¿Qué causa las lluvias de estrellas? —- Cómo observar las lluvias de estrellas.
“Estrellas fugaces” o meteoros, llámalos como quieras. Estos puntos de luz que atraviesan el cielo nocturno son pequeños trozos de roca procedentes del espacio. Entran en nuestra atmósfera a velocidades de hasta 71 km/s (~158.000 mph). Brillan porque la fricción con las moléculas de aire los calienta hasta la incandescencia. La mayoría son más pequeños que un grano de arroz. Se consumen en uno o dos segundos a una altura de unos 80 km, en lo alto de la ionosfera. Un meteoro especialmente brillante se llama bola de fuego o bólido .
Figura 1: Una imagen compuesta de meteoros de la lluvia de estrellas Gemínidas de 2007 producida por el astrónomo Erno Berkó. A lo largo de cuatro noches, capturó 123 meteoros en 113 fotografías, y luego las compuso en esta única y espectacular imagen. Esta imagen muestra claramente que los meteoros salen de un punto (conocido como “radiante”) cerca de la constelación de Géminis. Derechos de autor de la imagen por Erno Berkó.
Figura 2: Esta es una imagen infrarroja compuesta de fragmentos del cometa 73P/Schwassman-Wachmann 3 capturada por el telescopio espacial Spitzer. La línea diagonal en esta imagen es un rastro de polvo que marca la trayectoria del cometa a través del espacio. Los fragmentos del cometa aparecen como puntos brillantes dentro de la estela de polvo. Las rayas brillantes que se extienden a la izquierda de los fragmentos del cometa son “colas” producidas por el viento solar (el sol está a la derecha de esta imagen).
Meteoros esporádicos
Hay dos tipos de meteoros: los esporádicos y las lluvias de meteoros. Los esporádicos se originan en trozos aleatorios de polvo del sistema solar que orbitan alrededor del Sol. Sus encuentros fortuitos con la Tierra son imprevisibles. Aunque se agrupan ligeramente en varias partes del cielo, su aparición es esporádica, de ahí su nombre. Las esporádicas son las que la mayoría de la gente ve al contemplar el cielo nocturno. Los meteoros esporádicos rara vez superan los cinco por hora. Por lo que sabemos, todos los meteoros que llegan al suelo – meteoritos – provienen de los esporádicos.
Lluvia de meteoros
Las lluvias de meteoros proceden del polvo que desprenden los cometas cuando atraviesan nuestro sistema solar. El polvo se extiende a lo largo de la órbita del cometa y forma una estela elíptica de residuos que pasa alrededor del sol y cruza las órbitas de los planetas. Las lluvias de meteoros se producen cuando la Tierra atraviesa esta estela de residuos durante su órbita anual alrededor del sol. Al año siguiente, la Tierra vuelve a atravesar ese mismo rastro de escombros aproximadamente en la misma fecha. Por ello, las lluvias de estrellas son eventos anuales predecibles. (Ver Figuras 2 y 3.)
Algunas lluvias de estrellas duran sólo unas horas, otras duran varios días. La duración depende de la amplitud de la estela de polvo; algunas son estrechas, otras son más amplias. La luz del sol y las partículas del viento solar, una corriente de iones calientes y rápidos que sale continuamente del sol, pueden empujar el polvo fuera de la órbita del cometa. Cuanto más pequeña es la partícula, más se puede desplazar. Como resultado, la estela de polvo puede ampliarse y, cuando lo hace, la Tierra tarda más en atravesarla. (Véase la figura 2.)
Grandes lluvias de meteoros
Meteoritos
Sólo en raras ocasiones un meteoro es lo suficientemente grande como para sobrevivir a su ardiente paso por la atmósfera y llegar al suelo. Estos se llaman meteoritos. No se conoce ninguna lluvia de meteoritos que haya llegado al suelo, lo que significa que el polvo del cometa está en forma de partículas muy pequeñas.
Figura 3: Un diagrama simplificado del sistema solar que muestra las órbitas concéntricas de los planetas y la órbita elíptica del cometa Halley. Obsérvese cómo la órbita del cometa cruza la órbita de la Tierra.
El “radiante” de una lluvia de meteoros
Todos los meteoros de una lluvia de meteoros provienen de la misma dirección en el espacio. Desde el suelo, parecen irradiar desde un único lugar en el cielo, llamado el radiante. Es como conducir el coche por un túnel: algunas partes del túnel pasan a la izquierda, o a la derecha, por encima de la cabeza o por debajo del coche. En este caso el “radiante” sería “de frente”. Las lluvias de meteoros reciben el nombre de la constelación de la que parecen irradiar. Por ejemplo, las “Gemínidas” parecen originarse en la constelación de Géminis.(Ver Figura 1.)
¿Cuántas lluvias, cuántos meteoros?
Hay cientos de lluvias de estrellas y cada año se descubren otras nuevas. Algunas de las principales lluvias de estrellas se enumeran en la tabla anterior.
Los meteoros producen estelas calientes de gas ionizado detrás de ellos. Algunas de estas estelas pueden ser visibles en el cielo nocturno durante varios minutos después del paso del meteoro. Este gas refleja las ondas de radar y, como resultado, los meteoros también pueden ser detectados durante el día. Recientemente, el Dr. Peter Brown y sus colaboradores de la Universidad de Western Ontario utilizaron radares terrestres para identificar 13 nuevas lluvias de meteoros.
En su punto álgido, una buena lluvia de meteoros puede producir un centenar de meteoros por hora, lo que se denomina tasa horaria cenital o ZHR. Ocasionalmente se produce una tormenta de meteoros en la que la ZHR supera los 1000 meteoros por hora. La tormenta de meteoros de las Leónidas de 2002 fue un espectáculo increíble, con más de 3.000 meteoros por hora durante aproximadamente media hora.
¿Cómo producen los cometas las lluvias de meteoros?
Los cometas son pequeños cuerpos compuestos principalmente de hielo con un poco de arena o grava. El núcleo de un cometa típico tiene unos pocos kilómetros de diámetro. Pasa la mayor parte del tiempo en una órbita elíptica y perezosa en el sistema solar exterior, donde su núcleo está frío y en gran parte inactivo. Por ejemplo, el cometa Halley tiene un periodo de 76 años y en su punto más alejado del sol se encuentra más allá de la órbita de Neptuno. Aquí la temperatura de la superficie del cometa es de unos 47 grados por encima del cero absoluto (-375 F).
Pero durante el paso del cometa cerca del Sol, su superficie se calienta, parte del hielo se evapora y se libera polvo. Cada cometa tiene dos colas, una compuesta de polvo y otra de gas. Ambas colas se alejan del núcleo y apuntan más o menos lejos del Sol. Esto se debe a que las partículas muy calientes procedentes del Sol (viento solar) empujan las colas hacia fuera, independientemente de la dirección en que se mueva el núcleo.
Las corrientes de polvo pueden parecer uniformes, pero suelen estar formadas por varias corrientes individuales, como las hebras de una cuerda. Cada hebra se produjo por un paso diferente del cometa a través del sistema solar interior. La corriente elíptica de partículas también se desplaza muy ligeramente de un año a otro debido al campo gravitatorio de Júpiter. En consecuencia, el número de meteoros puede variar de una lluvia anual a la siguiente, ya que la Tierra pasa por diferentes partes de la corriente de polvo. Hacia el año 2099, la órbita del cometa Tempel-Tuttle (origen de las Leónidas) dejará de cruzar la órbita de la Tierra. ¿El resultado? No habrá más lluvia de meteoros de las Leónidas.
Los cometas son el origen de la mayoría de las lluvias de meteoros, pero algunas provienen de asteroides. Estos pueden ser cometas muy antiguos. Tras un número suficiente de pasos por el cálido sistema solar interior, el hielo se ha evaporado por completo, dejando un conjunto suelto de partículas de polvo que se mantienen unidas por su propia y débil gravedad. Estos asteroides llamados “montón de escombros” pueden ser los restos de antiguos cometas.
En la actualidad, algunos meteoritos son en realidad trozos de basura espacial fabricada por el hombre. Suelen ser cosas como trozos de pintura y material de cohetes gastado. Los meteoros que producen a veces pueden ser identificados como artificiales porque viajan mucho más lentamente a través del cielo que los meteoros naturales.
Figura 5: Diagrama simplificado de la Tierra acercándose a la estela de polvo de un cometa. En este diagrama se ve el polo norte de la Tierra. Obsérvese que el lado matutino de la Tierra se adentrará en el polvo, pero el lado vespertino estará algo protegido. Por eso, a menudo hay más meteoros visibles después de la medianoche: entonces estás en el lado de la Tierra que se hunde en el polvo.
Cómo observar una lluvia de meteoros
Primero tienes que averiguar cuándo es la lluvia de meteoros (ver la tabla anterior). A continuación, debes encontrar un lugar con una visión clara de todo el cielo. Lo mejor son las zonas oscuras y alejadas de las luces de la ciudad. Evite los lugares donde los faros de los vehículos le deslumbren momentáneamente. Lo mejor es reclinarse en una silla de jardín o en el suelo con una almohada para poder mirar cómodamente hacia arriba. Conocer la constelación en la que se encuentra el radiante puede ser útil, pero no necesario: los meteoros pueden aparecer en cualquier lugar del cielo. A continuación, relájese y contemple el cielo. Los prismáticos no son necesarios para ver los meteoros, pero pueden ser útiles para ver la estela de vapor tras un meteoro especialmente brillante. Otro equipo útil es el repelente de insectos en verano. Una linterna puede ser útil, pero asegúrese de que tiene un filtro rojo para no perder su adaptación a la oscuridad cuando la utilice.
En general, podemos ver más meteoros después de medianoche. He aquí la razón. La Tierra está girando mientras se mueve a través de la estela de polvo de un cometa. Por la noche estamos en el lado de la tierra que está protegido de la estela de polvo, pero por la mañana estamos en el lado de la tierra que está girando hacia la estela de polvo. Es como conducir bajo la lluvia: siempre llueve más en el parabrisas que en la ventanilla trasera. (Ver Figura 5.)
Las noches sin luna son las mejores porque la luna ilumina el cielo. Con la luna llena, el ojo no puede adaptarse completamente a la oscuridad. La adaptación completa tarda unos 20 minutos.
Quizás estés leyendo este artículo porque te estás preparando para ver la lluvia de meteoritos. Espero que se divierta y disfrute de la experiencia. Si quieres ver una lluvia de estrellas, saca tu calendario y marca una de las lluvias que aparecen en la tabla anterior. Ahora que sabes cómo funcionan las lluvias de estrellas no querrás perdértelas.
Sobre el autor
David K. Lynch, PhD, es un astrónomo y científico planetario que vive en Topanga, CA. Cuando no está rondando la falla de San Andrés o utilizando los grandes telescopios de Mauna Kea, toca el violín, colecciona serpientes de cascabel, da conferencias públicas sobre el arco iris y escribe libros (Color and Light inNature, Cambridge University Press) y ensayos. El último libro del Dr. Lynch es Field Guide to the San Andreas Fault. El libro contiene doce viajes en coche de un día a lo largo de diferentes partes de la falla, e incluye registros de carretera milla a milla y coordenadas GPS para cientos de características de la falla. Casualmente, la casa de Dave fue destruida en 1994 por el terremoto de magnitud 6,7 de Northridge.
