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El arte en la astronomía

Saturno por Cassini

En nuestra sociedad suele existir una tendencia bastante popular a pensar que la ciencia y el arte son dos cosas diametralmente opuestas. Es cierto que existe una distancia entre ambas disciplinas, no tan acentuada como aquellos que piensan que la cultura es sólamente saber “de letras” y/o que “las ciencias” no son importantes, pero existe. Sin embargo, una vez te adentras en el mundo de la ciencia puedes encontrarte con cosas que se parecen más al arte que a la propia ciencia. En esta entrada os voy a hablar sobre algunas de las curiosidades artísticas de la astronomía, por ser quizá una de las ramas que mayores posibilidades ofrece para disfrutarla de forma visual, e incluso sonora.

La astronomía, así como la astrofísica, se basa principalmente en las observaciones realizadas por telescopios y radioantenas, ya sean con base terrestre o espacial. Debido a que nuestra atmósfera es una mala compañera que nos perturba las imágenes y nos hace invisible el cielo a ciertas longitudes de onda, lo mejor es salirnos siempre que podemos fuera de nuestro planeta para observar. Esto supone un mayor costo económico, pero se gana en potencia y nitidez en las imágenes que recibamos, lo que a la postre supone unos resultados científicos más precisos al estudiar los datos.

Otra propiedad importante de la astrofísica es que podemos observar el universo en el espectro electromagnético completo, es decir, desde las amplias ondas de radio a los energéticos rayos gamma. Desde tierra no podemos captar algunas emisiones, como bien podemos ver en la imagen inferior en la que se representa la absorción por parte de la atmósfera de diferentes tipos de radiación electromagnética. Así pues, los rayos gamma, rayos X, ultravioleta o infrarrojo no somos capaces de observarlos con un telescopio terrestre, y es necesario salirse al espacio para estudiar el universo en dichas longitudes de onda.

Absorcion de la radiación por parte de la atmósfera

Y aquí es dónde comienza a aparecer el arte en la astronomía. La gran mayoría de las astrofotografías realizadas por los telescopios espaciales están tomadas en una zona del espectro electromagnético que no es visible al ojo humano, es decir, no está en la región óptica en la que aparecen los colores. Esto quiere decir que en estas imágenes es completamente imposible que podamos ver algún color. Sin embargo en casi todas las fotografías que podemos observar en internet o los medios de comunicación sí que están a color. ¿Dónde está el truco entonces? La respuesta es muy sencilla: aplicando una simple transformación a la imagen para darla falso color.

El falso color se puede realizar con una sola tonalidad como por ejemplo hacen las cámaras de visión nocturna, en las que las imágenes son de color verde; o se puede realizar con la totalidad del espectro de colores. Este último caso es el más llamativo desde el punto de vista artístico pues siempre es más bonito ver una imagen con diferentes colores y tonalidades que una imagen monocromática. La forma de hacer esto último es sencilla e ingeniosa. Se coge la imagen obtenida por el telescopio y se asigna a la mayor longitud de onda observada el color rojo. Por otro lado, a la menor longitud de onda observada se le asigna el color azul. El resto de colores, se van dando de forma homogénea según el resto de frecuencias que haya en la imagen. Una aplicación de este método se puede ver en la siguiente fotografía de nuestro Sol tomada por el telescopio espacial SOHO de la NASA en luz ultravioleta.

El Sol en ultravioleta por el SOHO

Otra forma artística de observar y comprender el universo puede ser escuchándolo. Como ya sabréis, en el medio interestelar o interplanetario es imposible la propagación de una onda mecánica como es el sonido, pero podemos hacer una transformación para convertir la radiación electromagnética en sonido, al igual que hacemos en la Tierra con las ondas de radio. Esta conversión se puede realizar sea cual sea la longitud de onda de la radiación electromagnética, es decir no es algo único de las ondas de radio, y los sonidos resultantes pueden llegar a ser muy bonitos. Como ejemplo, os voy a dejar con los sonidos de un conjunto de 16 púlsares del cúmulo 47 Tucanae que llegan a sonar bastante armónicos. Existen muchas más “grabaciones sonoras” de púlsares y cuerpos de nuestro Sistema Solar que os invito a buscar por la red.

Así pues, tenemos que la astronomía, pese a ser una ciencia pura, muy basada en la observación y comprobación de hipótesis, tiene también un aspecto artístico que nos permite tener imágenes y fotografías que, bajo mi punto de vista, son las mayores joyas que podemos alcanzar hoy en día. Quizá no sean un cuadro de Picasso, Goya, o Van Gogh, pero las astrofotografías, en cierto modo, son pequeñas pinceladas del pasado que nos muestran de dónde venimos y, lo que es mejor, hacia dónde vamos.

Saludos 😉

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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).

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LPOD: Fotos de la Luna

Existe una prestigiosa web en Internet cuyo objetivo es destacar el atractivo y el conocimiento de nuestro satélite natural: Lunar Picture Of the Day una página donde diariamente se publica una imagen de la Luna que sea atractiva, didáctica y espectacular a la vez.

Al hilo de la archiconocida Astronomical Picture Of the Day (la famosa APOD de la NASA) donde se exhibe una imagen astronómica diaria comentada, surgió hace unos años, la idea de que se podría hacer algo similar con la Luna, dada su importancia.

Comentamos esto ya que el día 6 de enero del 2009 la elección de la LPOD ha recaído por segunda vez en Patricio Domínguez, que cada vez es más conocido dentro del mundillo de la astronomía aficionada en español. Patricio además de ser socio de nuestra Asociación Hubble, es el participante más activo del Foro de nuestra web y dio una conferencia sobre la observación de la Luna en el AstroMartos 2008. La imagen elegida ha sido de la zona del Sinus Aestuum, una prolongación del Mare Insolarum, para la realización de esta imagen Patricio tomó dos fotos, una con la zona cerca del terminador (para remarcar los relieves) y otra en luna llena (para ver los brillos del diferente albedo), de forma que se pueda estudiar mejor la geología de la zona

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La anterior LPOD de Patricio fue una composición del eclipse del día 18/08/08 en la que se pueden ver las dos partes iluminadas: una brillante como corresponde a la luna llena y otra de larga exposición que permite ver la parte eclipsada con el característico color rojo-anaranjado que adquiere debido al filtro que nuestra atmósfera hace de la luz que consigue llegar allí

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Saludos

A.A. Hubble

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Ciencia – afición

Durante los últimos años, los que nos acercamos a la astronomía como meros aficionados hemos vivido una transformación vertiginosa de nuestras posibilidades. Creo que el factor más influyente para ello ha sido Internet, que no sólo nos ha permitido aprender más deprisa de los demás, algo crucial en esto que suele ser autodidacta, sino que ha servido de plataforma también para la difusión y profusión de fabricantes y comercios, a través de los que he hemos ido encontrando cada vez más variedad y más calidad.

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Sea como sea, la cuestión es que hoy un aficionado tiene a su alcance conseguir cosas que hace bien poco le podían sonar a ciencia-ficción. Quién nos iba a decir que podríamos tomar datos de exoplanetas, fotografiar nebulosas de emisión en color desde el centro de una ciudad, seguir la evolución de tormentas en Saturno y un largo etcétera de opciones fascinantes.

Además, las cosas de siempre ahora las hacemos mucho mejor, y la progresión es rápida. Por ejemplo una imagen astronómica que hace tres años pudiera resultar buena, hoy es con toda probabilidad digna sólo de pasar a la papelera de reciclaje, gracias a las mejoras en las cámaras, en las ópticas y en los programas de captura y tratamiento de imágenes. Incluso quien se dedique simplemente a la observación visual lo puede hacer en muchas mejores condiciones que antes.

Evolución en M31

Evolución en M31

A mí me gusta especialmente la fotografía astronómica “postalera”. Algo poco científico en cuanto a que se tratan los datos de forma no lineal, cierto, aunque resulta bastante técnico, y tiene la gran ventaja de que nos permite ver cuerpos de cielo profundo de manera diferente a una mancha blanca saturada. Arriba veis por ejemplo una serie con las imágenes de M31 que he ido consiguiendo de un año a otro. La primera hizo verdadera ilusión pero es una birria vergonzante sacada en película química, con un seguimiento manual horroroso. La siguiente, ya usando una cámara DSLR, y afinando mejor con el guiado mejora un poquito. En la tercera usaba la misma cámara, pero con autoguiado y un telescopio mucho mejor, y en la última por fin mi equipo actual y definitivo (el último siempre lo es ¿no?).

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Contaminación lumínica en Alicante (España)

En fin, la situación es buena excepto por una cosa: la cada vez mayor dificultad en encontrar cielos oscuros por culpa de la contaminación lumínica. Podemos conseguir mucho, pero cada vez resulta más difícil encontrar a alguien acostumbrado a ver el cielo negro en vez de amarillento, y eso sí es una grandísima pérdida contra la que todos debemos poner nuestro granito de arena.

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