Disertaciones astronómicas Boletín Número 70 de efemérides astronómicas 24 de marzo de 2021

Realiza Luis Fernando Ocampo O. ([email protected]).

Noticias de la semana.

Telescopios de partículas, subacuáticos.

Imagen 1: Detector del telescopio profundo de neutrinos, Baikal Gigaton (Baikal-GVD) se baja debajo del lago Baikal en el sur de Siberia. Crédito de la imagen: Alexei Kushnirenko vía de Getty Images.

Un proyecto conjunto entre Rusia, Alemania, Polonia, Eslovaquia y la República Checa, la construcción en Baikal-GVD comenzó en 2015. El 'telescopio' real consiste en cientos de módulos esféricos hechos de vidrio y acero inoxidable conectados a la superficie a través de un conjunto de cables. Estos sensores actualmente ocupan un área que mide 499.9 litros. Con el tiempo, el plan es agregar más sensores para hacer que el telescopio sea aún más grande.

Durante el fin de semana, científicos rusos bajaron una serie de detectores entre 762 metros y 1.3 kilómetros por debajo de la superficie del lago Baikal. Juntos, esos sensores forman el detector de volumen Baikal-Gigaton, el telescopio espacial submarino más grande del hemisferio norte. Ayudará a los científicos a estudiar los neutrinos. Si bien es una de las partículas más abundantes del universo, los neutrinos también son los más pequeños conocidos actualmente por los humanos. También pueden viajar grandes distancias sin interactuar con ninguna otra forma de materia. Esos factores los hacen difíciles de detectar y estudiar, pero pueden enseñarnos mucho sobre la historia del Universo.

Imagen 2: Agujero practicado en la superficie del lago congelado. Sirve como lugar de inmersión de los módulos de detección. Imagen: Alexei Kushnirenko vía de Getty Images.

En cuanto a por qué colocarían esos módulos bajo el agua, es un medio útil para detectar neutrinos y el lago Baikal tiene mucho de eso. Ubicado en el sur de Siberia, es uno de los lagos de agua dulce más grandes y profundos del mundo. También es prístina y está cubierta de hielo durante al menos dos meses al año. No hay muchos lugares en el planeta que sean tan ideales para este tipo de investigación como el lago Baikal. Los únicos otros dos telescopios que lo igualan

en escala son el Observatorio de Neutrinos IceCube en la Antártida y el telescopio ANTARES en las profundidades del mar Mediterráneo.

Imagen 3: Las fuentes probables de la procedencia de los neutrinos son en sí difíciles de triangula su procedencia, por lo que se espera que, con otros laboratorios de detección de partículas, se puedan localizar las fuentes de emisión. Imagen: Alexei Kushnirenko/TASS via Getty Images.

El telescopio es un conjunto de grupos. Con respecto al control, cada grupo puede considerarse como un detector independiente de neutrinos de alta energía. Tal estructura permite agregar nuevos grupos sin reconfigurar todo el telescopio. Un grupo consta de ocho cadenas que contienen módulos ópticos (OM) que detectan la radiación de Cherenkov (es una radiación de tipo electromagnético producida por el paso de partículas cargadas eléctricamente en un determinado medio a velocidades superiores a la velocidad de fase de la luz en ese medio. La velocidad de la luz depende del medio, y alcanza su valor máximo en el vacío. El valor de la velocidad de la luz en el vacío no puede superarse, pero sí en un medio en el que ésta es forzosamente inferior. La radiación recibe su nombre del físico ruso Pável Cherenkov quien fue el primero en caracterizarla rigurosamente y explicar su producción. Cherenkov recibió el Premio Nobel de Física en 1958 por sus descubrimientos relacionados con esta radiación.

Junto con las partículas de luz (fotones), los neutrinos son las partículas más abundantes del Universo. A diferencia de los fotones, el Universo es transparente

para los neutrinos. Los neutrinos casi no son absorbidos por la materia ni desviados por los campos magnéticos, ya que son eléctricamente neutros. Un tremendo flujo de neutrinos llega a la Tierra a lo largo de líneas rectas que apuntan hacia sus fuentes. Llevan información no distorsionada sobre los fenómenos, objetos y eventos donde se han producido, incluso si los eventos tuvieron lugar muy lejos en los rincones cósmicos más distantes. Pueden promover nuestra comprensión de la etapa inicial de la evolución del Universo, sobre la materia oscura y la energía oscura, sobre los procesos de generación de elementos químicos, la evolución de las estrellas, la estructura interna y la composición del Sol y la Tierra, y las propiedades del neutrino en sí. Grandes telescopios de neutrinos se colocan profundamente en medios naturales transparentes en varias áreas geográficas de la Tierra, actualmente en el lago Baikal, en el Polo Sur y en el Mar Mediterráneo.

El método de detección de neutrinos submarinos profundos fue propuesto por primera vez por M.A. Markov en 1960. Consiste en registrar la radiación de Cherenkov de muones secundarios y / o lluvias de alta energía producidas por la interacción de neutrinos con materia en medios naturales transparentes.

Baikal-GVD estudiará los procesos más violentos del Universo, que aceleran las partículas cargadas a las energías, mucho más allá del alcance de los experimentos de laboratorio en la Tierra. Estos procesos deben ir acompañados de la emisión de neutrinos. El gran volumen de detección, combinado con una muy buena resolución angular y energética y el fondo de luz moderada en el agua dulce del lago Baikal permite un estudio eficiente del flujo de neutrinos difusos y de los neutrinos como objetos astrofísicos, ya sean estables o transitorios. Se utilizarán métodos de mensajería múltiple para relacionar los hallazgos con los de los astrónomos clásicos y con observaciones de rayos X o rayos gamma. IceCube ha observado recientemente un flujo de neutrinos astrofísicos difusos de alta energía, utilizando métodos de pista y de cascada. GVD-I tendrá un volumen de detección para cascadas de aproximadamente 0,4 km3, que es aproximadamente el mismo que el volumen fiducial de IceCube para este modo de detección. Eso garantiza la detección de neutrinos astrofísicos durante los primeros años de funcionamiento del GVD.

Imagen 4: Radiación de Cherenkov iluminando en el núcleo de Advanced Test Reactor, en USA. Imagen: Wikipedia.

Estos módulos están agrupados en secciones. Cada sección contiene 12 OM y un módulo maestro de la sección (SMM). Las señales de forma de onda de todos los OM de una sección se envían al módulo maestro correspondiente a través de cables coaxiales. Una vez digitalizados y con sello de tiempo, los datos se transfieren al centro del clúster que está conectado a la estación costera mediante un cable óptico. Estas cadenas también se utilizan para el control remoto del telescopio en su conjunto y cualquiera de sus módulos, desde la estación costera o desde cualquier lugar a través de Internet. El trabajo de todos los clústeres está sincronizado con precisión en el tiempo. Por lo tanto, las lluvias de partículas o las huellas de muones en diferentes grupos se fusionarán en la estación costera. Esto permite un ajuste combinado de datos de todos los grupos involucrados.

Imagen 5: Ilustración de la disposición de los sensores en el fondo del lago Baikal. Imagen: Alexei Kushnirenko/TASS via Getty Images.

Las cadenas periféricas de un grupo están a 60 metros de la central. La distancia vertical entre módulos ópticos a lo largo de la cadena es de 15 m. Esta configuración ha sido elegida como resultado de un cuidadoso proceso de optimización. Permite detectar tanto lluvias y trazas de los muones con alta eficiencia. La cuerda con los módulos ópticos está sumergida en el lago Baikal desde la capa de hielo, con los OM superiores a una profundidad de 700 m, y los OM inferiores a una profundidad de 1240 m.

Las cuerdas se fijan al lecho del lago mediante pesadas anclas y se elevan verticalmente mediante un haz de boyas. En consecuencia, un grupo no es un sistema rígidamente fijo, pero las cuerdas pueden moverse hasta cierto punto. La posición de cada módulo óptico se supervisa continuamente con la ayuda de transmisores y sensores acústicos que forman el sistema de posicionamiento acústico.

Constelación de la semana:

Hydra, La Serpiente de agua.

Imagen 6: Constelación Hydra, Atlas Celeste por Alexander Jamieson – 1822.

Hydra, la serpiente de agua, es la constelación más grande del cielo. Se encuentra en el hemisferio celeste sur, se extiende a lo largo de 102,5 °.

La cabeza de Hydra se encuentra al sur de la constelación de Cáncer y su cola se encuentra entre Centauro y Libra. La constelación fue catalogada por primera vez por el astrónomo griego Ptolomeo en el siglo II. Representa la Hidra de Lerna del mito griego de los Doce Trabajos de Heracles. A veces se toma para representar a la serpiente de agua del mito del cuervo que trató de engañar al dios Apolo culpando a la serpiente por su tardanza en traerle agua al dios.

Hydra es la más grande de las 88 constelaciones. Ocupa un área de 1303 grados cuadrados en el cielo nocturno. La constelación se encuentra en el segundo cuadrante del hemisferio sur (SQ2) y se puede ver en latitudes entre + 54 ° y - 83 °. Las constelaciones vecinas son Antlia, Cáncer, Canis Minor, Centaurus, Corvus, Crater, Leo, Libra, Lupus, Monoceros, Puppis, Pyxis, Sextans y Virgo.

Hydra pertenece a la familia de constelaciones de Hércules, junto con Aquila, Ara, Centaurus, Corona Australis, Corvus, Crater, Crux, Cygnus, Hercules, Lupus, Lyra, Ophiuchus, Sagitta, Scutum, Sextans, Serpens, Triangulum Australe y Vulpecula.

La constelación contiene siete estrellas con nombre. Los nombres de estrellas aprobados por la Unión Astronómica Internacional (IAU) son Alphard, Ashlesha, Felis, Lerna, Minchir, Ukdah y Zhang.

Hydra contiene tres objetos Messier: Messier 48 (M48, NGC 2548), Messier 68 (M68, NGC 4590) y Messier 83 (Southern Pinwheel Galaxy, M83, NGC 5236). Tiene 13 estrellas con planetas conocidos. La estrella más brillante en la constelación de Hydra es Alphard, Alpha Hydrae, con una magnitud aparente de 1,98. Hay dos lluvias de meteoritos asociadas con la constelación: los Alpha Hydrids y los Sigma Hydrids. La constelación de Hydra, tal como la describieron los griegos, es una adaptación de la constelación babilónica MUL.DINGIR.MUŠ, que era una de las dos constelaciones babilónicas que representaban una serpiente y que se correspondían vagamente con Hydra. La otra constelación correspondía a la constelación griega Serpens. La constelación de Babilonia representaba un híbrido mitológico de serpiente, pájaro y león.

La constelación de Hydra generalmente se asocia con el segundo trabajo de Heracles en la mitología griega. Hydra era una criatura gigante de múltiples cabezas engendrada por el monstruo Typhon y Echidna, que era mitad mujer, mitad serpiente. El dragón Ladon, que custodiaba el jardín de las Hespérides,

era el hermano de Hydra. El dragón, también asesinado por Heracles, está representado por la constelación de Draco, mientras que el héroe es conmemorado por la constelación de Hércules.

En la mitología, Hydra tenía nueve cabezas y una de ellas era inmortal. La Hidra celestial está representada con una sola cabeza, presumiblemente la inmortal.

El monstruo vivía cerca de la ciudad de Lerna, donde devastó la tierra y mató ganado. Heracles, enfrentado a una tarea difícil, primero disparó flechas llameantes a la guarida de la Hidra y la apagó. Luego luchó con él, aplastando las cabezas de la criatura una a una con su garrote. Cada vez que aplastaba uno, dos nuevas cabezas crecían en su lugar. Mientras los dos peleaban, Heracles se distrajo con un cangrejo, que salió del pantano y atacó su pie. Heracles mató al cangrejo y Hera, una enemiga jurada suya, lo colocó entre las estrellas como la constelación de Cáncer.

Heracles pudo derrotar a la Hidra cuando su auriga Iolaus lo ayudó quemando los muñones de cada cabeza que Heracles cortó, y finalmente Heracles cortó la cabeza inmortal y la enterró bajo una roca. Mojó sus flechas en la sangre venenosa de Hydra, lo que eventualmente lo llevaría a su propia muerte.

En un mito diferente, la constelación de Hydra está asociada con la serpiente de agua a la que el cuervo de Apolo culpó de su tardanza. El dios había enviado al pájaro, representado por la constelación de Corvus, a traerle un poco de agua en una taza. La copa está asociada con la constelación del cráter. El cuervo se distrajo con una higuera y se detuvo a festejar. Cuando finalmente regresó a Apolo, dijo que la serpiente de agua era la culpable, pero el dios vio a través de la mentira del pájaro y lo castigó colocándolo en el cielo. Apolo también convirtió la serpiente de agua y la copa en constelaciones. En el cielo, la serpiente de agua (Hydra) evita eternamente que el cuervo (Corvus) beba de la copa (cráter).

Imagen 7: Constelación Hydra. Fuente: www.iau.org

Mapa celeste de la semana

Imagen 8: proyección ortográfica de la fecha a las 7pm.

Efemérides de la semana Marzo 25 – abril 6.

Día Hora Fenómeno

25 23 Luna 2.81 ° NNE del Cúmulo Colmena; 123 ° y 124 ° desde el Sol en el cielo de la tarde. 25 23 Luna 4.5 ° NNE de Regulus; 144 ° del Sol en el cielo de la tarde.

26 01 Venus en conjunción superior con el Sol; 1.723 AU de la tierra; latitud -3,21 °. 28 12:49 Luna en fase llena.

28 21 Venus más brillante; magnitud -3,91 °.

29 16 Luna 5.9 ° NNE de Spica; 164 ° y 165 ° del Sol en el cielo de la mañana. 29 23 Mercurio 1,28 ° SE de Neptuno; 18 ° del Sol en el cielo matutino; magnitudes -0,4 y 8,0. 30 01:16 Luna en el perigeo; distancia 56,49 radios terrestres.

Abril 1 19 Luna 4.8 ° NNE de Antares; 122 ° del Sol en el cielo matutino 1 22 Luna en el nodo descendente; longitud 252.6 °.

3 03 Mercurio en la latitud más austral de la eclíptica plano, - 7,0 °. 4 05.03 Luna en cuarto menguante.

6 05 Saturno 3.9 ° NNW de la Luna; 65 ° del Sol en el cielo matutino; magnitudes 0.8 y -9.0. 6 06 Luna 3.9 ° SE de Saturno; 65 ° del sol por la mañana cielo.

Referencias

1. https://www.livescience.com/russia-deploys-underwater- telescope-lake-baikal.html 2. https://baikalgvd.jinr.ru/telescope/ 3. https://www.researchgate.net/publication/334007487_Baikal- GVD_- _the_Next_Generation_Neutrino_Telescope_in_Lake_Baikal/figure s?lo=1&utm_source=google&utm_medium=organic 4. https://www.entrepreneur.com/article/367463 5. https://www.latercera.com/que-pasa/noticia/asi-avanza-en-chile- el-observatorio-de-rayos-gamma-mas-potente-del- mundo/D77HJKAMTFDF7MTUKEN5LWKU6E/ 6. https://www.entrepreneur.com/article/367463 7. https://www.constellation-guide.com/constellation-list/hydra- constellation/ 8. http://www.peoplesguidetothecosmos.com/constellations/hydra.ht m 9. www.iau.org