Mira, la estrella cometa

Meteoro cazado por telescopio gigante

Un telescopio de 8 metros del Observatorio Austral Europeo (ESO) obtuvo de forma fortuita el espectro de un meteoro cuando observaba galaxias lejanas.
Una de las herramientas más poderosas que dispone hoy día la Astrofísica es la espectroscopía. Gracias al análisis de la descomposición de la luz en todos sus colores podemos analizar la química, las condiciones físicas y la dinámica de los planetas, las estrellas y las galaxias más lejanas. Recientemente, gracias a la diosa fortuna y a los elescopios VLT (Very Large Telescope), se ha podido obtener y analizar el espectro de un meteoro brillante con un detalle sin precedentes.

¿Cómo tomar el espectro de un meteoro?

Sabemos que las estrellas fugaces son caprichosas: no sabemos por dónde van a aparecer, aunque sí de qué zona del cielo parecerán venir si se trata de una corriente de meteoros (vienen del radiante). Pero resulta prácticamente imposible apuntar un telescopio al cielo y esperar que un meteoro haga su aparición para poder tomar su espectro. Además, si el objetivo es obtener un análisis de buena calidad, también es necesario que la estrella fugaz sea brillante, puesto que el fenómeno dura muy pocas décimas de segundo. Por estos motivos, hasta la fecha no se ha podido obtener con detalle el espectro de un meteoro. Los únicos espectros de meteoros que se tenían, de baja resolución, se consiguieron hace tiempo durante muestreos de campos estelares con antiguas cámaras fotográficas. No se tenía registrado ninguno con las modernas CCDs. Hasta ahora.

La suerte de los astrónomos

El pasado 12 de mayo de 2002, un equipo de astrónomos liderado por Peter Jenniskens (SETI Institute, USA), observaba una supernova en una galaxia distante para conseguir detalles sobre el contenido de energía oscura del Universo desde VLT, usando el espectrógrafo FORS1. Casualmente, durante una de las muchas exposiciones que tomaron aquella noche, un meteoro brillante atravesó la misma zona del cielo en la que se encontraba esta galaxia, quedando registrado en el instrumento.

Realmente, la probabilidad de que esto ocurra es muy, muy pequeña (comenta uno de los autores del estudio que parecida a que te toque la lotería nacional de Estados Unidos), máxime si es un meteoro tan brillante como el que se ve en la imagen obtenida por MASCOT (Mini All-Sky Cloud Observation Tool, Mini Herramienta de observación de nubes en todo el cielo). Este dispositivo recoge la luz de todo el cielo usando una cámara de ojo de pez, formando una imagen de 90 s cada tres minutos, sirviendo a los astrónomos (que están dentro de la sala de control y no miran directamente al cielo, aprovecho para recordar que normalmente un astrofísico cuando va a observar a un observatorio entra al telescopio antes de ponerse el sol y sale después de amanecer, esto es, trabajan «de sol a sol») para saber cuántas nubes surcan el firmamento. Ojo que no se trata del mismo meteoro del que se consiguió el espectro (apareció justo en esos 90 s en los que la cámara MASCOT no está exponiendo), pero era de brillo similar. Se estima que tuvo magnitud -8 (¡tan brillante como la Luna en cuarto!), y sólo brilló dentro del detector durante 0,00002 segundos. Se piensa que podría ser un meteoro de la corriente de las poco conocidas Ofiúcodas Australes de Mayo, de muy baja actividad (2 meteoros por hora), pero que aquella noche fue especialmente intensa.

Líneas de emisión del espectro del meteoro

El espectro cubre el rango entre los 6370 y los 10500 Angstroms (0.637 y 1.05 micras), es decir, la zona más roja de nuestro espectro visible y el comienzo del infrarrojo cercano. Esta zona espectral está muy dominada por los átomos y moléculas de la atmósfera (vapor de agua principalmente). Un meteoro se origina al entrar en contacto un pequeño grano de polvo (meteoroide) a gran velocidad con nuestra atmósfera, colisionando con las moléculas de aire en su rápido movimiento. La fricción provoca un gran calentamiento del gas, excitando las moléculas (por eso emiten luz y vemos la estrella fugaz). El espectro obtenido revela estas líneas de emisión (las rayas de los meteoros), compuesto de brillantes líneas de oxígeno y nitrógeno. Los cocientes entre distintas líneas de emisiones de átomos (los picos más pronunciados y estrechos) y moléculas (con picos más bajos y anchos) pueden usarse para medir la temperatura del gas calentado por el meteoro. Así se ha podido conocer que su temperatura era de 4600 &deG;C (la superficie del Sol tiene alrededor de 5500 °C).

Por otro lado, aunque en el rango espectroscópico observado (comienzo del infrarrojo cercano) existen numerosas líneas de emisión originadas por el carbón atómico, ninguna de ellas se ha observado. Si el dióxido de carbono atmosférico se disociara en átomos de oxígeno y carbono al pasar el meteoro, las líneas de carbono deberían estar presentes. Esto proporciona nuevas pistas sobre cómo suceden en la atmósfera las reacciones químicas inducidas por estrellas fugaces, algo importante cuando se quiere conocer con detalle el origen de la vida en nuestro planeta: por entonces, la actividad meteorítica era mucho más intensa y algunos estudios sugieren que podía haber influido en el desarrollo de la vida.

[Espectros de los meteoros]
Detalles de los espectros del meteoro obtenidos desde VLT con el instrumento FORS1: en el eje horizontal se representa la longitud de onda, mientras que el vertical representa el flujo. Los picos estrechos y altos corresponden a la emisión de átomos de nitrógeno y oxígeno, mientras que los anchos y bajos a emisión de moléculas (como N2 y O2, nitrógeno y oxígeno moleculares). El espectro observado se representa con la línea contínua. La línea discontinua es el mejor ajuste obtenido, representando el aire calentado a 4600 °C a una altura de 95 km.

¿Meteoro desenfocado?

Como última curiosidad, el fugaz meteoro aparece desenfocado: ocupa un tamaño de 15 segundos de arco en el plano focal del telescopio (alrededor del 22% del tamaño aparente de Júpiter desde Tierra). Como el instrumento estaba enfocado al infinito (como siempre se tienen los telescopios; en óptica el infinito está mucho más cerca) se puede estimar la altura a la que se encontraba el meteoro: a 100 km sobre la superficie.

Perséidas

Si queréis saber más cosas sobre meteoros, consultad las páginas de SOMYCE (Sociedad de Observadores de Meteoros y Cometas de España). Recuerdo también que dentro de unos días tendremos el máximo de la corriente de meteoros de las Perseidas, generada por el cometa P/Swift-Tuttle. En concreto la máxima actividad se estima será a las 20:50 T.U. (Tiempo Universal, 2 horas menos que el horario civil peninsular y una menos que el canario) del miércoles 11 de agosto.