Paseando por el vecindario (solar)

Hace mucho tiempo, cuando no teníamos demasiada idea de qué ocurría a pocos miles de metros por encima de nuestras cabezas y todavía menos idea de qué pasaba mas allá, separábamos a los “puntitos” que veíamos en el cielo nocturno entre estrellas errantes y estrellas fijas. La regla era: Si cambia de posición respecto a las estrellas fijas, entonces es una estrella errante. Si no cambia… bueno, pues eso: son fijas.

Pero como decía el viejo amigo Eduardo Emerson Barnard, cuando en un asadito te contaba de la estrella que descubrió una noche en Yerkes que se le despejó y lamentablemente tuvo que ir a laburar en vez de quedarse en casa con los pies calentitos:

True story.

True story.

Para la época en la que el descubrió su estrella (1916) ya se sabía desde hace bastante rato que las estrellas errantes (planetas, les decimos ahora) no eran las únicas cosas errantes en el cielo; Halley (en 1718) se dio cuenta por primera vez que Arturo, Sirio y Aldebarán estaban desplazadas mas de medio grado respecto a las posiciones que registró Hiparco de Nicea, mas de 1800 años antes; y estaba seguro de que Hiparco, metódico, preciso e hinchapelotas como era, no podía haber metido la pata de forma tan bruta. A este cambio en posición lo llamamos ahora movimiento propio, y es el tema de este post, suscitado por esta imagen del telescopio remoto de la semana pasada:

Image(188)

El puntito del centro, relativamente brillante y blanco (saturado, en realidad) es una estrella llamada Proxima Centauri. Próxima es… bueno, próxima; A sólo 4,22 años luz de distancia es la estrella mas cercana a nuestro sistema solar. Es una estrella débil, de magnitud 11,05 en el filtro V. Se piensa que está en órbita al rededor del sistema binario formado por Alfa Centauri y Prima Centauri, un par muy bonito que se puede apreciar en nuestro hemisferio sur incluso con binoculares grandes, si uno tiene la mano firme, o por lo menos con telescopios pequeños; se le apunta a la estrella mas brillante de la constelación del centauro y ves dos puntitos juntos por el precio de uno. Es muy conocida por los aficionados a la astronomía en el hemisferio sur y, por lo tanto, de vez en cuando me piden que le apuntemos en el telescopio remoto. Algunas de esas veces (o sea bastante menos frecuentemente) el que está usando el telescopio remoto pregunta “¿Y dónde está Próxima centauri?”. A veces esperan ver los tres puntitos juntos, después de haber leído en páginas de astronomía, foros, algún libro o el artículo de la Wikipedia de que Alfa Centauri no solo es un sistema binario sino también posiblemente triple, y quieren verlo completo. Alfa Y Prima Centauri se ven así:
alfa_centauri_2
Por eso esperan ver las tres juntas, pero ni es posible verlo completo con el telescopio remoto ni estamos seguros de que sea triple; Alfa Centauro y Próxima Centauro estarán tan pegadas que cuesta distinguirlas si la atmósfera está turbulenta esa noche (Orbitan al rededor de su centro de masas aproximadamente cada 80 años) pero Próxima Centauri está a mas de 2º de separación aparente en el cielo, haciendo prácticamente imposible que pueda mostrarlos en una sola imagen de telescopio remoto (a menos de que me levante con muchas ganas de hacer un mosaico, ya que a 17′ de arco de campo por cada imagen, tendría que armar una “cinta” de al menos 8 imágenes de largo con un montón de espacio vacío en medio. O un chorizo de mas de 24 imágenes sin el reductor focal…). Como referencia, la imagen anterior en donde muestro a Alfa Centauro y Prima Centauro tiene 5′ de campo de visión de ancho. O sea, un campo aproximadamente tres veces mas pequeño que la imagen de Próxima Centauro de arriba.
Continuando con esta crónica policial, al rato de haberle sacado unas imágenes a Próxima Centauri recordé que a Ronny (el otro operador del telescopio remoto, co-worker y semi-trasandino chévere en general) también le pidieron lo mismo el año pasado para estas fechas. Le pregunté si todavía guardaba esa imagen y… acá está:
Image(202)
Bien, para comparar ambas imágenes, nada mejor que un gif animado, me dije. Salvando los mínimos detalles de que la escala es diferente porque el telescopio que usó ronny era de 25cm de apertura f/3,3 (que reemplazaba temporalmente al que yo usé ahora, de 40cm de apertura f/3,3), la orientación de la imagen era distinta (5º de rotación), la calibración de colores cambia un poco, el ruido de la imagen de Ronny era mucho menor por haber apilado varios frames y que la turbulencia atmosférica en su imagen hizo estragos mientras que la noche en mi foto era tranquila (noten lo “gruesas” que se ven las estrellas en la imagen de Ronny, como desenfocadas, a pesar de usar un telescopio con mas campo y que te muestra las cosas un poco mas pequeñas), decía que salvo eso es facilísimo pegar una imagen sobre la otra y ver esto:

Todo el guitarreo del post fue para llegar a publicar esta imagen

Todo el guitarreo del post fue para llegar a publicar esta imagen

Bien, ¿Qué vemos acá? El punto en cuestión que cambia de posición entre una imagen y otra, al centro, es obviamente Próxima Centauro. Entre las dos imágenes tenemos casi un año de diferencia (la imagen de Ronny es de principios de Agosto, y mi imagen de mitad de Julio). Ahora bien: Tenemos una batería de efectos que cambian la posición de una estrella, algunos mas pedestres y algunos mas interesantes. Son cinco:

      • Refracción atmosférica (a.k.a. el obvio). Afecta a la altura del objeto sobre el horizonte (¡y el color!) y depende de ésta (es mas fuerte para objetos que están mas bajos) pero en un campo de visión tan pequeño afectaría a todas las estrellas por igual porque están todas mas o menos a la misma altura. La refracción es notable por ejemplo en el caso del sol o de la luna, que cuando los vemos justo en el horizonte en realidad están geométricamente mas abajo y si no estuviera nuestra atmósfera, no los veríamos porque nos los estaría tapando la tierra.
      • Precesión (lunisolar y de las otras, a.k.a. el rompehoróscopos) Produce un cambio de posición en las estrellas (y demáses) debido a que todo nuestro sistema de referencia “se mueve”; El eje de rotación de la tierra realiza justamente este movimiento de precesión, describiendo un cono cada 25776 años- En la práctica nos “mueve” las coordenadas un poco mas de 50,2″ por año haciendo que la fecha en la que naciste no encaje con el “signo astrológico” que te dicen que tenés, que te correspondería sólo si hubieras nacido cerca de la época en la que Ptolomeo estaba vivo. No es algo que notemos en esta imagen, a menos de que quiera yo poner sus coordenadas respecto a un sistema de referencia del cual tendría entonces que aclarar de cuándo es (J2000 o B1950, alguno de ustedes habrá visto alguna vez al lado del “alfa y delta” de una estrella).
      • Paralaje (a.k.a. el que suena mas groso en inglés porque se escribe con équis). ¿Notaron que cuando uno va en auto las cosas al costado de la ruta pasan rápido por la ventana, mientras que los árboles van “un poco mas despacio”, los campos atrás mas lento y las montañas casi están fijas? Espero que lo hayan notado alguna vez, porque los astrónomos tenemos poca imaginación en este caso y usamos siempre esta analogía, no se nos ocurre otra. La cosa es así; cuando te movés de a a b, una cosa que hayas visto en a tiene una posición distinta comparada con objetos muy lejanos en el fondo a como la ves en b. Vale para vaquitas en el campo respecto a las montañas de fondo tanto como para asteroides en nuestro sistema solar respecto a las estrellas de fondo, el ángulo de diferencia depende de qué tanto nos movamos nosotros (mientras mas ancha “la base del triángulo”, mas grande el ángulo) y de qué tan lejos esté el cascote o la vaca (si está cerca, “se mueve mas”. Si está lejos, no se nota tanto. Si está en la punta del cerro, tenés buen ojo para divisar vacas). Me detengo un poco mas sobre este punto porque es importante; podemos detectar el paralaje para las estrellas mas cercanas y calcular por simple geometría su distancia, es el primer y mas confiable método para determinar qué tan lejos está una estrella. Obviamente sirve para estrellas “cercanas”, el qué tan cercano es “cerca”, va a depender de qué tan finamente podamos medir su posición, lo que se conoce como astrometría. Por ejemplo, el catálogo Tycho hecho con observaciones del satélite Hipparcos tiene astrometría con precisión de típicamente 20 a 30 milisegundos de arco. Es el “golden standard” por ahora. La misión GAIA, que todavía no fue lanzada (se viene demorando un montón) va a tener precisión de 20 microsegundos de arco. Esto es: 360º te cubre el cielo completo. toma un grado, dividílo en 3600 para tener un segundo de arco, a eso dividílo en un millón de veces, eso es un microsegundo de arco. Es preciso. Con el telescopio remoto no llegamos ni a palos a astrometría por debajo de la décima de segundo de arco por las condiciones atmosféricas del observatorio. Ahora bien; para determinar la paralaje de una estrella cercana, sólo hace falta observarla en una fecha y seis meses después; nos habremos desplazado de una punta de nuestra órbita a la otra y tendremos un triángulo con mas o menos 2 U.A. de base. Esto es importante en nuestro caso porque las observaciones de las dos fotos de arriba se hicieron con casi un año de diferencia, volviendo a un punto de la órbita sin mucha diferencia de distancia con el de la foto del 2013 y por lo tanto, sin mucho paralaje anual, por lo tanto podemos despreciar el efecto de la paralaje que está en el orden de las centésimas de segundo de arco. Si quieren jugar con la paralaje, prueben esto.
      • Aberración de la luz (a.k.a. el que no te esperabas encontrar pero juro que pasa). En este no me voy a detener mucho, pero afecta a todas las estrellas de la foto por igual y por lo tanto lo podemos despreciar, pero es de por sí interesante; la posición de todas estas estrellas describe una pequeña elipse a lo largo del año, debido a que la velocidad de la luz es finita y tarda en llegar; el cambio de posición depende de la velocidad del observador (en nuestro caso, de todo el planeta y de donde estemos parados) y de la velocidad de la luz, por si querían algo mas de evidencia de que Einstein sabía o sospechaba algo…
      • Movimiento propio (a.k.a. viva la pepa, yo me voy para donde se me da la gana) Y llego al fin a hablar de lo que se trata este post, como adelanté al principio. Descartados todos los otros sospechosos (los que afectarían a toda la imagen y el que no pero no es notable en nuestro caso por las fechas de las dos imágenes) nos queda este efecto, y es el único que es un cambio de posición real en la estrella. El cambio de posición de cualquier cosa en tres dimensiones se describe justamente con un vector de velocidad de tres dimensiones, por ejemplo, velocidad en X, Y y Z. El movimiento propio es una medida de la velocidad en coordenadas alfa y delta (o sea, sobre la esfera celeste), faltándonos la velocidad “hacia atrás o adelante en nuestra línea de visión”, también conocida como velocidad radial, para completar el trío y describir el movimiento instantáneo de la estrella.

staticLa cosa es que las estrellas se mueven unas respecto a las otras. La mayoría de las de nuestra vecindad solar van “mas o menos” en la misma dirección al rededor del centro galáctico, y algunas tienen vectores de velocidad muy diferentes y podemos pensar incluso que eran partes de sistemas distintos (por ejemplo de una galaxia que nos comimos o de un cúmulo que fue “despedazado” por las fuerzas tidales de nuestra galaxia). Cuando vemos que el vector de velocidad de varias estrellas de mas o menos la misma edad es similar, nos hace pensar que forman parte del mismo sistema (o estuvieron juntas en el pasado, si apuntan “desde” un lugar/origen en común). En el caso de Alfa Centauri, Prima Centauri y Próxima Centauri, todas tienen movimientos propios similares (Alfa y Prima comparten el mismo, obviamente). Esto es, vistas contra la bóveda celeste, se mueven todas “mas o menos para el mismo lado”. Próxima Centauri se mueve 3,7 segundos de arco por año en ascención recta (izquierda-derecha en las imágenes) y 0,7 segundos de arco por año en declinación (arriba-abajo). Ya ven en la imagen, en casi un año se mueve “eso”.

Ahí tienen. De todas las cosas que miran los aficionados por el telescopio remoto, el cambio de posición de un puntito de un año para el otro es, definitivamente, la menos frecuente de todas. Es la primera vez que yo sepa que vemos el movimiento propio de una estrella con este aparato.

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4 respuestas a Paseando por el vecindario (solar)

  1. Sebastián dijo:

    “Fijas las pelotas”. ESAS son declaraciones! Qué me vienen con manzanas o bañeras que rebalsan!

    • chimango dijo:

      Lo de la manzana fue para cumplir con las formalidades victorianas de la época; conociendo como Newton se peleaba con todo el mundo, no creo que largara menos que una buena puteada si le caía una en la cabeza; prueba de que eso no pasó es que justamente desarrolló su teoría de la gravitación universal en vez de dedicarse a prenderle fuego al huerto.

    • Alejandro Daniel Vallet Villagra dijo:

      La historia indica que GG dijo “Eppur si muove”, pero supongo que en realidad también habrá dicho “Fijas las pelotas”

  2. juan manuel dijo:

    Me gusta el vocabulario que usás para que “bestias” como yo podamos entender un poco más, tengo un (a decir verdad es de mi hija) galileo f700x76 y me divierto mucho con las observaciones. Gracias

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