La visita del cometa Nishimura, la señal de un universo
maravilloso e implacable
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¿Cómo se descubren cometas y asteroides? Hablamos de una
tarea astronómica (¡y vital!) gracias a la cual todos
podemos aprender un poco de la física básica que rige el
universo de manera implacable

Pablo G. Pérez González
11 sept 2023 - 05:20 CEST
 

No son ni una ni dos las películas que empiezan con un
astrónomo 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 películas es real: desde el gran papel
de los aficionados en el descubrimiento de cometas y
asteroides hasta el destino que en algún momento se podrá
hacer realidad en nuestro planeta (siendo optimista con el
tiempo verbal). Lo que, sin embargo, es ficción 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 ficción protagonizada por Leonardo
DiCaprio. El asunto es más complicado, a ello iremos en
breve.

Lo más importante, en todo caso, es la necesidad de
explorar continuamente el cielo para detectar esos objetos
errantes que en algún momento pueden pasar más 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 está visitando estos
días, el llamado C/2023 P1 (Nishimura), que quizás podamos
ver a simple vista y que ha sido descubierto solo hace unas
semanas, el 11-12 de agosto. Fue gracias al astrónomo
aficionado japonés, Hideo Nishimura, un experto en el
descubrimiento de nuevos objetos astronómicos, desde
cometas a novas, que solo usa una buena cámara y una
paciencia y dedicación elogiables. Los cálculos actuales, a
los que iremos en un momento, nos dicen que pasará por el
punto más cercano a la Tierra el 13 de septiembre. Como
todo cometa, será más brillante cuando esté más cerca de
nuestra estrella, el 17 de este mes, así 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. Será visible al
atardecer o amanecer cerca de Venus, en la dirección del
Sol, que ahora está en la constelación de Leo yendo hacia
Virgo, para lo único que sirve el horóscopo (para saber
dónde está el Sol a lo largo del año –al menos en una
determinada época-). En unos días será muy difícil
contemplarlo desde nuestro hemisferio. Y eventualmente se
perderá en el espacio, su tipo (C) indica que no es
periódico, solo pasará por aquí una vez (a no ser que algo
le pase) o tardará varios siglos en volver, todavía no lo
sabemos con exactitud.


Pero vamos a lo que nos enseña una visita cometaria como la
de Nishimura. Hablamos de un concepto físico básico que,
aun siendo fundamental, se complica a escala cuántica, e
involucra otros conceptos matemáticos que todos hemos
estudiado en algún momento. Como lo nuestro son las escalas
grandes, podemos olvidarnos de la indeterminación cuántica
y fiarnos de ese principio astronómico: la trayectoria
completa de un objeto orbitando alrededor de otro se puede
conocer con tan solo medir dos magnitudes físicas en
cualquier instante: la posición y la velocidad. Esta
afirmación tiene varias implicaciones directas, aunque no
sencillas de entender, y un detalle implícito, que es
importante tener en cuenta.

Empezando por lo último, debemos considerar que tanto la
posición como la velocidad son vectores, ¿se acuerdan de
ellos? Así que conocer la posición y la velocidad no es
solo determinar dos números con sus unidades, sino que en
un espacio tridimensional estamos hablando de seis medidas,
que definirían estos dos vectores.

    "Comet Nishimura Grows" https://t.co/I4ewqMClmx
    pic.twitter.com/uImxDViguE

    — Astronomy Picture of the Day (@apod_daily) September
    9, 2023

Medir los vectores de la posición 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, están 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 círculos alrededor del eje de rotación.
Ese eje se identifica en el cielo, y en el hemisferio
norte, con la Estrella Polar (aunque no coinciden
exactamente). Por otro lado, están los objetos que se
mueven muy rápido con respecto a esa rotación, de manera
que su trayectoria no son esas circunferencias, sino curvas
diferentes en el cielo. Esos objetos deben estar mucho más
cerca, desde un avión o satélite, hasta un planeta u otro
astro del Sistema Solar.

Identificar un cometa entonces supone tomar imágenes del
cielo y buscar objetos cuyo movimiento no sigue esos
círculos, se dice que tienen un movimiento no sidéreo. Se
mueven a lo largo del cielo, cambiando de constelación,
podríamos decir usando un sistema de referencia que tiene
ya milenios. Una vez identificado un objeto de movimiento
no sidéreo, se tiene información sobre su posición en el
cielo, 2 coordenadas, pero nos faltaría una tercera, la
distancia, que es tremendamente difícil de conseguir
directamente. Lo mismo para la velocidad, tenemos solo una
velocidad proyectada en el cielo, nos faltaría un ángulo
con respecto a un eje de referencia. De nuevo, muy muy
difícil de medir. Entonces, ¿cómo determinamos de dónde
viene y a dónde va un cometa recién descubierto?

Si conocemos la posición y la velocidad (sus vectores) de
un astro, solo hay una órbita, de todas las infinitas que
podríamos imaginar, que es posible y da lugar a esos
valores. Dicho con un ejemplo, un satélite que queramos que
gire alrededor del centro de la Tierra con exactamente un
periodo de un día, es decir, que dé una vuelta cada 24
horas, como hace un punto de la superficie terrestre, solo
puede estar a una altura de 35786 kilómetros (sobre el
ecuador de la Tierra) y tener una velocidad de 3.07
kilómetros por segundo (con una dirección perpendicular a
la línea que lo une con el centro del planeta). Ese
satélite, que llamamos geoestacionario (se vería en el
mismo punto del cielo a lo largo de todo el día), no puede
tener ninguna otra velocidad y altura. Si fuera un poquito
más rápido, su órbita se alejaría de la superficie
terrestre en algún momento y su periodo sería menor. O si
fuera a esa misma velocidad, pero a una altura mayor, su
órbita se alejaría también en algún momento.

Este concepto es básico para los artilugios humanos que
mandamos a orbitar alrededor de nuestro planeta o a
explorar el espacio. Para pasar de una órbita a otra, a
estas naves solo tenemos que hacerles cambiar de velocidad,
es decir, imprimirles una aceleración (positiva o negativa)
en un momento dado y durante un periodo corto de tiempo.
Controlando la dirección, eso sí.

Y este concepto básico es lo que podemos aplicar, y
deberíamos 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 posición y velocidad del cometa, la solución es
observarlo durante varias noches y aplicar modelos de
órbitas, en los que a través de una media docena de
parámetros puedan reproducir la posición en el cielo del
cometa. Cuantas más posiciones diferentes se usen y más
espaciadas estén, más precisa será la determinación de la
órbita del cometa. No es algo que se haga en una pizarra,
lo mencionamos al principio, necesita un ordenador (no muy
potente, es “fácil”) que vaya determinando la órbita cada
vez con mayor precisión a medida que se toman más datos
hasta que el método se dice que converge, el cambio de la
solución es pequeña al añadir nuevas observaciones.

Después de todo esta descripción del problema físico, ¿cuál
es la enseñanza más importante que debemos extraer? Pues
diría que dos. La primera: el universo es maravilloso, ¡qué
bonitos son los cometas! La segunda: el universo es
precioso e implacable, la física manda y la órbita de los
cometas en algún momento ha interceptado e interceptará la
nuestra. Cuanto antes descubramos un cometa potencialmente
peligroso, con suficiente tiempo para, por un lado,
determinar su órbita con precisión y por otro para
prepararnos mejor. Las dos cosas están a nuestro alcance,
pero necesitamos tomárnoslas en serio.

Vacío Cósmico es una sección 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
científico, sino también filosófico, social y económico. El
nombre “vacío cósmico” hace referencia al hecho de que el
universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de
un átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro
entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por
metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra
existencia y la presencia de vida en el universo. La
sección la integran Pablo G. Pérez González, investigador
del Centro de Astrobiología, y Eva Villaver, profesora de
investigación en el Instituto de Astrofísica de Canarias.

## Pablo G. Pérez González

Es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente
del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del
Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA)


## Vía

https://elpais.com/ciencia/vacio-cosmico/2023-09-11/la-visita-del-cometa-nishimura-la-senal-de-un-universo-maravilloso-e-implacable.html