Podcast CB SyR 403: episodio tipo miniluna de 2022 NX1, Lope de Vega, polvo lunar y cambio climático, AGN doble y el anillo de Quaoar

Por Francisco R. Villatoro, el 17 febrero, 2023. Categoría(s): Astronomía • Ciencia • Física • Historia • Libros • Nature • Noticias • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science ✎ 8

He participado en el episodio 403 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep403: Miniluna; Lope de Vega; Polvo Lunar; AGN Doble; Anillo de Quaoar», 16 feb 2023. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: La efímera miniluna de la Tierra (min 6:30); Una IA descubre la última obra de Lope de Vega (34:00); Polvo lunar contra el calentamiento global (1:00:20); Una galaxia cercana con doble núcleo activo (2:00:00); El intrigante anillo de Quaoar (2:18:00); Señales de los oyentes (2:35:00). Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso.

Ir a descargar el episodio 403.

Como muestra el vídeo participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), Isabel Cordero @FuturaConjetura, Sara Robisco Cavite @SaraRC83, José Edelstein @JoseEdelstein, Gastón Giribet @GastonGiribet, y Francis Villatoro @emulenews.

Tras la presentación, Héctor felicita a Isabel y Sara por sus actividades en el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia. Héctor nos comenta una artículo sobre una nueva «miniluna» de la Tierra (el asteroide 2022 NX1); que realiza un movimiento coorbital con la Tierra, aunque no la orbita pues sigue una «órbita de herradura». Su tamaño es muy pequeño, entre 5 y 15 metros de diámetro según se estima a partir de su albedo (radiación reflejada), gracias al instrumento OSIRIS del Gran Telescopio Canarias.

Este vídeo GIF del usuario Jecowa en Wikimedia Commons muestra lo que es una órbita de herradura (para el NEO 3753 Cruithne, cuya herradura es mucho mayor que la de 2022 NX1). Por cierto, no se puede descartar que colisione con la Tierra a partir de 2075, aunque sin graves consecuencias por su pequeño tamaño. Ya se conocen cuatro NEOs (objetos cercanos a la Tierra) coorbitales a la Tiera: 2006 RH120, 2020 CD3, 1991 VG, y 2022 NX1 (en rigor, ninguno es una «miniluna»).

Esta figura compara la órbita estimada de 2022 NX1 y la de los planetas interiores (Mercurio, Venus y la Tierra) [fuente]. Si la energía potencial de este NEO es negativa con respecto a la Tierra, se dice que está en un episodio de tipo miniluna; con 2022 NX1 ocurrió durante 21 días entre el 11 de junio y el 2 de julio de 2022, también durante 98 días entre el 1 de octubre de 1980 y el 7 de enero de 1981, y durante 29 días entre el 26 de enero de 1981 y el 2 de febrero de 1981; en el futuro volverá a ocurrir este episodio en 2051 durante 63 días (del 4 de septiembre al 6 de noviembre de 2051) y durante 52 días (del 2 de enero de 2052 y el 23 de febrero de 2052).

La clave de esta noticia es que podemos hablar de episodios tipo miniluna de un NEO, pero no se puede hablar de miniluna per se. El artículo es R. de la Fuente Marcos, J. de León, …, A. Cabrera-Lavers, «Mini-moons from horseshoes: A physical characterization of 2022 NX1 with OSIRIS at the 10.4 m Gran Telescopio Canarias,» Astronomy & Astrophysics 670: L10 (02 Feb 2023), doi: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202245514, arXiv:2301.10797 [astro-ph.EP] (25 Jan 2023); más información en Enrique Sacristán, «Una miniluna acompañará a la Tierra durante las próximas décadas», Agencia SINC, 08 Feb 2023.

Nos cuenta Sara que una herramienta basada en IA ayuda a descubrir una obra inédita de Lope de Vega titulada «La francesa Laura». El análisis histórico-filológico mediante IA ha sido crucial para relacionar a Lope de Vega con esta obra (considerada anónima de fines del siglo XVII); tras la transcripción de la obra (sea manuscrista o impresa) la IA realiza una atribución autoral. «Destaca el estudio de la versificación (cómo Lope usaba la métrica en sus obras), la ortología (cómo pronunciaba las palabras y empleaba diptongos, hiatos o sinalefas), y el estudio de ecos lopescos, es decir, la coincidencia tanto en ideas, asuntos y motivos como en estructuras léxicas concretas entre nuestra obra y otros textos del dramaturgo cercanos al tiempo de su escritura» (más información en «La inteligencia artificial ayuda a descubrir una obra inédita de Lope de Vega», Agencia SINC, 01 feb 2023).

Como nos cuenta Sara, Álvaro Cuellar ha usado un algoritmo de aprendizaje supervisado de tipo SVM (Support Vector Machine); este tipo de algoritmo se usa para clasificar datos en muchas aplicaciones de procesado de señales (tanto audio como imágenes). Sara nos cuenta la idea de este algoritmo, que separaa los puntos de los datos mediante hiperplanos que maximizan la distancia transversal a dichos puntos. Para muchos datos hay que usar una transformación de los datos para que la curva que separa los datos se transforme en un plano (una línea en la figura); para ello se usa una función no lineal llamada núcleo (kernel) de clasificación, que es aprendida por el algoritmo (este tipo de algoritmos también se llaman KN por Kernel Machines).

En análisis se ha publicado en Álvaro Cuellar, Germán Vega García-Luengos, «La Francesa Laura. El hallazgo de una nueva comedia del Lope de Vega último», Anuario Lope de Vega 29: 131-198 (2023) [web; PDF]. Quien quiera leer esta obra de Lope de Vega puede aprovechar que está disponible en la Biblioteca Nacional Hispánica, «La francesa Laura :comedia famosa en tres jornadas,» Lope de Vega (1562-1635) [web; viewer].

Nos cuenta Héctor el posible uso de polvo lunar para mitigar el cambio climático. Ya se habían propuesto varias ideas de geoingeniería y de megaingeniería para luchar contra el cambio climático bloqueando el 1 % de la irradiación solar; el problema no son solo los costes, sino también sus posibles efectos secundarios. También se han propuesto ideas de ingeniería espacial con el objetivo de minimizar los efectos secundarios; una idea prometedora es usar el punto L1 de Lagrange Tierra-Sol, que es metaestable, por ejemplo, hacer sombra en la Tierra con muchas velas solares colocadas en el punto L1 (con una área total similar a la superficie de la Tierra).

Ahora se ha publicado en PLoS Climate que basta tomar polvo de la Luna y colocarlo en el punto de Lagrange L1 Tierra-Sol; este polvo podría usarse para ocultar el 1 % la luz solar y así mitigar el cambio climático; también podría eyectarse polvo directamente desde la Luna pero la trayectoria del polvo es más complicada. Se han realizado simulaciones por ordenador de la posible distribución de tamaños de estos granos y se estima una masa total de 1010 kg al año para atenuar la luz solar en un 1.8 % (que equivale a oscurecer el Sol durante 6 días al año). Pero esto es megaingeniería espacial a una escala poco razonable (diez millones de toneladas); que desde la Tierra requeriría 20 mil lanzamientos de cohetes Saturno (de las misiones Apolo). Si fuera desde la Luna serían unos 2500 lanzamientos al año desde allí (pero la megaingeniería necesaria para esos lanzamientos está más allá de lo alcanzable.

Aprovecha Héctor para comentarnos una idea suya usando polvo lunar; sacar polvo lunar de la luna para que se genere un anillo de polvo alrededor de la Tierra que tape el Sol. Obviamente, la cantidad de polvo necesario es una barbaridad ( 1013 kg), que es una fracción muy pequeña del regolito lunar. El artículo es Benjamin C. Bromley, Sameer H. Khan, Scott J. Kenyon, «Dust as a solar shield,» PLOS Climate 2: e0000133 (08 Feb 2023), doi: https://doi.org/10.1371/journal.pclm.0000133.

Nos cuenta Gastón que se ha observado un nuevo AGN doble en la fusión de dos galaxias, como se fusionarán Andrómeda y la Vía Láctea. UGC 4211 tiene un desplazamiento al rojo de z = 0.03474 (es decir, a unos 500 millones de años luz de distancia), habiendo sido observada por muchos telescopios (el telescopio espacial Hubble, VLT (Very Large Telescope), Keck y ALMA) para obtener imágenes multiescala (o multirresolución) en múltiples longitudes de onda; comenta Gastón que cada una de estas observaciones confirma las otras y ofrece información única complementaria.

Los dos agujeros negros supermasivos tienen masas de 10∼8.1 (Sur) y 10∼8.3 (Norte) masas solares, con una separación proyectada de 230 pc (∼6× veces el radio de influencia de estos agujeros negros), que es la separación más cercana observada para un núlceo activo doble. Faltan muchos datos sobre este AGN doble como para poder estimar su futuro (por ejemplo, cuándo acabarán fusionándose). El artículo es Michael J. Koss, Ezequiel Treister, …, C. Megan Urry, «UGC 4211: A Confirmed Dual Active Galactic Nucleus in the Local Universe at 230 pc Nuclear Separation,» The Astrophysical Journal Letters 942: L24 (09 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.3847/2041-8213/aca8f0.

Me toca contar que el transneptuniano Quaoar tiene una anillo más allá de su límite de Roche. Hay anillos que rodean cuerpos pequeños, como Cariclo (Chariklo), un centauro de unos 250 km situado entre Saturno y Urano, y Haumea, un planeta enano transneptuniano más allá de Neptuno. Los anillos de Cariclo fueron confirmados en 2013, mientras que los de Haumea lo fueron en 2017. Ahora, gracias al Observatorio Espacial Europeo CHEOPS, se suma Quaoar, otro candidato a planeta enano y objeto transneptuniano (TNO). Quaoar tiene unos 1110 km de diámetro (séptimo de los TNOs, tras Eris, Plutón, Caronte, Makemake, Haumea y Gonggong). Posee un satélite conocido, Weywot de 170 km de diámetro (como otros TNOs).

El anillo de Quaoar se ha sido detectado mediante una ocultación estelar (cuando visto desde algún punto de la Tierra el cuerpo pasa por delante, o muy cerca, de una estrella de fondo). Lo novedoso de este caso es que se ha confirmado el anillo con el observatorio espacial CHEOPS de la ESA, junto a muchas observaciones terrestres; CHEOPS ha logrado mediciones fotométricas de muy alta precisión. Estudiar estas ocultaciones con un satélite como CHEOPS es muy difícil porque su posición cambia de forma constante por el rozamiento atmosférico.

El anillo de Quaoar está a unos 4110 km del planeta enano, fuera de su límite de Roche, a unos 1780 km de distancia; el anillo está mucho más cerca que Weywot, que orbita Quaoar a 13 300 kilómetros de distancia. El artículo se ha publicado en Nature porque está fuera del límite de Roche, el límite para la existencia estable de un satélite sin que las fuerzas de marea lo destruyan. Todos los anillos de los planetas gigantes se encuentran dentro del límite de Roche, como los anillos de Cariclo y Haumea. Y a la inversa, un anillo de escombros fuera del límite de Roche es inestable y debería acretar hasta formar un satélite en cuestión de años (un proceso muy rápido).

Un buen resumen en Daniel Marín, «Los anillos de Quaoar», Eureka, 08 feb 2023, quien se pregunta ¿cómo puede mantener Quaoar su anillo? Y contesta que no se sabe con certeza. Quizás la clave son las bajísimas temperaturas en la órbita de Quaoar, que rondan los −220 °C; a esas temperaturas las colisiones elásticas del material del anillo pueden evitar su acreción en una luna. Además, el anillo se halla cerca de la zona en la que un satélite experimenta una resonancia de un tercio entre la rotación y el periodo orbital.

Finalmente, hay que destacar que no se descarta un segundo anillo, como en el caso de Cariclo, que posee dos anillos de 6.9 y 0.12 km separados entre sí 14 km. El origen de estos anillos podría ser un impacto o la expulsión de volátiles desde el interior (por la gran diferencia de temperatura entre el perihelio y el afelio ). es posible que el anillo de Quaoar sea estable gracias a la interacción con Weywot. En cualquier caso, los anillos ya no son cosa exclusiva de los planetas gigantes y deben ser muy comunes entre cuerpos mucho más pequeños, especialmente alrededor de los gélidos TNOs del sistema solar exterior. El artículo es B. E. Morgado, B. Sicardy, …, J. de Wit, «A dense ring of the trans-Neptunian object Quaoar outside its Roche limit,» Nature 614: 239-243 (08 Feb 2023), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05629-6; más información divulgativa en Matthew M. Hedman, «A planetary ring in a surprising place,» Nature 614: 232-233 (08 Feb 2023), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00270-3, y en español en Daniel Marín, «Los anillos de Quaoar», Eureka, 08 feb 2023.

Y pasamos a Señales de los Oyentes. Cebra pregunta: «Cuando dos agujeros negros se unen el resultado tiene un área mayor que la suma de los dos, lo entiendo por entropía, y sin embargo la masa es menor que la suma de ambos porque se pierde energía en ondas gravitacionales». Contesta Gastón que es una cosa hermosa, resultado de la conservación de la energía. En la fusión de los agujeros negros 1 y 2 para dar lugar al agujero negro 0 se cumple que el área final es R₁² + R₂² < R₀^2, pero también se cumple que los radios R₁ + R₂ < R₀, con lo que las masas que dependen linealmente del radio cumplen que M₁ + M₂ > M₀. No hay nada contradictorio en ello. Comento que en una fusión de dos agujeros negros estelares la emisión en ondas gravitacionales es del orden del 5 % de la masa final (M₀).

Sebastián Moreira​ pregunta: «De los sistemas binarios de agujeros negros supermasivos conocidos, ¿cuando será la próxima fusión? ¿Veremos en nuestra vida tal colisión o solo las futuras generaciones?» Contesta Isabel y Héctor que no será pronto… Para los conocidos más próximos en fusoinarse se estima un tiempo de unos diez mil años (https://skyandtelescope.org/astronomy-news/supermassive-black-holes-tight-dance/).

Hasta la semana próxima…



8 Comentarios

    1. Parece ser que Narciso Yepes, reconoció ser el autor de la pieza, de todas formas es más complicado, pienso yo por que hay muchos autores musicales no demasiado conocidos, aparte de que el estilo musical se copia mucho de unos a otros más que en la literatura.

  1. No capto bien, me parece raro que R1+R2M0, además R1+R2R1^2+R2^+2R1R2<R0^2 por lo que la primera desigualdad R1^2+R2^<R0^2 sería redundante.

    1. Dabed, en la red de blogs de Naukas está deshabilitado el uso de LaTeX en WordPress en los comentarios. En su caso tendrías que usar: «No capto bien, me parece raro que $latex R_1+R_2\leq R_0$ pero $latex M_1+M_2\geq M_0$, además $latex R_1+R_2\leq R_0 \Rightarrow R_1^2+R_2^2+2R_1R_2 \leq R_0^2$ por lo que la primera desigualdad $latex R_1^2+R_2^2\leq R_0^2$ sería redundante.»

      No entiendo bien tu duda. El teorema del área de Hawking (https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.26.1344) afirma que en la fusión de dos agujeros negros (1 y 2) el agujero negro final (0) cumple que: R₁ + R₂ ≤ R₀ (o sea, M₁ + M₂ ≤ M₀), y R₁² + R₂² ≥ R₀² (o sea, A₁ + A₂ ≤ A₀)); no entiendo por qué dices que (R₁ + R₂)² ≤ R₀² implica que R₁² + R₂² ≥ R₀² sea redundante. El teorema supone un límite para la energía que se puede emitir en forma de radiación gravitacional en la fusión.

  2. Ah no es que cuando escribí el link lo hice como latex pero antes en el comentario lo escribí como texto normal usando solo los signos y ^ (menor, mayor y eleveado).
    El problema creo es que las desigualdes en el texto no son todas iguales a como las escribiste en el comentario.
    Particularmente en el texto lo que comentaba (muy mal) es que creo $latex R_1+R_2\leq R_0$ está al revés y debería ser $latex R_1+R_2\geq R_0$
    Siguiendo el formato de tu comentario creo que las desigualdades deberían ser $latex R_1+R_2\geq R_0 \quad (M_1+M_2>M_0)$ y $latex R_1^2+R_2^2 \leq R_0^2 \quad (A_1+A_2\leq A_0)$, Disculpa si me equivoco de nuevo

      1. Cierto, Dabed, la suma de masas iniciales es mayor que la masa final, porque se emite energía en radiación gravitacional, o sea M₁ + M₂ ≥ M₀ (o sea, R₁ + R₂ ≥ R₀), pero la suma de las áreas iniciales es menor que el área final (que crece como la entropía), A₁ + A₂ ≤ A₀ (o sea, R₁² + R₂² ≤ R₀²). Por tanto, al sumar (R₁ + R₂)² ≥ R₀² y −(R₁² + R₂²) ≥ −R₀² se obtiene 2 R₁ R₂ ≥ 0, como es de esperar.

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