El Space Center de Bremen

Hace unos años realicé un viaje de ocio por Europa Central y planifiqué el recorrido para pasar un par de días en Bremen. En esta ciudad del Norte de Alemania se encontraba en aquellos momentos el centro de ocio espacial más moderno de Europa, el Space Center.

Este centro está situado en una zona industrial en reconversión. Mientras el tranvía nos acercaba allí pudimos observar fábricas viejas y edificios con un aspecto de barrio obrero, rudo, que contrastaban con el centro turístico de la ciudad. El tranvía nos dejó a pie del edificio y la primera impresión fue buena.

http://www.space-center-bremen.de

El precio de la entrada fue de 22 euros por cabeza. Era importante guardar el ticket porque con él accedías a las diferentes atracciones a través de tornos como en el metro. Sin embargo, como buenos españoles, tuvimos que dar la nota y perdimos uno de ellos. Así que empezamos a buscarlo por las papeleras de los pasillos, debajo de las sillas, etc. Dos vigilantes se acercaron y nos preguntaron qué pasaba (en alemán, claro). Lo cierto es que se portaron muy bien y a los pocos minutos teníamos un nuevo ticket sin coste alguno.

Space Center
Space Center

El Space Center se encuentra dividido en varias secciones, todas accesibles desde un gran patio central ocupado por un restaurante y una cafetería de diseño futurista. La sección que más me gustó fue el cine Imax, una gigantesca pantalla envolvente, casi semiesférica. Al entrar te pones unas gafas especiales que te permiten disfrutar en perfecto 3D de espectaculares documentales sobre el espacio. Vimos dos, uno sobre el transbordador espacial en alemán y otro sobre la ISS en inglés. Hubo un par de despegues de un transbordador y un cohete Proton ruso que te hacían agarrarte a la butaca y casi casi morder el polvo (de hecho, en el segundo simularon el efecto como si se rompieran las gafas, ¡genial!).

Las gafas del Imax
Las gafas del Imax

Otra de las secciones se denominaba Planet Quest, y consistía en una especie de montaña rusa que recorría gran parte del recinto por su parte superior. Cada asiento al cerrarse mostraba frente a tus ojos una pantalla de televisión, que durante el veloz paseo mostraba sobrevuelos sobre los diferentes planetas del Sistema Solar. Yo prefería mirar abajo y a los lados para observar qué estábamos ‘sobrevolando’ realmente. Vino bien para soltar un poco de adrenalina.

La sección más aburrida fue la de Star Trek. Consistía en una especie de nave espacial, con puertas futuristas de esas que se abren solas hacia arriba. Había actores vestidos de Star Trek haciendo guardia en cada puerta. Por varias televisiones veíamos escenas de Star Trek, hasta que de repente empezaron a sonar alarmas, las luces se apagaron y nos llevaron corriendo a otra sala en la que los actores de la tele aparecieron en vivo. Creo que hablaban todo el rato en alemán. Debía estar bien para los fans de aquella serie, pero me pareció un tostón.

La tercera atracción que visitamos fue StarGate. De nuevo con actores en vivo, iban contando una historieta de una reina vestida con telas del antiguo Egipto. De pronto nos obligaron a seguir a la reina por unos pasillos, nos dieron unas gafas especiales como las del Imax y entramos en una sala de cine pequeñita. Un tío iba comprobando que todos teníamos bien colocados los cinturones de seguridad de la butaca, y que no había niños demasiado pequeños. Dijo que había unos sensores que detectaban ataques epilépticos o similares y que si alguien sufría uno la atracción se pararía automáticamente. Ante tal despliegue de medios la espectación era total. Entonces empezamos a ver por la pantalla un túnel por el que se desplazaba la supuesta nave en la que estábamos montados. Disparaba a monstruos de cuello largo que literalmente atravesaban la pantalla (las gafas 3D tenían la culpa) y nos escupían, la nave realizaba acelerones bruscos, se inclinaba, … todo con gran realismo debido a que desde los asientos salían chorritos de agua a la cara, en los respaldos había muelles que te empujaban por detrás, y la plataforma de la sala se movía también. No estuvo mal.

Maqueta de la Luna
Maqueta de la Luna

Había una zona dedicada a los viajes espaciales, con trajes de cosmonautas reales, paquetes de comida espacial, fotos, libros de ruta del Apollo 11, etc. Junto a ellos una maqueta de plástico blando que simulaba una zona craterizada de la Luna para que los niños jugaran. Y en una pequeña sala sin asientos se proyectaba una animación por ordenador de un viaje a la Luna.

Trajes de astronauta
Trajes de astronauta

En el pabellón al aire libre sólo había una maqueta a escala 1:1 del cohete Ariane. La maqueta formaba parte de la atracción de caída libre, típica de los parques de atracciones. Se echaban de menos maquetas de otros cohetes, tanto americanos como rusos, y de un transbordador.

Maqueta a escala 1:1 del cohete Ariane
Maqueta a escala 1:1 del cohete Ariane

Por supuesto, la salida estaba junto a la tienda de recuerdos: tazones de Star Trek, disfraces, marcianos verdes hinchables, llaveros, puzzles, maquetas de naves espaciales, etc. una pena que no hubiera ni un solo libro.

Visita al Observatorio Real de Bélgica

El Observatorio Real de Bélgica (ROB) fue creado en 1826 siendo su primer director Adolphe Quetelet (1796-1874). Inicialmente se encontraba en el centro de Bruselas, pero en 1876 a la vez que se nombró como sucesor del primer director a Houzeau se realizó el traslado del Observatorio de su lugar original de Saint-Josse-ten-Noode a donde se encuentra ahora, en las afueras de Bruselas, junto con el Instituto Real de Meteorología y el Instituto de Aerodinámica Espacial de Bélgica.

En el Observatorio, además de realizarse una labor investigadora de vanguardia (en colaboración con grandes observatorios internacionales como el Observatorio Europeo del Sur, ESO) también están al frente de la labor divulgadora tanto desde el Planetario de la ciudad de Bruselas como con las visitas guiadas que el público puede realizar al Observatorio. Multitud de eventos son organizados desde el ROB con el fin de exponer a la gente los avances de la astronomía: observaciones con algunos de los telescopios del ROB, eventos especiales como el tránsito de Venus de 2004, cursos y seminarios de divulgación científica, etc…

Nosotros contactamos con el ROB a través de su página web, http://www.astro.oma.be/ . Aprovechando nuestras vacaciones en Bélgica en septiembre de 2004, decidimos intentar concertar una visita en el ROB y gracias al astrónomo Dr. Jan Cuypers pudimos conseguir una cita. Muy amablemente Jan nos guió en una visita privada por todos los departamentos del ROB. Desde los distintos observatorios hasta el museo, las páginas de la historia se veían reflejadas por todos sus pasillos. Desde aquí nuestro agradecimiento a Jan por el tiempo tan valioso que nos dedicó.

Algunos de los observatorios ubicados en los jardines del Real Observatorio de Bélgica
Algunos de los observatorios ubicados en los jardines del Real Observatorio de Bélgica

Actualmente en el ROB se trabaja en varios campos de la Astrofísica y de la Geofísica, aunque pocos son ya los telescopios que están en uso, entre otras cosas por la contaminación lumínica y también por su tecnología que se ha quedado un poco anticuada. Uno de los telescopios que goza de mejor salud es el solar, pues desde el ROB se observa diariamente el Sol.

LA FÍSICA SOLAR

La física solar es una disciplina en plena expansión en el ROB. Las observaciones de la fotosfera solar se realizan diariamente desde hace 30 años. El Solar Influences Data analysis Center (SIDC) que tiene su sede en el ROB juega un papel importantísimo a nivel europeo y mundial. Además de calcular el Indice de Manchas Solares el SIDC también se encarga de proporcionar el pronóstico del tiempo en el espacio, esta es una nueva ciencia interdisciplinar. La actividad solar, que varía de ciclo en ciclo, puede haber tenido un impacto importante en la evolución climática en la Tierra y el SIDC proporciona pronósticos y advertencias que pueden ayudar a identificar y anticipar las influencias solares.

Nosotros tuvimos la suerte de visitar el departamento de física solar y ver el telescopio con el cual toman las imágenes diarias. Además nos contaron que desde este departamento centralizan los datos del número de Wolf enviados desde todos los países de Europa. El Grupo Astronómico Silos de Zaragoza (GAS) hace algunos años también participó durante un periodo de tiempo bastante largo en estas observaciones. Para nosotros saber que nuestros datos estaban guardados en sus archivos fue todo un orgullo.

Telescopio de observación solar
Telescopio de observación solar

Aunque los cielos de Bruselas tienen bastante contaminación lumínica esto no afecta a la observación solar que se realiza de forma continua en el ROB. De todos modos las observaciones tratan de realizarlas por la mañana que es cuando la atmósfera tiene mayor calidad y la polución todavía no se ha levantado demasiado. Pero desgraciadamente los cielos de esta ciudad están muy frecuentemente cubiertos de nubes. El telescopio que usan es un refractor de 150 mm y una distancia focal de 2400 mm. La montura es ecuatorial y todo está motorizado. Además de recogerse imágenes a través de una CCD, también se hace proyección obteniéndose un circunferencia solar de 25 cm de diámetro y una resolución de 2 segundos de arco, la mejor si tenemos en cuenta la limitación del seeing de la atmósfera.

Como anécdota nos contaron que para calcular la constante de normalización del número de Wolf entre los distintos observadores de los que reciben datos, utilizan como patrón o referencia los datos enviados por un observador casi centenario.

EL TRÁNSITO DE VENUS

Juan-Charles Houzeau siempre fue muy activo en el ámbito de la astronomía y nunca dejó de aportar resultados de sus observaciones y sus investigaciones a la Academia Real de Bélgica. Entre otras cosas viajó a Panamá y Perú para completar su famoso atlas estelar publicado bajo el nombre de Uranometria general. También fue el organizador de las expediciones belgas para la observación del tránsito de Venus de 1882. Él mismo dirigió una observación desde San Antonio (Texas) mientras que el astrónomo Louis Niesten conducía una misión similar en Santiago de Chile.

Houzeau ya propuso la observación del tránsito de Venus con la ayuda de unos heliómetros desde dos lugares distantes para el tránsito de 1874 pero Bélgica en esos momentos no estaba en condiciones de organizar dichas expediciones. Estos proyectos pudieron concretarse para la observación del tránsito siguiente en 1882. Bélgica organizó entonces dos expediciones que se dotaron cada una con un heliómetro especialmente construidos para la observación de este fenómeno según los planes del astrónomo belga Louis Niesten por la empresa Grubb de Dublín.

El heliómetro

Un heliometro consiste en un telescopio cuyo objetivo está dividido en dos mitades por su diámetro. Estas dos mitades yuxtapuestas pueden resbalar una sobre la otra. Este instrumento se utiliza generalmente para medidas del diámetro del Sol pero también pueden realizarse otras medidas, como fue el caso de las observaciones del tránsito de Venus. La gran ventaja de este dispositivo era que no se limitaba a un simple cronometraje de los tiempos de principio y final del tránsito, sino que tales medidas podían efectuarse durante toda la duración del fenómeno. Así finalmente se obtenía una medida precisa de la duración del trayecto de Venus sobre la totalidad del disco solar. Cuando se podían comparar estas medidas con otras medidas similares efectuadas desde otro lugar de la Tierra, se podía calcular en primer lugar el paralaje, y deducir a continuación un valor de la distancia Tierra-Sol. Este último constituía el objetivo principal de las expediciones organizadas en distintos puntos del mundo para la observación del tránsito de Venus.

Uno de los dos heliómetros se transformó en un instrumento fotográfico y se le perdió la pista. El objetivo del otro se guardó en un antiguo museo y se encontraron algunas partes de este heliómetro en los sótanos del Observatorio. Los objetivos se conservaron juntos en el museo y también la pantalla de proyección. Sin embargo no se encontraron los montajes que garantizaban la conexión entre el pie del instrumento y el tubo del telescopio y permitían el seguimiento del Sol sobre el cielo durante la duración de la observación.

Lente y pantalla del heliómetro
Lente y pantalla del heliómetro

Este pasado tránsito de Venus también fue observado con el único heliómetro que aún se conserva. En esta ocasión no se organizó ninguna expedición al nuevo mundo, pero ello no impidió que el viejo heliómetro trabajase a pleno rendimiento más de un siglo después.

Tubo y montura azimutal del heliómetro
Tubo y montura azimutal del heliómetro

ALGUNOS TRABAJOS DESARROLLADOS EN EL ROB

El Dr. Jan Cuypers trabaja dentro del ROB en el departamento de Astrofísica, más concretamente en la sección donde se estudia la dinámica y composición de estrellas cercanas. Su herramienta de estudio es fundamentalmente la Asterosismología, rama de la Astronomía que estudia el interior de las estrellas pulsantes, ya que la interpretación del espectro de frecuencias de vibración de estas estrellas da información de cómo es dicho interior.

Cuypers ha realizado multitud de estudios sobre estrellas. Quizás habría que destacar su investigación en estrellas tipo B y estrellas Beta Cephei. Las primeras se caracterizan por ser muy masivas, entre 3 y 30 masas solares, y por morir transformándose en supernovas, lo que hace interesante estudiar su composición química. Las Beta Cephei son estrellas que están abandonando la secuencia principal sufriendo una lenta expansión lo que conlleva variaciones de brillo y del periodo de pulsación que resultan muy interesantes para completar las teorías de evolución estelar. En general sus estudios se han basado en la detección y análisis del periodo de estrellas variables usando espectroscopia y datos fotométricos, incluyendo las observaciones realizadas por el satélite Hipparcos.

Creemos interesante comentar que en el ROB también se llevan varios temas de investigación en los que los astrónomos amateur tienen una participación muy importante. En gran cantidad de casos las magnitudes de las estrellas que se observan son alcanzables por los telescopios no profesionales, de modo que es posible contribuir haciendo fotometría en varios de los programas que desarrollan astrónomos del ROB. Un ejemplo claro es el de las estrellas variables tipo Delta Scuti. Estas estrellas son pulsantes con una curva de luz que varia de amplitud cíclicamente en el tiempo y donde se observan pulsaciones de distintas frecuencias, radiales y no radiales. La necesidad de observarlas de la manera más continuada posible, para obtener las frecuencias de oscilación de la forma más clara posible, es lo que conduce a que los programas de observación se organicen a nivel internacional de manera que la estrella en estudio esté siendo observada en todo momento por algún observatorio en el mundo. De esta forma se consiguen identificar mejor las frecuencias de oscilación. Un ejemplo de esta colaboración es la efectuada por el astronómo amateur Joaquín Vidal, quien observó desde su Observatorio de Monegrillo (Zaragoza) la estrella V350 Peg. Del estudio que se hizo con los datos fotométricos obtenidos resultó una publicación en Astronomy and Astrophysics (1).

Observación desde el ROB del último tránsito de Venus
Observación desde el ROB del último tránsito de Venus

REFERENCIAS

(1)Vidal-Sainz, J., Wils P., Lampens P., Garcia-Melendo, E., The multiple frequencies of the delta Scuti star V350 Peg, Astronomy and Astrophysics 394, 585 (2002).

Partiview – Un Universo digital

http://www.haydenplanetarium.org/universe/partiview/

¿A qué distancia están las estrellas? Mirando al cielo en una noche estrellada uno puede llegar a pensar que ciertamente cerca, al menos lo bastante cerca como para llegar utilizando un vehículo espacial en un tiempo razonable. Pero en cualquier libro o revista de astronomía encontraremos que las estrellas están a cientos de billones de kilómetros de distancia y sólo para llegar a la más próxima habría que aventurarse en un viaje de miles de años. Pensaremos entonces que tales viajes interestelares son posibles solamente en nuestra imaginación.

Los mapas y cartas celestes nos resultan familiares. Es habitual disponer de una carta celeste redonda y plana que representa las estrellas visibles a nuestra latitud. O puede que hayamos visto alguna esfera celeste, al estilo de un globo terráqueo, que representa las estrellas del firmamento como puntos en su superficie redonda.

Pero tanto las cartas como las esferas celestes y otros tipos de mapas estelares son representaciones planas de un mundo tridimensional. Nadie cree, o nadie debería pensar, como en la Edad Media, que todas las estrellas están a la misma distancia de nosotros y menos aún ligadas a una esfera.

Con un ordenador y programas como Partiview, y el atlas o catálogo de objetos llamado el «Universo Digital», desarrollado por el Planetario Hayden del Museo de Historia Natural de Nueva York, financiado por la NASA, ya no tenemos que conformarnos con realizar viajes espaciales a otras estrellas sólo en nuestra imaginación.

Con Partiview podemos viajar, por ejemplo, en dirección a la familiar constelación de la Osa Mayor a una velocidad mucho mayor que la de la luz. Enseguida notaremos que la forma de la constelación cambia lentamente. Dejaremos atrás la estrella más cercana de la conocida figura del carro, después otra, y luego otra, y entonces la figura habrá perdido por completo su forma de carro. Lo que desde la Tierra nos parecía un grupo de estrellas relacionadas, ahora no es más que un conjunto de estrellas inconexas. Las constelaciones pierden todo sentido en un viaje interestelar.

Fig. 1: Mirando hacia la Osa Mayor
Fig. 1: Mirando hacia la Osa Mayor
Fig. 2: A 57 años-luz del Sol, mirando en la dirección de la Osa Mayor.
Fig. 2: A 57 años-luz del Sol, mirando en la dirección de la Osa Mayor.

Con Partiview podemos viajar hasta objetos cercanos como nuestras vecinas estrellas, o hasta el otro extremo de nuestra Galaxia, o salir de ella y contemplar nuestro Grupo Local de galaxias, o mucho más lejos, hasta los objetos más distantes y antiguos conocidos del Universo. Y en todo momento, nosotros somos los que decidimos hacia dónde dirigimos nuestra atención y en qué dirección queremos viajar.

Podemos contemplar la Vía Láctea o Camino de Santiago en dirección al centro de la Galaxia, la espectacular región de Sagitario visible en verano. Y podemos verlo con otros ojos, los que nos brindan telescopios en tierra y en órbita, ojos sensibles no a la luz visible sino al infrarrojo, rayos X y gamma, o a las ondas de radio, que son así capaces de explorar las nebulosas donde se forman nuevas estrellas, regiones de hidrógeno ionizado o de polvo interestelar, así como púlsares y remanentes de supernovas, los restos de estrellas que dejaron de brillar hace cientos o miles de años.

También podemos constatar que vivimos en el disco de nuestra Galaxia, y hacia las afueras, notando cómo se distribuyen los cúmulos dispersos de estrellas y asociaciones estelares jóvenes, los cúmulos globulares, las nebulosas planetarias o los restos de supernovas.

Fig. 3: Una representación de La Vía Láctea, nuestra galaxia, y señalada mediante ejes de referencia, la posición de nuestro Sol.
Fig. 3: Una representación de La Vía Láctea, nuestra galaxia, y señalada mediante ejes de referencia, la posición de nuestro Sol.

El Universo Digital ha sido posible sólo tras siglos de ciencia y observación astronómica (esto ha proporcionado el conocimiento), y el desarrollo de las nuevas tecnologías (esto ha hecho posible que podamos disfrutarlo en nuestro ordenador personal). Cientos de miles de objetos se han incorporado en este atlas, que en su conjunto nos hace más fácil comprender el Universo en toda su magnitud.

La base del Universo Digital está en la representación de los objetos en la dirección precisa (el equivalente a la latitud y longitud) y a la distancia correcta. Pero esa distancia no ha sido nunca algo fácil de conocer. La primera estimación relativamente precisa de la distancia de una estrella se hizo hace sólo algo más de un siglo y medio. Hasta entonces poco se podía decir de la distancia de las estrellas, excepto que realmente es enorme.

Las primeras distancias a estrellas se midieron mediante el llamado paralaje anual de la Tierra. Es un efecto de perspectiva, que hace que las estrellas cercanas nos parezcan que están situadas en cierta posición respecto a las estrellas mucho más lejanas, pero en otra posición ligeramente movida seis meses después, cuando la Tierra está en el otro extremo de su órbita en torno al Sol.

Sin embargo el paralaje sirve sólo para conocer la distancia de las estrellas más cercanas, hasta unos 500 años-luz, una distancia enorme que sin embargo representa tan sólo una minúscula fracción del tamaño de la Galaxia. La mayoría de los planetas extrasolares descubiertos no distan más de unos 100 años-luz de nosotros.

Existe una clase de estrellas cuyo brillo cambia periódicamente, las Cefeidas, estrellas gigantes y frías cuya luminosidad está relacionada con el ritmo al que varía. El descubrimiento de este fenómeno permitió establecer una forma de medir distancias a estrellas mucho más lejanas que con el método del paralaje, incluso situadas en otras galaxias, hasta unos 50 millones de años-luz. A modo de referencia, la galaxia de Andrómeda, que pertenece al Grupo Local de Galaxias, en el que están la Vía Láctea y las Nubes de Magallanes, se encuentra a 2 millones de años-luz.

Pero aún es posible determinar distancias mucho mayores mediante el desplazamiento al rojo de la luz que emiten las galaxias y los quásares. El Universo se expande desde que comenzó con el Big Bang hace unos 13.700 millones de años. Debido a la expansión las galaxias parecen alejarse de nosotros, tanto más rápido cuanto más lejos están (en realidad se trata de una ilusión: el espacio es el que se estira, y se lleva a los cúmulos de galaxias con él). Al mismo tiempo, por alejarse, su luz nos parece algo más roja, tanto más roja cuanto más rápido se alejan. Por tanto cuanto más enrojecida es su luz, más lejos están de nosotros. Así es como conocemos la distancia a la que se encuentran los objetos más lejanos del universo, desde cientos a varios miles de millones de años luz. Cuando se visualizan todos estos objetos en Partiview salta a la vista la fascinante y sorprendente estructura «esponjosa» (con filamentos, nudos y espacios vacíos) de la distribución de los cúmulos y supercúmulos de galaxias.

Fig. 4: Distribución de las galaxias medida por el 2dF Survey.
Fig. 4: Distribución de las galaxias medida por el 2dF Survey.
Fig. 5: Distribución de las galaxias más lejanas y los quásares medida por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS). De fondo, mapa de la micro-fluctuación de temperatura de la radiación cósmica de fondo, medido por la sonda WMAP.
Fig. 5: Distribución de las galaxias más lejanas y los quásares medida por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS). De fondo, mapa de la micro-fluctuación de temperatura de la radiación cósmica de fondo, medido por la sonda WMAP.

Muchos zaragozanos y aragoneses hemos podido asistir a sesiones de proyección en Planetarios, siempre en algún viaje o excursión, ya que en esta ciudad de la Expo2008, Zaragoza, carecemos todavía de uno. Otras ciudades a priori más modestas han entendido mucho antes que la nuestra lo importante y conveniente que es acercar la Ciencia al ciudadano y han sabido dotarse de Museos de la Ciencia y similares. En estos momentos todavía tres comunidades autónomas españolas carecen de un Museo de Ciencia: Aragón, Baleares y Extremadura.

Los planetarios han evolucionado desde que nacieron hace varias décadas. En sus inicios proyectaban (y la mayoría de planetarios actuales lo siguen haciendo) las estrellas y planetas en una cúpula mediante mecanismos ópticos móviles, por otra parte impresionantes, para simular el movimiento aparente del cielo y de los planetas a lo largo del día y el año. Después se combinaron con proyecciones audiovisuales basadas en diapositivas o más tarde vídeo.

Pero en la era de los computadores y los gráficos generados por ordenador, los planetarios se han sabido aprovechar de las posibilidades que ofrecen. Así es como han nacido los planetarios digitales, que proyectan sobre la cúpula escenas generadas por ordenador que pueden cambiar para causar la impresión no sólo de que el cielo gira sino de estar viajando entre las estrellas.

El Planetario Hayden, pionero de los planetarios digitales, desarrolló el “Universo Digital” para Partiview a modo de «hermano menor» de su nuevo sistema de proyección digital, para ser usado en un ordenador personal, y lo pone a libre disposición de quien lo quiera. Como dicen sus creadores, «el universo observable es inmenso, más allá de cualquier experiencia ordinaria, pero no más allá de la capacidad del ser humano para representar, visualizar y compartir. Ya nos damos cuenta de su inmensidad cuando intentamos visualizarlo y nos desplazamos entre las estrellas más cercanas. Conforme nos alejamos, concebimos un hogar mucho más grande de lo que jamás imaginamos».