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Eclipse con Ciencia

Los eclipses de Sol son fenómenos naturales que han fascinado a la humanidad desde tiempos inmemoriales. En un eclipse de Sol, la Luna se interpone justo delante del Astro Rey, proyectando una sombra en la Tierra de varios kilómetros de diámetro para el deleite de los observadores que allí se encuentren. Pero los eclipses son mucho más que un maravilloso espectáculo, ya que pueden ser usados para avanzar nuestro conocimiento científico; de hecho, los eclipses nos han ayudado a establecer la relación entre nuestro planeta, la Luna y el Sol; nos han provisto de un mejor entendimiento de los campos magnéticos del Sol; y por si fuera poco, permitieron también confirmar la teoría de la relatividad general, entre otros.

#EclipseConCiencia en Chile: En esta ocasión, queremos aprovechar el Eclipse del 14 de diciembre 2020 para realizar un experimento participativo. Los queremos invitar a convertirse en científicos durante el eclipse, recolectando datos valiosos sobre un fenómeno muy interesante pero increíblemente poco entendido que ocurre en nuestra propia atmósfera—llamado coloquialmente como Cintas de Sombras.

 

¿Qué son las Cintas de Sombra? Las llamadas cintas de sombra son un fenómeno que puede observarse en eclipses totales de Sol, justo antes y justo después de la totalidad, las que aparecen tal como se aprecia en la representación artística (ver imagen de la derecha). Estas cintas ocurren debido a la presencia de turbulencia atmosférica, y en particular están dominadas por la turbulencia de baja altura.

 

Credito: Demetrio Emilio Diamilla Müller (de G.F. Chambers,
Credito: Demetrio Emilio Diamilla Müller (de G.F. Chambers, "The Story of Eclipses," 1900).
Creditos: ESO (European Southern Observatory, eso.org)
Creditos: ESO (European Southern Observatory, eso.org)

¿Por qué necesitamos caracterizar la turbulencia de baja altura? Chile es un país donde se están instalando los telescopios más grandes del mundo, incluyendo 2 de los 3 futuros telescopios de 30-metros, como lo son el ELT y el GMT. Para poder sacar el mejor provecho científico de estos telescopios de última generación, es necesario un profundo entendimiento y caracterización de la turbulencia atmosférica de tal forma de poder compensar el efecto distorsionador inducido por ella. La turbulencia a baja altura es en general la más difícil de caracterizar, pero el eclipse del 14 de Diciembre nos ofrece una oportunidad única de avanzar en esa dirección y aportar al desarrollo científico del país.

¿Qué es la turbulencia a baja altura? Es aquella turbulencia atmosférica que ocurre entre los primeros 2 o 3 km sobre la superficie terrestre. La turbulencia atmosférica se produce principalmente por diferencias de temperatura, lo que conlleva a que la luz se propague en diferentes direcciones y por tanto tiende a empeorar la nitidez de las imágenes. Es un efecto pequeño en relación a la resolución del ojo humano y nosotros apenas lo notamos en el titilar de las estrellas. Sin embargo, este efecto es suficientemente grande para afectar considerablemente las mediciones astronómicas profesionales y por tanto es importante caracterizarla.

Les contamos a nuestros amigos de @planificatuclipse sobre nuestro experimento colaborativo, y los principios en los que se basa.

También hablamos de lo importante que es que las personas se involucren de cerca con la ciencia, por eso…

¿Quieres contribuir como astrónomo u observador aficionado a un experimento científico ciudadano?
¡Unete a nuestro experimento colaborativo #EclipseConCiencia!

Experimento Colaborativo

Todo experimento comienza con una propuesta científica; este es el primer borrador de ella. En este documento encontrarás las razones por las que decidimos involucrar a todos uds. en esta aventura.

Una vez que la propuesta está acordada empezamos a diseñar los instrumentos que utilizaremos para medir con éxito las cintas de sombras. Resultado del intercambio de ideas entre Darío G. Pérez, Szymon Gladysz (Fraunhofer IOSB) y los alumnos de postgrado (J. Rivero y M. Sepulveda) surgieron el diseño de la plataforma ilustrada en la figura y los diferentes pasos que indicamos a continuación. Los elementos propuestos—con los que cada uno de Uds. realizará esta experiencia—nos permitirán tener observaciones cuyos datos tengan la calidad científica necesaria para poder ser analizados con márgenes de error predecibles. Esperamos del análisis de estos datos obtener resultados significativos para contribuir positivamente a nuestro conocimiento de la atmósfera a nivel del suelo.

Nuestra propuesta experimental consiste de tres pasos:

  1. Construcción de una plataforma ¡con las mismas características para todos los participantes!
  2. Usar el mismo software en cada observación ¡para poder comparar las observaciones entre ellas!
  3. Determinar los tiempos precisos de cada observación ¡para determinar el grado de simultaneidad entre observaciones de las cintas de sombras!

En estas primeras semanas (hasta el 25 de noviembre) nos concentraremos en el paso 1 y para ello hemos dispuesto de un breve instructivo para descargar—más detalles y videos tutoriales irán apareciendo en nuestras redes sociales. Luego, pasaremos al paso 2 que requerirá del uso de FiLMiC PRO y una serie de consideraciones que aparecerán también aquí. Finalmente, coordinaremos el paso 3 con todos los participantes a través de un enlace que dispondremos a finales de este mes.

Para aquellos que decidan participar de esta colaboración científica enviándonos sus datos antes del 30 de noviembre, CAOVa e IFIS tienen previstas ayudas económicas para la construcción de la plataforma de observación o la adquisición de la app.

¡Entérate de cómo participar junto al IFIS y el CAOVa en la cobertura de este evento astronómico siguiéndonos en redes sociales!

El formulario de inscripción y tutoriales para realizar el experimento se encuentran a continuación…

Instrucciones
Observaciones
Observador = 'Apellido, Nombre';
Telefono = 'Marca, Modelo';
FileName = '12142020_130100';
TINT = -15; %Balance de blancos
TEMP = 6200; %Balance de blancos
ISO = 400; % rango dinamico
TEXP = 1/500; % tiempo de exposicion
FPS = 60; % Velocidad de captura
FORMATO = 'HD 1080p, FiLMiC Extreme'; % Resolucion, compresion
Latitud = -39.15580; % coordenadas del
Longitud = -72.66010; % lugar
C2 = '13:01:49.8'; % comienzo eclipse total
C3 = '13:03:58.3'; % fin eclipse total
Ejemplo de archivo de texto acompañando al video con la información de la observación.

¿Quiénes somos?

El Centro de Óptica Adaptiva de Valparaíso (CAOVa) de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), es un centro multidisciplinario que estudia tecnologías e instrumentación para monitorear los efectos de la atmósfera en los observatorios astronómicos.

El Instituto de Física (IFIS) de la PUCV congrega físicos, astrofísicos y astrónomos interesados en descubrir los secretos del Universo empleando las nuevas generaciones de telescopios.

Dr. Darío G. Pérez es profesor titular del IFIS, miembro fundador de CAOVA, y responsable científico de esta propuesta.

Dr. Nicolás Tejos es responsable de vinculación y extensión del IFIS y se desempeña como profesor y astrónomo.

Consultas científicas: dario.perez@pucv.cl

Consultas extensión: nicolas.tejos@pucv.cl