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Astrobloguers » Entradas de abril de 2011

VO: Investigación y didáctica de la astronomía en la era de la WWW (I)

VO: Investigación y didáctica de la astronomía en la era de la WWW (I)

 

German Peris Luque

 Introducción

 Cada época de la historia ha venido marcada por unos determinados avances en nuestra comprensión del universo. Si han existido épocas en las que los cambios han sido muy lentos y sutiles, en otras por el contrario han sido espectaculares, y en algunas, como en la que estamos viviendo entrado el siglo XXI, podríamos tachar de vertiginosos.

El avance en el conocimiento del universo ha ido parejo tradicionalmente de la cantidad de datos que disponíamos de él. A mayor número de datos, tanto más podíamos aventurarnos en refutar teorías que explicaran el universo.

Sin embargo, actualmente parece que vivimos en una época en la que esa relación aparentemente simple, no se cumple. Por primera vez en la historia de la humanidad, la cantidad de datos disponibles del universo, gracias a los telescopios en tierra y a los telescopios en el espacio, cubriendo lo que se ha venido a llamar la astronomía multi rango, es tan basta, que el crecimiento de datos no va en paralelo con el avance en el conocimiento del universo.

El proyecto del Observatorio Virtual (al que me refiero en adelante por sus siglas en ingles, VO) intenta precisamente suplir el problema actual del “exceso” de datos científicos (resultados de los diferentes surveys en el pasado, presente o futuro), su interoperatividad  y la búsqueda de resultados científicos a partir de ellos, mediante  lo que se conoce como minería de datos.

 Atlas y catálogos astronómicos (un poco de historia).

Podemos situar en el siglo II antes de Cristo el primer catalogo de estrellas recopilado por Hiparco. Recogía la posición y magnitud aparente (era un concepto que se definía por primera vez) de unas 1.000 estrellas. Su popularización se vio retrasada 4 siglos,y dado a conocer de la mano de Tolomeo. El error en este catalogo de estrellas, recopilado sin medios ópticos, venía a tener una media de unos 20 minutos de arco.

  Hubo que esperar al siglo XVI a que Tycho recopilará un catalogo (aún sin medios ópticos) que rozaba la perfección de lo que se podía hacer a simple vista; 1 minuto de arco de error. Gracias a esta precisión, Kepler pudo descubrir y formular las leyes del movimiento planetario en lo que podríamos considerar la primera minería de datos (explotación) de un archivo astronómico.

Con la aparición del telescopio, y en concreto con los círculos meridianos, aumentó el número de estrellas que era posible catalogar y sobre todo la precisión de la que disponíamos que dependía principalmente del instrumento óptico empleado. Podríamos citar el catalogo de Flamsteed (3.310 estrellas) o, ya en el siglo XIX el último gran catalogo de la era pre-fotográfica; el Bonner Durchmusterung (BD para los amigos), de las manos (ojos más bien) del astrónomo prusiano  Argelander, que recogía nada menos que unas 320.000 estrellas de hasta la magnitud 9,5 con una precisión inferior a los 10 segundos de arco.

 Con la aparición de la fotografía y su rápida aplicación a la astronomía, el panorama en atlas y catálogos del cielo cambió radicalmente. El registro que permite la fotografía aumenta drásticamente el número de objetos detectables, pero sobre todo permite la objetividad en las mediciones y poder compartirlas entre astrónomos del mismo centro con mayor facilidad y menor pérdida de datos (errores).

 

Aunque algunos proyectos iniciales (Cartes du Ciel, 1887) pretendían implicar diferentes observatorios a nivel mundial en un cartografiado completo del cielo, lo cierto es que el primer trabajo destacable vino de la mano el Monte Palomar (EEUU) con su Palomar Observatory Sky Survey (POSS); 935 placas realizadas entre 1950 y 1957 con la famosa cámara Schmidt de 48 pulgadas, y que cubrían un campo de 6º de latitudes celestes entre -33º y +90º.

 

Algunos atlas fotográficos (como la propia revisión del POSS, con el POSSII, cuarenta años después) se hicieron famosos entre los observatorios profesionales, así como las compilaciones de catálogos como el de Yale (BS/HR) o el de H. Draper (HD), teniendo este ultimo 272.000 objetos.

 Se calcula que los diferentes observatorios distribuidos por todo el mundo generaron para sus diferentes campos de estudio un total de unos 3 millones de placas, muchas de las cuales terminarían en sótanos polvorientos una vez utilizadas y más aún  con la interrupción de los detectores de estado sólido CCD.

Placas sin embargo que contienen información aún útil para ciertos campos, y que deberían ser “rescatadas” y digitalizadas.

 De entre los catálogos modernos con más renombre seguro que nos suena el GSC (15 millones de estrellas), concebido en la era de la informática y la eclosión de la astronomía espacial para el apuntado del famoso telescopio espacial Hubble (HST).

 La proliferación de misiones espaciales para escrutar el cielo en diferentes bandas espectrales, diferentes surveys en tierra para cubrir todo el cielo en las bandas de visible e infrarrojo adecuadas para fotometría, astrometría y espectroscopía, en la era de la información e Internet, ha permitido generar catálogos e imágenes (a los que nos referiremos como archivos astronómicos en general) de millones y millones de objetos en diferentes rangos espectrales.

 

 

  Los actuales detectores CCD, de alta eficiencia, devuelven cada vez imágenes con más resolución y objetos más débiles con menor esfuerzo en el proceso de detección, que genera problemas, primero para la descarga o movimiento de esa información (incluyendo el almacenamiento) y después para su correspondiente análisis o reducción de datos. Para esta finalidad, y de forma clásica, cada misión espacial, o cada observatorio en tierra, ha generado su propio software, encontrándonos un panorama de grandes volúmenes de información inconexa y con unas formas muy diferentes de trabajar los datos.

El primer “archivo” astronómico a disposición de la comunidad astronomita internacional fue el archivo INES, que devolvía información de los 235.000 espectros en el UV captados por el telescopio espacial IUE (Esa, 1978).

VIZIER, fue el primer “servicio” puesto en marcha por el Centro de Datos de Strasburgo (CDS) que proporciona acceso a unos 8000 catálogos diferentes, y que puso en evidencia la necesidad de homogeneizar los diferentes archivos astronómicos distribuidos por todo el mundo; así Vizier nos devolvía 144 nombres diferentes para referirse a la magnitud V del sistema fotométrico Johnson.

 Introducción al VO

El Observatorio Virtual (VO) es una iniciativa internacional, iniciada en el año 2.000, cuyo objetivo es solucionar los problemas de falta de homogeneidad en los diferentes archivos astronómicos existentes y el problema de la ineficiente gestión de grandísimos volúmenes de datos para su explotación científica. Es un proyecto en desarrollo y mejora que ha implicado a organismos de prestigio internacional.

El VO definirá una semántica, un protocolo de acceso, un formato y un modelo de datos común, para poner a disposición de toda la comunidad científica todos los datos disponibles de los diferentes archivos astronómicos distribuidos por todo el mundo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En junio de 2002 se fundó la alianza del observatorio virtual internacional (IVOA) que contiene actualmente la iniciativa común de unos 20 países que busca consolidar una plataforma común de acceso a datos astronómicos, entre ellas ese encuentra la desarrollada por SVO, de nuestro país, gestionado por el Centro de Datos de Astrobiología (CAB, CSIC).

Las posibilidades que ofrece el VO son impactantes cuanto menos, y sólo cuando manipulamos algunas de las diferentes herramientas desarrolladas por el VO (Topcat, Aladin, VOspec, VOsed,VOplot,…) comprendemos esta caracterización. Por ejemplo, es posible hacer ciencia con 0 horas de uso de telescopios, sencillamente empleando la minería de datos para los peta bytes de información repartida alrededor de todo el mundo y accesible de una forma sencilla, rápida y efectiva.

El VO es un proyecto desarrollado por científicos para científicos, y permite por primera vez en la historia un acceso a una información científica dispersa, de una forma casi increíblemente interconexa, enlazando  a múltiples archivos astronómicos de los mismos objetos, tomados desde diferentes proyectos y en muy diferentes épocas.

Como primera aproximación, nos valdrá decir que el VO es a la astronomía moderna como el buscador de Internet Google es a la búsqueda de información de Internet, pero con el plus añadido que la información devuelta se nos muestra de forma sencilla según nuestros criterios y nos permite bucear hasta hacer ciencia.

Destacar la importancia del VO, así el GTC, actualmente el telescopio más potente del mundo, ubicado en el Roque de los Muchachos (La Palma), ya devuelve los datos en el formato establecido por el VO.

Veremos en la siguiente entrada algunas aplicaciones del VO y la potencialidad didáctica que también ofrece para estudiantes de astronomía o astrofísica.

Publicado bajo la categoría Astronomía en Internet, Educación Secundaria, Educación Universitaria, General, Investigación Amateur

Mes global de la astronomía

Como recuerdo de lo que pasó en 2009. Este mes, abril, se desarrolla una actividad a nivel internacional en torno a la astronomía para no dejar apagar la llama de una afición que engancha desde el primer momento.

Ese primer momento en que alguien más grande que tu se baja a tu altura y con una mano señala al inmenso cielo oscuro. Escuchas historias sobre una Osa y cómo ésta permitía que los marineros no perdieran el rumbo en medio de la inmensidad del mar.

Un buen día esa misma persona se aleja 200 metros de una zona urbana en medio de la nada y se descubre ante ti lo que da sentido a la palabra vía láctea. Yo de pequeño pensaba que para ver eso serian necesarios instrumentos especiales. Nuestro ojo es ese instrumento. Y es verdaderamente especial. La primera vez que vi la vía Láctea ya conocía un poco el cielo y un escalofrío recorrió todo mi cuerpo. Me sentí bastante intranquilo y pequeño ante ese espectáculo.

Este mes es para recordar y hacer vivir esos momentos a la gente que nos rodea. Para acercar de otras maneras la astronomía.

Aprovechad las actividades que se generen cerca de vuestra casa.

El mes global de la astronomía es una iniciativa de Astrónomos sin fronteras.

Publicado bajo la categoría Astronomía en la vida cotidiana, Experiencias de Observación
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