sábado, 23 de mayo de 2015

Un cuásar desde el centro de la ciudad

Son innumerables las veces que subestimamos, no solo los medios de los que disponemos si no lo que podemos hacer con ellos. He querido tomar como ejemplo algo que hago con frecuencia, seguir a un  objeto muy lejano y débil desde el centro de la ciudad de Sevilla. Se trata de un cuásar de magnitud cercana a la trece, el objeto 3C 273. 

¿QUÉ ES UN CUÁSAR?

Cuásar es una palabra construida sobre la base de las dos primeras palabras inglesas quasi-stellar radio source (Fuente de Radio Cuasi-Estelar). Se les llamó así porque los primeros objetos descubiertos se caracterizaban por ser grandes fuentes emisoras de ondas de radio. El nombre fue propuesto por el astrofísico chino, nacionalizado estadounidense, Hong-Yee Chiu en un artículo publicado en mayo de 1964 para la revista Physics Today. Más tarde, y a medida que se fueron descubriendo nuevos objetos de este tipo, se fueron comprobando que no todos eran grandes emisores de radio luego pueden encontrarse también con la denominación QSO (Quasi-Stellar Object).

Radiotelescopio de Parker ( Foto: K.I. Kellermann)
El descubrimiento de los cuásares está rodeado del cierto encanto y romanticismo que siempre impera en la Astronomía. Vino de la mano de la entonces incipiente Radioastronomía. Allan R. Schmidt descubrió las primeras fuentes de radio usando radiotelescopios allá por los años cincuenta del siglo pasado. Resultaba curioso que las potentes fuentes de radio no tuvieran contrapartida en el rango óptico por lo que se estableció una búsqueda sistemática y simultánea de estos objetos. Hubo que esperar hasta 1960 hasta que se encontrara la primera contrapartida óptica de un cuásar. Se trataba del objeto 3C 48 (Objeto número 48 del Tercer Catálogo de Cambridge de Radiofuentes publicado en 1959). Dos años más tarde el holandés Maarten Schmidt descubriría, desde el observatorio de Parkes, el cuásar más brillante en el óptico, el 3C 273 aprovechando una serie de ocultaciones de éste objeto por parte de la Luna. Lo más sorprendente del hallazgo fue descubrir que el objeto se estaba alejando de nosotros a una velocidad de 47.000 kilómetros por segundo. Realmente los cuásares son objetos muy lejanos lo que indujo a pensar que para ser visibles a tal distancia deberían liberar energías equivalentes a muchísimas galaxias de tipo medio.

3C 273

Imagen de 3C 273 (Telescopio Hubble)
Hoy en día se conocen más de 20000 cuásares, el más brillante de todos es 3C 273, un débil objeto situado en la constelación de Virgo. Está situado a nada menos que 2440 millones de años luz. La luz que nos llega a nuestros ojos procedente de este objeto la recibimos de cuando la Tierra se encontraba en el período conocido como de la gran oxidación, es decir cuando el oxígeno empezó a abrirse camino para crear una atmósfera respirable y fundamental para la vida en nuestro planeta.

Observado al telescopio, 3C 273 brilla como un objeto débil de magnitud 12.9. Realmente es un objeto muy luminoso. Mucho. Los astrónomos utilizan el término de magnitud absoluta como la magnitud que mostraría un objeto si se situara a una distancia de 32.6 años luz o 10 parsec (1 parsec = 3.26 años luz). Pues bien el cuásar 3C 273 brillaría, a esa distancia, con magnitud -26.7 es decir ¡como el Sol! Para hacernos una idea, comparativamente, el Sol a esa distancia de 10 parsec brillaría como una débil estrella de magnitud 4.8. Ese brillo supone que sea dos billones de veces más luminoso que el Sol o 100 veces más que el brillo conjunto de una galaxia media como la nuestra.

Otras características de 3C 273 es que fue la primera fuente de rayos X observada fuera de la Galaxia y su luminosidad es variable (como veremos más adelante) en prácticamente todas las longitudes de onda del espectro. Asimismo, como puede verse en la imagen que acompaña este párrafo tomada por el Telescopio Espacial Hubble, el cuásar tiene un jet de materia observable con instrumentos profesionales que se caracteriza por tener una extensión de 150000 años luz, algo así como el diámetro de nuestra galaxia la Vía Láctea. Se supone que 3C 273 se encuentra asociado a un agujero negro supermasivo de seis mil millones de masas solares y a su disco de acreción correspondiente, en cambio el tamaño del objeto no supera el de nuestro Sistema Solar.

Fotografía:  NASA and J. Bahcall (IAS) A. Martel (JHU), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick Observatory), the ACS Science Team and ESA

En las anteriores fotografías realizadas por el Telescopio Espacial Hubble puede verse, a la izquierda, el cuásar sobre un fondo de galaxias presumiblemente más cercanas a nosotros que el cuásar  en sí, el cual es extraordinariamente más brillante que todas ellas. La imagen de la derecha usa una técnica que permite "ocultar" el brillante centro del cuásar, haciendo posible que pueda verse la galaxia portadora del agujero negro que genera el impresionante cuásar. Sencillamente espectacular.


UN CUASAR DESDE LA CIUDAD

La siguiente fotografía fue tomada desde el centro de la ciudad de Sevilla el día 6 de mayo. Está realizada con una cámara EOS 450D a la que se le ha acoplado un pequeño refractor apocromático de 36 mm de diámetro. El conjunto está montado bajo el seguidor de la rotación terrestre de Vixen Polarie. Está constituida por la suma de 15 imágenes de 30 segundos cada una. El cielo estaba limpio aunque con la contaminación lumínica propia de una ciudad de este tamaño.

Las imágenes que se muestran a continuación apenas han sido tratadas, solo se ha complementado un poco el brillo y el contraste de ellas. Veamos una toma general de la zona cerca a Eta Virginis. El círculo amarillo indica la zona donde está el cuásar.



A continuación ampliaremos la zona. Fijemos nuestra atención en el triángulo superior del círculo para que nos sirva como referencia. Se aprecia perfectamente el cuásar como un débil objeto cercano a la magnitud 13.




Por último mostremos una imagen en negativo, aún más ampliada. Se señalan las magnitudes de las estrellas de comparación sin el punto decimal para que no sean confundidas con estrellas. Obsérvese que la estrella señalada como de magnitud 13.5 y que se encuentra junto al cuásar se detecta con facilidad.




OBSERVACIÓN DEL CUÁSAR

Localización de 3C 273

La localización del cuásar no tiene muchos inconvenientes más que aquellos marcados por su bajo brillo. Debemos comenzar partiendo de la estrella Eta Virginis de magnitud 3.9 y subir hacia el norte unos cuatro grados imaginando que forma un ángulo recto con al estrella 16 Vir de quinta magnitud. Si nos movemos casi tres grados al este encontraremos una estrella de octava magnitud que nos servirá de referencia.

Mucho mejor que explicaciones, muestro aquí unos enlaces en pdf de las cartas que ofrece la AAVSO para su observación y seguimiento. Es fundamental imprimirlos como ayuda a la búsqueda:

Cartas: A - B - C - D - E

Seguimiento

Como hemos comentado la visión del cuásar con telescopios de aficionados medianos y grandes no pasa de ver más que un punto de luz sin características adicionales. No obstante, no por ello su observación debe centrarse al mero hecho de localizarlo.

Ya hemos comentado que los cuásares son objetos cuya luminosidad es variable en todas las longitudes de onda. Su variación puede darse en una extensión temporal que va desde días hasta varias décadas. Según la American Association of Variable Star Observers  (AAVSO), organismo que aglutina el mayor número de observadores y de observaciones de estrellas variables de todo el mundo, 3C 273 tiene un rango de variación, en el espectro visible, que va desde la magnitud 12.2 a la 13.6 sin un período determinado, aunque como puede verse en la gráfica inferior correspondiente a observaciones de los últimos 50 años, la amplitud de las variaciones ha sido mucho más modesta: en torno a la 12.5-12.8. En la última observación que he realizado el pasado día 6 de mayo obtuve magnitud 12.9.

Incluyo aquí los enlaces para observar el cuásar para todo aquel que esté interesado, si bien es cierto que necesitará de un telescopio de al menos 20 centímetros de diámetro o emplear el procedimiento fotográfico como hemos expuesto aquí para seguir las evoluciones de este interesante objeto. Son las cartas de comparación que ofrece la AAVSO


Curva de luz de 3C 273 realizada por observadores de la AAVSO

Conclusión

Aunque no se sacan imágenes espectaculares, vuelvo a insistir en la posibilidad de hacer trabajos de interés aún desde la ciudad con un instrumental modesto y portátil aunque apropiado. Seguir a un cuásar también es importante. No solo por aportar datos a la comunidad científica en el campo de los objetos variables, si no porque está llegando a nuestros ojos una luz procedente del confín del Universo. ¿No es maravilloso?

lunes, 11 de mayo de 2015

Preparando la Observación Astronómica

PREPARANDO LA OBSERVACIÓN

Iniciarse en la exploración de la bóveda celeste y preparar una sesión de observación astronómica no es un asunto baladí. La ventaja de estar observando desde la ciudad es que, al poder subir a la azotea o salir a nuestro patio, haremos más noches de Astronomía, podremos llevar a cabo más programas de observación  y podemos hacer más eficiente a nuestro pequeño telescopio o a nuestros prismáticos por un mayor uso de los mismos. Claramente, y en contrapartida, perderemos mucha calidad del cielo en comparación con la que tendríamos si estuviésemos observando desde el campo, la montaña o cualquier zona alejada de los núcleos residenciales. De cualquier forma, e independientemente del lugar desde el que observemos, hay detalles logísticos que no debemos dejar atrás.

El salir a cielo raso comporta el ir preparados para proteger nuestro cuerpo del frío o la humedad del invierno, o de los insectos en verano, o incluso algo muy molesto: el viento. Existen una serie de de elementos básicos que no debemos olvidar. El primero de ellos es la ropa. Incluso en verano la temperatura puede bajar hasta el punto de sentirnos incómodos, por lo tanto debemos ir bien abrigados. Algo esencial es prepararse bien los pies y la cabeza pues por ambos sitios la pérdida de calor es importante. Esta protección es fundamental  durante las noches invernales. En ocasiones el frío, unido al viento, es intenso y si vamos a pasar algunas horas al raso el ir protegidos nos evitará cualquier problema de salud posterior. Si la noche de observación va a ser larga siempre podremos preparar, previamente, nuestros caldos o café para hacer más soportable la noche tratando de evitar el alcohol.

Si vamos a irnos al campo a observar, durante el día debemos buscar un lugar apropiado para la observación buscando lugares oscuros pero si lo hacemos desde la ciudad procuraremos que esté alejado de fuentes de luz indirectas : farolas, ventanas iluminadas, etc. Desde la ciudad es recomendable esperar  a que la noche sea bien oscura. Yo suelo esperar también a que se apaguen las luces de los monumentos y, en ocasiones, observo antes del amanecer donde el cielo está más limpio y oscuro pero entiendo que no siempre se puede hacer así ni siempre es útil. Sea cual sea el lugar de observación debemos llevar nuestras cartas estelares, un cuaderno de observaciones donde anotar nuestros registros, lápiz y goma si queremos dibujar y reloj para anotar la hora en la que hacemos nuestras observaciones.

Antes de iniciar nuestras observaciones deberemos permanecer unos 20 minutos adaptándonos a la oscuridad, evitando reflejos y luces parásitas. Durante ese tiempo nuestra pupila se dilatará hasta lo máximo posible (dependiendo de la edad y de la oscuridad del lugar). Si encendiéramos alguna luz nuestra pupila se contraería y habríamos perdido dicha adaptación. Por todo esto, para anotar nuestras observaciones o para guiarnos usaremos una linterna que ofrezca una luz tenue de color  ROJO. Esta coloración además de evitar que perdamos la adaptación a la oscuridad evitará molestias en caso de que estemos realizando fotografía del cielo. Puede hacerse fácilmente poniendo papel de celofán rojo sobre la linterna que dispongamos.

A veces olvidamos hacer esa adaptación cuando observamos desde la azotea de nuestra casa en la ciudad, pero es también fundamental y siempre insisto en ello. He comprobado multitud de ocasiones como podemos ganar (visualmente) una magnitud y media tras un período de adaptación de unos 10 minutos desviando nuestra vista de luces parásitas brillantes.

Ya con todo preparado empecemos contemplando el cielo y disfrutando de él. ¡Anote todo lo que vea en un cuaderno de observaciones! Al cabo del tiempo le será muy útil además de un extraordinario recuerdo.


CARTAS DEL CIELO, ¿POR DÓNDE EMPIEZO?

Existen magníficos programas gratuitos como Cartes du Ciel o el ya nombrado en estas páginas Stellarium que nos ayudarán a organizar y planificar nuestras observaciones (ver más adelante). Ya los iremos comentando. Pero si subimos a nuestra azotea o salimos a nuestro patio siempre necesitaremos alguna carta o planisferio celeste que nos ayude a reconocer las constelaciones en el cielo. Hay muchos y variados en el mercado y son instrumentos que nos muestran el cielo visible cualquier día y hora del año. Realmente son útiles para todos los astrónomos aficionados. También existen muchas publicaciones en la red, libros, revistas especializadas en las que se publican estos planisferios o cartas estelares pero, a efectos prácticos, y para que comencéis a observar, si no tenéis nada a mano os voy a recomendar éste enlace procedente de la prestigiosa revista americana Sky & Telescope que puede resultarnos práctico, en líneas generales, durante todo el año.

Si se observa desde la ciudad observaremos más fácilmente algunas constelaciones al reducirse el número de estrellas pero bien es cierto que algunas otras o partes de ellas desaparecerán y no serán reconocibles a simple vista. Comencemos por localizar a la estrella Polar la cual no sólo será necesaria para reconocer el norte sino que también puede servirnos como punto de partida para reconocer el resto de constelaciones. Obviamente es imprescindible saber donde está si queremos poner un telescopio en estación y hacer seguimiento con nuestra montura.


LOCALIZANDO LA ESTRELLA POLAR

Un truco muy conocido es empezar buscando la siempre presente Osa Mayor, con su conocido asterismo en forma de cuchara conocido como el Gran Carro. Pues bien una vez la tenemos localizada, prolongaremos cinco veces la distancia entre las dos estrellas superiores de la Osa Mayor hacia la izquierda en invierno (o inferiores y hacia la derecha en verano) y llegaremos a la Polar, una estrella brillante aunque no excesivamente. Comprobaremos si hemos acertado si vemos una constelación gemela pero más débil a la Osa Mayor, se trata de la Osa Menor. La Osa Menor es visible completamente en el campo; en la ciudad se perciben las dos estrellas finales de su carro llamada "guardas". Una vez que sabemos donde está la estrella Polar tendremos localizado perfectamente el Norte y a partir de ahí podremos ir localizando las constelaciones en cualquier época del año.

Otro método si el cielo es realmente pésimo es el uso de una pequeña brújula para localizar el Norte y una vez determinado dicho punto la estrella Polar se encontrará a unos 40 grados de altura sobre el horizonte, unos dos palmos de la mano proyectados con el brazo extendido. Pero creo que en esas condiciones, francamente, la observación astronómica no es viable...

Una vez que conocemos la Polar podemos usar nuestras cartas celestes para ir descubriendo otras constelaciones e ir adentrándonos en el conocimiento del cielo.




LIBROS DE AYUDA Y PROGRAMAS DE OBSERVACIÓN

Imagen del Atlas Taki.
Ën una entrada destacada del blog, 12 Libros de Astronomía para empezar, podemos ver buen material para el aficionado que comienza. Hay muchos y muy variados pero yo resaltaría los indicados en la entrada. Yo añadiría un pequeño (pero completo) Atlas en formato bolsillo. Es barato y es muy útil. Aunque esté en inglés esto no es un inconveniente para los que no dominen el idioma pues hay poco texto y los gráficos son muy intuitivos se trata del "Sky & Telescope's Pocket Sky Atlas" de Roger Sinnot".

De cualquier forma si no queremos gastarnos dinero también tenemos una oportunidad de conseguir un buen atlas gratuito en internet que incluye estrellas hasta la magnitud 8.5 Se trata del Atlas Taki que puede conseguirse en este enlace y que se ofrece en formato pdf.

Como hemos encontrado líneas atrás, existen también multitud de software astronómico en formato de Atlas. Vamos a comentar dos que incorporan catalogados objetos de cielo profundo, estrellas dobles, variables, asteroides, cometas e incluso ofrecen la posibilidad de conectar al telescopio. Pueden imprimir cartas y exportarlas a formato de imagen. Son de uso libre y gratuito. Los dos programas -que merecerían una entrada en el blog cada uno- son Cartes du Ciel y Stellarium. Ambos programas pueden descargarse en español y son de considerable ayuda para el aficionado que ahora empieza.

Pues bien, si ya tenemos todo preparado solo nos queda abrirnos al mayor espectáculo que podemos sentir: la observación del Universo. ¡Disfrutémos!

viernes, 1 de mayo de 2015

El Cielo de Mayo

Como venimos haciendo cada mes, hacemos alusión al enlace que corresponde a la revista estadounidense Sky&TelescopeEn ésta ocasión deberemos imprimir, la página 6 que se corresponde con el cielo visible en el hemisferio Norte durante los meses de mayo y junio a medianoche de finales de mayo. En cambio, los mapas incluídos en esta entrada pueden corresponderse con la situación del cielo hacia las 22 horas locales en la Península Ibérica a mediados del mes.

En el cielo de mayo las constelaciones primaverales se alzan con todo su esplendor y comienzan a dar paso, por el Este, a los cielos que tendremos durante el verano. Durante mayo podemos disfrutar de un número muy amplio de galaxias concentradas, particularmente, en la constelación de Virgo


EL CIELO DE MAYO


Comencemos por las fases de la Luna durante el mes. Los mejores momentos para observar los objetos de cielo profundo mencionados y que iremos viendo en este blog, serán los días comprendidos entre el 13 y el 23, en los cuales la Luna no afectará demasiado.


Fases de la Luna


Luna Llena: Día 4 a las 3h43 TU (Tiempo Universal) en la constelación de Libra.

Cuarto Menguante: Día 11 a las 10h37 TU en Acuario.
Luna Nueva: Día 18 a las 4h14 TU en Tauro.
Cuarto Creciente: Día 25 a las 17h20 TU situada en la constelación de Leo.




Norte

Las guardas de la Osa Menor van ganando altura conforme avanzan los días. La constelación de Casiopea roza el horizonte alcanzando su punto más bajo y Cefeo va ganando altura paulatinamente. Al noroeste, la brillante Capella y la constelacíón de Auriga van perdiendo altura sobre el horizonte comenzado ya su despedida. Por otra parte, al noreste el trapecio de la constelación del Dragón tiene una altura cómoda para su observación. No lejos de ese trapecio que constituye la cabeza del Dragón, aparece brillando Vega, de la constelación de la Lyra, señal inequívoca de que el Verano está llegando.

El Cielo de Mayo - Horizonte Norte


Oeste

El objeto más brillante que podemos ver en el horizonte oeste es el planeta Venus. Se sitúa en una declinante constelación de Tauro brillando con magnitud -4. La constelación de Auriga ya está baja sobre el horizonte y Géminis también va perdiendo altura, aunque aún podemos ver a Castor y a Pollux a casi cuarenta grados sobre el horizonte. Más alto aún podemos ver al planeta Júpiter en la región de la constelación de Cáncer donde también brilla el imponente cúmulo abierto de El Pesebre, ya comentado en esta entrada.

El Cielo de Mayo - Horizonte Oeste


Sur

La parte Sur del cielo durante el mes de mayo concentra estrellas y constelaciones débiles. La estrella más brillante es Spica, la principal de la constelación de Virgo. Esta constelación ocupa una importante extensión del cielo y debe recorrerse con tranquilidad. Algo más al Sur de Spica y casi cruzando el meridiano conforme avanza la noche, observaremos un pequeño trapecio formado por estrellas de segunda y tercera magnitud: es la constelación de Corvus, El Cuervo.

Desde el suroeste y hacia el sur aparece la constelación de la Hydra, dominando el cielo con sus estrellas de tercera y cuarta magnitud. Para apreciar su forma necesitamos un lugar oscuro aunque desde la ciudad veremos su estrella más brillante, Alphard, de la segunda magnitud. Por cierto, una de las estrellas que más me gustan...

El Cielo de Mayo - Horizonte Sur


En esta época del año siempre me gusta recordar la posibilidad de observar el cúmulo globular más brillante del cielo. Se trata del Omega Centauri. Un cúmulo globular de magnitud 3.7 cuya observación es más propicia para los habitantes del hermisferio Sur. En la localidad donde resido, Sevilla, apenas se eleva unos grados sobre el horizonte pero aconsejaría desplazarse a lugar oscuro que disponga de un horizonte limpio y plano. Por si alguno quiere adoptar el reto que supone este precioso cúmulo os dejo una pequeña carta de localización.

Localización del cúmulo globular de Omega del Centauro

Este


En el horizonte Este podemos ver a una brillante estrella anaranjada de magnitud 0.1. Se trata de Arturo la estrella más brillante del Boyero (Bootes). La constelación se nos presenta en forma de cometa con Arturo en una de sus puntas. Esta constelación nos servirá de referencia para distinguir una preciosa constelación: la Corona Boreal, con su estrella más brillante Alphecca de magnitud 2.5 Ganando altura por el noreste aparece Hércules una constelación en toda regla con un maravilloso cúmulo globular (M13) que desde luego tendrá sitio en este blog muy pronto. 

Si nos centramos en la Corona Boreal veremos como van apareciendo hacia el horizonte la débil constelación de la Serpiente y la interesante constelación de Ofíuco: ¡estas constelaciones dan un guiño al verano que está por venir!

También aparece por el horizonte Este el planeta Saturno que pasará de la constelación del Escorpión a la de Libra a mediados de mes.




El Cielo de Mayo - Horizonte Este




VISIBILIDAD DE LOS PLANETAS EN MARZO


Mercurio: Visible en el horizonte oeste-noroeste en la primera mitad de mayo. Lo primeros días son los ideales para su observación. El día 6 tiene lugar su máxima elongación oriental, separados 21 grados del Sol. Su conjunción tendrá lugar a finales del mes. Los primeros días de mayo serán, a su vez, los mejores para su observación durante todo el año 2015.

Actualización (2 de mayo de 2015): Mercurio entre nubes

Canon EOS450 D - ISO1600 - 1 seg. de exposición. (Centro de Sevilla)


Venus: Comandando el horizonte oeste a gran altura. Brilla como un diamante con magnitud -4.2 y pasa de Tauro a Géminis durante el mes de mayo. El día 21 se situará a algo más de 8 grados de un débil creciente lunar. Motivo de más para sacar nuestras cámaras fotográficas.


Atardecer del día 21 de mayo. La Luna y Venus

Marte: Prácticamente invisible durante el mes y metido entre las luces crepusculares. Su magnitud es de 1.5. Ya volverá a brillar radiante y enérgico.

Júpiter: Observable hasta bien entrada la madrugada con magnitud -2.1 en la constelación de Cáncer. Ha sido el rey de las noches de invierno y de buena parte de la primavera.

Saturno: Aparece desde la medianoche bien visible por el horizonte este. Brilla con magnitud 0.1 y alcanzará su oposición la noche del 22 al 23 de mayo. Hasta mediados de mes se situará en la constelación del Escorpión desde donde pasará a la de Libra a mediados de mes. El día 6 se situará a 4 grados de la Luna que en ese momento estará casi Llena.


Medianoche del día 6 de mayo. Saturno a cuatro gados de la Luna casi Llena.



Urano: Visible dificilmente al amanecer en la constelación de Piscis brillando con magnitud 6.

Neptuno: También visible una hora antes del crepúsculo matutino en la constelación de Acuario birllando con magnitud 7.7

En cuanto a las Lluvias de meteoros la más característica son las Eta Acuáridas que este año tienen el máximo el día 6 de mayo pero con la fuerte influencia de la luminosidad lunar. No es el mejor año para su observación.