Ráfagas rápidas de radio ¿señales extraterrestres?

Según publicó el 9 de septiembre la agencia Xinhuanet, el Radio Telescopio de 500 metros de Apertura Esférica (FAST en inglés), captó en pocos días entre agosto y septiembre, más de 100 Ráfagas Rápidas de Radio. ¿Qué son y qué tienen de interesante?

Radio Telescopio de Apertura Esférica (FAST). XINHUANET

Las Ráfagas Rápidas de Radio o FRB en inglés, son un fenómeno astrofísico de gran energía que emite muy rápido en ondas de radio. Por ello se pueden detectar, aunque provengan de fuentes muy lejanas. El problema es que duran muy poco, del orden de milisegundos.

Las primeras señales FRB se detectaron en 2007 y su origen sigue siendo un misterio. Se encontraron mientras se analizaban datos de púlsares. Aunque son muy energéticas en origen, cuando alcanzan la tierra tiene la misma fuerza que la transmisión de un móvil desde la luna. Hasta ahora se habían registrado unas 100, por lo que su número total conocido debe rondar las 200.

El problema que tenemos, de entrada, es que se conocen casos aislados. Desde que se encontró la primera, se han dispuesto más medios para registrar otras, pero no tenemos datos como para generar una hipótesis consistente sobre qué las causa.

Lo que es seguro es que todas las ráfagas provienen de fuentes fuera de la galaxia. De todas las que se han registrado, tres provienen de fuentes repetitivas, lo que permitirá, estudiando más casos, consolidar alguna hipótesis de su origen.

Sin entrar en detalles sobre su duración e intensidad, es cierto que puede haber multitud de fuentes naturales que las generen, pero también existe la posibilidad de que sean de origen tecnológico, es decir, de una civilización extraterrestre.

Según publican The Astrophysical Journal Letters (ApJL) las ráfagas rápidas de radio podrían usarse para propulsar una vela de luz. ¿Qué es una vela de luz?

Unos de los impedimentos que tenemos para viajar a sitios lejanos es la velocidad que podemos alcanzar. Si queremos acelerar más tiempo, necesitamos más combustible y para tener mas combustible, necesitamos cohetes mas grandes que lo puedan llevar y a su vez más combustible para llevarlo… y, en cualquier caso, da igual lo grande que sea el cohete, el combustible se acabará y dejaremos de acelerar.

Vela Laser, en este caso (Breakthrough Starshot).

Si en lugar de combustible nos propulsamos con una vela, no necesitamos llevarlo con nosotros, además, en el espacio no hay rozamiento, asique un viento constante nos da una aceleración constante, por lo que en unos años, tendríamos objetos viajando a un cuarto de la velocidad de la luz.

Tenemos un gran problema, que en el espacio no hay viento, tal y como lo conocemos. Realmente si que hay un viento, el viento solar, que no son más que pequeñas partículas emitidas por el Sol. El problema es que este viento se debilita con la distancia, por lo que solo vale para impulsar una vela (como la de los barcos, pero de materiales mas molones y aspecto de papel de aluminio) y solo vale para alejarse del Sol.

No parece muy apropiada para salir del sistema solar, para eso tenemos otras velas que funcionan con la luz solar (idéntico problema) o con láseres proyectados desde la tierra. Esta solución es óptima, podemos generar el láser que queramos sin preocuparnos por el peso, ya que el equipo esta en tierra, apuntamos a la vela, disparamos y, ¡et voila!, empuje sin combustible.

Aunque te chirríe en la cabeza, se puede cambiar el láser, por una Ráfaga Rápida de Radio y, con un material adecuado, causa el mismo efecto.

Por supuesto no es lo mismo una luz que otra, ni una frecuencia que otra, y aquí viene lo inquietante, los parámetros de las Ráfagas Rápidas de Radio coinciden con los óptimos para propulsar una vela de luz… (¿o de radio?). Y el hecho de que sean rápidas y focalizadas refuerzan esta teoría.

Si quisiésemos impulsar una vela de luz, apuntaríamos el láser, máser o lo que sea, y dispararíamos a la vela, solo si fallamos, el haz seguiría hasta otro planeta (que esté en su misma línea), por eso no se detectarían demasiadas, ni serían de gran duración, no se gasta energía disparando a la nada…

Aunque es inquietante, es solo una teoría. Necesitamos más datos para saber de que se trata. Mi consejo, si miras al cielo esta noche (o de día, quien sabe) sonríe, quizá salgas en las fotos que un velero estelar está haciendo de camino a nosotros.

Evento en Peñascosa

Os dejamos las fotos del último evento realizado en Peñascosa, cerca de Alcaraz. Esta vez, no fuimos capaces de fotografiar nada nuevo, ya que nos centramos en objetos Messier muy débiles para la cámara. En compensación os dejamos otras imágenes del aquel día:

Cosmotour.es
Cosmotour.es
Cosmotour.es
En esta ocasión preparamos bien la velada, que se alargó hasta bien entrada la noche. (Cosmotour.es)
Cosmotour.es

La noche fue perfecta para la observación, ya que no había luna. Aunque pudimos observarla brévemente unos 20 minutos tras la puesta de Sol, cuando la luna, también se puso.

Esta foto no corresponde a esa noche, ya que luna se puso cuando aún clareaba, una noche perfecta para la observación. (Beatriz Medina Rodado)

Lo que si pudimos ver de la luna antes de que se pusiese fue algo como esto:

Foto realziada con cámara. (Beatriz Medina Rodado)

Es una pena no tener fotos, pero pudimos ver, entre otras maravillas, la nebulosa del anillo y la galaxia whirlpool. que no se llama así por los electrodomésticos, es la galaxia remolino.

¡Os esperamos en el próximo evento!

Serie “Cómo funciona el cosmos”. Capitulo segundo: Cómo sabemos que el universo se expande

Cómo sabemos que el universo se expande es una pregunta recurrente para las personas que están empezando a entrar en contacto con este mundillo. Para empezar, recordemos que todo esto empieza con la observación de cuerpos lejanos. Edwin Hubble realiza una publicación en 1929 sobre el movimiento de las nebulosas, concluyendo que la mayoría de ellas presentaban corrimientos al rojo. ¿Qué significa esto?

Antes de explicar que es el corrimiento al rojo debemos recordar el efecto Doppler. Todos hemos oído, y nos lo han explicado en el cole, que las sirenas de las ambulancias se oyen de forma distinta cuando se acercan y cuando se alejan. Este efecto se produce porque el sonido es una onda. Si la onda es amplia el sonido es grave, si es estrecha, el sonido es agudo. Piensa en la moto que viene lejos en una noche de verano con la ventana abierta. El sonido se acerca, es agudo, cuando se aleja se torna grave de repente. El ruido del motor siempre es el mismo pero el primer sonido tiene ondas de mucha frecuencia (si las pintamos son estrechas) y al alejarse son ondas de poca frecuencia (anchas).

¿Cómo es posible? Es sencillo, el sonido tiene una velocidad determinada de propagación (vamos a llamarla pequeña en comparación con otras cosas). Un coche, una moto, puede fácilmente ir al 10 o 15% de esta velocidad (si el conductor es algo más irresponsable, incluso al 20%). La onda se propaga más rápido, pero empieza a propagarse cuando el cuerpo se está moviendo. Si la onda y el cuerpo se acercan a nosotros, el emisor está “empujando la onda” al emitirla, por lo que la comprime (se hace estrecha), por lo tanto, se agudiza y pasa lo contrario si se aleja, la estira y se agrava.

Con la luz pasa lo mismo, salvo que la luz sí que se expande en el espacio vacío. La luz es una onda electromagnética y como onda “padece” igual el efecto Doppler. Por supuesto, en el caso de la velocidad de la luz, debemos observar cuerpos muy rápidos para notar este efecto. En el Cosmos todo es muy, muy (todos los muis que quieras decir serán pocos) grande y todo ocurre a escalas que cuesta imaginar. El movimiento de por ejemplo entre dos galaxias, como la Vía Láctea y Andrómeda es de 300 km/s referida al Sol, esto es que depende del punto en el que está el sol, pero es en cualquier caso enorme. Aun así, su corrimiento al rojo es de -0,001001 que parece un valor pequeño.

Al mirar a objetos lejanos, muy lejanos, observamos que, en general, este corrimiento al rojo es mayor. El valor del corrimiento al rojo de la galaxia EGS8p7, la más lejana encontrada hasta ahora, dada a conocer en la revista Astrophysical Journal Letter, es de 8,68.

Cuando Georges Lemaître publicó en 1927 la teoría, su estudio se basaba en las leyes de Einstein y en observaciones de varios astrónomos. Su trabajo pasó desapercibido. Poco después, en 1929, Edwin Hubble publicó su teoría apoyada en las observaciones que había realizado desde el observatorio de Monte Wilson. Aquí fue donde, con un estudio de objetos lejanos (en aquella época objetos de fuera de la Vía Láctea), Hubble establece la relación entre la distancia de un objeto y el corrimiento al rojo.

Las observaciones decían que cuanto más lejos estaba un objeto, mayor corrimiento al rojo tiene. Esto demuestra, no que los objetos se alejan entre si, ya que ese caso todos tendrían corrimientos al rojo similares o dependientes de su dirección de movimiento a cualquier distancia. Sin embargo, que esté estrechamente relacionada la distancia con el valor de corrimiento al rojo, demuestra que es el universo el que se expande, no las galaxias las que se mueven alejándose. Es la conocida como ley de Hubble–Lemaître.

Ahora podemos distinguir dos valores de movimiento de los objetos, el movimiento propio de estrellas y galaxias entre sí, y el de la expansión del universo. Hay que destacar que la expansión del universo no significa que las galaxias se muevan hacia afuera para llenar un espacio vacío, no. Esto significa que es el propio espacio vacío el que crece y en su expansión arrastra su contenido haciendo que se alejen unos objetos de otros.

De forma similar podríamos pensar en una camiseta que se va estirando con el uso, el dibujo de la misma crece en igual proporción, pero visto desde dentro, dos dibujos de la misma camiseta parecerían alejarse uno del otro, cuando lo que pasa es que el espacio en el que están contenidos está creciendo, dándose de sí. Si estos dibujos están más separados, parece que se alejan más, pues hay más estiramiento (no más tela) entre ambos, la tela se está estirando. El espacio-tiempo se está estirando.

Esta teoría, ya demostrada, es el principal aval para la teoría del Big Bang como origen del universo.

Por otro lado, se ha trabajado mucho en calcular esa expansión. Lo que se denomina H0 o constante de Hubble, es el valor de proporcionalidad que determina cuanto se alejan unos objetos de otros en función de su distancia. Este valor se ha medido mediante observaciones y, más recientemente, mediante satélites como el Planck. El valor más reciente publicado es de 64 (km/s)/Mpc. Léase, que el universo se expande a una velocidad de 64 kilómetros por segundo de velocidad por cada Mega Parsec de distancia. Un parsec es la “abreviatura” de paralaje de un segundo de arco.

Si te aclaras mejor en años luz, es el equivalente a decir que el universo se expande a una velocidad de 19,62 km/s por cada millón de años luz de distancia. Es decir, que a una distancia de 2.5 millones de años luz, donde está la galaxia Andrómeda, el universo, se expande a 49.05 km/s.

Mi consejo, mira las galaxias cercanas al telescopio, son producto del momento en que vivimos. No vamos a notarlo en lo que duren nuestras vidas, pero estás mirando algo vivo y cambiante.

Cómo vemos el universo (tipos de astronomía)

Cuando hacemos un evento de astroturismo empiezo contando lo que vamos a hacer, parece obvio, mirar las estrellas a través del telescopio, pero esta afirmación debe puntualizarse. Solo hace unas pocas décadas hemos empezado a ir a objetos más cercanos para recopilar datos, todo lo que hemos hecho antes de eso y la inmensa mayoría de los que hacemos ahora es esperar a que sus señales nos lleguen y estudiarlas. La astronomía es un tipo de ciencia diferente ya que no interactúas con el objeto a estudiar, no lo metes en el laboratorio y le haces pruebas, todo lo que podemos hacer es mirar. Sentarse y mirar lo que nos llega.

El primer contacto con el cielo nocturno lo hacemos por la vista, es lo que llevamos haciendo no se sabe el tiempo y, gracias al telescopio, desde 1610. Pero la luz visible es una pequeña parte de lo que nos llega. Solo hay que saber mirar.

Espectro electromarnetico. Zona visible resaltada
Espectro electromagnetico. La luz visible es una pequeña parte.

Como vemos en la imagen anterior, la parte visible es muy pequeña comparado con todo el espectro. Tal vez, visto en forma de onda entiendas mejor la diferencia entre la luz y los rayos X, que son parte de lo mismo:

Longitudes de onda
Distintas longitudes de onda del espectro electromagnetico

Cuanto más cerrada es la onda, es decir, cuando aumenta su frecuencia, es más energético, por eso una sobre exposición a los rayos x hace mucha pupa y cuando nos enfrentamos la luz del sol, nos quemamos pasado un rato, pero vivimos rodeados de ondas de radio, y no nos enteramos.

Pero bueno, todo es física, vamos al pastel. De todas las ondas que llegan, vemos (redundando un poco) las visibles, y con el telescopio las amplificamos. Solo mejoramos lo que la naturaleza nos ha dado, la vista, hasta que en 1937, se pone en marcha el primer radiotelescopio (casero en el patio de Grote Reber) y, et voila!, tenemos una foto diferente del universo. Lo bueno es que podemos ajustar la frecuencia a la que “vemos”. Bueno es mas complicado, cada parte del espectro, necesita un aparato adaptado para poder registrarlo y convertirlo a imagen visible.

El esquema de bajo corresponde al telescopio Chandra, que capta rayos x. Vemos que su construcción difiere del típico tubo de telescopio óptico:

Telescopio Candra
Esquema constructivo del telescopio de rayos x Chandra

El espectro visible, lo que vemos, es una pequeña parte del espectro electromagnético. Las ondas de radio, que sí, son ondas como las que llegan al aparato radio y que emiten los centros de galaxias, pulsares y remanentes de supernovas. Si te preguntas si puedes captarlas con tu aparato de radio, la respuesta es sí. El ruido de radio que oyes cuando no sintonizas nada es ruido de fondo, de aparatos cercanos, ruidos atmosféricos e incluso remanente del Big Bang. Si no llegase nada al aparato, no oirías nada. Los “anisillos” de la tele y la estática de la radio son ruido porque no son algo interpretable por nuestros aparatos. Abajo una antena de radioastronomía.

Antena de radioastronomia
Antena Aries en el centro astronómico de Yebes (Guadalajara, España).

Al ver la antena anterior, casi todos pensamos en las parabólicas de la tele por satélite. El principio es el mismo, la parabólica de la tele apunta a un satélite que manda señales de radio (y televisión). Nuestra antena apunta al espacio profundo y capta ondas de radio del cosmos.

Los telescopios de microondas tienen un aspecto parecido por fuera, al fin y al cabo detectan ondas cercanas a las de radio, son grandes platos parabólicos. En este caso trabajan en el fondo de microondas que es la radiación remanente del big bang y que llena todo el universo.

Los telescopios de infrarrojos son más parecidos al clásico telescopio óptico, solo que el sensor que capta la imagen esta especializado en el infrarrojo (usualmente los telescopios ópticos como el Hubble pueden ir hasta el infrarrojo cercano y el ultravioleta). Estos telescopios son candidatos idóneos para estar en orbita ya que funcionan mejor a bajas temperaturas, recordemos que el infrarrojo es una emisión que se debe a la temperatura del cuerpo que lo emite, cuanto más frio esté el sensor, mayor sensibilidad se consigue. Además la atmosfera absorbe mucho infrarrojo, por lo que no llega la misma señal a la superficie de la tierra que a la órbita.

Observatorio Spitzer de la NASA
Composición artística del SST (Spitzer Space Telescope, NASA)

Uno de los más curiosos es el (no se le puede llamar telescopio) observatorio de rayos gamma.

Los rayos gamma vienen del cosmos al igual que el resto de radiaciones, pero detectarlas requiere un proceso diferente. Lo que veis en la imagen de abajo son depósitos de agua, dentro hay fotodetectores (que además multiplican la señal de luz) que detectan emisiones lumínicas que se producen por la interacción magnética de las partículas cargadas de los rayos gamma (lo que producen es emisión de luz de Cherenkov).

Lo que pasa es que el rayo gamma pasa por el agua de los contenedores. Esta radiación interactúa magnéticamente con las moléculas. Al despolarizarse, las moléculas, emiten luz azulada conocida como radiación de Cherenkov. El detector, lo que hace es captar esta luz.

Observatorio de rayos gamma:

Observatorio de rayos Gamma
El Observatorio HAWC, compuesto de 300 detectores de agua Cherenkov.

Y después de tanto cacharro mirando al mismo sitio, tenemos una serie de imágenes. Todo se puede traducir a imágenes visibles para nosotros. Los diferentes equipos, resaltan aspectos distintos de un mismo cuerpo, la luz, la temperatura, la velocidad, el magnetismo…

Aquí podemos ver la diferencia y la importancia de tener equipos tan distintos. La galaxia de Andrómeda vista con diferentes equipos:

Diferentes imagenes de M31
Image credit: Multiwavelength images of M31, via the Planck mission team; ESA / NASA.

Siempre he dicho que cada tipo de observatorio es una forma alternativa de ver las cosas. Es como si viésemos en blanco y negro, después en color, después en 3D, en holograma… y aún nos queda lo mejor.  La primera observación de ondas gravitatorias se logró el 14 de septiembre de 2015. Esto es nuevo porque ya no observamos el espectro electromagnético. Esto es como añadir sonido a nuestra película, es un tipo totalmente nuevo de astronomía, pero esto es harina de otra entrada del blog.

Mi consejo, cuando estés buscando tu emisora en la radio, no desesperes, lo que estas oyendo es en parte el Cosmos, estás haciendo radioastronomía.

Rusia lanza el Spektr-RG

Siempre me han parecido muy sugerentes los nombres rusos de sondas, naves y módulos y Spektr (Спектр-РГ) no es una excepción. “Espectro” es una misión científica de Roscosmos y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) para cartografiar el universo.

Sperktr-RG se lanzó el 13 de Julio de 2019 mediante un cohete Protón (Протóн) desde el cosmódromo de Baikonur y se situará en el punto de Lagrange L2 del sistema Sol-Tierra. En esta posición estudiará el cielo durante 4 órbitas al sol (o 4 años) y después otras 3 para centrarse en objetos concretos. En el primer tramo de la misión cartografiará objetos que emiten en rayos x mediante dos telescopios de rayos x, eRosita por parte alemana del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre y ART-XC del Instituto de Investigación Espacial de la Academia de Ciencias y fabricado por el Instituto de Investigación de Física Experimental de Rusia. Cada uno trabajará en diferentes rangos de energía hasta 30 keV para el ART-XC y de 0.5 a 10 keV para el eRosita.

Pronton-M (Roscosmos)

Este es un telescopio, de una familia prevista de 4 unidades, que la Unión Soviética iba a poner en órbita como un componente de un gran programa de observación. Rusia, como heredera del programa espacial de la URSS, puso en órbita el Spektr-R (RadioAstron) en 2011 y este Spektr-RG puede considerarse dentro del mismo programa que debería completarse, si hay fondos, con Spektr-UV y Spektr-M, así, con los 4, Rusia podría investigar en Rayos x (Spektr-RG), Ondas de Radio (Spektr-R), Infrarrojo (Spektr-M) y Ultravioleta (Spektr-UV).

El fabricante del satélite es NPO Lavochkin una veterana empresa en lo que a construcción de artefactos espaciales se refiere.

Aunque ya ampliaremos esto en otra entrada, debemos recalcar que mucha de la información que nos llega del cosmos viene en forma de rayos x, por lo que este telescopio, nos permitirá cartografiar estos objetos con una precisión no vista hasta ahora. Los números son apabullantes, ya que, según cita el portal RT, “Se espera que el Spektr-RG detecte unos 100.000 cúmulos masivos de galaxias, aproximadamente 3 millones de agujeros negros supermasivos en los núcleos galácticos, cientos de miles de estrellas con la corona activa y enanas blancas, así como decenas de miles de galaxias que forman estrellas y muchos otros objetos, incluidos los de naturaleza desconocida.”

Spektr-RG (RT)

Spektr-RG mandará una cantidad ingente de datos del orden de Terabytes al día, por lo que analizar toda esa información, será una tarea que llevará mucho tiempo.

Lo mejor de todo no es lo que sabemos que se cartografiará, es lo que nos podemos encontrar, ya que uno de los objetivos de la misión es estudiar la materia y la energía oscuras, que se calcula, componente el 96% del universo. Al realizarse un censo de los objetos más masivos, agujeros negros y cúmulos de galaxias, se acotará mejor el porcentaje de materia oscura. Y su interacción con la materia ordinaria.

La materia oscura parece “funcionar” como la materia bariónica (que es la materia que conocemos, la «normal», de lo que estamos hechos tu y yo) y se detecta por los efectos gravitatorios, es decir vemos como interacciona con la materia que sí podemos ver. Mientras que la Energía Oscura es “ese algo” que acelera la expansión del universo.

Sea lo que sea que mande Spektr-RG, seguro que merece la pena el retorno científico.

Lo lamentable es que Cosmotour no cuenta con uno de estos telescopios de rayos-X pero sí que podemos acercarte el cosmos en la región visible del espectro.

Mi consejo, echa un vistazo por el telescopio, a los aficionados todavía nos queda mucha astronomía que realizar en el visible.

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