Nuria Álvarez es astrofísica, investigadora y docente. Mantiene una gran actividad como divulgadora científica. Ha trabajado en Harvard y en la ESA.
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martes, 14 de julio de 2026
lunes, 27 de enero de 2025
martes, 29 de octubre de 2024
Campo eléctrico ambipolar
En 2016 la misión Venus Express de la Agencia Espacial Europea (ESA) detectó un potencial eléctrico de 10 voltios alrededor del planeta Venus, lo que parecería indicar que las partículas cargadas de su superficie. Como una aspiradora de todo el planeta, este potencial eléctrico podría desviar los ingredientes del agua, como el oxígeno con carga positiva que se separa de sus átomos de hidrógeno por la intensa luz solar. Con el tiempo, este potencial eléctrico puede haber desempeñado un papel en el drenaje del agua de Venus hacia el espacio.
martes, 29 de agosto de 2023
Las aguas subterráneas y la variación del eje de la Tierra
El consumo de agua subterránea, principalmente para el riego de cultivos, ha hecho que 2.150 giga toneladas de agua se hayan desplazado desde los acuíferos a los océanos en el periodo que va desde 1993 a 2010. Esto ha provocado que el polo de rotación del planeta se desplace. De esta forma, de 1993 a 2010, el polo se ha desplazado en dirección al meridiano 64.16°E a una velocidad de 4,36 cm por año.
Además de la variación en la distribución de la masa (también causada por terremotos, erupciones volcánicas y movimientos tectónicos), hay otros factores que pueden tener efectos en la rotación del planeta, tales como la fricción provocada por las mareas, el achatamiento de la forma de la Tierra y la atracción entre cuerpos celestes.
Esta sobreexplotacion de los acuíferos es un fenómeno generalizado. En Estados Unidos el uso excesivo de agua está deteriorando sus acuíferos, amenazando su estatus como superpotencia alimentaria.
martes, 21 de marzo de 2023
El uracilo de Ryugu
El descubrimiento de uracilo, una de las cuatro letras del ARN, en muestras traídas a la Tierra desde el asteroide Ryugu avala la opinión de que los compuestos orgánicos fundamentales pudieron haber llegado a la Tierra a bordo de meteoritos.
miércoles, 17 de febrero de 2021
Eclipse de Sol del 30 de agosto de 1905
EL ECLIPSE DEL DÍA 30 (El Liberal, Martes 29 de agosto de 1905))
INSTRUCCIONES POPULARES PARA SU OBSERVACIÓN
Muchas y detallados instrucciones se han publicado para que el sufragio científico que impone la observación de un fenómeno, que tanta y tan justa curiosidad despierta, sea fructífero. En ellas, y principalmente en las publicadas por el Observatorio Astronómico, se tocan todos los puntos, para el que dispone de medios y para el que de ellos carece; pero estos opúsculos no llegan á todas partes, y por ende es preciso que un periódico que tiene por ineludible obligación la difusión de la cultura, tenga que reasumir y condensar aquellas instrucciones para ilustrar á sus lectores sobre las particularidades del ya inminente fenómeno y ponerle en camino de que, aunque carezca de medios, pueda llevar su grano de arena á la solución de algunos de los problemas con tal motivo planteados.
lunes, 28 de enero de 2019
Astronomía
El bólido de Madrid (1896)
Eclipse de sol del 28 de mayo de 1900
Eclipse de Sol del 30 de agosto de 1905
El meteorito de Tunguska (2008)
El gran ojo (1910)
La construcción de un telescopio de aficionado (II Edición) (1961)
La construcción de telescopios por el aficionado (1990)
Simulador de astronomía Stellarium (2007)
Proyectores de planetario (2007)
Fabricación de telescopios (2008)
Eclipse de luna del 21 de febrero de 2008
Robots astrónomos (2008)
Tamaño comparativo de los planetas del Sistema Solar (2008)
Cazameteoritos (2008)
El 2008 también dura un segundo más
Agencia de viajes Eclipse-city (2009)
Descubren un nuevo asteroide en el observatorio del Montsec (2009)
Eclipse solar del 15 de enero (2010)
Tormentas espaciales y caídas del sistema eléctrico (2010)
Observatorio IceCube (2011)
Neil Ibata y las galaxias enanas cercanas a Andrómeda (2013)
El meteorito de Chelyabinsk (2013)
Ayer la luna estaba más cerca (2014)
Historia Mínima del Cosmos (2016)
Mosaic (2017 telescopio)
Bola de fuego sobre Castilla la Mancha (2018)
El uracilo de Ryugu (2023 ADN en un asteroide)
Las aguas subterráneas y la variación del eje de la Tierra (2023)
Nueva ola extraterrestre (2023)
Campo eléctrico ambipolar (2024)
lunes, 5 de noviembre de 2018
Bola de fuego sobre Castilla la mancha
Un fragmento del cometa Encke impactó la pasada madrugada contra la atmósfera a más de cien mil kilómetros por hora y se pudo observar como una gran bola de fuego desde el sureste de España, informa en Facebook la Fundación Astrohita, que observó el fenómeno desde el complejo astronómico de La Hita, en Toledo.
viernes, 2 de marzo de 2018
El bólido de Madrid
En la revista "La ilustración española y americana" del 15 de julio de 1896 se informa del libro sobre el bólido de Madrid del mismo año.
El bólido de Madrid, por D. José de Castro Pulido.—
Interesante folleto, en el que con la reconocida competencia que en materias astronómicas posee el Sr. Castro Pulido, hace un estudio detallado y detenidísimo del fenómeno que tanto llamó la atención y tanto dio que hablar en los días siguientes al 10 de Febrero del corriente año. En el folleto van incluidas una rectificación de D. José Echegaray y una brillante contestación del autor, á quien damos las más expresivas gracias por el envío de ejemplares con que nos ha favorecido.
Podemos encontrar más información en:
El Pais.
ABC
Tecnología Obsoleta
Madriz
Misterios del aire
lunes, 13 de noviembre de 2017
Mosaic
Mosaic es un aparato metálico del tamaño de dos pisos, cargado con tecnología óptica, mecánica y electrónica de última generación. Su función, cuando esté instalado en el futuro Telescopio Extremadamente Grande (ELT), será estudiar la materia más lejana –y, por tanto, más joven– del universo, ayudando a los astrónomos a descubrir cómo se formaron las primeras galaxias.
Científicos del proyecto Mosaic, que reúne a 11 países, acaban de presentar el instrumento en Madrid. Se trata de un espectrógrafo: dispersa la luz captada por el telescopio en sus diferentes colores para analizar parámetros relacionados con la naturaleza de la materia. Los espectros de luz albergan una cantidad sorprendente de información sobre los objetos que la emiten, como su temperatura, densidad, composición química, o su estado físico. Mosaic se diferencia de otros instrumentos astronómicos por su capacidad para observar cientos de objetos celestes a la vez en una región muy amplia del cielo, aprovechando al máximo el tiempo de operación del telescopio.
lunes, 2 de mayo de 2016
Historia Mínima del Cosmos
Manuel Toharia, uno de los divulgadores científicos más conocidos en España, presenta en el libro “Historia Mínima del Cosmos”, su propuesta de relato sobre cómo todo ello se llevó a cabo.
Desde la época primitiva, pasando por la Grecia clásica o el renacimiento, hasta la era moderna, el hombre ha ido puliendo, gracias a la observación y después al método científico, su concepción del cosmos. En este largo camino de altibajos, de interpretaciones incorrectas y grandes descubrimientos y certezas, han estado presentes grandes investigadores, mentes privilegiadas que han logrado en buena parte describir el universo (y con él nuestro propio planeta), explicar su origen, y lanzar hipótesis sobre su futuro.
lunes, 3 de marzo de 2014
La construcción de telescopios por el aficionado
La construcción de telescopios por el aficionado1. Introducción
El hombre comienza la observación del cielo estrellado desde niño, haciendo uso solamente de sus ojos, lo que llamamos observación a simple vista o a ojo desnudo. Aún en estas condiciones, si tenemos la oportunidad de encontrarnos en un lugar distante de las luces de las grandes ciudades, en una noche despejada y sin Luna, el espectáculo de la bóveda celeste tachonada de estrellas es cautivante y conmovedor. Es seguro que más de una vez hemos pasado por esta experiencia y nos hemos sentido atraídos por el misterio que envuelve a esos astros, llevándonos a leer sobre estos temas. Así comienza generalmente la inclinación o el interés por esta ciencia que se llama Astronomía, cuyo origen tan antiguo se confunde con el de la primitiva Astrología.
El mayor impulso que luego recibe un aficionado aparece cuando tiene ocasión de observar los astros con la ayuda de un buen instrumento, aunque sea un par de prismáticos. La observación con telescopio permite alcanzar mayores aumentos, y uno bueno tanto puede ser adquirido en los comercios como construido por el aficionado.
Un telescopio consta de dos elementos ópticos principales:
un objetivo y un ocular. El objetivo es la pieza más importante, más grande y costosa, y puede estar constituido por un par de lentes en los llamados telescopios refractores, o bien por un espejo levemente cóncavo en los telescopios llamados reflectores. El ocular consta, en su forma más simple, de dos pequeñas lentes montadas a cierta distancia entre sí en un tubo corto de aproximadamente 20 a 50 mm. de diámetro. El ocular es adquirido, por lo común, en comercios especializados. En cambio los objetivos reflectores suelen ser construidos por los propios aficionados. Algunos llegan a alcanzar gran perfección en la construcción del espejo objetivo de su telescopio y buena parte de ellos encuentran en esta tarea un trabajo gustoso, con todas las satisfacciones que puede deparar cualquier otra artesanía, independientemente ya de su afición por la Astronomía.
El más sencillo de los telescopios y cuya construcción está más al alcance de cualquier persona con deseos de observar los astros y con cierta dosis de paciencia, es el telescopio reflector newtoniano, llamado así porque fue el físico inglés Newton quien realizó el primero en Inglaterra hacia 1672 construyendo el espejo objetivo de bronce pulido.
A mediados del siglo pasado, el físico francés León Foucault comenzó la construcción de espejos de vidrio plateado y en la actualidad se utiliza generalmente el vidrio aluminizado.
Antes de proseguir con el tema de los telescopios es necesario definir los siguientes parámetros de un espejo-objetivo:
1) Centro de curvatura (C): En un espejo esférico, es el centro de la esfera a la cual pertenece la superficie óptica (Fig.1) (Casquete esférico).
Figura 1
jueves, 13 de febrero de 2014
La construcción de un telescopio de aficionado (II Edición)
La construcción de un telescopio de aficionado (II Edición)
1.Consideraciones generales y proyecto
1.1 Insuficiencia de la óptica geométrica para la correcta concepción del instrumento
astronómicoEl lector está más o menos familiarizado con las figuras de los cursos elementales de física y obras de divulgación, donde al definir un telescopio se ven los rayos paralelos de luz provenientes de una fuente supuesta en el infinito, converger en un foco después del paso a través de un objetivo refractor o de la reflexión sobre un espejo (objetivo reflector), mostrando así claramente, la formación de la imagen. Esta imagen es luego examinada con una especie de lupa compuesta que constituye el ocular.
Por lo general no se insiste suficientemente sobre la importancia relativa de estos dos elementos. Todas las esperanzas del astrónomo están puestas en el tamaño y la calidad de su objetivo; aun en el instrumento más pequeño, por sus dimensiones, por las condiciones severas que debe cumplir, por las dificultades que implica su construcción, eclipsa completamente al ocular.
domingo, 17 de febrero de 2013
El meteorito de Chelyabinsk
El pasado viernes 15 de febrero a las 9 y 20 de la mañana (Hora local) los alumnos del Chelyabinsk Railway Institute que estaban haciendo clase de gimnasia se agolparon en las ventanas, para mirar la estela blanca que se desplazaba a través del cielo. Ignoraban si se trataba de un misil, un cometa o un meteorito. Unos momentos despues, las ventanas saltaron por los aires con una fuerza increíble. Según la Academia Rusa de Ciencias, se trató de un bólido, un meteoro con forma de bola de fuego brillantes, que explota en la atmósfera inferior, y a diferencia de las lluvias de meteoritos, puede ser peligroso.
La bola de fuego de Chelyabinsk entró en la atmósfera a una velocidad de unos 20 Km/segundo. El objeto, de varios metros de diámetro y unas 10 toneladas de peso, se fragmentó en diversos trozos a una altura de entre 30 y 50 Km por encima del suelo.
Tres explosiones sucesivas rompieron el meteorito aun más. Estos fragmentos grandes desplazándose a gran velocidad provocaron un potente flash y una potente onda de choque, liberando la mayor parte de su energía a una altura de entre 5 y 15 Km, absorbiendo la atmósfera la mayor parte de esa energía.
domingo, 6 de enero de 2013
Neil Ibata y las galaxias enanas cercanas a Andrómeda
Neil Ibata, alumno de 15 años de primero de Bachillerato del Liceo Internacional Pontonniers de Estrasburgo, acaba de publicar en la revista Nature un artículo en donde se expone que una gran parte de las galaxias enanas situadas en las inmediaciones de Andrómeda giran alrededor de la galaxia espiral, reunidas en un disco muy plano de más de un millón de años luz de diámetro que gira lentamente alrededor de sí mismo. Neil es hijo del astrofísico inglés Rodrigo Ibata, con el que ha publicado el artículo, en colaboración con otros 14 astrofísicos.
Para realizar su parte del trabajo Neil ha utilizado un programa informático creado por él mediante lenguaje Python. Con este programa y sus conocimientos sobre vectores se han analizado los datos de numerosas observaciones de la Galaxia Andrómeda, realizadas entre 2008 y 2011 con los telescopios Canadá-Francia-Hawai y el estadounidense Keck.
domingo, 6 de febrero de 2011
Observatorio IceCube
Existen grandes grandes obra de ingeniería que durante su construcción pasan desapercibidas por casi todo al mundo. El IceCube Neutrino Observatory es un buen ejemplo de esto: enterrado bajo el Polo Sur se ha mantenido lejos de los periodistas durante los 10 años que ha durado su construcción. Este “telescopio” que se terminó a finales del año pasado, tiene como función observar el universo, pero en lugar de utilizar las ondas de radio o la luz visible, lo hará detectando (viendo) neutrinos.
El problema que presentan este tipo de aparatos (detectores) es que los neutrinos son partículas extremadamente difíciles de detectar, ya que apenas interactúan con la materia. Trillones de ellas atraviesan nuestro planeta cada segundo, por cada metro cuadrado de superficie, pero por su pequeñísima masa (Algo menos de una milmillonésima parte de la masa de un átomo de hidrógeno) muy rara vez colisionan con algún átomo, por lo que resultan prácticamente indetectables. Son partículas tan pequeñas que se cuelan entre las partículas del nucleo y los electrones que giran a su alrededor, sin chocar con ellas.
Los neutrinos son las partículas más pequeñas conocidas. Los de alta energía tienen su origen en diversos fenómenos astronómicos, como los agujeros negros o los restos de supernovas (explosiones que se crean con la muerte de algunas estrellas), entre otras causas. Los de baja energía se producen a partir de diferentes procesos, como las reacciones nucleares, o en cuerpos astronómicos como el sol, que da lugar a unos 1.000 billones de trillones de neutrinos de baja energía por segundo.
Haría falta un muro de plomo de un año luz de espesor (casi 10 billones de kilómetros) para poder parar el curso de un neutrino. Esta esquiva partícula es lo que algún científico ha denominado como la más pequeña cantidad de realidad que el ser humano pueda imaginar. Se originaron, junto con el resto del universo, hace unos 13.000 millones de años, aunque también son producidos por las centrales nucleares, los aceleradores de partículas, los fenómenos atmosféricos y siderales. Un neutrino es tan, tan diminuto, hasta el punto de que en un principio los físicos pensaron que no tenía masa; luego se descubrió que sí. Pero interactúan tan poco con la materia que la atraviesan sin provocar ningún cambio en ella. Y precisamente por eso son tan difícilmente detectables.
La observación de estos diminutos pedazos de universo resulta útil para saber más acerca de cuestiones que preocupan a los científicos como los rayos cósmicos, la supersimetría o las partículas de interacción débil, además de distintos aspectos de la física de partículas y de la materia oscura. En otras palabras, los neutrinos pueden ayudar a entender mejor de qué está hecho el universo y cuáles son sus orígenes.
Estas partículas son tan diminutas que interactúan muy poco con la materia, es decir, que la atraviesan sin causar ningún efecto en ella y sin que ni ella, ni las interferencias, les afecten. Por eso, a pesar de la distancia entre los fenómenos astronómicos comentadosy nuestro planeta, los neutrinos pueden recorrer los millones de kilómetros que separan por ejemplo la explosión de una supernova y la Tierra a una velocidad próxima a la de la luz y sin que se vean afectados por nada en su recorrido. Traspasan el planeta continuamente, a razón de unos cuantos trillones de ellos por metro cuadrado cada segundo. Lo atraviesan todo, incluyendo la revista que sostiene en sus manos y a usted mismo, y siguen su camino sin ser detectados.
No todos consiguen pasar a través de la materia y unos pocos, muy pocos entre tantos trillones, chocan con algún átomo de vez en cuando. La colisión es lo que los científicos, gracias a la tecnología, son capaces de detectar, de tal modo que pueden obtener algunas conclusiones estadísticas sobre ese hecho.
Los efectos de las colisiones con los átomos no son sencillos de observar y por eso hace falta contar con tecnología muy especial para poder hacerlo: una buena opción que han hallado los científicos es utilizar un cubo de hielo de 1 km3 de tamaño cosido por una red de 4.800 sensores que, a su vez, están conectados a un laboratorio dotado de potentes ordenadores. Si bien no lo parezca por la descripción, se trata de un telescopio.
En el choque de neutrinos y átomos se producen otras partículas denominadas muones. Estos generan una radiación, conocida como de Cherenkov, que emite una luz azul. Gracias a que la malla de sensores se sitúa en un medio transparente, el hielo, estos pueden detectar ese destello cuando el muón pasa junto a ellos. No todos los muones son generados por neutrinos de origen cósmico, que son los que interesan a los científicos, por eso necesitan deducir la dirección y el ángulo de los muones para determinar su procedencia y desechar los impactos que no les incumban para sus estudios. Dado que los sensores forman una malla tridimensional de puntos y sus relojes están sincronizados de manera muy precisa con otro central, según los datos que recaban de posición y tiempo, resulta posible saber por dónde ha pasado el muón a lo largo de una línea de tiempo y, por lo tanto, conocer su trayectoria.
Como complemento al sistema también hay instalada la denominada IceTop, una red compuesta por 320 sensores que rodean en la superficie el perímetro del área en la que se despliega el IceCube. Su función es detectar las lluvias aéreas, analizar los muones atmosféricos y calibrar el IceCube.
Digital Óptical Module (DOM o módulo óptico digital) es el nombre que reciben cada uno de los sensores que detectarán la luz azul emitida por la radiación de los muones cuando el telescopio observe el universo. Estos sensores tienen el tamaño de pelotas de baloncesto. Su carcasa es una esfera de cristal de 35,6 cm de diámetro que protege los componentes externos de las presiones que ejerce el hielo, así como de cualquier posible agresión exterior.
El tubo fotomultiplicador es la parte más importante del DOM, ya que se ocupa de ver la luz emitida por las radiaciones de los muones. Tiene 25 cm de diámetro y está fabricado por Hamamatsu, una empresa especialista en este tipo de detectores lumínicos.
Al no poder acceder a los módulos una vez que se han llevado a su posición final, estos están desarrollados para que duren unos 15 años aproximadamente, siendo capaces de calibrar por sí mismos el tubo fotomultiplicador y el temporizador que llevan incorporado, gestionar los datos obtenidos y empaquetarlos para su envío, así como recibir y procesar ordenes procedentes de la superficie.
Para mandar y recibir datos hacia el laboratorio instalado en la cota cero (Que es el verdadero cerebro de todo el proyecto) se utiliza un cable que además sirve para proporcionar la electricidad necesaria para el funcionamiento de los DOM, en concreto 3,5 W por cada uno de ellos. Este enlace de par de cobre también envía las señales de calibración para los temporizadores, un apartado fundamental en todo el sistema dada la precisión con la que es imprescindible trabajar.
Montaje del tambor para recoger la manguera utilizada para el taladro con agua caliente a presión.
Desarrollar estos especiales detectores es solo una parte del trabajo para ponerlos en funcionamiento. La otra tarea ha sido instalarlos bajo el suelo del PoloSur, algunos de ellos a tanta profundidad como 2,4 km. Es preciso, por lo tanto, taladrar un agujero de 50 cm de diámetro en el hielo. Puede parecer pequeño, pero cuando se trata de agua congelada y al tener que alcanzar los 2.400 m de profundidad, la cuestión se complica.
Antes que nada es básico llegar hasta el hielo. En la Antártida hay que atravesar una capa de 50 metros de nieve para poder perforar con agua caliente a presión, porque de otra forma el líquido se esparciría y no se podría realizar el trabajo. Para practicar este primer agujero se usa una sonda diseñada para tal fin. Una vez que se ha llegado al hielo se empieza a aplicar agua caliente a presión. Con ella se derrite el agua helada que, a su vez, es recirculada a la superficie, calentada y reutilizada para seguir perforando. Para ejecutar un solo agujero de 2,4 km de profundidad resulta necesario derretir más de 757.000 litros de hielo y extraer el líquido, lo que da una idea de las dimensiones y la dificultad de la operación.
Para convertir en líquido semejante cantidad de agua helada se necesita gastar casi 26.500 litros de combustible (Se ha usado combustible de motores de aviación) con el objeto de accionar varios sistemas. Uno de ellos es el dedicado a la producción de electricidad. Está compuesto por dos generadores de 400 Kw y otros dos de 60 Kw. Los grandes sirven para proveer de toda la electricidad precisa cuando se está taladrando y los pequeños solo cuando no se está agujereando y no se necesita tanta potencia eléctrica.
Otro sistema se reserva para el precalentamiento del agua. Es capaz de elevar la temperatura del líquido desde una temperatura próxima a la congelación (La que se acaba de licuar y extraer del agujero que se esté practicando en ese momento) hasta algo más de los 21 °C, a razón de 757 litros por minuto. Hay otro sistema de calentamiento de agua, que es el principal, que eleva la temperatura hasta casi los 88 °C.
Por último, existe un sistema formado por cuatro bombas de alta presión accionadas eléctricamente, que son las encargadas de impulsar el agua con la fuerza requerida para realizar el trabajo a través de unas mangueras de 6,35 cm de diámetro.
Celebración de la finalización del telescopio.
Todo este sistema dependió en la superficie de dos torres de perforación. Mientras una estaba ocupada perforando un agujero e instalando los sensores, la otra se movía a una nueva localización y se preparaba para el trabajo. De este modo, pueden llegar a mantener un ritmo de producción que les permite practicar e instrumentar un agujero de 2.400 metros de profundidad en tres díasy medio. De ese periodo, entre 40 y 48 horas se dedican solo a la perforación. A pesar de esta capacidad de perforación, como el clima únicamente solo permitía trabajar en el verano antártico, que va de noviembre a mediados de febrero, se tuvieron que emplear obligatoriamente varios años para terminar todo el proyecto.
Cuando se ha finalizado cada pozo, la cabeza de perforación monta unos dispositivos, entre ellos un sensor de presión, que envía datos a los técnicos sobre la profundidad alcanzada y las dimensiones del agujero, con el fin de determinar si es válido para la instalación de los módulos ópticos digitales. En total se tuvieron que practicar 80 de estos agujeros.
Tras la perforación y comprobación del hueco practicado en el hielo se procede a situar los sensores que detectarán las radiaciones de los muones, fruto de las colisiones de neutrinos.
Por cada agujero que se practica en el hielo se introduce un cable de comunicaciones y alimentación eléctrica al que van conectados un total de 60 DOM, de modo que éstos quedan como las cuentas de un enorme rosario dentro del agua congelada, unidos mediante un cordón umbilical a un sistema principal que llega hasta el laboratorio del proyecto.
La instalación de los sensores se ha de hacer con cuidado para no dañarlos. El procedimiento de colocarlos en su posición implica a siete personas y solo la fase de fijarlos al cable principal de comunicaciones y alimentación eléctrica requiere el esfuerzo de tres de ellas, aunque el resultado depende en buena parte del trabajo previo de una cuarta, un coordinador. Este responsable tiene que calcular el tiempo que hace falta para efectuar esta operación y en función de ello decidir qué anchura de agujero es necesario taladrar sin sobredimensionarlo y, por lo tanto, sin gastar más combustible del preciso.
Una vez que se ha terminado de horadar el hielo comienza la cuenta atrás, por lo que resulta imprescindible no sobrepasar el tiempo estimado, ya que a medida que éste avanza el pozo comienza a congelarse de nuevo y se estrecha poco a poco. Si se produce un retraso cabe entonces la posibilidad de que el cable con los sensores quede atascado sin llegar hasta su destino y deje a los DOM congelados en una posición inservible para desempeñar su trabajo.
En comunicación con las torres de perforación e instalación se encuentran unos barracones climatizados que proveen de acceso a la red informática y potencia eléctrica. En estas dependencias se procede a preparar los sensores para poder conectarlos con una buena cadencia y para desarrollar algunos tests finales. La tanda de 60 DOM que se emplaza en cada agujero procede del laboratorio central, en donde se ha verificado su buen funcionamiento electrónico y mecánico. Los sensores se van uniendo al cable principal en grupos de cuatro, tras lo cual se procede a hacer algunas comprobaciones finales de comunicación antes de colocar el siguiente grupo.
La conexión de cada DOM se lleva a cabo mediante un procedimiento que facilita su manejo seguro, pasando la tensión del cable principal (Al que se fija el sensor) al cabrestante de la torre de perforación. Una vez que se han efectuado las conexiones precisas, se vuelve a pasar la tensión al cable principal y se deja que descienda por el agujero. El cable queda recto dentro del hueco, incluso antes de acoplar el primer sensor, gracias a un lastre de 2,27 kg que se ajusta en su extremo inferior.
Tan pronto como se han introducido los 60 DOM en el pozo, este se cierra con una tapa y se realiza una conexión del cable de datos y electricidad a una red instalada en la superficie, que a su vez está conectada al laboratorio principal del proyecto. Dicha red se dispone incluso antes de que se perfore el hielo, de tal modo que a las pocas horas de terminar de situar cada línea de sensores ya se empiezan a recibir sus datos.
La red está formada por concentradores (hubs) a los que están unidos varios DOM. Los hubs de una misma línea de sensores se enlazan a un procesador, que se encarga de reunir los datos obtenidos por cada ristra de DOM de cada agujero. Todos los procesadores de línea envían a su vez sus datos a unidades de proceso denominadas event builders (reconstructores de eventos), cuya función es básicamente analizar la información en busca de la que resulte relevante para el proyecto.
Los event builders están alojados en el ICL (Laboratorio IceCube), un edificio en el que también se encuentran las oficinas del proyecto, las salas de mantenimiento electrónico y las dependencias logísticas. Desde este edificio la información recopilada se envía, a través de un satélite de la NASA, a un centro de datos de la Universidad de Wisconsin (Estados Unidos), mientras que aquella descartada se guarda en discos que se transportan físicamente en el viaje de vuelta del equipo a EEUU al final de cada temporada de perforación.
Los datos que llegan a Wisconsin desde el Polo Sur se copian en 326 discos duros, que suman 120TB (unos 120.000 GB de capacidad). Una docena de potentes servidores son los encargados de compartir esta ingente cantidad de información con las estaciones de trabajo. Finalmente los resultados se van guardando en cintas de alta capacidad de 500 GB cada una. En ellas cada noche se almacena cada noche lo que bien podría denominarse la voz de las estrellas.
Conceptualmente, la estrategia del proyecto IceCube es sencilla, pero tras ella hay todo un desarrollo científico previo y, en su ejecución, un notable despliegue técnico. También ha resultado de suma importancia la experiencia adquirida en otra iniciativa similar instalada en el mismo lugar que este nuevo telescopio: el AMANDA (Antartic Muon Neutrino Detector Array o, en castellano, matriz antártica de detección de muones y neutrinos). El centro de todo el proyecto IceCube se basa en una herramienta formada por una malla o matriz en la que se encuentran finos detectores, tal y como ya utilizaba AMANDA, solo que esta empleaba 677 sensores divididos en 19 lineas que alcanzan una profundidad de 1.900 metros. Todos ellos ahora son parte y están integrados en el nuevo IceCube.
En el proyecto de construcción han participado 400 personas y se han gastado 271 millones de dólares.
El IceCube Neutrino Observatory está en la Antártida. Para tener una remota posibilidad de que un neutrino “choque” con un detector, el observatorio necesita tener un tamaño enorme. El conjunto de detectores del IceCube Neutrino Observatory ocupa aproximadamente un kilómetro cúbico. Para que su funcionamiento no sea afectado por otras partículas o radiaciones, se ha instalado 1.400 metros por debajo de la superficie del hielo que cubre el Polo Sur. En su diseño y construcción han participado científicos de Estados Unidos, Bélgica, Alemania y Suecia, y el dispositivo será operado por la Universidad de Wisconsin-Madison y la National Science Foundation.
Cabeza del taladro calentada con agua caliente.
En el gráfico que muestra las lineas de cable que sujetan los detectores en los pozos se muestra la torre Eiffel, para poder comparar su tamaño. Se han necesitado unos 10 años de trabajo para tenerlo listo, el pasado 18 de diciembre se introdujeron los últimos 86 fotodetectores y sus respectivos cables hasta una profundidad de dos kilómetros y medio, dando por concluida la obra que ha costado unos 270 millones de dólares. Cada uno de estos sensores ha sido colocado en su sitio dentro del bloque de hielo mediante profundos agujeros. Estos huecos se realizaron utilizando una taladradora especial que hizo su trabajo mediante un cabezal especial activado con agua caliente, en total se extrajeron 757 metros cúbicos de hielo, por cada uno de los pozos de 2,4 kilómetros. Hubo que realizar cientos de pozos con una profundidad comprendida entre los 1.400 y 2.400 metros para instalar cada uno de los sensores y sus cables de conexión.
Aquí se ve uno de los pozos con el cable que comunica los sensores colgados de él.
Los sensores poseen el tamaño aproximado de una pelota de baloncesto, y tienen como función detectar la luz azul, llamada “radiación de Cherenkov“, que se produce cuando los neutrinos chocan contra átomos de agua en forma de hielo. La construcción del IceCube Neutrino Observatory ha representado todo un desafío. A pesar de no haber tenido por parte de la prensa la cobertura que tuvo la construcción del LHC, este observatorio seguramente pasará a la historia como uno de los proyectos científicos más importantes de este siglo. Dado lo inhóspito del continente antártico, se buscó un sitio que además de reunir las condiciones geográficas necesarias (por ejemplo, hielos con el suficiente grosor) se encontrase mas o menos cerca de una base permanente. Esto simplificaría en parte la logística de la obra, así que se decidió que el complejo quedase instalado cerca de la base que Estados Unidos tiene en el Polo Sur. Hasta allí se llevó la perforadora, que tardó un promedio de 48 horas para completar cada uno de los agujeros necesarios.
Este es el primer sensor bajado al pozo de hielo.
Tanto los componentes del telescopio como los materiales indispensables para mantener en forma a los 150 científicos y trabajadores que realizaron la obra fueron periódicamente transportados en avión. Esta gente vivió en el Polo durante 10 veranos antárticos, y solo una pequeña dotación pasaba allí el invierno. A lo largo de este tiempo aprovecharon su experiencia para escribir una guía titulada “guía de cómo vivir en el Polo Sur”. Francis Halzzen, investigador jefe del proyecto, dice que IceCube es un telescopio que toma una imagen del Universo utilizando neutrinos en lugar de luz. Ahora que su construcción ha finalizado, se está en disposición de alcanzar el nivel de sensibilidad necesario para ver neutrinos de otros lugares más allá del Sol.
Los neutrinos no pueden ser observados directamente. En su lugar, se deduce información cinemática del neutrino por medio de la detección de las infrecuentes colisiones que ocurren entre un neutrino y un átomo, de una molécula de agua, dentro del hielo. Las estimaciones actuales predicen que se detectarán cerca de mil de estas colisiones por día.
Debido a la alta densidad del hielo, casi todos los productos detectados de la colisión inicial serán muones. Por lo tanto este experimento es más sensible al flujo de neutrinos muónicos a través de su volumen. Sin embargo, también hay un fondo abundante de muones creados no por neutrinos sino por rayos cósmicos que impactan en la atmósfera encima del detector; la mayor parte de éstos pueden ser inmediatamente rechazados por el hecho que provienen de la parte superior del detector. La mayor parte de los neutrinos "ascendentes" que restan vendrán de los rayos cósmicos que golpean el lado opuesto de la tierra, pero una fracción desconocida puede ser de origen astronómico.
Para distinguir entre estas dos fuentes de forma estadística, la dirección y la energía del neutrino entrante se estima por medio de los subproductos de la colisión. Los excesos inesperados en energía o de una dirección espacial dada indican una fuente extraterrestre.
Gran parte del texto se ha extraido de un artículo del número 16 (Julio - agosto 2008) de la revista Logismarket.
viernes, 10 de diciembre de 2010
Tormentas espaciales y caidas del sistema eléctrico
Antes de 1979, los científicos no tenían datos exactos de la cantidad total de energía solar que alcanzaba la Tierra. Estaban al tanto de las fluctuaciones solares, pero lograr medir con exactitud la variación solar era muy dificil antes del inicio de la era espacial. De hecho, no fue hasta el lanzamiento del satélite Nimbus-7 en 1978, cuando se fue capaz de obtener lecturas fiables por encima de la capa atmosférica que protege la Tierra. Hoy los científicos manejan la cifra de 1.368 watios por metro cuadrado (W/m2) para indicar la constante solar. Este es un valor promedio de la energía emitida por el Sol durante su ciclo de 11 años. Este valor puede variar como mucho en 1,4 W/m2.
El Sol es un cuerpo muy activo. Sobre su superficie se forman protuberancias y llamaradas solares que son lanzadas al espacio de forma habitual. Las manchas solares se mueven a lo largo de la superficie solar con una fluctuación periódica, y la radiación y ciertas partículas solares son emitidas con intensidades variables. Bajo la protección del campo magnético de la Tierra y de la atmósfera, estos cambios son difíciles de percibir.
El Sol está variando constantemente su actividad, siguiendo unos ciclos regulares. Los científicos controlan cada ciclo de aproximadamente 11 años mediante el seguimiento de las manchas solares. Durante las épocas punta de emisiones hay una posibilidad mucho mayor de que ocurran fenómenos tales como las Eyecciones de Masa Coronal (CME), que son intensas tormentas de viento solar. Las CME solares arrojan erupciones de hasta cien mil millones de toneladas de plasma hacia la Tierra a altísimas velocidades, de hasta 2.000 kilómetros por segundo.
En las pequeñas tormentas solares el efecto es apenas apreciable cerca de la superficie de la Tierra. La magnetosfera de la Tierra forma un escudo protector. A menudo, gran parte del material eyectado por una CME rebota en el campo magnético de nuestro planeta y se aleja de este. Sin embargo, intensidades crecientes en las tormentas solares pueden tener efectos, algunas veces bonitos, como en el caso de las auroras boreales. Sin embargo, cuando las erupciones solares ocurren durante épocas de máxima actividad solar, suponen un peligro para la microelectrónica de los satélites. Cuando los iones se estrellan a alta velocidad contra un satélite, los sistemas de control pueden conectarse o desconectarse, se pueden quemar los circuitos electrónicos, y el material superconductor se puede degradar. Los paneles fotovoltaicos para el suministro de energía son especialmente sensibles a la degradación causada por las tormentas solares. Los paneles solares del satélite GOES, perdieron 6 años de tiempo operativo debido a una tormenta solar en 1989.
Los astronautas también se ven afectados por las tormenas solares. La radiación de alta frecuencia y las partículas que viajan a tanta velocidad son muy dañinas para la actividad celular, ya que poseen suficiente energía como para extraer electrones de las células humanas, creando iones. Estos efectos ionizadores interrumpen el funcionamiento normal de las células, pudiendo llegar a dañar el ADN de las mismas. Los paseos espaciales dejan a los astronautas con muy poca protección frrente a las tormentas solares.
Los efectos de las tormentas solares no se limitan a los viajeros del espacio. Durante las tormentas magnéticas máss potentes, pueden caer desde la ionosfera intensas corrientes hacia la superficie de la Tierra. El apagón producido en Canadá en 1989 fue debido a los efectos de las corrientes eléctricas inducidas sobre la superficie terrestre por una gran tormenta solar. En aquella ocasión una central de la empresa HydroQuebec se desconectó de la red, dejando a 6 millones de personas sin suministro eléctrico durtante más de 9 horas.
Según un informe financiado por la NASA, la gran actividad solar prevista para dentro de unos dos años podría provocar apagones en las redes eléctricas de Estados Unidos y de otros países. Esto es debido a que las propias redes, formadas por un entramado de cables de cobre, pueden actuar como antenas que capten la energía de las tormentas solares, generando corrientes eléctricas inducidas, que podrían dañar elementos del sistema por sobrecalentamiento, como en el caso de los transformadores o la desconexión en cascada de la red debido a la actuación de los disyuntores automáticos activados por sobretensión. En una tormenta terrestre, cuando cae un rayo sobre los cables de la red o se ve afectada por la atmósfera cargada eléctricamente, los elementos de protección producen pequeñas descargas que compensan la sobretensión e impiden los apagones, pero se duda que estos elementos puedan actuar debidamente frente a una gran tormenta solar. Si se produjese un gran apagón, el transporte, las comunicaciones y el abastecimiento de agua y energía se verían afectados. Por otra parte se teme que estas grandes tormentas solares afectasen a los grandes centros de control, los centros en los que se encuentran ubicados los servidores (Grandes ordenadores) de todo tipo de servicios públicos y privados. Un poco catastrofista si que es, dejemos pasar el tiempo y ya se verá. Yo espero vivir para contarlo.
Cada pocos años se producen grandes tormentas solares que duran unos pocos días. Como ejenplo, a finales de octubre de 2003 se produjo en la mancha solar 486, muy activa en aquellos momentos, una perturbación causada por la eyección de masa solar que alcanzó el entorno de la Tierra, afectando al menos a un satélite de comunicaciones japonés. Los astronautas de la estación espacial se tuvieron que refugiar en el módulo ruso, dotado de una mayor protección, para mitigar la radiación.
A menor escala, las corrientes inducidas pueden viajar a través de las redes de tuberías, causando corrosión en las mismas. Por otra parte, cuando llegan los efectos de una llamarada solar, las ondas de radio pueden quedar completamente interferidas durante unos pocos minutos o incluso algunas horas.
Desde que somos capaces de realizar medidas, la peor tormenta solar de todos los tiempos se produjo el 2 de septiembre de 1859. Conocida como «El evento Carrington», por el astrónomo británico que lo estudió, causó el colapso de las mayores redes mundiales de telégrafos.
domingo, 17 de enero de 2010
Eclipse solar del 15 de enero
El viernes 15 de enero tuvo lugar un eclipse anular de Sol que pudo verse desde Asia y gran parte de África. Para poder ver otra vez un eclipse anular de tanta duración se habrá de esperar hasta el 23 de diciembre del año 3043. En su punto de mayor duración, en aguas del Océano Índico, el anillo de luz duró 11 minutos y 8 segundos.
Imagen del eclipse desde Hongdao, China.
Este tipo de fenómenos tienen lugar, de igual forma que los eclipses totales, al interponerse la Luna entre la Tierra y el Sol. La sombra de la Luna no alcanza a cubrir totalmente el Sol y el astro se ve como un anillo luminoso.
Observando el eclipse en Hongdao en la provincia china de Shandong.
En Asia, China y la India fueron los países en los que más expectación generó el eclipse. Cientos de miles de personas salieron a las calles para observar el fenómeno, algunos provistos de gafas especiales y otros utilizando radiografías, diapositivas de fotografías o sin ninguna protección. En los colegios se organizaron actividades para que los niños pudieran contemplar el eclipse a través de telescopios.
En el gráfico anterior se muestran los datos sobre el eclipse de Sol. En la parte superior se muestran las zonas de sombra y penumbra de la Tierra. La parte inferior indica la evolución del eclipse, con los datos de la hora (UT) y la posición del mismo (Latitud y longitud).
viernes, 16 de octubre de 2009
Descubren un nuevo asteroide en el observatorio del Montsec
El pasado 16 de septiembre Josep M. Bosch, profesor del Parc Astronòmic del Montsec, descubrió desde su observatorio particular, situado en Santa Maria de Montmagastrell, un nuevo asteroide. Después de siete días, el 23 de septiembre, y previa confirmación por parte de otros observatorios, el Minor Planet Center le asignó la denominación 2009 ST19. Tras estos siete días de seguimiento se ha podido trazar una órbita provisional y se ha visto que se trata de un asteroide del tipo Apolo. Esta clase de asteroides es potencialmente peligrosa para nosotros, ya que tienen órbitas que se cruzan con la de la Tierra.
Telescopio Joan Oró de 80 cm de diámetro con una configuración óptica de Ritchey-Chrètien a f/9,6. Es el más grande y avanzado tecnológicamente de Catalunya, un telescopio totalmente robotizado que se puede controlar desde cualquier parte del mundo a través de internet.
El 2009 ST19 es un gran asteroide, de más de un kilómetro de diámetro y ha pasado cerca de la Tierra, a unos 645.000 Km, lo que le convierte en algo muy peligroso. Es el asteroide de gran tamaño que se ha observado más cerca de la Tierra en toda la historia. Anteriormente, en 1937, el asteroide Hermes se acercó a 750.000 Km de la Tierra.
Cúpula del Parc Astronòmic del Montsec que alberga el telescopio Joan Oró.
Los primeros cálculos indican que el acercamiento más peligroso del ST19, que da una vuelta al Sol cada 3,6 años, se produciría en 2038, pero es una fecha que puede variar hacia delante o hacia atrás.
Asteroide 2009 ST19. Las líneas señalan el asteroide ST19 en esta exposición fotográfica en la que las estrellas aparecen como trazos (Josep M. Bosch 25-09-2009).
La noche del 16 de septiembre Josep Bosch estaba intentando volver a observar el cometa 137P, tras su paso por detrás del Sol, y no consiguió hacerlo. A la mañana siguiente repasó las imágenes que había tomado con su telescopio y vió que había un puntito que se movía de forma uniforme. Al ver esto mandó los datos de astrometría al Minor Planet Center, el centro de referencia mundial, y allí dedujeron que estaba en rumbo de colisión con la Tierra, pero como no se volvió a observar pensaron que era un asteroide pequeño que había caído sin consecuencias. Unos días después el objeto celeste fue avistado de nuevo por un programa de búsqueda especializado y entonces se confirmó su tamaño.
Ahora, el actual acompañante celeste, que está a menos de dos veces la distancia de la Tierra a la Luna, será observado por multitud de astrónomos aficionados a lo largo de varias semanas para refinar los datos de su órbita, y se vigilará ya para siempre, aunque se aleje la sospecha de que puede colisionar con nuestro planeta en un futuro cercano.
Aquí se puede ver un video que explica como se produjo el descubrimiento del asteroide.
domingo, 10 de mayo de 2009
Agencia de viajes Eclipse-city
Desde 2004 Eclipse-City organiza viajes para ver eclipses solares. En 2009, aprovechando la celebración del Año Internacional de la Astronomía, también se realizarán visitas relacionadas con este ámbito científico, que en España podrán reservarse a través de Bru&Bru.
Los viajes especializados están cada vez más de moda y Eclipse-City, empresa de origen inglés, ofrece desde 2003 la posibilidad de presenciar in situ un eclipse solar. La idea de este tipo de viajes surge "cuando se nos propuso organizar una visita a Sudáfrica para ver este tipo de eclipse", explica su director, Federico Avellán. El próximo eclipse total de Sol tendrá lugar el 22 de julio y será el más largo del siglo. Se verá entre el Mar de China, Iwo Jima y las Islas Marshall.
Eclipse-City cuenta con la ayuda de especialistas en meteorología y de la NASA para elaborar un estudio previo de en qué lugar se puede ver mejor este espectáculo estelar y diseñar posteriormente un programa para los turistas. En el lugar de observación se construye un pequeño campamento con alojamientos adaptados a los diferentes presupuestos de los turistas astronómicos.
Hay un eclipse de Sol cada 18 meses aproximadamente.
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