La era de Gaia

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Justo en estos momentos una sonda de dos y medio metros de diámetro y dos toneladas de peso flota en un lugar no muy lejano de la Tierra, donde las fuerzas de atracción del Sol y nuestro planeta se compensan para mantenerla estable y prácticamente inmóvil con respecto a ellos. A ese punto en el espacio se le llama de Lagrange, en honor del matemático francés, y se ubica a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra, en dirección contraria al Sol, formando entre ellos una línea recta siempre.

Hasta ese lugar, unos meses atrás, los combustibles de un cohete ruso Soyuz impulsaron la carga, una de las más valiosas jamás diseñadas por el ser humano: un instrumento capaz de observar y medir el fino movimiento de millones de estrellas, precisar su posición en el cielo, estimar su distancia y crear con los datos la mejor maqueta en 3D de nuestra galaxia.

Gaia, como fue llamado este telescopio europeo, fue lanzado el 19 de noviembre del pasado 2013 y rota sobre sí mismo para fotografiar, por secciones, todo el cielo; así lo hará durante los próximos cinco años. Su movimiento es como el de un trompo espacial a medio caer, en cuyo interior se encuentra la cámara fotográfica más grande construida para un telescopio en órbita, con 1,000 millones de pixeles —unas 100 veces la capacidad de los actuales smartphones.

La idea de un telescopio de ensueño como este no es nueva y la historia del trabajo que Gaia desarrollará, tampoco. Ambas se remontan tanto como los primeros registros del ser humano, cuando plasmaba en arcilla y papiros las posiciones del Sol, la luna y las estrellas, hace más de 5 mil años.

 

Un lugar en el Universo

 

Para todas las culturas antiguas el cielo nocturno representó una herramienta fundamental, sin la cual era imposible calcular y pronosticar, por ejemplo, fiestas religiosas, patrones climáticos, los mejores momentos para comenzar la siembra de cultivos y la caza de animales, etc. La acumulación de esos registros dio lugar a tablas útiles o calendarios, que revelaron una ventana esencial del futuro inmediato. Con el tiempo, las sociedades necesitaron de datos más finos para hacer sus cálculos, de manera que no bastaba ya con sólo ubicar las estrellas: era prioritario medir —y con alta precisión— sus posiciones en el cielo.

Alrededor del siglo II antes de nuestra era, Hiparco de Nicea compiló por primera vez un catálogo estelar y registró las posiciones de unas 850 estrellas visibles desde latitudes cercanas a Grecia. Hiparco siguió las prácticas babilónicas de dividir el cielo en 360 grados y cada grado en 60 minutos de arco. Utilizando instrumentos tan sencillos como compases, obeliscos y maquetas esféricas de diversos materiales, Hiparco legó el mejor catálogo estelar creado a simple vista, por los siguientes cinco siglos.

Después de la Edad Media europea, el Renacimiento trajo nuevas formas de ver y entender el cosmos, generando avances reales en muchos campos del conocimiento. Por ejemplo, de 1576 a 1580 Tycho Brahe construyó en la isla de Hven (hoy en territorio de Suecia) el observatorio astronómico más grande de la época, hasta antes de la invención del telescopio. Tycho perfeccionó la fabricación de sus instrumentos de medición y logró compilar con ellos la posición de cerca de 1,000 estrellas, mejorando por mucho la precisión hasta entonces registrada.

Con la llegada del telescopio como instrumento científico a partir de 1609, la cartografía del cielo en los siglos XVII y XVIII adquirió niveles extraordinarios y se convirtió en una herramienta no sólo científica, sino tecnológicamente indispensable en las comunicaciones y las relaciones políticas, económicas y sociales entre los países y reinos de Europa en aquella época. Pero además, en el ámbito astronómico, conocer la distribución de las estrellas y posteriormente sus distancias, nos permitió descubrir algo probablemente más importante: el lugar que tenemos en el universo.

Paralaje y la tercera dimensión del mapa

El primer paso para medir el cosmos tiene un procedimiento relativamente sencillo, pues sólo necesitamos tres cosas: mirar desde varias posiciones el astro que nos interesa, medir uno de los lados que forman el triangulo Tierra-Sol-astro y unas sencillas leyes de ángulos. A este método se le llama paralaje estelar y puede entenderse con el siguiente experimento: extiende al frente tu brazo derecho y pon el pulgar hacia arriba. Cierra tu ojo izquierdo y deja abierto el derecho; oculta con el pulgar algún objeto lejano. Ahora abre y cierra alternadamente tus ojos. ¿Logras ver el movimiento aparente del pulgar con respecto al fondo? Esa diferencia en ángulo es la famosa paralaje.

Lo que usan los astrónomos para emular lo que acabas de hacer es, en primer lugar, la gran dimensión de la órbita de la Tierra, pero además la precisión con que sabemos la distancia Tierra-Sol (alrededor de 150 millones de kilómetros). En otras palabras, los científicos ven los astros desde distintas posiciones, los comparan con otros en el fondo del universo (como galaxias lejanas) y calculan su distancia con reglas trigonométricas.

Todas las estrellas de la galaxia se mueven y sus posiciones vistas desde la Tierra cambian, sin embargo, debido a las grandes distancias, las diferencias aparentes son minúsculas y con los instrumentos actuales es necesario esperar muchos años para darse cuenta de los finos cambios, incluso en las estrellas más cercanas… hasta ahora.

Dado que Gaia gira en torno al Sol, puede observar las mismas estrellas desde puntos contrarios en la órbita, así compara su ubicación con respecto a objetos mucho más lejanos y determina la distancia por el método de paralaje. Una vez que los astrónomos tengan la posición precisa en el cielo y la distancia de un gran número de estrellas, crearán un mapa en tres dimensiones de nuestra galaxia.

Una nueva era

La capacidad científica del proyecto Gaia es impresionante. Solo por poner algunos ejemplos: mapeará cerca de 1,000 millones de estrellas durante cinco años —esto representa menos del 1% del total de estrellas en nuestra Vía Láctea. En promedio observará 70 veces cada estrella durante este tiempo. Logrará medir la posición de millones de ellas con una precisión sin precedentes, comparable al grueso de un cabello humano ubicado a 1,000 km de distancia. Detectará objetos un millón de veces más débiles que los que logra percibir el ojo humano. Medirá con alta precisión la distancia a millones de estrellas, permitiendo construir el mejor mapa en 3D de nuestro vecindario galáctico. Y por si fuera poco, se espera que descubra unos 10,000 exoplanetas en otras estrellas, cientos de miles de asteroides y cometas, estrellas débiles y relativamente frías y miles de explosiones de estrellas o supernovas. De hecho, hace apenas unos días se dio a conocer la primer supernova detectada por Gaia, demostrando que está lista para iniciar con el trabajo.

Finalmente, al concluir la misión, Gaia habrá producido más de 1 Petabyte (1 millón de Gigabites), de información, equivalente a unos 200,000 DVDs.

Con estos números y su capacidad, quién duda que ha comenzado la era de Gaia.

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Vicente Hernández

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