luz no es sólo "lo que vemos". La luz tiene todo un rango de longitudes de onda que se denomina espectro electromagnético, y depende de esta distancia entre un máximo y otro. Lo que nosotros vemos es sólo una pequeña (muy pequeña) parte.

Espectro electromagnético.
Fijáos en que el espectro visible por el hombre
es en realidad una parte ínfima de todo el espectro.


Para hacernos una idea del tamaño de la luz "visible", vamos a utilizar una unidad de medida que se llama Amstrong. Un metro equivale a 10000000000 amstrongs, así que son algo bastante pequeño. Bien, pues la luz que nosotros vemos va desde los 3500-4000 amstrongs (que corresponde al violeta) hasta los 6500-7000 amstrong (rojo). Si os dais cuenta, esto significa que la longitud de onda del azul es más pequeña que la del rojo, y por lo tanto el azul es "más energético" que el rojo. Si nos vamos a longitudes de onda más pequeñas que los 3500 estamos más allá del violeta, es decir, en el ultravioleta. Y maś allá todavía tenemos los rayos X y los gamma. Si nos vamos en el otro sentido (hacia longitudes de onda más largas que el rojo) estaremos por debajo del rojo, es decir, en el infrarrojo. Por debajo tenemos las microondas (del tamaño aproximado de micras, es decir, de 0,000001 metros), después las milimétricas (del tamaño del milímetro) y después las ondas de radio (que llegan a tener longitudes de onda de kilómetros).

(Pequeña nota interesante: resulta que la longitud de onda a la que mejor responde el ojo es a 5500 amstrongs, que corresponde con la mayor cantidad de radiación emitida por el Sol...¿casualidad?)

¿Y todo esto por qué es importante? Ya solo falta por entender una última cosa, y es la relación que hay entre la luz que emite un objeto y su temperatura. Normalmente, la luz que vemos de los objetos es luz reflejada, es decir, no la emiten por si mismos. Algo así como que al apagar la luz de una habitación no vemos nada. Sin embargo, ¿qué pasa si en medio de la habitación apagada hay un clavo incandescente? En ese caso sí lo veríamos, ¿verdad?. Esto se debe a que todos los objetos, por el hecho de tener temperatura emiten radiación. Lo que pasa es que normalmente, la radiación es tan débil (tiene una longitud de onda tan grande) que no podemos verla. Seguro que todos habéis visto esas películas de espías en las que utilizan una cámara térmica para encontrar a alguien por la noche, por ejemplo. Esas cámaras son sensibles a longitudes de onda más grandes, y por lo tanto nos permiten ver la radiación que emiten las personas. Y por último, resulta que cuanto más caliente es algo, más energética es la radiación que emite (tiene sentido, ¿verdad?. Volviendo al caso del clavo, si apagamos la luz y el clavo está frío no veremos nada, pero si lo vamos calentando empezaremos a verlo de color rojo, irá pasando al amarillo, luzo al azul, y si seguimos dejaremos de verlo porque emitirá en ultravioleta (a grandes rasgos, un objeto no emite sólo en una longitud de onda).

Todo esto quiere decir que si tenemos sólo un telescopio óptico como Hubble...¡nos estamos perdiendo un montón de información! Pero si le añadimos la información es un observatorio de rayos X como Chandra y de infrarrojos como Spitzer, la cosa cambia. Podemos detectar fenómenos muy energéticos en rayos X, no tan energéticos en el óptico, y las regiones más frías (como el polvo) en infrarrojos. Y además, las imágenes a color que salen al mezclar las tres bandas son increíbles.


Galaxia del sombrero vista por Chandra, Hubble y Spitzer.
La imagen de la izquierda es la composición de las tres.

Así que ya sabéis, cuando veáis una imagen en rayos X, no es que "eso no sea de verdad". ¡Es que no podíamos verlo antes!

Compártelo: | | | | | |

Las nubes de Marte

21/8/11
Se sabía de la existencia de nubes finas (similares a los cirros terrestres) sobre el planeta rojo. Estas nubes, formadas por polvo, hielo de agua y hielo seco (dióxido de carbono congelado) eran lo que cabe esperar para la tenue atmósfera de Marte, con condiciones de muy baja densidad y temperatura.

Sin embargo, la sonda europea Mars Express demostró en el año 2008 la existencia de nubes ecuatoriales mucho más grandes (varios cientos de kilómetros).


Nubes en Marte por la sonda Mars Express.

Gracias a esta sonda, se ha podido recrear el movimiento de estas nubes. Las imágenes del vídeo que os dejo se tomaron el 14 de Octubre de 2010, y aunque llevan un procesado en el montaje del vídeo, el resultado es muy similar al que podría observarse a ojo descubierto. Una auténtica maravilla.



Para saber más:
- Presentación de los resultados de la Mars Express en el 2008 (en inglés).

Fuentes:
- Eureka
- Zemiroka

Compártelo: | | | | | |

Retransmisión de auroras boreales en directo


Acabo de enterarme de un proyecto genial: del 21 al 29 de agosto (entre las 3:30 y 3:45 am hora peninsular, 1:30-1:45 UT) , una expedición de científicos retransmitirá en directo vía internet desde el sur de Groenlandia las auroras boreales. La expedición se llama Shelios 2011 y está coordinada desde el Instituto Astronómico de Canarias (IAC) por Miguel Serra.

La retransmisión se hará desde fecyt.tv (hay que entrar en la sección de divulgación científica).

Algo que no os podéis perder.


Más información aquí.





Compártelo: | | | | | |

La Luna rejuvenece

Lo que a algunos les cuesta una pasta en cosméticos y operaciones estéticas, nuestro satélite lo ha conseguido sin el menor esfuerzo: un artículo publicado en la revista Nature parece indicar que la Luna es unos 200 millones de años más joven.

Está como nueva.

El análisis de una roca lunar traída por la misión Apolo 16 (sí, todavía hay un montón de datos por estudiar de estas misiones) por un equipo de investigación del Centro de Formación Planetaria y Estelar de la Universidad de Copenhague liderado por James Connelly parece indica que la idea de que la Luna se formó a la vez que el Sistema Solar (hace unos 4560 millones de años) no es correcta.

Según la teoría actual, la formación de la Luna se produjo tras la colisión de un cuerpo de un tamaño parecido al de Marte con la Tierra en las primeras etapas del Sistema Solar. Debido a este tremendo choque, gran cantidad de material incandescente fue lanzado al espacio y posteriormente fue agrupándose hasta formar la Luna, que en aquél momento tenía un océano de magma. Este fue solidificándose, dejando los materiales menos pesados en la superficie y dando lugar a la apariencia que hoy tiene nuestro satélite.

Sin embargo, el estudio publicado recientemente parece contradecir esta teoría: mediante datación de un tipo de roca lunar conocida como FAN (anortosita ferrosa o ferroan anorthosite), el equipo de investigación ha calculado una edad de unos 4360 millones de años. Se estima que esta roca es el material más antiguo sobre la superficie lunar (se recoje de cráteres para asegurar que es material del interior del satélite). Sin embargo, las muestras de FAN estudiadas hasta ahora estaban compuestas de un único mineral, plagioclasa, lo que hace menos fiable la edad estimada. En el caso de esta investigación, la muestra contiene también piroxeno, permitiendo calcular la edad de la piedra utilizando los dos compuestos por separado. Al encontrar que los resultados son compatibles en ambos casos, la medida es mucho más consistente. Además, un dato curioso es que esta "nueva edad" de la Luna coincide con la de las rocas más antiguas encontradas en la Tierra, sugiriendo que la formación de la corteza de nuestro planeta y su satélite se produjo más o menos al mismo tiempo.



Anortosita ferrosa lunar en el
Museo de Historia Natural de Washington.



Todo lo anterior pone en entredicho la idea que tenemos de la formación de la Luna, ofreciendo varias posibilidades nuevas: o nuestro satélite se solidificó mucho después de lo que creemos, o la teoría de la existencia de un océano de magma que se solidificó es incorrecta, o estas rocas no son el material maś antiguo que puede encontrarse allí.

De cualquier modo, parece que no conocemos tanto de nuestro compañero orbital como pensábamos.

Fuentes:
- Nature (el artículo completo, en inglés)
- Astronomy Now
- Science Daily
- El Mundo

Compártelo: | | | | | |

El Sol se despierta

19/8/11
Los asiduos a las noticias astronómicas habréis notado un montón de información sobre erupciones solares últimamente. Seguramente también hayáis leído frases como "el Sol se está despertando" o cosas así. ¿Pero qué quiere decir esto?

El Sol, como todas las estrellas o la propia Tierra, tiene ciclos (¡ojo, que no quiere decir que las estaciones en la Tierra tengan que ver con esto!). El tema es un poco más complicado, porque en este caso existen varios tipos de ciclos con muy diversa duración, lo que además complica bastante el proceso de medida. Por ejemplo, ¿cómo mediríais un ciclo que tarda 100 años en completarse?. Más complicado, ¿no?

El ciclo más famoso es el de las manchas solares (en la entrada sobre el Sol tenéis más información sobre estas alucinantes formaciones), que básicamente consiste en que el Sol no muestra siempre el mismo número de manchas. Puede parecer algo sin mucha relevancia...pero la verdad es que la tiene. El número de manchas del Sol nos da una idea de lo activo que está: a más manchas, mayor actividad.



Voy a poner una gráfica, pero que nadie se asuste,
que aquí se ve perfectamente el ciclo de las manchas solares:
en rojo se muestra la irradiancia del Sol (potencia/m², da una idea
de la energía que emite) a lo largo de los años.
Y en azul el número de manchas solares.
La relación es bastante clara...¿verdad?


Este ciclo dura aproximadamente 11 años (si os fijáis en la gráfica de arriba, la diferencia entre dos máximos coincide con esto). Hay que decir que la diferencia entre el máximo y el mínimo en la energía que nos llega del Sol es muy pequeña y que al ser un período relativamente corto, no hay cambios apreciables en la Tierra (vamos, que no hay veranos de 10 ºC más por esto), pero sí que existen efectos más importantes que comentaré después.

Como ya dije antes, existen más ciclos en el Sol. El más importante seguramente sea el Ciclo de Gleissberg, que dura entre 72 y 83 años. Las variaciones que provoca en el Sol son más o menos del estilo del de las manchas solares, pero como su duración es mucho mayor este sí provoca cambios en el clima: por ejemplo, el famoso Mínimo de Maunder (un periodo de excepcional calma del Sol) que duró entre 1666 y 1700 y que tuvo un efecto suficiente como para causar lo que se conoce como Pequeña Edad de Hielo. También se conocen otros mínimos de este tipo, como el de Spörer o el de Dalton. De hecho, se piensa que el Sol ha pasado por 18 mínimos de este tipo en los últimos 8000 años. Lo más curioso de todo esto es cómo se sabe que estos mínimos existieron, ya que algunos datan del 1500: cuando hay menos actividad solar llegan menos partículas aceleradas a la atmósfera. Por norma general, estas partículas desencadenan una serie de partículas que terminan con la creación de, por ejemplo, el famoso carbono catorce (¹⁴C, el de las dataciones de restos arqueológicos). Como durante esos mínimos llegaban menos partículas, la cantidad de ¹⁴C generado es menor, y estudiando por ejemplo los anillos de los árboles podemos saber cuándo se produjeron.



Vale, otra gráfica, pero también sencillita: los números de abajo son años desde el momento actual (por ejemplo, el número 0 corresponde a ahora, el número 200 al año 1800,...). La línea negra da la cantidad de ¹⁴C. Como véis, ¡los mínimos coinciden con los del Sol!.


Por ahí arriba os dije que después os hablaría de la importancia de los ciclos de las manchas solares, y es que aunque no provoquen cambios en el clima, si tienen otros efectos importantes: las manchas solares son un indicador de que el Sol está activo, y eso significa erupciones solares y/o CME (Coronal Mass Ejection o Eyecciones de Masa Coronal). Para muestra, un botón:



Eyección de masa coronal.
El Sol está en el centro de la imagen,
oculto artificialmente
para que su brillo
no impida ver el impresionante
chorro de
materia que se emite.
Tomad pepinazo, terrícolas.

Estas erupciones están formadas por un montón de partículas aceleradas a velocidades considerables (¡entre 20 y 3000 km/s!), y forman un viento solar que interacciona con la atmósfera de muchas formas, por ejemplo creando las increíbles auroras boreales. Sin embargo, no todo es tan bonito: un viento solar fuerte puede provocar tormentas magnéticas que afecten instrumentos de satélites, afecten a astronautas en el espacio, y si es suficientemente potente incluso causar problemas en las comunicaciones en la Tierra. Por esto mismo conviene tener bien controlado al astro rey: en los últimos años el Sol ha estado muy tranquilo (de hecho, durante mucho tiempo no ha mostrado ni una mancha solar), pero parece que está empezando a entrar en un máximo del ciclo. En los últimos meses se han detectado varias erupciones de distintas magnitudes (porque sí, existe una clasificación en función de su potencia), y parece que van en aumento.

Pero que nadie se alarme. En los últimos años se ha avanzado muchísimo en la tecnología de predicción y protección contra los efectos de estas erupciones, y a día de hoy ya es posible proteger a los satélites de posibles "efectos no deseados". De hecho, ya se habla de predicciones del "tiempo solar". Así que nada de preocuparse, y a disfrutar del espectáculo.



Como para alucinar, ¿eh?.




Erupcion de clase X (la más potente)
que ocurrió el 9 de agosto de este año.

Extras:

- Hace tan solo un día, uno de los módulos del observatorio solar STEREO (Solar TErrestial RElation Observatory) captó por primera vez la apariencia de una tormenta solar desde "lejos". No os lo podéis perder.



- Si os gustan este tipo de imágenes, os recomiendo fervientemente la página del SDO (Solar Dynamics Observatory), que os permite ver el Sol ahora mismo en distintas longitudes de onda y tiene una galería impresionante.



Créditos de las imágenes: SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory), STEREO (Solar TErrestial RElation Observatory) y SDO (Solar Dynamics Observatory).

Compártelo: | | | | | |

Vuelta a las andadas

Bueno, esto ha estado parado durante una buena temporada, pero voy a intentar (y digo intentar) recuperarlo. ¡No prometo nada!

Compártelo: | | | | | |