Introducción
El cielo brilla en todas las energías posibles. Para nuestro infortunio, nuestros ojos son casi ciegos, y podemos apenas ver una pequeña franja de colores. Como si de ver por una rendija se tratara, nuestra percepción es muy limitada. Es por esto que nos hemos construido ojos biónicos, que orbitan la tierra y observan constantemente el firmamento. Esos inmensos ojos que nos hemos construido son un inmenso logro de la ciencia y la ingeniería moderna. Extienden nuestra ceguera a longitudes de onda más allá de esos desafortunados límites humanos y mientras más vemos a través de ellos más preguntas nos surgen. Voy a presentar aquí un resumen rápido de dos de estos ojos externos que la humanidad se ha construido. Mi proyecto de fin de carrera consistirá en analizar los datos de curvas de luz de rayos X y rayos Gamma de un objeto de tipo blazar. Ya les había hablado sobre este tipo de objetos celestes antes. Son estos (los AGN en general) uno de los mayores misterios para la cosmología y la astronomía contemporánea. Aprovechando mis lecturas universitarias, estaré posteando sobre estos temas por aquí. Feynmann decía que si querés aprender algo bien, has de ser capaz de explicarlo bien, así que intentaré poner en práctica su consejo. El objeto que voy a analizar es el PG 1553+113, pero aquí sólo presentaré los instrumentos que se usarán para el proyecto.
HEASARC
El High Energy Astrophysics Science Archive Research Center (HEASARC), de la NASA, mantiene un archivo de datos astronómicos relacionados a fenómenos cósmicos muy energéticos que incluyen desde agujeros negros hasta el big bang. Desde que fue fundado, en los años 90, el HEASARC va acumulando ya más de 78 terabytes de datos astronómicos (según se reporta hace un año, por lo que ahora deben haber más). Incluye datos de varias misiones de observatorios satelitales, entre las cuales están las que me interesan para mi proyecto: Swift y Fermi.
Swift
Esta es una misión de la NASA que maneja varios rangos del espectro electromagnético: espectro óptico, UV, rayos X y rayos Gamma. Su misión es estudiar a fondo las ráfagas de rayos gamma (GRB o Gamma Ray Bursts) y monitorear en el rango de rayos X de altas energías. Lleva cayendo por su geodésica alrededor de la tierra desde 2004. Este observatorio satelital monitorea el firmamento para detectar ráfagas de rayos gamma y es capaz de comunicar tales eventos a la tierra en 15 segundos. Tras detectar estos eventos energéticos, orienta su instrumento de rayos X, UV y óptico hacia la dirección detectada para obtener sus curvas de luz (conteo de fotones a lo largo del tiempo) en esos canales durante un período de tiempo después del evento (el "afterglow").
Los instrumentos a bordo del Swift son:
- El telescopio de alerta de ráfagas (BAT) (Detecta en la banda 15-150KeV)
- El telescopio de rayos X (XRT) (Detecta en la banda de 0.2-10KeV)
- El telescopio ulvtravioleta/óptico (UVOT) (Detecta en la banda de 1,600 a 6,000 Armstrong)
El Swift tiene una resolución de detección de 3 arcmins. El BAT puede monitorear un sexto del firmamento a la vez y actualmente encuentra 90 GRBs al año. A los segundos (entre 20 y 75) de detectar GRBs posiciona los instrumentos XRT y UVOT para monitorear el afterglow en energías ópticas, UV y de rayos X. Los datos que Swift obtiene se hacen públicos a las 3 horas de haber sido obtenidos. Los datos liberados de parte de Swift son básicamente de dominio público.
(Fuente)
Fermi
El Fermi Gamma Ray Telescope, o FGST (se le llama llanamente Fermi a lo largo de este texto), fue antes conocido como GLAST (Gamma-ray Large Area Space Telescope). Tiene un preludio para quinteto de bronces:
Fue lanzado a mediados del 2008. Puede detectar eventos entre 30Kev y 300GeV. Este satélite tiene 2 instrumentos a bordo:
- El Large Area Telescope (LAT) - Este es el principal instrumento. Puede observar a la vez un quinto del firmamento. Tiene una resolución de detección de 1 arcmin (aunque en [7] dicen que la resolución está entre 0.2 y 2 arcmin), que le hace superior a Swift, que es algo de esperar ya que es más moderno. Puede captar rayos gamma entre 30MeV a 300GeV. Para evitar detectar eventos que no son GRBs, tiene un complejo sistema compuesto de 4 components principales: i) Un detector de trazas, para determinar la dirección en que ha venido el rayo, ii) Un calorímetro que mide la energía del rayo gamma, iii) Un detector anti-coincidencias que aún no entiendo como funciona pero si tienen curiosidad, cito el paper que lo describe (Moiseev AA, 2007). Tal parece que son varias capas de plástico que se activan con radiaciones que no corresponden a los rayos gamma. y por último, iv) Un sistema de adquisición de datos que es el software que decide qué datos ignorar y cuáles guardar.
- El Gamma-ray Burst Monitor (GBM) - Detecta fotones entre 8KeV y 40MeV, rango que incluye rayos X y rayos Gamma. Se espera que detecte 200GRBs al año y es capaz de observar todo el firmamento en todas direcciones, aunque no puede observar lo que la tierra le tapa. Se compone de detectores de alta y de baja energía.
Cuando el GBM detecta ráfagas, el Fermi-LAT registra datos por varias horas en la dirección de donde provino el GRB.
En el blog de Fermi encontré un GBR convertido en música:
Conclusión
Hasta aquí me quedo por ahora. Los instrumentos en cuestión tienen capacidades extraordinarias y extienden nuestra visión a energías extremadamente altas. El siguiente paso será utilizar las herramientas del HEASARC para descargar los datos del objeto que me interesa y acercarme al software para el procesamiento de esos datos. Esta información es sólo un atisbo de lo que podríamos mencionar sobre estos dos telescopios, una mera introducción, para luego no comenzar en cero, tal como lo fue el post sobre blazares. Para darse una idea de los hallazgos que estos satélites nos permiten hacer, les comparto este reporte reciente sobre los objetos detectados por Fermi y Swift al 14 de Febrero del 2018.
Referencias
- Rebull L. et al. NASA’s Long-Term Astrophysics Data Archives. Pre-print: arXiv:1709.09566v1 [astro-ph.IM] 27 Sep 2017. https://arxiv.org/pdf/1709.09566.pdf
- HEASARC Website. https://heasarc.gsfc.nasa.gov/ Consultado en el 27Feb2018.
- Swift Science Center. The Swift Technical Handbook v 14.0. August 2017. https://swift.gsfc.nasa.gov/proposals/tech_appd/swiftta_v14.pdf
- Fermi Spacecraft and Instruments. Consultado en el 27Feb2018. https://www.nasa.gov/content/goddard/fermi-spacecraft-and-instruments
- Omedei N. et al. The GLAST mission, LAT and GRBs. March 2006. arXiv:astro-ph/0603762. https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0603762.pdf
- Moiseev AA, et al. The Anti-Coincidence Detector for the GLAST Large Area Telescope. (2007) https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0702581.pdf
- Fermi/LAT Collaboration: W. B. Atwood, et al. The Large Area Telescope on the Fermi Gamma-ray Space Telescope Mission. 2009. arXiv:0902.1089 [astro-ph.IM]. https://arxiv.org/pdf/0902.1089.pdf
Bueno conocer los antecedentes a los descubrimientos estelares. Muy curioso el tema musical. Mejor componer con grandes energías que con pocas neuronas.
El ojo humano, de potencial humano, ven los fenómenos naturales mas humanos. La imagen del cielo que muestras si la pones sin leyenda, nunca sabría que se trata del cielo.
Benditas sean las percepciones humanas.
Excelente tu post. Gracias por compartirlo, @elguille.
Así es, Sandra. Nuestras capacidades humanas, aunque limitadas, son nuestra única conexión con el universo y por lo tanto estoy de acuerdo en celebrarlas. Imagina ver el cielo así de iluminado en las noches. Sería una cosa alucinante, aunque no sepamos de dónde viene cada fotón. Justo averiguar de qué se trata el cielo, es asunto de la astronomía. Y aún quedan muchas preguntas sin respuesta. Saludos!
Hey @elguille, great post! I enjoyed your content. Keep up the good work! It's always nice to see good content here on Steemit! :)
Thanks!
Eres una caja de sorpresas y te explicas muy bien.
Gracias!
Te felicito hermano, excelente material, es un mundo que siempre ha estado y seguirá en estudios, por parte de los humanos, gracias por compartirlo.
Gracias, Jorge
Es un tema muy complejo, el ser humano siempre anda en busca de conocer lo desconocido, excelente post, gracias por compartirlo.
Pensar en lo estrecho que es el espectro visible nos hace sentir que nos estamos perdiendo de muchísimo, pero creo que si pudiésemos tener visión hiperespectral nos cegarían todas las ondas artificiales con las que irradiamos nuestro alrededor para comunicarnos. Es muy interesante todo esto @elguille, excelente post.
Gracias! Es muy posible que nuestra limitada visión vaya asociada a nuestros limitados cerebros. Una visión aumentada de seguro requeriría de un cerebro más potente para procesar tanta información.
Como quisiera poder ver las ondas electromagneticas o las ondas gamma. Ojala en algún futuro los humanos tengamos esa capacidad mediante el avance de la biotecnología!!! Saludos!
sería muy genial poder aumentar nuestra visión de manera cotidiana :) espero llegar a ver algo de eso
@elguille , me gustó mucho esta publicación, que por mi desconocimiento en la materia, que me deja en el umbral de la duda: hechos o proyecto ciencia ficción o mezcla de ambos.
En todo caso, excelente ámbito para la producción de relatos de ese tipo.
Te agradezco la publicación.
Me alegra que te guste el artículo, @mllg. Gracias por pasar a leer.
Muy interesante amigo la información, el Fermi es increíble, buen resumen.
Un monstruo el Fermi @osita21. Saludos
Cuando estaba en el último año de la escuela quería estudiar astronomía, pero en Venezuela no existe y emigrar es para ricos. Una cosa llevó a la otra y entre física y biología me fui por biología, carrera que con todo el dolor de mi alma debí abandonar. Soy un caso que genera risas y miradas extrañas: una estudiante de artes que trabaja en una editorial pero que anhela con toda su alma pasear por bosques y laboratorios pensando en especies desconocidas. Ya me veo pegadísima a tu investigación, estoy emocionada. ¡Mucho éxito!
La biología es muy genial también. Es una lástima que hayas debido abandonarla. Ya pronto pubico más sobre mi proyecto :)
¡Excelente post, mi Guille! Interesante y bien documentado planteamiento acerca de las energías que aumentan la visión del cielo. Me encantó la música del GBR ;)