domingo, 24 de enero de 2016

¿Planeta 9 - del Sistema Solar?

El 20 de enero, dos astrónomos de Caltech publicaron en “The Astronomical Journal” , el resultado de sus investigaciones relacionadas con la evidencia de un gran objeto transneptuniano, de unas 10 veces la masa de la Tierra.
Este objeto podría ser un nuevo planeta enano, que se agregaría a la lista de sus descubrimientos, o uno que si calzaría con la definición de planeta, establecida por la Unión Astronómica Internacional en el 2006.


Apoyándose en sus propios descubrimientos de algunos objetos más allá de Neptuno, como los planetas enanos Eris, Makemake, Haumea y otros transneptunianos como Sedna, realizaron un complejo análisis –una simulación con supercomputadora- que toma en cuenta los elementos orbitales del supuesto planeta 9 y su influencia sobre un grupo de cuerpos en el Cinturón de Kuiper.
E
n sus palabras, esto produce “a resonat perturbation mechanism que les sugiere la existencia de un cuerpo perturbador con las características, que cito a continuación y espero haber interpretado correctamente:
(Su artículo es demasiado técnico-matemático para mi, pero aquí les presento un intento para comprenderlo).


Semieje mayor (a) ~ 700 unidades astronómicas.
30 veces el de Neptuno.

Excentricidad de la órbita (e) ~  0,6.
T
ípica de una elipse elongada.
La excentricidad de la órbita de Neptuno es 0.009, casi circular.

Masa ~ 10 veces la masa de la Tierra.
La masa de la Tierra es 5,972×1024 kg.

Perihelio (q) ˃ 30 unidades astronómicas.

Inclinación de la órbita (i) ~ 30° (respecto al plano promedio del Sistema Solar).
La de Neptuno es 0,72°.

Argumento del periastro (ω) ~ 150°.
Define la orientación de la órbita.

Quiero recordarle que esta propuesta de los astrónomos Batygin y Brown,  sobre el planeta 9, es algo semejante a lo ocurrido con el descubrimiento de Neptuno. Primero se hizo matemáticamente y luego se identificó el planeta con un telescopio. 
¡Esa etapa aún falta y podría cambiar mucho las cosas!

Sin embargo, si aceptamos esos valores aproximados, podemos entretenernos un rato, aplicando geometría y física básica de primer año de universidad, para quizás hacer un poco de astronomía-ficción.
http://www.sciencemag.org/news/2016/01/feature-astronomers-say-neptune-sized-planet-lurks-unseen-solar-system

  • semieje menor (b), lo que nos permitiría dibujar la elipse:
    b= a(1- e2)1/2 = 560 u.a. 
  • Distancia del perihelio = a(1 - e) =  280 u.a.
    Sería la mínima distancia al Sol.
    Resulta 9,4 veces el perihelio de Neptuno.
     
  • Distancia del afelio = a(1 + e) = 1120 u.a.
    Es el punto de la órbita más alejado del Sol.
     
  • Área de la elipse: A=  π a b = 308 000 (u.a.)2. 
  • Perímetro de la elipse ~ 1190 u.a.
    Sería la longitud de la trayectoria para una órbita. 
  • Periodo de revolución (P).
    Aplicando la Tercera del de Kepler: P2 proporcional α3.
    El periodo es
    el tiempo requerido para recorrer la órbita.
    Usamos los datos para la Tierra como referencia (a = 1 u.a., P= 365,25 días). Resulta
    P = 18520 años = 6,7645 millones de días.
     
  • Radio promedio. Si suponemos una  densidad como la de Plutón (ρ = 1880 kg/m3), se podría calcular usando masa= volumen x densidad.
    M = (4/3 π R3) ρ, de donde 
    R~ 19600  km
    .
    Unas tres veces el radio de la Tierra.
     
  • Gravedad en la superficie, g9 = GM/R2 ~ 10 m/s2.
    Muy similar a la gravedad (campo gravitatorio) que experimentamos en la Tierra.
  • Con esas características posiblemente este objeto si calificaría como planeta, pues:
    - Está en órbita alrededor del Sol.
    - Su masa y gravedad es apropiada para que tenga una forma redondeada.
    - Posiblemente limpio su vecindario alrededor Sol.
  • Desde luego sería un planeta con:
    - Una superficie solida de gases congelados.
    - Una temperatura como la de Eris,
    ~ -250°C.
    - Una atmósfera prácticamente nula.
    - Faltaría entonces determinar su periodo de rotación (el día), podría ser unas 20 horas.
    - También encontrar la inclinación del eje de rotación respecto al plano su órbita (oblicuidad). Si es del orden de unos 20
    ° o 30° tendría “4 estaciones” como la Tierra, pero de muchísimos más años de duración.
    - Ahora bien, como la órbita es bastante excéntrica, la distancia al Sol si influiría bastante en el clima promedio de cada estación.

La expectativa entonces es muy interesante, si se logra “verlo” por medios físicos (no solo matemáticos), en los próximos años.

Referencias adicionales:
Lista de objetos transneptunianos: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_trans-Neptunian_objects

martes, 12 de enero de 2016

Nueva luna en brazos de la vieja luna - y - Vieja luna en brazos de la nueva luna

Para comenzar le diré que el título que escogí para esta entrada encierra un poco de “poesía astronómica”.
Usé “nueva luna” para referirme a la región mayoritaria en claro oscuro, que le observamos a la Luna (lado cercano, desde luego), pocos días u horas, antes de la  fase que llamamos Luna nueva.

Orto de la Luna, por el Este.

Independientemente de la fase, los cráteres cercanos al horizonte, durante cualquier
Ocaso de la Luna, por el Oeste.

salida de la Luna, no son los mismos que los cercanos al horizonte, durante el ocaso.


No la llamé Luna nueva, porque ésta solo dura un instante; segundos antes está decreciendo y segundos después estará creciendo.
Además  sabemos que la Luna nueva no se puede observar, puesto que está muy cercana al Sol, con su lado lejano totalmente iluminado y su lado cercano (hacia nosotros) totalmente a oscuras. El caso extremo ocurre cuando la Luna está completamente alineada con el Sol, durante un eclipse solar.

La “nueva luna” la observamos al amanecer, durante uno o dos días, encima del horizonte oriental, antes de la salida del Sol, antes de la Luna nueva.
Podemos ver esa gran porción del satélite de la Tierra, gracias a que el planeta refleja una parte de la luz del Sol hacia la Luna y  ésta produce una segunda reflexión hacia la Tierra, para que nosotros podamos verla.

En idioma inglés este fenómeno recibe el nombre de “earth shine”, que me parece más apropiado al usado en español: luz cenicienta.
Jueves 7 de enero 2016; 04:30.
63 horas antes de la Luna nueva.
Viernes 8 de enero de 2016; 04:45.
38,3 horas antes de la Luna nueva.

Tenga presente que, el cachito de luna menguante, que constituye “los brazos de la luna vieja” está directamente iluminado por el Sol y es reflejado una sola vez hacia nosotros.
En ese tiempo, la luz solar está  iluminando una gran parte del lado lejano de la Luna, que entonces estará de día.

Además, como este fenómeno lo vemos por el Este, el cachito iluminado y la parte claro oscura de la Luna, son diferentes, de hecho, son regiones opuestas, a las que veríamos por el Oeste, dos semanas después cuando apreciemos a la “luna vieja en brazos de la nueva luna”.
La Luna nueva de enero ocurrió el día 9 a las 19:31.
La de febrero ocurriría el día 8 a las 08:39.
Lunes 11 de enero 2016; 18:00. Edad: 46,8 h.
La del 10/11, con un cachito de 22,4 horas,  no pude observarla, por nubosidad.
Martes 12 de enero 2016; 18:00. Edad: 70,8 h. Con binoculares (10 x 50) se podía apreciar claramente la región claro-osccura.

La “vieja luna” entonces la observamos al atardecer, durante uno o dos días, encima del horizonte occidental, durante las horas del crepúsculo, después de la Luna nueva.

A los astrónomos aficionados, como yo, nos gusta observar estos dos fenómenos, especialmente cuando se da la posibilidad extrema de verlos pocas horas antes o después de la Luna Nueva.
El reto consiste en verlos a simple vista, o bien con la ayuda de binoculares y, desde luego fotografiarlos. Esto siempre requiere un horizonte bajo, con ausencia de nubes y poca contaminación lumínica.
Si quiere darle una probadita consulte un calendario de eventos astronómicos, como el que publico cada mes en mi blog: http://astronomia10norte.blogspot.com/2016/01/almanaque-astronomico-enero-2016.html

jueves, 7 de enero de 2016

Conjunción Venus-Saturno (8-9 enero 2016)

El clímax de esta conjunción entre los dos planetas más brillantes del Sistema Solar, Venus y Saturno ocurrirá el día 8 de enero a las 22:12, hora local (https://in-the-sky.org/news.php?id=20160109_16_100).
Entonces haga planes para observarla, entre las 3:30 y 5:00, tanto el viernes 8 como el sábado 9 en la madrugada.
Desde luego, puede seguir observando el acercamiento entre los dos planetas en los próximos días, aprovechando la ausencia de la Luna y el cielo despejado.


En sentido libre, decimos que ocurre una conjuncción cuando nos parece que dos objetos en la esfera celeste están visualmente muy cercanos.
En sentido estricto, una conjunción entre dos planetas ocurre si ambos cuerpos tienen la misma ascensión recta, o la misma longitud eclíptica, cuando son observados desde la Tierra.
El concepto puede extenderse para ser aplicado a otros cuerpos, incluyendo satélites y estrellas.

Venus- Saturno- Antares y avión.
04/01/2016; 04:30.

Zapote, San José, Costa Rica.
Luna en las tenazas de Scorpius, Venus- Saturno-Antares y avión. 06/01/2016; 04:40.
Las coordenadas ecuatorialesascensión recta (α) y declinación (δ), no son lo mismo que las coordenadas horizontales; acimut (A) y altitud (h). Las primeras se utilizan para caracterizar una conjunción, porque son independientes del observador, mientras que las segundo no. Existen fórmuas de cálculo simples para pasar de unas a otras, si conoce la latitud y la longitud geográfica del observador y el "tiempo sideral local", que tampoco es lo mismo que la hora indicada por su reloj, pero también puede calcularse.

Luna- Venus - Saturno - Antares   06/01/2016; 04:30.
07/01/2016; 04:30 - Con las tenazas de Scorpius y Antares. Zapote, San José, C.R.
Venus y Saturno se encuentran del mismo lado del la Tierra, el primero a 1,22 unidades astronómicas del Sol y el segundo a 10,78. Pero aunque no están a lo largo de la misma recta, la resta de esas distancias durante la conjunción, nos da una idea aproximada de la separación entre los dos planetas: 9,56 u.a.

Con avión pero sin Luna. 08/01; 04:30
Con Luna pero sin avión. 08/01; 05:05
(http://spaceweathergallery.com/indiv_upload.php?upload_id=121640&PHPSESSID=7uhjdck0gmarcqjtap3rjq7s42).
Este tipo de conjunción es para verla a simple vista, o con binoculares.
También puede tomar fotos, las que muestro se tomaron con una simple cámara Nikon D-60, una distancia focal de 70 mm, a f/11, ISO 800 y una exposición de 15 segundos, enfoque a infinito, disparador de tiempo, cámara en trípode.

Si tengo suerte con la nubosidad y mi horizonte, le adjuntaré otras.
Saturno - Venus - Antares. 09/01; 03:59.
Zaporte (El Trébol), San José, C.R.
Saturn- Venus- Antares y tenazas de Scorpius.
09/01; 04:03. Zapote (El Trébol), San José. Costa Rica.

martes, 5 de enero de 2016

Acimut y altitud del Sol durante el invierno (¡ahora!)

Posiblemente desde finales de agosto, usted haya notado (todos los años) que:
  • La altitud del Sol al mediodía, cuando culmina y está lo más alto en el cielo, fue cada vez menor.
  •  El Sol no nos pasó por encima de la cabeza (altitud h = 90°) como sí ocurre a mediados de abril y a finales de agosto.
  • El acimut del orto y del ocaso del Sol, no fue exactamente a lo largo de la recta Este-Oeste, como si ocurre alrededor del 21 de marzo y el 21 de setiembre. 
  • A partir de esta última fecha, el acimut de salida y puesta del Sol, se fue corriendo poco a poco, casi hasta llegar al Este-Sureste (u Oeste-Suroeste), unos 24° corrido hacia el Sur.

http://www.astrosurf.com/luxorion/meteo-temperature.htm
 Bueno, estos cambios son tres de las características de la estación astronómica llamada invierno, pero hay otros.

Las horas de sol son menos de 12, los días son más cortos (aunque no mucho en nuestra latitud), las noches son más largas, la altitud máxima del sol a mediodía (cuando culmina) es menos de 90° y nos parece que el orto y el ocaso se corren hacia el Sur.

Si no lo ha comprobado por medio de la observación, aún puede hacerlo.
La tabla siguiente le presenta un resumen que puede servirle de guía.
La inicio un día después del solsticio del sur, también llamado solsticio de invierno para el hemisferio norte y la termino el día del equinoccio de marzo.

Fecha (espaciadas una semana)
Orto
Culminación
(mediodía solar)
Ocaso
21/ diciembre/2015
22:47:54. Solsticio



22/12
05:48    A= 113,7°
11:34:42   h= 56,6°
17:21  A= 246,3°
29/12
05:52    A= 113,4°
11:38:12   h= 56,9°
17:25   A=246,6°
05/enero/2016
05:54    A = 112,8°
11:41:30   h= 57,5°
17:29   A= 247,2°
12/01
05:57    A= 111,9°
11:44:24   h= 58,4°
17:32   A= 248,2°
19/01
05:58    A= 110,6°
11:46:48   h= 59,7°
17:36   A= 249,5°
26/01
05:59    A= 108,9°
11:48:42   h= 61,4°
17:39   A= 251,2°
02/febrero
05:59    A= 107,0°
11:49:54   h= 63,3°
17:41   A= 253,1°
09/02
05:58    A= 104,8°
11:50:24   h= 65,4°
17:43   A= 255,3°
16/02
05:56    A= 102,5°
11:50:18   h= 67,7°
17:45   A= 257,7°
23/02
05:53    A= 99,9°
11:49:36   h= 70,2°
17:46   A= 260,2°
01/marzo
05:50    A= 97,3°
11:48:24   h = 72,9°
17:46   A= 260,2°
08/03
05:47    A= 94,5°
11:46:48    h= 75,6°
17:47   A= 265,7°
15/03
05:43    A= 91,7°
11:44:54    h= 78,3°
17:47   A= 268,5°
19/03/2016
22:30:12. Equinoccio
05:41    A= 90,1°

11:43:48    h= 79,9°
17:47   A= 270,1°


Antes de terminar algunas observaciones:

  1. En realidad la estación de invierno es la “de regreso”.
    Porque el Sol llegó a su máxima declinación de sur (-23,5
    °) en el solsticio y ahora viene regresando al ecuador y a su trayectoria diurna Este-Oeste.
  2. Posiblemente notó que “a la ida”, del equinoccio al solsticio, esto es durante la estación de otoño, empezaron los días más cortos, las culminaciones más bajas y los ortos y ocasos cada vez más corridos hacia el sur, de la dirección Este-Oeste, que nos enseñan en la escuela.
  3. Las plantas en maceta y los muebles que usted quería que les dieran (o no), los rayos solares directamente, y que fue moviendo hacia un lado, ahora tendrá de que moverlos en la dirección contraria.
  4. Y tendrá que esperar hasta la semana del 10 al 15 de abril para tener de nuevo sol cenital.
  5. En realidad el solsticio es un momento fácil de determinar por la posición del Sol, tanto en el otro como en el ocaso, y entonces definir una fecha para el cambio de estación astronómica.
    Desde el punto de vista astronómico, el solsticio es el clímax de la estación, el pico, el máximo. 
  6. Pero desde el punto de vista meteorológico, que considero es más importante para los seres vivos de este planeta, la situación es bastante diferente, y en este tema mi consejo es que consulte a su meteorólogo favorito.
    Sabemos de las tormentas de nieve y las bajas temperaturas en el norte de Estados Unidos, Canadá y el norte de Europa, típicamente asociadas con el concepto de invierno, las cuales generalmente ocurren en el mes de febrero, cuando decimos aquí que -el verano está en su apogeo-.

Cuando llegue el equinoccio de marzo le haré un recuento de la altitud y acimut del Sol, para que usted compare, como es la primavera en el hemisferio norte.