Discos de escombros en estrellas binarias

Johan Olofsson, académico del Instituto de Física y Astronomía (IFA) de la Universidad de Valparaíso e investigador asociado del Núcleo Milenio de Formación Planetaria (NPF) publicó recientemente sobre discos de escombros en estrellas binarias en la prestigiosa revista Astronomy & Astrophysics.

Credit: Philippe Thebault

Alrededor del 20% de las estrellas tienen un disco de escombros orbitando a su alrededor. Muy parecido al cinturón de Kuiper o al cinturón de asteroides alrededor de nuestro Sol, que son, respectivamente, el “hogar” de los cometas y los asteroides. Estos discos están compuestos por grandes planetesimales o cuerpos con tamaños de unos mil km, que chocan entre sí. Cuando se producen estas colisiones, los planetesimales son destruidos y se producen cuerpos cada vez más pequeños en el disco. Granos de polvo muy pequeños, del tamaño de una micra -equivalente al ancho de un cabello humano-, se generan en estos discos de escombros y son lo que los observadores detectan al usar diferentes tipos de telescopios e instrumentos. Imagina el polvo que se levanta en el aire cuando se derriba un edificio, por ejemplo. Lo que estamos viendo alrededor de otras estrellas es un polvo similar, cuyo origen son planetesimales siendo destruidos en lugar de edificios siendo demolidos.
Sin embargo, cerca de la mitad de las estrellas del universo son parte de sistemas múltiples -dos o más estrellas que evolucionan en el tiempo y el espacio juntas-, por lo que es perfectamente posible que cada estrella de un sistema múltiple pueda tener su propio disco de desechos.
Recientemente, un equipo internacional de astrofísicos dirigido por Philippe Thebault del LESIA (Observatoire de Paris) con Quentin Kral (LESIA) y que incluye a Johan Olofsson, investigador asociado del Núcleo Milenio de Formación Planetaria y académico del Instituto de Física y Astronomía (IFA) de la Universidad de Valparaíso, estudió el efecto de la segunda estrella en los pequeños granos de polvo del disco de desechos de la primera. Este artículo se publicó en la prestigiosa revista científica Astronomy & Astrophysics.
“La principal fuerza que está en juego en esos sistemas es la fuerza gravitatoria: los pequeños granos de polvo sienten la gravedad de la estrella primaria, pero también sienten la gravedad de la estrella secundaria, lo que puede tener un impacto significativo”, explica Olofsson, quien también lidera el grupo Max Planck MPIA-UV Tandem. Uno de los principales resultados del artículo, comenta el científico, es que la estrella secundaria roba rápidamente una fracción del disco de desechos de la otra estrella.
Este trabajo se realizó en base a simulaciones. “Aunque la estrella secundaria comenzó la simulación sin un disco de escombros, después de varias órbitas alrededor de la estrella primaria, reunió una fracción significativa de pequeños granos de polvo. En las simulaciones, también podemos ver que están apareciendo algunas estructuras, como un brazo espiral que parece conectar el disco principal con el secundario, y también hay un halo extendido por todo el sistema”, destaca Olofsson.
Si bien tanto el halo como el brazo espiral son probablemente demasiado débiles para ser detectados con los instrumentos actuales, aclara el astrofísico, se propone que el disco secundario (“robado” por la segunda estrella) podría ser detectable con un instrumento como SPHERE si la estrella está relativamente cerca de la Tierra (~20 parsec). Sin embargo, el principal desafío es que no hay tantas estrellas que puedan observar para probar esta hipótesis.
“Sería estupendo observar realmente tales sistemas, pero de momento es probablemente demasiado pronto y necesitaríamos instalaciones como el James-Webb Space Telescopes (JWST) o el Extremely Large Telescopes (ELT) para tener la sensibilidad requerida”, finaliza Olofsson.

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Fuente: Carol Rojas, Núcleo de Formación Planetaria (NPF)

Estamos viviendo una semana muy especial: Dos eventos astronómicos llamativos

Júpiter (a la derecha) y Saturno (a la izquierda) acercándose durante estos días en el cielo oeste. Pasos diarios terminando el 21 de diciembre (Fuente: Jamie Carter &  Pete Lawrence, Sky at Night Magazine).

El lunes pasado pudimos disfrutar el eclipse solar, que fue total en la Araucanía (donde las condiciones climáticas no fueron óptimas) y parcial en el resto de Chile. En la zona central, la Luna cubrió 80% del Sol durante la fase máxima implicando la posibilidad de observar múltiples pequeñas “lunas” en la sombra de los árboles. Fue un evento especial, no muy frecuente; el próximo eclipse total visible desde Chile ocurrirá el 5 de diciembre de 2048.

En pocos días más, el lunes 21 de diciembre, hay otro evento astronómico, menos frecuente que un eclipse solar: un encuentro muy cercano de los dos planetas más grandes del Sistema Solar, Júpiter y Saturno, en un acercamiento mutuo de solo un décimo de un grado (6 minutos de arco) en la constelación del Acuario. Júpiter completa su órbita alrededor del Sol en 12 años, Saturno en 30 años. Por eso, Júpiter adelanta a Saturno cada ~20 años, causando una conjunción entre ellos en nuestros cielos. Sin embargo, rara vez éstos se juntan de forma tan cercana como el próximo lunes: entre los años 1800 y 2100 solo hay uno más, el 15 de marzo de 2080, también a 6´ (seis minutos de arco). Hubo otros encuentros a 14´ (1961) y a 27´ (1901) y tres adicionales a menos de 1 grado de distancia (en los años 1802, 1842 y 1861). Todos los otros encuentros pasaron y pasarán a más de 1 grado de distancia angular.

Los invito a observar en los próximos días al cielo sobre el horizonte oeste después de la puesta del Sol, tipo 21:30 hrs: encontrarán los dos planetas mencionados, que se unirán más y más, hasta que este lunes, 21 de diciembre, ambos planetas se parecerán a un astro único, apenas distinguible al ojo desnudo, que se trata de dos objetos. Algo parecido pasó en el año 7 a. C., y fue interpretado por muchos historiadores como la Estrella de Belén que, según la tradición cristiana, guió a los Reyes Magos al lugar del nacimiento de Jesucristo. ¡Feliz Navidad!

Fuente: Dr. Nikolaus Vogt, académico y astrónomo IFA

Y este eclipse ya quedó en la memoria y no en la retina

Una de las experiencias más poéticas que disfrutaron miles de personas fueron las imágenes de la sombra del sol con forma de medias lunas que se proyectaron en el suelo. “Este es el principio de la “cámara estenopeica” que reflejaron muchas pequeñas “lunas” en vez de los círculos de todos los días, ya que los árboles actuaron como telescopios múltiples”, nos explicó el astrónomo del Instituto de Física y Astronomía (IFA), Dr. Nikolaus Vogt, quien nos adelantó días previos de este fascinante método de observación indirecta en su blog www.astronosotros.cl

Estos “agujeros lumínicos”, al actuar como telescopios, durante el eclipse mostraron sobre el piso la imagen del Sol tapado parcialmente por la Luna. Fue una solución ideal para aquellas personas que quisieron observar el eclipse con poca tecnología y cerca de la naturaleza.

Eclipse Inclusivo

Mientras tanto la astrónoma del IFA, Dra. Catalina Arcos, quien viajó a la zona de Panguipulli en la XIV región de Los Ríos, a pesar de que el tiempo los pilló con lluvia y nublado, pudieron literalmente “escuchar” el eclipse, ya que se trasladaron a una zona con cielo más despejado en Cayumapu cerca de Valdivia y registraron con un equipo especializado llamado Lightsound que transforma la intensidad de la luz en sonido. Este aparato está desarrollado para las personas que tienen ceguera o discapacidad visual y forma parte del Programa Astronomía Inclusiva, proyecto replicado por Paulina Troncoso de la Universidad Central Región Coquimbo, en colaboración con Difusión AstroUDP y financiado por Universidad Autónoma de Chile, ESO Chile y Gemini Observatory. Estos equipos fueron distribuidos a un centenar de personas en la zona de observación del 100% del eclipse solar.

La astrónoma, Dra. Catalina Arcos en la región de Los Ríos utilizando el LightSound del Proyecto Astronomía Inclusiva

Metereología

Otra manera de admirar este evento lo vivió el experto en meteorología de la Universidad de Valparaíso, Dr. Omar Cuevas, quien se trasladó a la zona costera de Puerto Saavedra en la IX región de la Araucanía para comprobar in situ los pronósticos metereológicos calculados con antelación.

El tiempo publicado en el sitio web del IFA www.ifa.uv.cl días previos fue infalible, ya que indicaba nubosidad con intensas precipitaciones. Pese a ello vivieron una experiencia excepcional y memorable: “Durante 2 minutos estuvimos completamente a oscuras, ya que se convirtió el mediodía en noche”. También asistió la astrónoma Dra. Maja Vučković y compartieron con la comunidad local información científica del eclipse y repartieron lentes certificados. “La gente estaba muy emocionada, porque era un evento que nunca antes habían vivido”, relató.

El metereólogo, Dr. Omar Cuevas junto a su familia en Puerto Saavedra, IX región de la Araucanía
Maja Vučković, astrónoma del IFA en Puerto Saavedra

Campaña regional

Cabe recordar que para este eclipse se organizó una intensa campaña denominada #EclipseEnCasa que integraron varias instituciones de la V región como la Seremi de Ciencia de la Macrozona Centro, la Universidad de Valparaíso, el Núcleo Milenio de Formación Planetaria, Explora Valparaíso, la Asociación Astronómica Aconcagua junto a la Municipalidad de Calle Larga; Universidad de Playa Ancha, el Instituto de Física de la PUCV y la Municipalidad de Valparaíso.

La iniciativa, cuya convocatoria nació de la Universidad de Valparaíso, incluyó videos informativos y material ilustrado especialmente que se publicaron los 14 días previos al evento por las plataformas de redes sociales de todas estas instituciones mencionadas. Además se regaló a los Cesfam de la región material didáctico, lentes certificados, se realizaron talleres y charlas de expertos online, consejos y recomendaciones para vivir el eclipse de manera segura, con especial énfasis en la protección visual y el cuidado en casa por la pandemia.

¿Cómo observar el eclipse parcial del Sol en Chile central solamente con la ayuda de la naturaleza?

Imagen de la sombra de un árbol durante un eclipse parcial del Sol

En estos días los medios están repletos de consejos para observar el eclipse solar este lunes, 14 de diciembre. Por supuesto, lo mejor sería viajar a la Araucanía, para poder presenciar oscuridad profunda a pleno mediodía y ver un Sol negro rodeado por su luz coronal misteriosa.

Por la pandemia mucha gente no podrá observar el eclipse total, pero en casi todo Chile se podrá presenciar un eclipse parcial del Sol: en Santiago y Valparaíso llegará la luz solar a un déficit de 78%, a las 13:00 hrs, correspondiendo a un día nublado, nada espectacular. ¿Cómo podemos tener una experiencia única durante el eclipse parcial, sin lentes especiales y sin ningún peligro para nuestros ojos?

Es muy simple: En los días anteriores al eclipse, siempre alrededor de mediodía, deben hacer un paseo a pie por la cuidad, observando con mucha atención las sombras de árboles en la vereda de las calles, o sobre cualquier superficie plana; detectarán pequeños círculos luminosos que son imágenes del Sol, formados por agujeros estrechos entre las hojas y ramas de los árboles, según el principio de la “cámara estenopeica”. Así, deben seleccionar lugares con muchas imágenes del Sol, y sacar aquí algunas fotos de las sombras. Los mismos lugares los pueden visitar durante el eclipse al mediodía del 14 de diciembre, sacando otra vez fotos de las sombras: En este momento se ven muchas pequeñas “lunas” en vez de los círculos de todos los días. ¡Los árboles actúan como telescopios múltiples!

Estos “agujeros lumínicos”, al actuar como telescopios, el día del eclipse van a mostrar sobre el piso la imagen del Sol tapado parcialmente por la Luna. Una solución ideal para aquellas personas que quieren observar el eclipse con poca tecnología y la ayuda de la naturaleza.

Esta noticia fue también publicada en www.astronosotros.cl, el sitio internet de Dr. Nikolaus Vogt

A continuación el funcionamiento de una cámara estenopeica. Los rayos de luz provenientes de un objeto atraviesan un pequeño agujero para formar la imagen. Los árboles sirven como cámaras para crear imágenes del Sol, reemplazando la pared con el hoyo pequeño en esta imagen.

Comienza campaña regional de difusión científica de cara al próximo eclipse de Sol

● En la iniciativa participan el Instituto de Física y Astronomía de la Universidad de Valparaíso, la Seremi de Ciencia de la Macrozona Centro, el Núcleo Milenio de Formación Planetaria, Explora Valparaíso, la Asociación Astronómica Aconcagua junto a la Municipalidad de Calle Larga; Universidad de Playa Ancha, la Escuela de Medicina y la Municipalidad de Valparaíso.

VALPARAÍSO 1/12/20. Con un gran despliegue de actividades y contenidos informativos y educativos online, ocho instituciones y organizaciones de la región, han trabajado de manera colaborativa para lanzar una campaña de difusión científica de cara al próximo eclipse total de Sol, que se registrará el próximo 14 de diciembre.

La iniciativa, cuya convocatoria nace de la Universidad de Valparaíso, incluye videos, material didáctico, talleres, conferencias, consejos y recomendaciones para vivir el eclipse de manera segura, con especial énfasis en la protección visual. Todo este material se estará difundiendo por las distintas redes sociales y plataformas de las organizaciones.

La mesa regional del eclipse está compuesta por la Seremi de Ciencia de la Macrozona Centro, el Núcleo Milenio de Formación Planetaria, Explora Valparaíso, la Asociación Astronómica Aconcagua junto a la Municipalidad de Calle Larga, la Universidad de Playa Ancha, la Seremia de Salud Región de Valparaíso, la Municipalidad de Valparaíso, junto a las Facultades de Ciencia y Medicina de la UV, la Dirección de Extensión y Comunicaciones UV y el Instituto de Física y Astronomía UV.

El próximo eclipse total de Sol situará la franja de oscuridad total (zona umbra), sobre la región de La Araucanía y parte de la región de Los Ríos, siendo visible de manera parcial en el resto del territorio nacional, tal como lo informa el sitio Eclipses Chile (eclipse.chile.gob.cl).

En la Región de Valparaíso la umbra alcanzará el 78 por ciento, por lo tanto, el uso de lentes certificados es indispensable para que la observación no cause daño ocular.

Así lo recomienda la astrónoma Amelia Bayo, directora del Núcleo Milenio de Formación Planetaria adelantó: “Estamos muy activos en la mesa regional del eclipse, donde participan muchas instituciones. La campaña estará muy centrada en la seguridad, porque a pesar de lo que muchos puedan pensar, en los sitios donde no habrá totalidad es muy importante proteger los ojos. Invitamos a todos a mirar el eclipse, pero deben hacerlo con lentes certificados, con filtro. No sirven para este caso los lentes de sol o ahumados”.

Articulación regional

Por su parte la Seremi de Ciencias, María José Escobar, señaló que “para nosotros como Seremi de Ciencia fue una alegría enorme sumarnos a esta mesa de trabajo por un eclipse seguro. Creemos que es importante apoyar la articulación inter institucional, para que la ciencia llegue tanto a los tomadores de decisiones, como a la sociedad en general, y queremos apoyar para que las instituciones trabajen cada vez más de manera colaborativa. Sabemos que no es fácil, pero creemos que es el camino para generar resultados de alto impacto”.

María José Escobar, agregó que como sociedad ya hubo un aprendizaje importante el año pasado, con el eclipse que se vivió en la Región de Coquimbo, lo que permitirá partir de una base y profundizar en los contenidos científicos: “Como este año la totalidad se vive en La Araucanía nos ha permitido ampliar la mirada a la perspectiva de los pueblos originarios, donde los investigadores de ciencias sociales también juegan un rol importante al favorecer la generación de puentes entre la mirada cultural de la experiencia del eclipse y la perspectiva de la ciencia. Otro aspecto fundamental es que este año los niños están en sus casas y no en la escuela, por lo tanto, la campaña de prevención de daños oculares es más importante aún. Hay que llegar con un mensaje claro a todos los hogares de la región”, sostuvo.

La astrónoma del Instituto de Física y Astronomía de la UV, Catalina Arcos, una de las impulsoras de la iniciativa, señaló: “Tener la oportunidad de vivir nuevamente este hermoso fenómeno astronómico es invaluable. Además, será en un excelente horario, ya que el Sol estará en su punto más alto, y por lo mismo será visible desde cualquier parte de la ciudad. Siempre se recomienda contar con lentes que tengan filtro solar, no mirar más de 30 segundos de corrido con los lentes, descansar constantemente la vista y pestañear, y en esta situación especial debido a la pandemia, mantener la distancia social y seguir las recomendaciones que dará el ministerio de salud. Preparamos cápsulas audiovisuales de corta duración, que abarcan temas desde la ciencia del eclipse y la influencia en la naturaleza, hasta el cuidado del ojo al observar un eclipse”.

En la misma línea, Mabel Keller, directora de Explora Valparaíso destacó el trabajo colaborativo: “En conjunto con muchas instituciones estamos trabajando para poder entregar a todas y todos los habitantes de la Región de Valparaíso mucho contenido, en relación al eclipse que vamos a vivir el próximo 14 de diciembre. Pero no solamente vamos a distribuir material, a través de distintos puntos de la Región, sino que además vamos a difundir en conjunto con todas las instituciones mucho material didáctico, para todas las edades, a través de nuestras redes sociales, para que en la Región todas y todos podamos disfrutar de este fenómeno astronómico de manera segura”.

Yerko Chacón, Director de la Asociación Astronómica Aconcagua, afirmó que junto a la Municipalidad de Calle Larga este año también se suman a la mesa de trabajo del eclipse, contribuyendo con cápsulas relacionadas con la arqueoastronomía, un valioso material, que da cuenta “cómo los pueblos prehispánicos, con su cosmovisión y cultura, que habitaban esta zona, interpretaban los eclipses. También para quienes deseen reutilizar los lentes que regalamos el año pasado a la comunidad, estamos realizando una revisión, con el objetivo de verificar que los índices de protección se mantengan. El día del eclipse transmitiremos en vivo el evento en redes sociales. Esperamos que todos puedan disfrutar de una manera segura siguiendo los hashtags preparados por la campaña”.

Finalmente, la organización adelantó que se van a distribuir lentes certificados a la comunidad, información que se dará oportunamente, a través de las redes sociales de las instituciones participantes.