viernes, 19 de agosto de 2016

Astrofísicos... entre el Cielo y la Tierra

II Summer Course: “Astronomy in Canary Islands”



La Laguna, Tenerife



He tenido la suerte de participar en el segundo curso de verano para profesores, desarrollado por el IAC y centrado, ¡cómo no! en astronomía y astrofísica. Aparte del entorno inmejorable en el que nos encontrábamos (La Laguna, Tenerife), el curso incluyó desde charlas de introducción al conocimiento de estrellas y galaxias, hasta plataformas para trabajar las ciencias en el aula, pasando por software sencillo de fotometría, telescopios robóticos, actividades de simulación de transmisión de señales… y, por supuesto, las visitas obligadas y deseadas a los observatorios de Canarias.

Palanca en el Museo de Ciencias

Separaré la experiencia en tres secciones:

Charlas y talleres de introducción a la Astronomía


Nayra Rodríguez Eugenio, responsable de la organización del curso, se encargó de adentrarnos en la vida de los astrofísicos, recomendando estrategias para impartir docencia en estos temas. Entre otras cosas, introdujo algo de ciencia básica:

Nayra explicando el Sistema Solar
■ Nuestra misión: observar. Por ello la luz es nuestro principal método de estudio. Pero como todo, posee una velocidad limitada. La luz solar tarda en llegar a nosotros aproximadamente 8 minutos y 19 segundos, la de la estrella más cercana (α-Centauri) unos 4,22 años y la de la galaxia Andrómeda (M31) 2,6 millones de años. Supuestamente, se podría ver esta galaxia desde la Tierra, a simple vista, con muy buenas condiciones. Sin embargo, para colectar la mayor parte de la luz de un objeto celeste es conveniente almacenar cuantos más fotones (partículas de luz) mejor. Con ello, podremos observar más objetos, más pequeños, más débiles y más lejanos. Parece que siempre buscamos más en astronomía.

■ Por suerte, contamos con aliados, los telescopios, que permiten recoger buenas imágenes para luego ser estudiadas y analizadas. Nos introducen aquí en todos los modelos que podemos encontrar en los observatorios del Teide (OT) y del Roque de Los Muchachos (ORM).



Paneles informativos en el pasillo del IAC
■ Y como la luz es lo que se estudia y ésta es una onda electromagnética, la distribución energética de estas ondas, o espectro electromagnético, es lo que más conmueve a los astrofísicos (desde los rayos gamma hasta la radiofrecuencia, pasando por el visible). Con ello, la emisión de ciertas energías (frecuencias) nos hablará de sucesos diferentes.

Espectro de luz solar visible sobre película fotográfica
   » Rayos gamma (Rγ): ligados a fenómenos muy violentos (muy energéticos), del tipo agujeros negros.
   » Espectro de luz solar visible sobre película fotográfica
   » Rayos equis (RX): fenómenos que involucren efectos gravitacionales importantes, como estrellas de neutrones, agujeros negros…
   » Rayos ultravioleta (UV): cuásares, gases a alta temperatura…
   » Rango del visible: estrellas.
   » Infrarrojo (IR): emisión de nubes de polvo, mapas de calor.
   » Microondas: radiación cósmica de fondo.
   » Radio: materia oscura, gases neutros...


El grupo en visible y con cámara de IR

Se concluye, que lo que es bueno para el hombre es malo para los astrónomos: la atmósfera.

 ■ Técnicamente, nos adentramos en dos métodos para el estudio de la luz recogida en las imágenes:

   » Fotometría: Con la que podemos estudiar la posición y brillo de los objetos, la variación de su luminosidad, color, edad y morfología, entre otras cosas.
   » Espectrometría: Mediante el análisis de las llamadas líneas espectrales, que son las huellas de los átomos y moléculas que las producen, se puede estudiar la temperatura, presión, composición química y velocidad radial de los objetos, entre otras cosas. Así, paradójicamente, el secreto de estudiar el universo se encuentra a escala atómica (en sus partículas). Recordamos los distintos tipos de espectros obtenidos según su fuente:
Y... otro método para la búsqueda de exoplanetas:
variación de la intensidad de la estrella en el tránsito del planeta
             → La luz de un emisor (como el sol), al hacerla atravesar por un dispersor (como un prisma) produce un espectro continuo. Este sería el espectro producido por una bombilla de incandescencia.
             → La luz emitida por un gas caliente, al hacerla pasar por un dispersor, produce un espectro de emisión, un conjunto de líneas luminosas que indican los saltos que producen los electrones de sus átomos por estar a alta temperatura. Este sería el espectro de una bombilla fluorescente.
             → La luz de una fuente continua (como una estrella) que pase a través de una nube de gas fría, al atravesar un elemento dispersor produce un espectro de absorción. Esto es, un conjunto de líneas oscuras, producto de la absorción de la luz de la fuente (estrella), por parte de los electrones de los átomos de la nube. Sería el producido por las estrellas, rodeadas por gas frío.

Además, el desplazamiento de las líneas espectrales detectadas, permite medir la rotación de las galaxias y detectar exoplanetas (planetas fuera del sistema solar).

■ Por otro lado, también se habló de evolución, esa gran teoría, pero en nuestro caso de:

   » Estrellas: La colocación de las mismas en un diagrama que compara su luminosidad con su temperatura efectiva (diagrama Hertzsprung-Russell o diagrama H-R), parece mostrar las distintas fases evolutivas de sus vidas. 
Fraser Lewis (Faulkes Telescope Project)

   » Galaxias: Un primer estudio morfológico, tratando de clasificarlas por su forma, teniendo cuidado de no confundir ésta con su posición respecto a la dirección de observación, lleva a ciertas hipótesis sobre su posible evolución.

Nayra explicando la morfología y evolución de las galaxias

Y ahora, ya más orientado a profesores...

■ Recomendaron dos plataformas para el trabajo con alumnos, orientadas a materias de ciencias:
Fotometría con el software SalsaJ

■ Hablaron de proyectos para el uso de telescopios robóticos:
          http://iac.es/peter/

■ Introdujeron en el manejo de software sencillo y gratuito para practicar, entre otras cosas, algo de fotometría:

■ Realizamos actividades de transmisión de señales, guiadas por el grupo:
Realmente no pudimos realizar la práctica que tenían pensada, pues no había llegado el material. En su lugar, intentamos realizar una aplicación con el móvil para encender un LED construido con un kit de hardware libre.
Responsables del taller en los pasillos del IAC

Observatorios de las Islas Canarias


Se describen las experiencias en los documentos siguientes:

Observatorio del Teide

Observatorio del Roque de los Muchachos

■ Visita a las intalaciones del IAC 


En el propio IAC se llevan a cabo distintas líneas de investigación, no solo en astrofísica sino también en el campo de la ingeniería (detectores, materiales…).


        









Caldera en el Roque de los Muchachos (La Palma)
Al final la entrada ha quedado larga, pero no he podido resistirme a contar un poco toda esta aventura… A ver si otros se animan a disfrutar de esta fantástica ciencia en estas islas espectaculares.
Unas palabras