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16 abr 2024

Eclipse total de Sol: 8 de abril de 2024

La experiencia del eclipse del 2 de julio de 2019 en Chile marcó un propósito en mí para presenciar los eclipses totales de Sol alrededor del mundo. Por ello planifiqué el viaje a Dallas-Texas, luego de descartar la ciudad de Durango en México a pesar de que en esta última la totalidad tenía mayor duración. Mi objetivo fue fotografiar las diversas fases del eclipse. Viajamos Javier Ramírez, Director de la Asociación Peruana de Astronomía, y yo con nuestras familias. 

El clima era un factor de riesgo puesto que los pronósticos para el día lunes 08/04 no eran tan buenos. La mejor expectativa para ese día en Dallas y a 1000 km alrededor era tener cielos nublados en la mañana, despejando un poco en la tarde y tormenta eléctrica por la noche. Fue algo que nos aterró, pero la suerte estaba echada.

Una vez instalados en Dallas, el día 07/04 hicimos las pruebas respectivas para alinear del telescopio y fotografiar al Sol. Cerca del alojamiento había un parque amplio y abierto, lugar muy adecuado para observar. Esta vez llevé un telescopio Celestron C90 de 9cm de apertura y una cámara mirrorless Canon RP. Javier llevó dos cámaras Canon, una de ellas con teleobjetivo. Ese día me di cuenta de que debía cambiar el trípode, así que fui a comprar uno en Best Buy.

El día 07/04 por la noche estuve haciendo algunas fotografías sin telescopio porque el cielo estaba despejado. Definitivamente, la contaminación lumínica de Dallas es mucho menor que en Lima. El cielo nocturno era gris oscuro, sin embargo, en Lima es naranja amarillento por la gran cantidad de luces de postes y letreros.

Osa Mayor (Ursa Major) en el cielo de Dallas

Fuente: archivo personal

Hasta ese momento confiaba en el buen clima para el día siguiente porque la noche estaba muy despejada. Sin embargo, el día lunes 08/04 amaneció nublado, tal cual se pronosticaba. El cielo parecía uno de Lima en invierno. Sinceramente, pensé que solo veríamos la oscuridad sin nuestra estrella eclipsándose. Sin embargo, a eso de las 11am empezó a despejar lentamente, lo cual nos trajo la esperanza de ver el eclipse. 

Aproximadamente a las 12:23 pm empezó el contacto. Los equipos apuntando hacia el sur estaban listos para ser utilizados. Es así que comenzamos a registrar fotográficamente el eclipse. El seguimiento del Sol con mi telescopio lo hice de manera manual, sin montura, sobre un trípode con sus patas achicadas para que el peso del equipo no lo desestabilizara. Por ello tuve que trabajar sentado en el piso, moviendo el mango del trípode para inclinar el telescopio de 60º hasta 65º, minutos antes de la totalidad.Con esta inclinación tuve que ponerle piedras a las patas del trípode para que no se cayera por el desbalanceo del peso del telescopio. Luego de la totalidad, el Sol empezó a disminuir altura, por lo que el seguimiento tuve que hacerlo en sentido inverso.

Trípode inestable
Fuente: archivo personal

Para las fotografías utilicé el método de foco primario con el modo manual de la cámara en el telescopio con un filtro solar y un intervalómetro. Los párametros de la cámara fueron: velocidad 1/15 e ISO 250.

Cámara montada al telescopio
Fuente: archivo personal

Al comienzo todavía había un poco de nubes pero pronto despejó totalmente. Cerca de la totalidad se percibió la disminución de la claridad del día como cuando va a anochecer. A la 1:40 pm empezó la totalidad, saqué el filtro del telescopio para fotografiar el momento. Los grillos empezaron a cantar y las luces del parque, que funcionan con celdas fotovoltaicas, se encendieron. En el cielo aparecieron claramente los planetas Venus y Júpiter, los mismos que se vieron, respecto del Sol, a la derecha abajo e izquierda arriba, respectivamente. Con el video a continuación se puede entender cómo se extiende la línea de la eclíptica con el Sol incluido, hecho que solo se puede ver cuando hay un eclipse total de Sol.

Los planetas durante la totalidad

Fuente: archivo personal

Algunas reacciones de los presentes en el eclipse se pueden apreciar en el siguiente vídeo durante la totalidad.

Reacciones
Fuente: archivo personal

La corona solar en la totalidad fue mucho más grande que la que aprecié en Chile en el 2019, debido a que el Sol, esta vez, estaba a mayor altura. A simple vista la corona se vio espectacular. Al inicio de la totalidad, y solo por pocos segundos, se vio el anillo de diamantes. 

Anillo de diamantes

Fuente: archivo personal

En las fotografías con telescopio, a parte de la corona solar, se vieron las protuberancias solares que son los gases de hidrógeno y helio eyectados desde la superficie del Sol hacia la corona. La fotografía de la izquierda fue tomada luego de 6" de fotografiar el anillo de diamantes, la de la derecha fue tomada luego de 2' 24" de la izquierda. Las protuberancias solares se aprecian en color rojo.

Protuberancias solares

Fuente: archivo personal

Casi a la 1:44 pm terminó la totalidad de aproximadamente 4 minutos. El eclipse terminó a las 3:03 pm. El emplazamiento de observación fue apropiado. Estuvimos acompañados de Yunior Savon, representante de la marca Celestron y de nuestros amigos propietarios del alojamiento del Airbnb. Algunos vecinos estaban dispersos observando.

El emplazamiento
Fuente: archivo de Javier Ramírez

A continuación, una fotografía de la progresión del eclipse. Algo que no percibimos fueron las sombras volantes segundos antes de la totalidad, quizás porque no hubo una superficie blanca sobre el cual apreciarlas. En el eclipse del 2019 en Chile las vimos sobre los carros blancos.

Secuencia del eclipse

Fuente: archivo personal

La siguiente vez será al sur de España o al norte de Marruecos el 2 de agosto de 2027.

18 feb 2024

El paso cenital del Sol sobre Lima

Se enseña en los colegios que el Sol pasa sobre nuestras cabezas a las 12pm todos los días. Esta afirmación es totalmente falsa. Hay lugares en la Tierra donde el Sol nunca pasa sobre el cenit y los lugares por donde pasa, solo lo hace dos veces al año.

Nuestro planeta se encuentra inclinado respecto a su plano de órbita (la eclíptica), lo que hace que los rayos del Sol no caigan de manera uniforme sobre la superficie de la Tierra, teniendo como límites los trópicos de Capricornio y Cáncer para caer perpendicularmente, es decir para realizar un paso cenital.

Entonces, el paso cenital del Sol ocurre solo en los lugares que se encuentran entre los trópicos, es decir, entre las latitudes 23º 27' al norte y al sur del ecuador. Lima está a 12º al sur, lo que significa que es una ciudad tropical. Este hecho ocurre en octubre y en febrero de todos los años. Los días pueden variar un poco, pero en 2024 fue el 16 de febrero y volverá a ocurrir en este año el 25 de octubre.

Trayectoria del Sol


Fuente: archivo personal

La explicación es simple, el trayecto ortogonal de los rayos del Sol sobre la superficie de la Tierra va desde la latitud 23º 27' sur (Trópico de Capricornio) donde el 21 de diciembre los rayos caen perpendicularmente hasta la latitud 23º 27' norte (Trópico de Cáncer) donde el 21 de junio los rayos caen perpendicularmente, pasando por el ecuador, latitud 0º dos veces, el 21 de marzo y el 22 de setiembre cuando los rayos caen perpendicularmente. Cuando sucede sobre los trópicos estamos en los solsticios, y cuando lo hace en el ecuador, estamos en los equinoccios.

Trópico de Capricornio en Antofagasta

Fuente: archivo personal

Entonces, el paso cenital para Lima sucede cuando los rayos del Sol están yendo desde el Trópico de Capricornio (el 21 de diciembre) hacia el norte, llegando a Lima aproximadamente en la segunda semana de febrero. Pasan por el ecuador el 21 de marzo y siguen al norte hasta el Trópico de Cáncer (el 21 de junio). Luego regresa hacia el sur, pasando nuevamente por el ecuador el 22 de setiembre y por Lima aproximadamente la tercera semana de octubre, para llegar nuevamente al Trópico de Capricornio el 21 de diciembre. El ciclo se repite nuevamente.

En los días del paso cenital del Sol ocurre el hecho que los objetos no tienen sombra en un momento del día. No es precisamente a las 12pm, sino uno minutos alrededor porque la hora que usamos en nuestros relojes es la hora civil, no es la hora solar. El 16 de febrero de 2024 en Lima el paso cenital ocurrió a las 12:21pm y ocurrirá nuevamente el 25 de octubre a las 11:51am. En la foto siguiente se puede apreciar la verticalidad de la sombra de una viga en ese día, o el paso del Sol por un ducto en la otra foto.

Caída perpendicular de la sombra

Fuente: archivo personal

Paso del Sol por un ducto

Fuente: archivo personal

En los lugares donde el paso cenital del Sol no existe, como en Santiago de Chile o Madrid, las sombras son más largas y nunca ocurre el día sin sombra. Las siguientes fotos fueron tomadas en el Central Park de Nueva York (40º 46' norte) al mediodía del 26 de enero de 2019. Se puede apreciar que el Sol se encuentra muy bajo en el horizonte, produciendo una sombra bastante larga.

El Sol al mediodía en Nueva York

Fuente: archivo personal

Sombras al mediodía en Nueva York

Fuente: archivo personal

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13 ene 2024

Los catálogos de Messier, NGC e IC

Cualquier astrónomo aficionado se ha enfrentado a un mapa estelar donde entre las estrellas ha podido encontrar símbolos como M, NGC e IC para denotar objetos de espacio profundo. Estos símbolos refieren a catálogos antiguos que hasta ahora se usan, especialmente en la astronomía amateur.

El más antiguo de ellos es el Catálogo Messier (M) elaborado por el astrónomo francés Charles Messier. Este catálogo está compuesto por 110 objetos y su versión final fue publicada en 1781. Para el registro de los objetos utilizó un telescopio refractor de 10 cm que hoy se considera un telescopio para principiantes. Se instaló en la azotea del Hôtel de Cluny (hoy Musée National du Moyen Âge) en el centro de París para realizar sus observaciones.

"Nebulosa" Andrómeda (M32)

Fuente: Charles Messier - SEDS from the Recueil de l'Institute, Vol. 8, p. 213 ( https://archive.org/stream/memoiresdelacla00goog#page/n230/mode/1up/ ), Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1069759

En realidad, la motivación de Messier fue catalogar esos objetos para que evitar confusión con los cometas que estaba buscando. Él fue un conocido cazador de cometas quien descubrió 13 de ellos. El rey Luis XV le llamó "hurón de los cometas".

Los objetos Messier consisten en 40 galaxias, 12 nebulosas, 26 cúmulos abiertos, 29 cúmulos globulares, 1 remanente de supernova, 1 asterismo y 1 estrella doble óptica. Una lista inicial publicada en 1774 tuvo 45 objetos, una segunda publicación en 1780 tuvo 80 objetos. La lista final publicada en 1781 tuvo 103 objetos. Los últimos 7 objetos Messier (del M104 al M110) fueron incluidos posteriormente. La nomenclatura consiste en poner la letra M antes del número del objeto sin tener en cuenta en su orden el tipo de objeto, la magnitud, la constelación o ubicación, lo que rebela que Messier solo estaba interesado en buscar cometas.

Otro catálogo famoso es el New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars, conocido como NGC. Fue elaborado por el astrónomo danés John Dreyer y publicado en 1888. Para ello utilizó principalmente un telescopio refractor de 10 pulgadas (25.4 cm) del Armagh Observatory en Irlanda del Norte, donde trabajó. En esa época ya existían las fotografías por lo que en el NGC se distinguen con precisión los tipos de objetos de espacio profundo.

Una primera versión fue una lista de 1000 objetos adicionales a los contenidos del General Catalogue of Nebulae and Clusters de William y John Hershel, sin embargo, una versión definitiva del NGC publicada en 1888 contenía 7840 objetos.

Una primera actualización al NGC fue el Index Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars (IC), publicado en dos partes por Dreyer en 1895 (IC I con 1 520 objetos) y en 1908 (IC II con 3 866 objetos). Actualizaciones recientes han consistido en identificar todos los objetos NGC e IC, corregir errores y recoger imágenes y datos astronómicos básicos entre astrónomos profesionales y aficionados como el Proyecto NGC/IC de 1993 cuyo trabajo se completó en el año 2017.

Los tres catálogos descritos son ampliamente usados hoy en día por astrónomos aficionados y están dentro de cualquier guía de estrellas. Todos los objetos M están dentro del NGC, por lo que tienen equivalencia en los dos catálogos, por ejemplo, la Nebulosa de Orion es M32 y también es NGC 1976. Por la magnitud (brillo) de los objetos, los de Messier son fáciles de encontrar, algunos se pueden ver a simple vista como el M7 (NGC 6475) o Cúmulo de Ptolomeo (ver una fotografía sin telescopio en Observaciones del cielo desde Marcahuasi).

Mapa estelar de Orion con objetos M, NCG e IC

Fuente: Sky Atlas 2000.0 - Second Edition  - Wil Tirion & Roger Sinnott - 1997

7 ene 2024

El Catálogo Henry Draper

Henry Draper fue un médico y astrónomo aficionado que se dedicó a la astrofotografía, siendo el primero en fotografiar la Luna a través de un telescopio en 1840. Asimismo, dirigió una expedición para fotografiar el tránsito de Venus en 1874 y fue el primero en fotografiar la Nebulosa de Orion en 1880.

Henry Draper
Fuente: Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2621235

Luego de su muerte, su viuda, Mary Anna Draper concedió el Henry Draper Medal, dotado de US$ 15 000 para investigaciones en astrofísica, que hasta el día de hoy se entrega cada cuatro años. Asimismo, fundó el Henry Draper Memorial Fund para la investigación en Harvard College Observatory.

Por otro lado, Antonia Maury, sobrina de Henry, trabajando en Harvard College Observatory, fue asignada en 1888 para fotografiar los espectros estelares de estrellas brillantes en el hemisferio norte desde Cambridge para catalogarlos. Su trabajo contribuyó a la construcción del Catálogo Henry Draper.  Antonia fue una de las Harvard`s Computers (ver El Observatorio de Harvard en Arequipa).

Posteriormente Annie Cannon analizó los espectros estelares de las estrellas del hemisferio sur, entre 1911 y 1915, utilizando para ello las 1409 placas fotográficas tomadas con el telescopio Bache de 8 pulgadas montado en Arequipa. En la publicación de 1918 Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, Volume 92, The Henry Draper Catalogue, Edward Pickering y Annie Cannon dicen que la dispersión de las líneas espectrales del prisma del telescopio montado en Arequipa era más fina por lo que los espectros de estrellas mucho más débiles podrían clasificarse a partir de las fotografías tomadas en Arequipa, que de las tomadas en Cambridge.

Introducción del Catálogo Henry Draper



Fuente: Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, Volume 92

Un aspecto importante fue que en el Catálogo Henry Draper se clasificaron las estrellas con la nomenclatura O, B, A, F, G, K, M, según sus espectros, de la más caliente a la más fría (del azul al rojo). De acuerdo a la publicación mencionada, la adopción de esta nomenclatura por un Comité Internacional designado por la Unión Solar fue de aceptación universal. Los países representados en este Comité fueron Canadá, Inglaterra, Francia, Alemania, Holanda y Estados Unidos. Esta nomenclatura aún es usada para relacionar el brillo o luminosidad (magnitud) de las estrellas con su temperatura, lo que nos permite conocer su edad y su tamaño.

A continuación, la primera página del Catálogo Henry Draper. La columna Pl No. indica la procedencia de la placa fotográfica: la letra b significa que es del telescopio Bache instalado en Arequipa.

Catálogo Henry Draper
Fuente: Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, Volume 92

Bibliografía

Annals of the Astronomical Observatory of Harvard College, Volume 92, The Henry Draper Catalogue, Edward Pickering y Annie Cannon, 1918.
Roman, Colin A. (1969) Enigma de las galaxias. Salvat Editores.