Gaia, el buque insignia de la astronomía espacial europea


La Agencia Espacial Europea está a punto de publicar los primeros resultados de su observatorio Gaia, el gran cartografiador celeste. Este satélite fue lanzado en diciembre del 2013 y desde entonces ha estado observando los cielos, con el objetivo de medir las posiciones y distancias de mil millones de estrellas, con el objetivo de realizar el mapa más preciso de nuestra galaxia y también mirar más allá. Con esta ingente cantidad de información, Gaia va a revolucionar la astrofísica y la cosmología.

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Un planeta en la zona de habitabilidad de Próxima Centauri


Tras una intensa búsqueda, un grupo internacional de astrónomos liderados por los españoles Guillem Anglada y Pedro Amado han confirmado la presencia de un planeta orbitando alrededor de la estrella Próxima Centauri, que dista de nuestro planeta solo 4,2 años-luz. A pesar de la escasa energía que emite la estrella, su planeta podría contener agua líquida y por tanto ser un objetivo primordial en la búsqueda de vida.

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¿A quién pertenece el espacio? el inicio de su explotación comercial


Varias compañías norteamericanas han anunciado misiones comerciales a la Luna y a asteroides con objeto explotar sus depósitos minerales.  Pero, ¿a quién pertenece nuestro satélite y otros objetos celestes? ¿Se puede vender una parcela en Marte? En caso de conflictos o que se cometiera un delito, ¿qué ley regula los mismos?

Impresión artística de una posible nave que explotara los recursos mineros de un asteroide. Crédito: Bryan Versteeg / DSI.

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UN PLANETA EN UN SISTEMA CON TRES ESTRELLAS


Una colaboración internacional liderada por astrofísicos de la Universidad de Tucson descubre un planeta en un sistema que contiene tres estrellas. El hallazgo ha sido posible por el uso de un nuevo instrumento perteneciente a un telescopio de 8 metros del Observatorio Austral Europeo.

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El tránsito de Mercurio en directo


El tránsito de Mercurio desde Tenerife (España) y Paranal (Chile). Crédito CESAR (ESA, INTA, ISDEFE)

No importa que en la península ibérica las nubes se hayan confabulado para ocultar el evento... la técnica nos proporciona oportunidades de hacer lo que parece imposible. Como observar el tránsito de Mercurio sentados cómodamente en cualquier sitio.

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Mini-sistemas planetarios: el extraño zoo exoplanetario


El zoo exoplanetario no deja de dar sorpresas … mediante el uso de un pequeño telescopio localizado en Chile, un grupo internacional ha descubierto un mini-sistema planetario formado por al menos tres planetas del tamaño de la Tierra que orbitan alrededor de una estrella de muy baja masa. Al menos dos de ellos se encuentran cerca de la denominada “zona de habitabilidad”, en la que es posible la existencia de agua líquida.

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Cambio climático: el programa Copernicus de la ESA


El pasado día 22 se celebró en el planeta el Día de la Tierra, una iniciativa que se lleva honrando desde el año 1970. En esa misma fecha se firmó en la sede central del Naciones Unidas el Acuerdo de París sobre el Cambio Climático, cuyo objetivo primordial es que la temperatura media del planeta no se incremente más de dos grados. ¿Es suficiente este acuerdo? ¿Qué está ocurriendo y qué se está haciendo para evitar las consecuencias negativas?

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El futuro llama a la puerta: hacia la “colonización estelar”


Un grupo de destacados filántropos, científicos y tecnólogos han lanzado una iniciativa para “conquistar” las estrellas. Se trata de un cambio en la estrategia de exploración espacial: desde las mastodónticas naves espaciales de NASA a la microtecnología y la economía de escala.

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Cuatrocientos años desde la condena de la ciencia


Hace 400 años la Inquisición Romana censuró la teoría copernicana que postulaba que la Tierra se movía alrededor del Sol. Fue un evento clave que en buena medida separó Europa en dos realidades diferentes, de manera análoga como había ocurrido un siglo antes con la reforma protestante.

El 24 de febrero de 1616 la Inquisición Romana aprobó dos proposiciones que censuraban la teoría heliocéntrica desarrollada por Nicolás Copérnico a mediados del siglo XVI. Negaban la centralidad del Sol (implícitamente que la Tierra orbitaba alrededor de aquél) y calificaban esta creencia como herética y absurda desde el punto de vista filosófico. Al día siguiente amonestaron a Galileo Galilei, uno de los científicos más reputados del continente, y le conminaron a abandonar el sistema copernicano. ¿Por qué se llegó a este punto y qué significó realmente?

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Natación sincronizada: agujeros negros y ondas gravitatorias


Cuando el polvo de las noticias diaria se posa, finalmente quedan los datos para la Historia… y el 11 de febrero del 2016 será recordado como el día de las ondas gravitatorias y los agujeros negros.

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Figura 1: Las dos oscilaciones observadas en los detectores de LIGO. Las variaciones en las distancias que se han medido son menores que el tamaño de un núcleo de un átomo de hidrógeno / Crédito: LIGO collaboration

 

Sucintamente, ese día se anunció la detección de la fusión de dos agujeros negros masivos con LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), un ultra-preciso sistema de dos detectores situados en sendos lados de los Estados Unidos. Este fenómeno duró solamente 20 milisegundos, pero en ese tiempo produjo tanta energía como todas las estrellas del universo accesible, generando un pulso de ondas gravitatorias que nosotros, 1.300 millones de años después, hemos sido capaces de detectar.

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Figura 2: Las ondas gravitatorias generadas por los dos agujeros negros al orbitar alrededor del centro de gravedad común, en una representación bidimensional. Se puede apreciar cómo la textura del espacio, que se muestra con una cuadrícula azul, se deforma al paso de la onda / Crédito: BBC

 

En efecto, esta deformación del espacio ha producido dos señales prácticamente idénticas en los dos instrumentos separados por miles de kilómetros al producir una variación de 1 parte en mil trillones (mil millones de millones de millones o 1/1021). Lo que es lo mismo, una fracción de un protón, que es el núcleo del átomo de hidrógeno, el menos masivo de todos los elementos químicos. Un hecho que se podría calificar como épico y que ha sido gracias a todos los ingenieros y físicos que han participado en el proyecto, más de mil personas de 16 países diferentes: todo un éxito de la colaboración internacional, pero sobre todo de la National Science Foundation norteamericana, que ha creído desde el principio en la ciencia básica y en la necesidad de financiar la búsqueda del conocimiento per se.

¿Qué es una onda gravitatoria y  qué significa este descubrimiento?

Pensemos en una pareja de natación sincronizada, inmóvil en una piscina. La superficie de la piscina estará plana, pero si la pareja empieza la danza, se producen oscilaciones en el agua, más intensas y frecuentes cuanto más veloces se muevan las bailarinas alrededor la una de la otra en su baile, olas que alcanzan los bordes del reciento acuático. Si terminan por abrazarse y se detienen, eventualmente el oleaje creado cesará. Así, los agujeros negros, al orbitar rápidamente alrededor del centro común de masas, produce una compresión y elongación del espacio a su alrededor, una onda que se transmite en el espacio, con una frecuencia más y más alta según se aproximan la una respecto a la otra. En la fusión final, el movimiento se detiene y el pulso gravitatorio desaparece.

Otro símil nos lo proporciona el sonido, que también se transmite como una onda. Nosotros oímos porque el aire vibra, porque las moléculas que lo forman se empujan, transmitiendo energía, hasta llegar a nosotros. Una onda gravitatoria es un fenómeno análogo, pero el sustrato no es material, porque las distancias interestelares están esencialmente vacías, sino el propio espacio, que como hemos dicho se estira y se comprime.

Este fenómeno abre, en verdad, una nueva ventana, tal vez la última, que nos proporciona un acceso al universo. Si en 1609 Galileo Galilei, entre otros, utilizó el telescopio para mostrarnos un cosmos diverso y desafiar las convenciones geocéntricas y la visión imperante, a partir de ahora, sin alcanzar esa situación, tenemos acceso a toda una serie de fenómenos que solo se vislumbraban por evidencias indirectas (como es el caso de los agujeros negros),  o por modelos teóricos de difícil validación. Además, se ha encontrado y situado  una de las últimas piezas en la descripción del mismo, en ese maravilloso puzle que es la realidad física, puzle que se empezó a ordenar hace 2.500 años en la Hélade y que ahora estamos terminando.

¿Por qué es importante?

Las ondas gravitatorias son la última predicción de la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein, formulada en 1915 y brillantemente verificada con un eclipse de Sol cuatro años más tarde. Sin embargo, Einstein pensó que serían tan débiles que nunca podrían ser detectadas. Por otra parte, nos permiten observar y analizar el universo de una manera distinta, especialmente en el caso de eventos muy energéticos, como fusiones de objetos muy masivos (este es el caso de los agujeros negros, pero también de las estrellas de neutrones), hasta casi el Big Bang. El estudio de estos fenómenos nos ayudará a comprender cómo funciona la gravedad, una de las cuatro fuerzas elementales de la naturaleza: la más evidente pero la peor comprendida. Finalmente, esta profundización nos aportará una de las últimas piezas para completar la teoría del todo, la Gran Unificación.

En definitiva, como ya hemos comentado, es un éxito de la física teórica, de la ingeniería, de la astrofísica y de la cooperación internacional. Todo un modelo a imitar en estos tiempos tan turbulentos.

 

David Barrado Navascués

CAB, INTA-CSIC
Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC, Madrid)

@David_Barrado

 

Más información en:

Una nueva ventana a la observación del universo

 

PD:

Artículo publicado inicialmente en OpenMind, enlace aquí.

Versión en inglés: Synchronized Swimming: Black Holes and Gravitational Waves.

 

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