jueves, 30 de julio de 2015

E = mc2

Con esta entrada seguramente me voy a meter en un lío... y lo voy a hacer por querer explicar algo que ya se nos va de las manos en este blog, pero es que a alguno por ahí se le ocurrió preguntarme la razón por la cual en las estrellas, el hierro no se puede fusionar en otro elemento aún más pesado. Entonces yo saqué "pecho de hojalata" y le dije: "No te preocupes, que lo explicaré en una entrada de manera que lo puedas entender". Y aquí estoy, sin saber muy bien si podré cumplir mi promesa. Al menos lo voy a explicar lo mejor que pueda en el poco espacio que le quiero dedicar.


La tabla superior muestra la energía de enlace por nucleón de una serie de elementos de la tabla periódica. Concretamente en esta tabla están representados el Helio (He), el Carbono (C), el Oxígeno (O), el Hierro (Fe) y el Uranio (U). Si te fijas, el que más alto está en la tabla es el Fe, lo cual quiere decir que es el elemento con la mayor energía de enlace por nucleón. Pero... ¿Qué demonios es eso?

Pues bien, los átomos, como sabes, están compuestos por Neutrones, Protones y Electrones. Los Neutrones y los Protones están en el núcleo y están unidos muy fuertemente entre sí, es decir, hace falta muchísima energía para separarlos. Esa es la energía de enlace.

La energía de enlace por nucleón es algo más complicado. Cuando dos átomos se unen formando un tercero (por ejemplo, Hidrógeno + Hidrógeno = Helio) por el camino se pierde masa, es decir, la suma de las masas de los dos átomos del inicio es mayor que la del átomo resultante. ¿Y qué ha pasado con esa masa? ¡¡Que se ha transformado en energía!! Además, se puede calcular la energía sabiendo la masa que se ha perdido... ¿Cómo? Con la famosa fórmula de Einstein:
                                                                                                       

En ningún elemento, las partículas que forman el átomo, pesan menos que en el hierro. Pesan poco y eso viene a significar que están muy fuertemente unidas. La energía de enlace por nucleón, por lo tanto, en el hierro, es la mayor. Esto quiere decir que para separarlos necesitas mucha energía, o, lo que es lo mismo, transformar mucha energía en masa. Es por esto por lo que un átomo de Hierro no se puede unir formando otro en una estrella, porque eso no generaría energía, si no todo lo contrario. 

Como vimos en "Más cosas sobre la vida de una estrella", cuando una estrella se llena de hierro, no se va a generar más energía, así que la energía de expansión que se oponía a la de la gravedad pierde la partida, y la estrella se colapsa y explota.

Se crea entonces una supernova, término, por cierto, acuñado por Tycho Brahe. Estrella nova (nueva estrella), ya que Tycho descubrió una nueva estrella en la constelación de Casiopea. En realidad era una estrella que había explotado, y durante 16 meses pudo verse a simple vista, brillando incluso más que Venus. ¡Que suerte haber estado allí para verlo!

(Sobre Tycho hablaremos más adelante, tal y como me pidió un lector... en este blog cumplo con mis promesas, a pesar de que a veces resulte tan raro y duro como esta entrada... de todas formas, ya sabes, si quieres que intente explicar algo mejor, simplemente deja un comentario). 

miércoles, 29 de julio de 2015

Exoplanetas II.

Tenía pendiente, lo primero, definir que era aquello de "Zona habitable" de un Sistema estelar.

Pero antes de nada quiero aclarar que cuando hablo de zona habitable me refiero a habitable por vida tal y como la conocemos nosotros, es decir, vida que se ha desarrollado utilizando el ciclo del agua. Como ya vimos hace poco, en Titán no se descarta que haya otro tipo de vida, que haya surgido a partir del ciclo del Metano. (Esto ya lo veremos más adelante).

Es por ello, que la "Zona habitable" de un sistema estelar es aquella en la que la distancia a la estrella correspondiente es tal, que se pueden dar las características necesarias para que pueda darse el ciclo del agua. Si el planeta está muy alejado de su estrella, toda el agua será hielo y si está demasiado cerca, se habrá evaporado, con lo cual, la Zona Habitable es aquella franja comprendida en el medio. (Que el planeta no esté ni muy caliente ni muy frío).

En la siguiente imagen se puede observar en verde la zona habitable, en azul la zona demasiado fría y en rojo la caliente. Fíjate como las zonas varían en función del tamaño y temperatura de las estrellas.



Para descubrir planetas que se encuentren en la zona habitable de sus correspondientes estrellas la NASA puso en órbita a Kepler, un satélite preparado para detectar exoplanetas que se encuentren en la zona habitable. El sistema que utiliza para encontrarlos es el de tránsito, que ya expliqué ayer. 

Te dejo AQUÍ un enlace a la página oficial de la Kepler Mission, para que veas la enorme cantidad de descubrimientos que ha realizado hasta la fecha. Y, además, en solo una pequeña porción del cielo!

Hace tan solo unos días, por ejemplo, la NASA anunció el descubrimiento de un exoplaneta algo mayor que la Tierra que se encontraba dentro de la zona habitable de una estrella de características similares a las del Sol, y que se encuentra a 1400 años luz en la constelación del cisne. ¿No empieza con ello a volar tu imaginación? 

Satélite Kepler, en la búsqueda de nuevos mundos.

martes, 28 de julio de 2015

Exoplanetas I

Hoy toca hablar de algo que está de moda: Los Exoplanetas.

La palabra exoplaneta proviene de "Planeta Extrasolar" y alude, como quizá podrás imaginar, a todos los planetas que están fuera del Sistema Solar, es decir, que orbitan alrededor de otras estrellas.

Hasta ahora se han detectado cerca de 2000 exoplanetas, pero la lista va creciendo prácticamente día a día.

Para localizarlos, se utilizan diferentes técnicas. No es algo fácil, ten en cuenta de que están muy lejos y que son pequeños... y encima, tienen algo muy brillante a su lado que nos deslumbra. 

De todas formas, y aún así, se han podido detectar unos pocos exoplanetas viéndolos directamente, (en la banda del infrarojo la mayoría, eso sí). Esto es debido a que algunos planetas son jóvenes y aún están muy calientes, con lo que emiten ondas infrarojas. Para evitar el deslumbramiento, también hay una técnica con la que se utiliza un sistema que elimina el brillo de la estrella, y así también se han podido encontrar bastantes exoplanetillas.

                                                

Otra forma de encontrar exoplanetas, más enrevesada, eso sí, es mirar los efectos que un planeta tendría en la estrella sobre la que orbita. Al final, un planeta orbitando a una estrella también crea un efecto en la misma por la gravedad, lo que hace que la estrella "pendulee" un poco: Es la técnica de la Astrometría.

Otra técnica, conocida como la Técnica Doppler (y que viene a ser la que más frutos está dando), lo que hace es medir la velocidad radial de las estrellas y mirar el efecto que puede tener un planeta en la misma. Con esta técnica, que en principio se ha usado para detectar planetas muy grandes, se ha llegado a identificar un planeta poco más grande que la Tierra en Alfa Centaury, que, supongo que sabes, es la estrella más cercana a la Tierra. Usando esta técnica también se han encontrado tres planetas orbitando la zona habitable (Hablaremos de esto mañana) de la estrella Gliese 667C.

Otra técnica muy utilizada es la conocida como tránsito. Con ella, lo que se observan son las variaciones de brillo que provoca los planetas en la estrella al pasar entre ella y nosotros. Lo bueno de esta técnica es que con ella, sí es posible determinar el radio del exoplaneta. No solo eso, si no que pueden saber, usando la espectroscopía, la masa y la composición química de la atmósfera del planeta. Lo que avanza la ciencia!
                   

Esta técnica se ha utilizado mucho en planetas que habían sido descubiertos previamente utilizando la técnica Doppler. 

Otra técnica utilizada, y ya con esta acabo por hoy, es otra dificil de comprender, ya que tiene que ver con la teoría de la relatividad de Einsten. El caso es que si una estrella pasa por entre la Tierra y otra estrella, la luz que nos viene de la estrella tapada la seguimos viendo debido al efecto de la gravedad de la estrella del medio... y de una manera determinada, de hecho. Un planeta orbitando a la estrella del medio altera esta imagen con lo que el planeta queda descubierto. ¿Más o menos claro? Esto era para nota, eh?

                              
                             

lunes, 27 de julio de 2015

Delta Acuáridas

Hacia el final de esta noche, cuando la Luna se haya ocultado por el horizonte, es un buen momento para salir a mirar las Delta Acuáridas: Una de las lluvias de meteoros más famosas del verano!!

Pero antes que nada, tienes que saber que es eso de una lluvia de meteoros.

Según la RAE, un meteorito es el fragmento de un bólido que cae sobre la Tierra. Proviene de la palabra Meteoro, que es un fenómeno atmosférico.

Bueno, el caso es que el orígen de las Delta Acuaridas es un cometa llamado 96P/Macholz. Es un cometa de unos 3 kilómetros que tiene un periodo muy corto (de algo más de cinco años). No se si recuerdas cuando hablé en su día del cometa 67P Churyumov-Gerasimenko (seguro que recordabas su nombre). Las características de muchos cometas son similares al de ese, y no quiero entrar en detalles. Lo que si es necesario entender es que, sobretodo cuando se acercan al Sol, los cometas empiezan a soltar materia al espacio, dejando tras de si un rastro de polvo, agua y rocas.

               96P 20070403 000500 HI1A.png 96P/Macholz en el 2007. 

Muchos de estos rastros casualmente coinciden con la trayectoria de la Tierra en el espacio. No es que sea una casualidad enorme... es que hay muchísimos!! Habiendo tantos, y siendo el plano del Sistema Solar el que es, no es de extrañar que más de uno pase por la órbita de la Tierra.

                                      

Ese polvillo se queda en el espacio y entra en nuestra atmósfera. Al hacerlo, empieza a chocar con todas las partículas que hay en ella, y se empieza a calentar. Se quema produciendo un destello que podemos ver desde el suelo. Será tanto mayor el destello cuanto mayores sean las partículas. Es posible, incluso, que el "bólido" no llegue a desintegrarse completamente y acabe en el suelo. (Entonces lo llamamos meteorito, según la definición de la RAE). 

Así que estos días nos estamos cruzando con la trayectoria de 96P/Macholz, y toda la materia que ha dejado por el camino se quemará en nuestra atmósfera. Coincide por la noche, además, en la zona de la constelación de Acuario (Siento que aún no hayamos tenido tiempo de verla, pero lo haremos). 

Si trasnochas (aunque hoy es el día de mayor actividad, cualquier día de estos también vale) y esperas a que la Luna se ponga por el Oeste, acuario estará hacia el Sur. Hacia el SurOeste verás el Triángulo de Verano

Delta Acuáridas

sábado, 25 de julio de 2015

Sondas Pioneer 10 y 11

Las Sondas Pioneer 10 y Pioneer 11 marcaron un antes y un después en la historia del conocimiento del Sistema Solar.

Pioneer 10 fue lanzada en 1972 y fue la primera sonda en alejarse más allá del cinturón de asteroides. Llegó a Júpiter en el 73 y a Neptuno en el 83. La última vez que supimos de ella fue el 23 de enero del 2003, cuando se encontraba a 12 mil millones de kilómetros (Muy lejos). (Recordar: Distancias en el espacio).

 Construcción de la Pioneer 10

Pioneer 11 fue lanzada un año después que su hermana, y sobrevoló Júpiter en el 74. En el 75 llegó a Saturno, su destino principal. Hoy en día sigue alejándose de la Tierra y quien sabe, quizá dentro de cientos de miles de años una civilización se tope con ella en algún lugar de la Galaxia.

Relative positions of NASA’s most distant spacecraft in early 2011
Situación de las Pioneer y las Voyager hace un par de años. 

Por si acaso dicho encuentro con una civilización avanzada tuviera lugar, las sondas llevan consigo un mensaje... ¿Por qué no?

Designed by Carl Sagan y Frank Drake


Sea como acabe todo, las sondas Pioneer 10 y 11 han sido cruciales para avanzar en la investigación espacial, y obtuvieron los datos necesarios para diseñar con confianza las siguientes sondas, las Voyager, así como la Sonda Galileo o la Cassini. 

Y ahora una curiosidad... 

Desde que se lanzaron las Pioneer se observó una pequeña desaceleración de las mismas que tuvo inquietados a los científicos de todo el mundo durante varios años. Se llegó a pensar incluso en que quizá estaban experimentando los efectos de alguna ley desconocida de la física; desde luego, ni las leyes de Newton ni las de Einstein eran capaces de explicar ese efecto. 

Pero entonces llegó Slava Turyshev to save the day, que realizó un enorme trabajo de búsqueda e interpretación de datos de las sondas de los últimos 30 años y acertó con el problema: El calor que emiten. 

                                               
                                       

El caso es que las sondas emanan una ligerísima porción de calor por los circuitos eléctricos que contienen. El mismo Turyshev explicó, para que veas lo sutil del asunto, que el efecto podría compararse al empuje que un coche tendría hacia atrás debido a los fotones que salen de sus luces delanteras.  Bueno, pues el equipo de Slava ha conseguido calcular el efecto del calor emitido por los circuitillos eléctricos de las Pioneer así como por la desintegración radiactiva del plutonio de los generadores de las mismas. (Espero que recuerdes un poco las entradas sobre radiación).

En las Voyager, el efecto es aún más imperceptible, porque fueron construidas de otra manera y no emiten ese calorcillo. Pero las Voyager son ya otro asunto y si te parece las dejo para estudiarlas más adelante. 



Pioneer 11 Image of Saturn and Its Moon Titan
Saturno y Titán, fotografiados por la Pioneer 11