La cara oculta de la luna o acoplamiento de marea

El “acoplamiento de marea” es un fenómeno habitual que tiene un nombre muy científico y que consiste en lo que, comúnmente, vemos todas las noches, que la luna siempre nos muestra el mismo lado.

Probablemente sepas ya que esto se debe a que el periodo de rotación y traslación de la luna, son idénticos. Es decir, su día y su vuelta a la tierra, duran 28 días. Es común creer que el satélite no tiene movimiento propio, pues no lo percibimos, os recomiendo esta animación de Carlos Pazos de MolaSaber que es muy ilustrativo.

Quizá por la fuerza de la costumbre, no nos hemos preguntado a qué se debe este fenómeno. Quizá sentimos más curiosidad por saber cómo es la cara oculta que por saber la razón por la que no vemos la cara oculta.

Como dato curioso, cualquier parte del sistema solar es visible desde la tierra. En teoría y gracias a la rotación de los cuerpos, hemos podido ver los planetas, sus lunas, el sol y asteroides, antes que la cara oculta de la luna que, hasta 1959, no conseguimos ver. Por la misma razón, es el lugar indicado del sistema solar para hacer radioastronomía, ya que toda la luna actúa de pantalla ante las ondas de radio procedentes de la tierra.

Como decíamos, este fenómeno que oculta o muestra una cara de la luna se llama “acoplamiento de marea” y el nombre es de lo más indicado. Todos conocemos el efecto de la gravedad lunar en nuestros días de playa, en los que, si andamos despistados, se nos moja la toalla o se nos plantan 20 líneas de veraneantes delante del mar. Las mareas se producen por la gravedad lunar, y solar en menor medida, y éstas son las responsables del acoplamiento de marea. Bueno, técnicamente las mareas que la tierra produce en la luna, que también las hay.

No podemos ver las mareas en la luna (a simple vista) ya que no hay mares líquidos que “suban y bajen”, pero la tierra sólida (¿o debería decir la Luna sólida?) también sufre esa marea en las rocas que la componen. Esto se traduce en que la luna se abomba en dirección a la tierra por efecto de la marea, y se producen unos bultos en eje tierra-luna. Estos bultos deben desplazarse por la luna a medida que esta rota, pero como necesita un cierto tiempo para alcanzar el equilibrio (la luna rota más rápido que el bulto se mueve por la superficie), el bulto se desplaza ligeramente de este eje (por delante o por detrás en función del periodo de rotación y traslación del satélite). Finalmente, estos bultos desalineados, son masas que ejercen fuerzas de atracción que, simplificando, son las fuerzas que frenan la rotación de la luna poco a poco hasta que se consigue el acoplamiento y estas fuerzas desaparecen, al no seguir moviéndose los bultos respecto del eje tierra-luna.

No desesperes si no lo entiendes, aún no hemos dicho a qué se deben los bultos, sólo que existen. Entendemos su existencia porque vemos las mareas, podemos experimentarlo. La razón de la aparición de las mareas es que cada trozo de materia, tu y yo incluidos, experimentamos la fuera de la gravedad de la luna. Si pudiésemos encenderla y apagarla por arte de ciencia, lo notaríamos más, pero al vivir inmersos en su campo gravitatorio, no lo notamos porque no cambia. Sin embargo, cuando la tierra y la luna se mueven y rotan, sus posiciones cambian y por lo tanto la dirección a la que nos vemos atraídos. Puesto que las fuerzas se dirigen al centro de cada cuerpo (por simplificar, ya que el total es el efecto de la suma de fuerza de cada partícula hacia cada partícula de ambos objetos). Como consecuencia, todo lo que no está alineado en el eje que une ambos objetos ejerce fuerza hacia el eje comprimiendo todo desde ambos lados del eje hacia el eje, es decir generando por presión ambos bultos. Algo así como coger un globo de agua y apretarlo cerrando la mano, se hará una salchicha que saldrá por arriba y por debajo de nuestra mano, como los bultos de las mareas.

Además del fenómeno visible, se producen otros, como el alejamiento del satélite y la modificación de la duración de los días en la tierra. Pero eso es tema para otra entrada.

Los satélites cercanos a los grandes planetas son candidatos idóneos para presentar este fenómeno. Nosotros, sólo hemos experimentado visualmente el fenómeno en la luna, pero es muy común en el universo (me atrevo a decir, aunque la mayoría de los ejemplos que se conocen están en el sistema solar), por ejemplo, todas las grandes lunas de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, la propia luna, Caronte con Plutón, mercurio con el Sol. Sí, también se da en planetas. Incluso Plutón con Caronte, es decir, de planetas con sus lunas. También se conocen casos fuera del sistema solar.

Grácias a Máximo Bustamante por prestarme su material para ilustrar esta entrada y otras partes de la web.

Mi consejo, sal a pasear esta noche, mira a la luna y piensa que no vimos su otra cara hasta 1959 y que, únicamente 27 astronautas la han visto en persona debido al acoplamiento de marea.

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Starlink, hay más.

Starlink contaminación luminica y orbita baja

Hace unas semanas escribía sobre el Starlink de SpaceX. Según publica el portal SpaceNews el pasado 1 de Julio se perdió el contacto con 3 de los 60 satélites que se lanzaron de una sola vez. En la Anterior entrada sobre este tema comentábamos que las constelaciones de satélites de comunicaciones van a empezar a crecer como las setas con la consiguiente pérdida de calidad del cielo nocturno.

El tema no acaba ahí. La pérdida de satélites no es algo malo para el servicio, es más, es algo previsto. Por ejemplo, los satélites del sistema GPS lanzan unidades de reserva para mantener el servicio. En este caso, son entre 30 y 40 con 24 en activo. Su vida puede llegar a los 15 años, y se van reponiendo por tandas. Hasta aquí Starlink no inventa nada.

La diferencia es que Starlink se dedica a la comunicación y las distancias aquí sí afectan al servicio, ya que alargan los tiempos de transmisión y recepción. Para eso, se eligen órbitas bajas, más cercanas a las fuentes y los receptores, pero que al estar más abajo ven menos en el horizonte, igual que cuando te subes a un edificio alto, a más alto, más ves.

Las órbitas altas necesitan menos satélites, pero alargan los tiempos de transmisión, y eso no va bien si quieres dedicarte a las comunicaciones. La solución de SpaceX es poner más unidades en órbita (12000), pero a una órbita baja. 550 km de altura frente a los 20200 km de altura del GPS. A más distancia, también se requiere más potencia de transmisión, teléfonos o módems más grandes, satélites más grandes y más paneles solares y más cohete para lanzarlo… No está mal pensado lo de Starlink.

Los satélites, realmente se dejaron más abajo, a 440 km de altura, y se han colocado en sus órbitas finales después de un tiempo de viaje, excepto los tres que han fallado y otros cinco que están trabajando en ello.

Afortunadamente, tienen todo pensado (menos que se iban a ver como luciérnagas). Los satélites están en orbitas tan bajas que éstas acaban siendo su propio final. A esa altura aún existe rozamiento atmosférico, poco, pero ahí está, y el satélite acabará cayendo tras cinco años de periplo, un pelín menos que su vida útil de entre 5 y 7 años. Lo malo es que no se puede controlar la reentrada. Son pequeños, de 200kg frente a los 130.000 kg. Si la atmosfera pudo con la Mir, puede con esto. Solo que la Mir no se desintegró entera, está en el fondo del Pacifico y aún quedan buenos trozos. Esto no es lo mismo, pero alguna parte puede caer sobre ti (no alarmarse, hay mucho planeta).

Total, que si el ritmo de fallo se mantiene en el 5%, en unos años tendremos 60 satélites sin control que caerán después de unos años. La mayoría de los satélites se desorbitarán de forma controlada.

Os comentaba en la otra entrada que Starlink no era la única constelación. Oneweb tiene 6 de 648 ya en órbita desde febrero y Keppler Communicatios 2 de 140, el primero puesto en órbita en febrero de 2018.

No sé si seguiste mi consejo, por si acaso me reafirmo, Sal esta noche y mira el cielo, lo mismo en unos años lo tienes que hacer con un paraguas de acero.

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Picos de metano en marte

He decidido alterar el orden de publicación que tenía previsto debido a una noticia que he leído esta semana. Según publicó la nasa en su web el pasado 23 de junio, el Rover marciano (o laboratorio con ruedas) Curiosity, detectó un pico de metano en sus mediciones.

El experimento que porta, entre otros, encaminado a buscar vida mediante la detección de compuestos orgánicos, en este caso metano, ha devuelto una lectura poco usual de este gas en la atmósfera marciana.

En la tierra, este compuesto, se genera en su mayor parte por acción de organismos vivos. Dada la tecnología actual la búsqueda de vida en otros planetas (o satélites en lo sucesivo) se hace, ante la imposibilidad de mandar sondas a todas las rocas espaciales que conocemos a buscar cualquier bicho entre pulga y elefante, mediante el análisis de sus atmósferas y de los gases que contienen. Este análisis se puede hacer a distancia, sin mandar sondas (ya hablaremos de eso) o, como este caso, mediante el Rover.

Posible origen del metano en marte
Posible origen del metano en marte
Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/SAM-GSFC/Univ. de Michigan https://ciencia.nasa.gov/ciencias-especiales/16dec_methanespike

A lo que íbamos. El Rover hace lecturas de la concentración de este gas, que es un marcador de actividad biológica (en la tierra, al menos). Las lecturas que hasta ahora hemos tenido han sido muy bajas 0.001 partes por millón, casi nada. En algún momento se han detectado ligeros aumentos de hasta 0.007 partes por millón, pero se cree que estas subidas responden a algún ciclo y no se han podido relacionar con actividad biológica.

Sin embargo, y el motivo por el que escribo esta entrada, es que, en esta publicación, se dice que se ha registrado un pico de 0.21 partes por millón que, siendo insignificante, es una subida importante respecto de la concentración normal.

La nasa no da conclusiones, simplemente nos deja el dato ahí. Sea lo que sea que signifique, es importante averiguar cómo funciona el metano en marte, por qué sube y baja su concentración y llevar ese conocimiento a las próximas sondas y experimentos.

La búsqueda de vida en otros planetas además de la obvia noticia que supondría, nos ayuda a determinar mejor la habitabilidad de los planetas, saber cuáles son los mejores candidatos a estudio pormenorizado, completar el conocimiento de la interacción de los organismos vivos con el planeta y, a escala planetaria, determinar el futuro del nuestro. Tener las herramientas para determinar mejor los gases de las atmósferas de los planetas y conocer cómo se generan y transforman, nos permitirá mejorar y reducir los planetas candidatos a estudio.

Hay veces que aprendemos más de nosotros mismos viéndonos desde fuera. Con nuestro planeta es similar, podemos aprender del nuestro viendo lo que les sucede a los demás, por ejemplo, la atmosfera de venus con sus gases de efecto invernadero o la de marte sin un campo magnético potente que la preserve.

Acabamos de empezar a hacer esfuerzos por estudiar otros planetas, por buenos que sean los candidatos, nunca encontraremos la tierra b. Eso significaría tener un planeta idéntico en condiciones, que es altamente improbable que exista. Nosotros somo el producto de la evolución bajo las condiciones de este planeta. Ni un hábitat artificial hecho a medida sería mejor (sería vivir encerrados en una habitación con aire acondicionado), ningún planeta lo va a ser.

Mi consejo, sal esta noche, respira hondo y piensa que no vas a encontrar ninguna atmósfera mejor que la que ya tienes. Deberíamos cuidarla un poco mejor.

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Anoche vi un sistema solar en miniatura

Uno de los objetos más interesantes para observar en el cielo nocturno es Júpiter. Siendo el segundo objeto más grande del sistema solar y el quinto más próximo observable a simple vista, verlo a través del telescopio es emocionante.

Una vez nos damos cuenta de que no será como ver una foto de las Voyager o la Juno, lo primero que nos impacta es ver sus 4 mayores satélites, si están todos iluminados, brillando a su alrededor. Con un poco más de paciencia, podemos empezar a ver características de su superficie, bandas que cruzan el planeta paralelas al ecuador y matices de colores.

Lo mejor de todo, es que, además, estás viendo, de una atacada, un pequeño sistema solar.

 Júpiter tiene el tamaño aproximado de una estrella enana roja, que parece ser el tipo de estrella más común de la galaxia. No podemos verlas, son de brillo muy débil, como Próxima Centauri, si no, el cielo estaría cuajado de estrellas. Solo vemos las más próximas.

Lo curioso es que Próxima Centauri, tiene un diámetro 1/3 mayor que el Júpiter, son objetos de la misma escala. El diámetro de Júpiter es de 0,102 el del sol y el de Trappist-1, otra enana roja, es de 0,114 diámetros solares. Podemos ver una comparación del Sol, Júpiter y Trappist-1 con sus respectivos sistemas:

Tamaños de lunas y planetas de Júpiter, Trappist-1 y el sistema solar

Credit: ESO/O. Furtak

Las distancias no están a escala, pero si los tamaños, podemos ver las similitudes entre los dos sistemas más pequeños.

Si queremos ver las escalas de distancias, la siguiente imagen es muy representativa, en ella vemos en la parte superior una comparación entre el sistema Júpiter y el sistema Trappist-1, ambos incrustados en la orbita interior de mercurio (en la parte baja de la imagen), pudiendo comparar así las tres escalas.

Comparativa de orbitas de enanas rojas con el sistema solar

El sistema TRAPPIST-1 comparado con el sistema solar y las lunas de Júpiter (ESO/O. Furtak).

Kepler-42, formalmente conocida como KOI-961 tiene un tamaño de 0,17 diámetros solares, es algo más grande que Próxima Centauri. Es el sistema solar más compacto detectado hasta la fecha, pero es muy posible que haya muchos más a esta escala.

Comprativa de distancias de las lunas de Júpiter y los planetas de Kepler-42

Image credit: Caltech

En este caso el tamaño de las orbitas sería algo parecido a las de las lunas galileanas de Júpiter. Si estuviese de nosotros a 5 unidades astronómicas de distancia, podríamos verlo igual que a Júpiter y sus lunas, de un solo vistazo en el telescopio, e incluso ver detalles de estos objetos.

Si alguna vez miras por el telescopio y ves Júpiter y sus 4 satélites más importantes, piensa que estas viendo el sistema solar más común de la galaxia.

Es cierto que la estadística esta de su lado si de encontrar vida se trata. Los números juegan a favor de estos sistemas, pero no podemos olvidarnos de que este tipo de estrella son poco amigables por su variabilidad y fulguraciones, y del acoplamiento de marea, pero esto son menesteres para otra entrada.

Mi consejo, si tienes la oportunidad de echar mano de un telescopio y observar Júpiter, no dejes de hacerlo, puede que veas el tipo de sistema solar en el que se encuentre vida por primera vez.

Perdemos el cielo

Hace pocos días, Space-X lanzó un cohete con 60 satélites en su interior. Esta sería una gran noticia (no digo buena, ni mala) pero si estas pensando que son muchos de una atacada, nada más lejos de la verdad. Son muchos, sí, pero están lejos del récord del PSLV-XL en la misión C37, que, además del satélite principal, llevaba otros 103 a bordo.

No quedan lejos los días en los que veía pasar la ISS, con brillos semejantes a los de Venus, moverse a los largo del cielo en apenas 6 minutos para deleite de los observadores. No niego que me sigue impresionando poder mirar al cielo y ver pasar un artefacto humano del tamaño de un campo de futbol a 27600 km/h. No niego que no sea digno de ver el tren de satélites de Space-X, pero esto supone un problema.

Los 60 primeros satélites lanzados, se completarán con otros cuantos hasta alcanzar, si todo sale según el master plan de Elon, los 12000 satélites. Esta una de las 15 constelaciones planeadas, por nombrar solo algunas:

Astrome tecnologies – 600 satélites

Samsung – 4600 satélites

Comsat – 800 satélites

One Web – 900 satélites

Si tenemos en cuenta que a día de hoy el número de satélites debe rondar los 5600 de los que están activos unos 1500, la cifra, si los planes siguen adelante, se va a multiplicar varias veces.

Visto el panorama, dentro de unos años será difícil distinguir una estrella de un satélite… salvo por el movimiento, claro. Las estimaciones arrojan números escalofriantes, habrá más satélites en órbita que estrellas visibles. ¿Se imaginan un cielo con más puntos móviles que estáticos?

Si a esto le sumamos la contaminación lumínica, el abuso de iluminación artificial y el incremento del uso de leds para iluminación, que interfieren en todas las longitudes de onda del espectro visible…

Mi consejo, sal esta noche y mira al cielo, puede que no veas lo mismo nunca más.