jueves, 24 de noviembre de 2011

El viento; de la tierra a las estrellas.-




Desde siempre ha estado entre nosotros y aunque no lo podemos
ver, si lo percibimos, mirando el follaje de los árboles balanceándose
de un lado a otro, o quizás en la aridez del desierto presenciando esas inmensas polvaredas levantándose de la nada y formando verdaderos remolinos que avanzan
Removiendo todo a su paso, son los vientos.

En la mitología griega, se habla de los Anemoi( en antiguo griego, vientos)para referirse a los dioses del viento, entre los que destacaban Boreas; el viento del norte y Austros; el viento del sur. Ya entonces, se les daba una clasificación; los beneficiosos y por otro lado los destructivos, entre los primeros se cuentan a Noto o austros, Bóreas, Argestes y Céfiro, y se decía que eran hijos de Astreo y Eos, entre los segundos, se decía que eran hijos de Tifón. muchas veces los representaban y lo hacían de diversas formas; a veces como simples ráfagas de viento, otras, personificando ha hombres alados e incluso en algunas ocasiones se le asignaba la forma de caballos encerrados en los establos de su señor y gobernante.
Esto anterior, también es observado mirando la mitología romana, aunque en este caso eran los " Venti" del latín vientos, los Anemoi romanos, pero contando con las equivalencias y características tomadas de los griegos.

¿Pero que es realmente el viento?

la verdad, es que para nosotros, acá en la tierra, el viento representa un proceso meteorológico, que consiste, en el movimiento de una masa de aire por la atmósfera o dicho de otra forma, es la compensación en la presión atmosférica entre dos puntos.

Quizas nuestra propia historia no se podría escribir sin mencionarlo, pues nuestra relación con este va mucho mas allá, este ha influido de distintas formas en nuestras vidas, por un lado como un medio natural de transporte, que interviene en la polinización, el desplazando de las semillas de determinadas plantas, y hace posible la supervivencia y dispersión de estas especies vegetales, así como las poblaciones de insectos voladores, es además, el mayor agente erosivo, transformando los relieves de amplias zonas, tal vez a lo largo de nuestra historia ha removido por completa la faz de la tierra. Pero además es una gran fuente de energía, tanto para trabajos mecánicos como eléctricos e incluso sirvió para que las
antiguas barcazas surcaran los mares provistos solo de velas.

Hoy, el viento está jugando un papel muy importante en las llamadas energías alternativas, conocida como energía eólica, en realidad es, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.

Los vientos los clasificamos de varias formas, quizás las mas conocidas sean; la brisa temporal, la tormenta, la huracán y los temidos tifones.


Pero a nivel planetario, es definido como la desgasificación de elementos químicos ligeros de la atmósfera hacia el espacio. Allí, los vientos se suelen clasificar según su dimensión espacial, la velocidad, los tipos de fuerza que los causan, las regiones donde se producen y sus efectos. Los vientos más fuertes observados en un planeta del sistema solar, han sido captados en varios planetas siendo los mas fuertes los de Neptuno,
mas precisamente cerca de la Gran Mancha Oscura, donde los vientos soplan a casi 2.000 Kilómetros por hora, quizas un dato importante a señalar sea el hecho que la mayor parte de estos vientos, soplan en dirección oeste, en sentido contrario a la rotación del planeta.

En la tierra, los vientos planetarios se deben fundamentalmente al igual que en las corrientes oceánicas, a las consecuencias del movimiento de rotación terrestre, como también al movimiento de traslación, el cual ejerce una influencia en el desplazamiento latitudinal de estos vientos, aunque esta última, es de mucha menor importancia.

En las estrellas, es definido, como un flujo continúo de partículas a gran velocidad, se trata de electrones, protones y núcleos de helio que arrancan consigo el campo magnético de la estrella. Estas partículas pueden escapar de la gravedad, debido a su alta energía cinética y la alta temperatura de la corona.

Viento solar.
Fue por el año 1958, que obtuvimos los primeros indicios al respecto, mirando el paso de un cometa, se pudo constatar que su cola alargada se orientaba en dirección contraria al sol y mientras mas se acercaba mas larga se hacia, lo que suponía la existencia de este viento que infuía en su trayecto.
Este viento, se ve agitado por fuertes tormentas que envían al espacio miles de millones de toneladas de materia en muy pocas horas, son las llamadas emisiones coronales de masa, su número varia de acuerdo al ciclo solar de once años.

La composición del viento solar, en nuestro propio sistema, es idéntica a la de la corona solar, esto es, 73% de hidrógeno, 25% de helio y trazas de impurezas.

Implicancias del viento solar.
Si esas partículas llegaran en forma directa a la superficie de nuestro planeta, acarrearían graves problemas para la vida. Afortunadamente contamos con un escudo magnético que nos protege de aquello, es la llamada magnetosfera, la cual cubre casi por completo al planeta, solo dejando expuestos nuestros polos, es por allí, por donde ingresan algunas partículas que van formando las famosas auroras polares, que cuando ocurren, van cubriendo de hermosa policromía el cielo nocturno. Cuando ocurren en el hemisferio norte se les llama Boreal y cuando ocurren en el hemisferio sur se les conoce como Austral.
Las auroras son el resultado de un fenómeno que ocurre entre la acción del viento solar y la atmósfera terrestre, las partículas de viento solar son atrapadas por el campo magnético terrestre tienden a agruparse en los cinturones de Van Allen, estas son ciertas zonas de la magnetosfera donde se concentran partículas cargadas, allí se comienzan estos hermosos fenómenos.
Este viento plasmático contiene protones y electrones que viajan por el espacio a velocidades superiores a los 300 kms. X seg. y empleando tan solo cuatro días en recorrer su peregrinar desde nuestro sol y hasta nosotros, recordemos que son 150.000.000 kms. la distancia que nos separan de nuestro astro solar.




También cabe recordar que en el Universo existen otros fenómenos que producen flujos de partículas similares, fenómenos violentos como las explosiones de supernovas, que dan origen a partículas mas energéticas que las solares, los llamados rayos cósmicos, es allí, donde es nuestro propio sol, mediante su campo magnético extendido por el viento solar forma una burbuja llamada heliosfera, un gran escudo, desviando gran parte de las partículas, aunque aquella protección es solo parcial, pues muchos rayos finalmente alcanzan a nuestro planeta.

¿Pero hasta donde nuestro astro abrasador nos protege?
Hasta el punto en el que la fuerza ejercida por el viento solar no es suficientemente importante como para desplazar el medio interestelar y ese punto lo conocemos como heliopausa y se considera el "borde" más exterior del sistema solar, su distancia aun no la conocemos bien, quizás lo único claro, es que se encuentra mas allá de plutón.


Bueno, hoy hablaremos hasta las estrellas, mas allá, solo sabemos de la existencia de la llamada marea galáctica, pero eso será tema de otro artículo.

martes, 22 de noviembre de 2011

Mirando el Universo a traves del espectro electromagnético.


Imagen de la tierra en diferentes rangos del espectro.

Ha de haber sido todo un espectáculo para los primeros homínidos, levantar sus miradas al cielo y observar a nuestro astro el sol y luego, al llegar la noche, como abriéndose un telón ver aparecer todo ese amplio espacio lleno de puntitos y luces multicolores titilando, las estrellas, o esa esfera translucida que al correr de los días se va haciendo mas y mas redonda hasta que de pronto se nos vuelve nuevamente transparente, la luna, ¿pero que veían realmente?, la verdad es que aunque con menor contaminación lumínica, observaban lo mismo que nosotros, La luz, o mejor dicho, la radiación visible del espectro electromagnético que podemos captar con nuestros ojos.

¿Pero que es la luz?

Es una radiación que se propaga en forma de ondas, cuando lo hacen en el vacío se llaman ondas electromagnéticas.
Dentro de sus características, quizás la más importante es su velocidad de propagación en el vacío, o la llamada velocidad de la luz, que es de 299.792.458 m/s y aunque hablamos de ondas, estas se propagan en línea recta.

Pero ha pasado tiempo desde aquellos primeros momentos y hoy gracias a la tecnología, hemos logrado fabricar instrumentos que nos permitan mirar lo que a ojo descalzo no logramos ver y esto es el espectro electromagnético completo, el cual se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo.



Cada tipo de radiación (o luz) nos proporciona información única.los objetos extremadamente calientes emiten radiación muy energética con una longitud de onda muy corta, como los rayos gamma y los rayos-x. La luz emitida a estas altas energías es el resultado de eventos cósmicos explosivos y violentos, como por ejemplo las supernovas. Los objetos más fríos emiten radiación a energías más bajas, con longitudes de onda que correnponden al infrarrojo o las ondas radio. Estas energías son características de procesos físicos más sosegados, como la formación estelar.
Para obtener un conocimiento completo del Universo necesitamos observarlo con toda su luz, usando todo el rango del espectro electromagnético. El desarrollo tecnológico ha permitido la fabricación de detectores electrónicos capaces de ver luz que es invisible a nuestros ojos.

Bueno, analizar este tema sería un poco largo y tedioso, lo que hoy nos llama es observar imágenes en los distintos rangos de la luz.

¿Pero que podemos observar?

En Rayos Gamma:

la Vía Láctea ( CGRO).

* Nubes interestelares donde los rayos cósmicos colisionan con núcleos de hidrógeno
* Discos de acreción alrededor de agujeros negros
* Púlsares o estrellas de neutrones

En Rayos-X:

Nebulosa Rosette ( Chandra).

* Regiones de gas caliente chocado
* Gas en cúmulos de galaxias
* Estrellas de neutrones
* Remanentes de supernovas
* Coronas estelares

En Ultravioleta:

Imagen del Sol ( SOHO).

* Remanentes de supernovas
* Estrellas muy calientes
* Quásares

En Luz Visible.

Luz visible ( Hubble).

* Planetas
* Estrellas
* Galaxias
* Nebulosas de Reflección
* Nebulosas de Emisión

En Infrarrojo:

Messier 81, galaxia espiral (IRAS).

* Estrellas Frías
* Regiones de Formación Estelar
* Polvo interestelar calentado por estrellas
* Planetas
* Cometas
* Asteroides

En Radio:

Cúmulo globular de Hércules (VLA).

* Radiación de Fondo Cósmica
* Dispersión de electrones libres en plasmas interestelares
* Medio frío interestelar
* Regiones cerca de estrellas de neutrones
* Regiones cerca de enanas blancas
* Remanentes de supernovas
* Regiones densas del espacio interestelar (por ejemplo cerca del centro galáctico)
* Partes frías y densas del medio interestelar, concentradas en los brazos espirales de las galaxias formando nubes moleculares (sitio de formación de estrellas)
* Nubes moleculares frías

Ahora, un punto muy importante, es que al unir las imagenes de un mismo objeto, obtenidas por los distintos rangos del espectro, logramos crear nuevas imagenes que nos ayudan a comprender cada día mas, esos misterios de nuestro Universo.

Por último, realicemos un analisis de nuestra luna en el amplio espectro:



De arriba a la izquierda: la Luna en ondas de radio, micro-ondas, IR, visual, UV y rayos X.
Ondas de radio:
No hay mucho que diferenciar

micro-ondas:
Imagen tomada con la camara SCUBA del JCMT en Hawaii en 850 micrones. Se ve algo del relieve lunar. Normalmente este equipo es para ver galaxias y nebulosas debiles.

Infra-rojo:
Se ven varios puntos brillantes que son areas mas calientes. La mas brillante, debajo del centro es el crater Tycho.

Ultravioleta:
Es una imagen muy parecida a la visual

rayos X:
Tomada por el satelite ROSAT, y puede verse la Luna en fase, iluminada desde la derecha. La mayor parte de los raxos X son reflejados por su superficie del Sol.

Y pensar que todo eso esta allí, delante de nuestros ojos.

domingo, 20 de noviembre de 2011

La importancia del color de las estrellas.-



Las estrellas, igual que las personas, nacen, viven un periodo de madurez y mueren. Su nacimiento, embebidas en una nube de gas frío, y su muerte, ya sea como nebulosa planetaria o supernova, son temas apasionantes por sí solos, pero esa es otra historia y debe ser contada en otra ocasión. Esta vez visitaremos el periodo de madurez de las estrellas, la fase en la que pasan la mayor parte de su vida. Esta fase es la llamada “secuencia principal”. Nuestro Sol es una estrella en la secuencia principal, como la mayoría de las que vemos en el cielo nocturno. Y, al mirarlas, uno puede distinguir que las estrellas son de colores.
La temperatura y el color.

La vida cotidiana muchas veces se empeña en confundirnos. Y ésta es una de esas ocasiones. Todos asociamos el cálido color rojo al fuego, mientras que el frío azul nos recuerda el hielo. Nada más lejos de la realidad. Cuando hablamos de temperatura el rojo es caliente y el azul…muy caliente. El color de las estrellas nos dice cuál es la temperatura en su superficie: las estrellas rojas son las de menor temperatura, unos 3500 grados, mientras que las estrellas azules alcanzan los 30000 grados. El Sol, siempre tan modesto, tiene ese color amarillo típico de los 6000 grados.

La masa y el color
Las estrellas en secuencia principal viven en un tira y afloja constante entre dos fuerzas: la gravedad debida a su masa, que quiere comprimirlas y hacerlas más pequeñas, y la radiación producida en su interior mediante reacciones nucleares, que empuja a la estrella hacia fuera, hinchándola como un globo. Pero cuando miramos una estrella en secuencia principal, ni se expande ni se contrae indefinidamente. Eso sólo puede significar una cosa: la estrella está en equilibrio y las dos fuerzas son iguales durante la madurez del astro, un equilibrio que sólo se rompe cuando se acerca a su muerte.

Comparemos nuestro Sol con una estrella con más masa, por ejemplo Rigel, una estrella de 17 veces más masa que el Sol, situada en la constelación de Orión. Al tener más masa, la gravedad que intenta comprimirla es mayor, por lo que necesita producir más energía en su interior para compensar la gravedad y no colapsar. Esta energía acaba llegando a la superficie de la estrella, dándole su color característico: el Sol es una enana amarilla, mientras Rigel, más masiva y con una producción energética mayor, es una supergigante azul (ver imagen). En el extremo contrario están las enanas rojas, menos masivas y con un color rojizo. Incluso existen las llamadas enanas marrones: estrellas frías (1500 grados) de tan baja masa (1/20 la masa del Sol) que no necesitan reacciones nucleares en su interior para contrarrestar la gravedad.

Desgraciadamente, la gravedad tiene un as en la manga: el combustible que necesita una gigante azul es, en proporción a su masa, mayor que el que necesita una enana roja, lo que hace que agote antes su fuente de radiación y la gravedad venza prematuramente la batalla por conquistar el astro: cuanto más caliente y azul es una estrella, más corta es su vida. Estrellas como Rigel pasan en secuencia principal entre 10 y 100 millones de años; aquellas como nuestro Sol, afortunadamente, unos 10000 millones de años, mientras que las enanas rojas ahorran suficiente combustible como para vivir prácticamente para siempre.

Miles de millones de estrellas forman una galaxia. Si las estrellas tienen colores, es lógico preguntarse si las galaxias también los tienen. Y la respuesta es sí. Pero esta vez, en lugar de temperaturas o tamaños, los colores nos cuentan la historia de cuándo han nacido las estrellas de la galaxia. Las galaxias en las que están naciendo nuevas estrellas aparecen azules a nuestros ojos: las estrellas masivas azules aún viven, inundándolo todo con su luz y eclipsando a las estrellas rojas, menos masivas pero más numerosas, que también acaban de nacer o que ya se habían formado tiempo atrás. Si, repentinamente, en una galaxia azul dejan de nacer estrellas, las primeras en morir serán las derrochadoras estrellas azules, mientras que las ahorradoras enanas rojas permanecerán en secuencia principal durante miles de millones de años: la galaxia ahora es roja y vieja.

Para no olvidar más; las estrellas, como las personas, son de colores y, aunque por fuera parezcan diferentes, la física que las mueve es la misma en todas ellas al igual que en nosotros.