Grandes nombres, grandes misiones

Mapeando los cielos

 

Hiparco de Nicea fue un filósofo y matemático en la antigua Grecia; sin embargo, es más conocido por ser el pionero de la Astrometría, disciplina que trata de medir la posición de las estrellas y la determinación de sus distancias y movimientos propios.

La misión Hipparcos, es una misión espacial europea que determinó las posiciones de más de 100 mil estrellas con alta precisión, unas 200 veces más precisas que las determinadas hasta antes de su lanzamiento, así como las posiciones, un poco menos precisas, de más de dos millones y medio  de estrellas. Además, la misión determinó distancia, movimiento, brillo y colores de estas estrellas.

· Hipparcos, imagen tomada de http://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/ima- ges/2000/09/hipparcos_pinpointing_the_stars/9235875-5-eng- GB/Hipparcos_pinpointing_the_stars.jpg

· Hipparcos, imagen tomada de http://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/ima- ges/2000/09/hipparcos_pinpointing_the_stars/9235875-5-eng- GB/Hipparcos_pinpointing_the_stars.jpg

Hiparco es considerado el mayor astrónomo de la era precristiana, no solo construyó un observatorio en la Isla de Rodas y definió correctamente la posición de los polos celestes, sino que compiló un catálogo con la posición y las magnitudes de 850 estrellas, creando el primer mapa de las estrellas. Se le considera también el fundador de la trigonometría.

Hiparco llevó a cabo su trabajo astronómico utilizando solamente sus ojos, ya que lo realizó mucho antes del desarrollo del telescopio. De esta manera midió las posiciones de estrellas y planetas que le pasaban por encima cada noche. El catálogo que produjo fue el primero de muchos que se han compilado a lo largo de la historia de la astronomía.

Uno de los métodos para determinar la distancia a las estrellas es el llamado Paralaje Trigonométrico. Comparando posiciones de una estrella cercana, con respecto a las estrellas de fondo, en extremos opuestos de la órbita terrestre, es posible determinar su distancia mediante trigonometría. Esto equivale a determinar el ángulo bajo el cual se observaría el radio de la órbita terrestre desde la estrella. El error del método aumenta con la distancia y como ésta interviene en el cálculo de parámetros fundamentales de la estrella, la comunidad astronómica consideró como objetivo prioritario mejorar su precisión.

Esta tarea fue encomendada al satélite Hipparcos que durante sus tres años y medio de vida observó casi 120 mil estrellas con la más alta precisión. Afortunadamente, el desarrollo de la tecnología ha facilitado la medida de ángulos muy pequeños, equivalentes, por ejemplo, al subtendido por el tamaño de un hombre situado en la Luna, o a medir desde 10 m de distancia el crecimiento del cabello humano durante 10 segundos.

Hipparcos confirmó la predicción de Einstein sobre el efecto de la gravedad en la luz estelar, descubrió que la Vía Láctea está cambiando de forma y ayudó, con sus datos, a predecir el impacto del cometa Shoemaker-Levy con Júpiter en 1994.

 

El camino de los planetas

Tycho Brahe fue un astrónomo danés que realizó meticulosas observaciones del cielo nocturno, en especial de los planetas, durante más de 20 años. Observó una Supernova (SN) en 1572 y un cometa en 1577. Sus mediciones de las paralajes demostraron que estos objetos estaban más allá de la órbita de la Luna. Sus mediciones de brillo de la SN mostraron su variabilidad. En 1599 se trasladó a Praga para continuar sus observaciones de los planetas junto a Johannes Kepler. Las observaciones de Tycho también las realizó a simple vista. El telescopio seguía sin llegar.

Tycho es el nombre con que se designó a dos catálogos resultado también de la misión Hipparcus utilizando un mapeador de estrellas auxiliar con el que se determinó la posición de más de dos millones y medio de estrellas con menos precisión que el instrumento principal, pero todavía con una precisión sin precedente. El catálogo Tycho 1 contiene un poco más de un millón de estrellas, mientras que el Catálogo Tycho 2 incluye más de dos millones y medio. Incluye 99 por ciento de todas las estrellas hasta magnitud 11, estrellas que son casi 100 mil veces más débiles que Sirio, la estrella más brillante en el cielo.

 

Hay leyes para los planetas

Johannes Kepler utilizó la gran colección de datos que Tycho Brahe había obtenido al observar los planetas. Con ellos realizó cálculos precisos de sus órbitas y  enunció tres leyes matemáticas acerca de su movimiento, conocidas como las Tres Leyes de Kepler. Con sus resultados impulsó la aceptación del modelo copernicano del Sistema Solar.

Uno de los temas más populares, actualmente, en astronomía, es la búsqueda de planetas fuera del Sistema Solar, los llamados exoplanetas, planetas orbitando otras estrellas. Desde los no-ventas es que se descubrieron estos planetas. Hay evidencia de planetas gigantes gaseosos, de super-Tierras calientes con órbitas de corto periodo y planetas gigantes congelados.

El desafío de la Misión Kepler de la NASA fue buscar planetas tipo terrestre, i.e., aquellos cuyos tamaños varían desde la mitad de la Tierra y hasta el doble de ella, pero también deben estar localizados en la llamada zona habitable, aquella donde el agua puede existir en estado líquido en la superficie del planeta.

Kepler observa de manera continua una región del cielo en dirección a la constelación del Cisne. Está equipada con una gran cámara CCD que observa, al mismo tiempo, las variaciones en el brillo de más de 150 mil estrellas. Estas variaciones son debidas al eclipse parcial que provocan los planetas que las orbitan.

A la fecha, Kepler ha encontrado 4 mil 696 candidatos a exoplanetas, ha confirmado mil 41 exoplanetas y ha confirmado 12 exoplanetas con tamaño menor al doble del tamaño de la Tierra y que están localizados en la zona habitable.

 

Detectando lo invisible

William Herschel descubrió la radiación infrarroja. Hijo de un músico, nació en Hanover, Alemania, en 1738. Se mudó a Inglaterra para enseñar música y ahí vivió la mayor parte de su vida. Afortunadamente se interesó en la astronomía al grado que construyó sus propios telescopios, mejorando los diseños existentes en la calidad y tamaño de sus componentes ópticas, mismas que él producía. Además, descubrió Urano, estudió la evolución de las estrellas y sugirió la existencia de otras galaxias, además de la Vía Láctea.

Hay dos versiones del descubrimiento de la radiación IR. En la primera se dice que, al estar estudiando el espectro de la luz visible, Herschel dejó una vela más allá del extremo rojo y, debido al calor de la radiación IR, empezó a derretirse. La otra versión nos dice que no era una vela, sino un termómetro, en la misma zona, ya que había colocado termómetros en cada color del espectro, y éste registró una temperatura, debido desde luego a la radiación IR. En ambos casos el descubrimiento parece fortuito, pero seguro lo entendió debido a que estaba estudiando el espectro electromagnético.

La misión Herschel fue diseñada para estudiar los objetos fríos en el universo en las frecuencias infrarrojas y milimétricas. Estuvo en funcionamiento de mayo de 2009 a abril de 2013. Es la misión espacial cuyas componentes ópticas, un espejo de 3,5 m de diámetro, son las mayores hasta la fecha. No sólo observó objetos lejanos en el universo, para probar la formación de estrellas y galaxias a lo largo de la historia del universo, sino que también estudió el Sistema Solar, en particular la composición química de asteroides y cometas para contribuir al estudio de la formación de planetas.

Cuando el Helio utilizado para enfriar sus instrumentos se agotó, Herschel había llevado a cabo más de 40 mil observaciones científicas, durante más de 25 mil horas. Todas estas observaciones se hicieron públicas; están disponibles para todos los astrónomos en el planeta desde finales de 2013.

Estos son solo algunas de las grandes misiones que llevan grandes nombres. Desde luego, hay muchas más, como el Telescopio Espacial Hubble, en honor a Edwin Hubble, quien nos mostró, entre otras cosas, que el universo se está expandiendo, o bien ROSAT (Roentgensatellit) en honor al descubridor de los rayos X, Wilhelm Roentgen. Ya sea que sigamos en orden histórico a los grandes astrónomos o en orden cronológico el desarrollo de telescopios espaciales, encontraremos que se han obtenido grandes resultados dignos de los grandes nombres que llevan las misiones.

Más información:

http://sci.esa.int/herschel/

http://kepler.nasa.gov/Mission/

http://www.cosmos.esa.int/web/hipparcos

 

rmujica@inaoep.mx