La visita del cometa Nishimura, la se?al de un universo maravilloso e implacable

No son ni una ni dos las pel¨ªculas que empiezan con un astr¨®nomo amateur haciendo un gran descubrimiento que permite salvar a la humanidad. Desde Armageddon hasta No mires arriba, pasando por Deep impact. Bastante de lo que se muestra en esas pel¨ªculas es real: desde el gran papel de los aficionados en el descubrimiento de cometas y asteroides hasta el destino que en alg¨²n momento se podr¨¢ hacer realidad en nuestro planeta (siendo optimista con el tiempo verbal). Lo que, sin embargo, es ficci¨®n es el poder determinar las soluciones que incumben al futuro de la humanidad haciendo unas cuentas en una pizarra, eso solo se puede admitir en una ficci¨®n protagonizada por Leonardo DiCaprio. El asunto es m¨¢s complicado, a ello iremos en breve.

Lo m¨¢s importante, en todo caso, es la necesidad de explorar continuamente el cielo para detectar esos objetos errantes que en alg¨²n momento pueden pasar m¨¢s o menos cerca de nuestro hogar y ponerlo en peligro. Hablamos hoy del descubrimiento de cometas, que es algo a lo que todo el mundo (con paciencia) puede contribuir.

Nos da pie a ello que un cometa nos est¨¢ visitando estos d¨ªas, el llamado C/2023 P1 (Nishimura), que quiz¨¢s podamos ver a simple vista y que ha sido descubierto solo hace unas semanas, el 11-12 de agosto. Fue gracias al astr¨®nomo aficionado japon¨¦s, Hideo Nishimura, un experto en el descubrimiento de nuevos objetos astron¨®micos, desde cometas a novas, que solo usa una buena c¨¢mara y una paciencia y dedicaci¨®n elogiables. Los c¨¢lculos actuales, a los que iremos en un momento, nos dicen que pasar¨¢ por el punto m¨¢s cercano a la Tierra el 13 de septiembre. Como todo cometa, ser¨¢ m¨¢s brillante cuando est¨¦ m¨¢s cerca de nuestra estrella, el 17 de este mes, as¨ª que lo podremos ver seguramente a simple vista, sobre todo si la cola se hace muy brillante y el cometa no se rompe, que es una posibilidad. Y es que los cometas se rompen y desaparecen, el llamado viento solar es muy erosivo. Ser¨¢ visible al atardecer o amanecer cerca de Venus, en la direcci¨®n del Sol, que ahora est¨¢ en la constelaci¨®n de Leo yendo hacia Virgo, para lo ¨²nico que sirve el hor¨®scopo (para saber d¨®nde est¨¢ el Sol a lo largo del a?o ¨Cal menos en una determinada ¨¦poca-). En unos d¨ªas ser¨¢ muy dif¨ªcil contemplarlo desde nuestro hemisferio. Y eventualmente se perder¨¢ en el espacio, su tipo (C) indica que no es peri¨®dico, solo pasar¨¢ por aqu¨ª una vez (a no ser que algo le pase) o tardar¨¢ varios siglos en volver, todav¨ªa no lo sabemos con exactitud.

Pero vamos a lo que nos ense?a una visita cometaria como la de Nishimura. Hablamos de un concepto f¨ªsico b¨¢sico que, aun siendo fundamental, se complica a escala cu¨¢ntica, e involucra otros conceptos matem¨¢ticos que todos hemos estudiado en alg¨²n momento. Como lo nuestro son las escalas grandes, podemos olvidarnos de la indeterminaci¨®n cu¨¢ntica y fiarnos de ese principio astron¨®mico: la trayectoria completa de un objeto orbitando alrededor de otro se puede conocer con tan solo medir dos magnitudes f¨ªsicas en cualquier instante: la posici¨®n y la velocidad. Esta afirmaci¨®n tiene varias implicaciones directas, aunque no sencillas de entender, y un detalle impl¨ªcito, que es importante tener en cuenta.

Empezando por lo ¨²ltimo, debemos considerar que tanto la posici¨®n como la velocidad son vectores, ?se acuerdan de ellos? As¨ª que conocer la posici¨®n y la velocidad no es solo determinar dos n¨²meros con sus unidades, sino que en un espacio tridimensional estamos hablando de seis medidas, que definir¨ªan estos dos vectores.

Medir los vectores de la posici¨®n y la velocidad de un cometa no es sencillo, requiere muchas observaciones. Lo primero, identificar un cometa implica detectar que algo en el cielo se mueve durante una noche y entre distintas noches de manera diferente a casi todo lo que vemos. De hecho, lo que debemos hacer es distinguir entre dos tipos de objetos celestes. Por un lado, est¨¢n los objetos que casi no se mueven con respecto a la Tierra, estrellas o galaxias, y durante una noche solo vemos que viajan por el cielo porque la Tierra rota sobre su eje, de manera que vemos como trazan c¨ªrculos alrededor del eje de rotaci¨®n. Ese eje se identifica en el cielo, y en el hemisferio norte, con la Estrella Polar (aunque no coinciden exactamente). Por otro lado, est¨¢n los objetos que se mueven muy r¨¢pido con respecto a esa rotaci¨®n, de manera que su trayectoria no son esas circunferencias, sino curvas diferentes en el cielo. Esos objetos deben estar mucho m¨¢s cerca, desde un avi¨®n o sat¨¦lite, hasta un planeta u otro astro del Sistema Solar.

Identificar un cometa entonces supone tomar im¨¢genes del cielo y buscar objetos cuyo movimiento no sigue esos c¨ªrculos, se dice que tienen un movimiento no sid¨¦reo. Se mueven a lo largo del cielo, cambiando de constelaci¨®n, podr¨ªamos decir usando un sistema de referencia que tiene ya milenios. Una vez identificado un objeto de movimiento no sid¨¦reo, se tiene informaci¨®n sobre su posici¨®n en el cielo, 2 coordenadas, pero nos faltar¨ªa una tercera, la distancia, que es tremendamente dif¨ªcil de conseguir directamente. Lo mismo para la velocidad, tenemos solo una velocidad proyectada en el cielo, nos faltar¨ªa un ¨¢ngulo con respecto a un eje de referencia. De nuevo, muy muy dif¨ªcil de medir. Entonces, ?c¨®mo determinamos de d¨®nde viene y a d¨®nde va un cometa reci¨¦n descubierto?

Si conocemos la posici¨®n y la velocidad (sus vectores) de un astro, solo hay una ¨®rbita, de todas las infinitas que podr¨ªamos imaginar, que es posible y da lugar a esos valores. Dicho con un ejemplo, un sat¨¦lite que queramos que gire alrededor del centro de la Tierra con exactamente un periodo de un d¨ªa, es decir, que d¨¦ una vuelta cada 24 horas, como hace un punto de la superficie terrestre, solo puede estar a una altura de 35786 kil¨®metros (sobre el ecuador de la Tierra) y tener una velocidad de 3.07 kil¨®metros por segundo (con una direcci¨®n perpendicular a la l¨ªnea que lo une con el centro del planeta). Ese sat¨¦lite, que llamamos geoestacionario (se ver¨ªa en el mismo punto del cielo a lo largo de todo el d¨ªa), no puede tener ninguna otra velocidad y altura. Si fuera un poquito m¨¢s r¨¢pido, su ¨®rbita se alejar¨ªa de la superficie terrestre en alg¨²n momento y su periodo ser¨ªa menor. O si fuera a esa misma velocidad, pero a una altura mayor, su ¨®rbita se alejar¨ªa tambi¨¦n en alg¨²n momento.

Este concepto es b¨¢sico para los artilugios humanos que mandamos a orbitar alrededor de nuestro planeta o a explorar el espacio. Para pasar de una ¨®rbita a otra, a estas naves solo tenemos que hacerles cambiar de velocidad, es decir, imprimirles una aceleraci¨®n (positiva o negativa) en un momento dado y durante un periodo corto de tiempo. Controlando la direcci¨®n, eso s¨ª.

Y este concepto b¨¢sico es lo que podemos aplicar, y deber¨ªamos aplicar, para salvaguardar la integridad de nuestro planeta (al menos, como primer paso para ello). Pero como nos faltaban dos medidas esenciales para conocer la posici¨®n y velocidad del cometa, la soluci¨®n es observarlo durante varias noches y aplicar modelos de ¨®rbitas, en los que a trav¨¦s de una media docena de par¨¢metros puedan reproducir la posici¨®n en el cielo del cometa. Cuantas m¨¢s posiciones diferentes se usen y m¨¢s espaciadas est¨¦n, m¨¢s precisa ser¨¢ la determinaci¨®n de la ¨®rbita del cometa. No es algo que se haga en una pizarra, lo mencionamos al principio, necesita un ordenador (no muy potente, es ¡°f¨¢cil¡±) que vaya determinando la ¨®rbita cada vez con mayor precisi¨®n a medida que se toman m¨¢s datos hasta que el m¨¦todo se dice que converge, el cambio de la soluci¨®n es peque?a al a?adir nuevas observaciones.

Despu¨¦s de todo esta descripci¨®n del problema f¨ªsico, ?cu¨¢l es la ense?anza m¨¢s importante que debemos extraer? Pues dir¨ªa que dos. La primera: el universo es maravilloso, ?qu¨¦ bonitos son los cometas! La segunda: el universo es precioso e implacable, la f¨ªsica manda y la ¨®rbita de los cometas en alg¨²n momento ha interceptado e interceptar¨¢ la nuestra. Cuanto antes descubramos un cometa potencialmente peligroso, con suficiente tiempo para, por un lado, determinar su ¨®rbita con precisi¨®n y por otro para prepararnos, mejor. Las dos cosas est¨¢n a nuestro alcance, pero necesitamos tom¨¢rnoslas en serio.

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico, sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de un ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa, y Eva Villaver, profesora de investigaci¨®n en el Instituto de Astrof¨ªsica de Canarias.

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