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Nov 26 2013

Guía completa para observar el cometa ISON en Diciembre … si sobrevive

[This post participates in Carnival of Space #330, at Next Big Future]

El cometa ISON (C/2012 S1) está de camino al perihelio. Sin embargo no está nada claro si el cometa será capaz de sobrevivir al paso por dicho punto. Hay muchas observaciones que apuntan a una posible fragmentación del núcleo, lo que tendría como consecuencia que el cometa se precipitaría hacia el Sol. Sin embargo, a fecha de hoy, no se sabe nada y quizás tengamos que esperar a que supere el perihelio para saber si podremos disfrutar de un hermoso cometa en el firmamento de Diciembre. De todos modos, hay estimaciones que apuntan a una magnitud +4 a principios de Diciembre.
De todos modos, y ante las dudas que plantea este cometa, vamos a presentaros una guía para observar cometas en general, y en el caso de que el cometa ISON no sobreviva, quizás os sea de utilidad para observar el cometa Encke, que también está en las proximidades del Sol, o el cometa Lovejoy. En el peor de los casos, os puede servir de referencia para futuros cometas.
¿A dónde debo mirar?
El cometa ISON llega al perihelio el próximo día 28 de Noviembre. Si sobrevive y su actividad se ha disparado, podríamos tener un bonito espectáculo incluso el día 29 de Noviembre. No obstante, esto es bastante improbable por la evolución que ha tenido el cometa a lo largo del tiempo. Recordemos que fue descubierto a unas 9 UA del Sol, aún sin haber superado la línea de hielo, y por lo tanto, si bien al principio se pensó que era un cometa muy activo, esta actividad no era la misma que iba a presentar una vez superada la dicha línea [de hielo]. El tipo de gases emitidos era diferente y esto condujo a sobreestimar el brillo que alcanzaría una vez superado el perihelio.

De todos modos, debemos recordar que jamás se debe observar al Sol directamente, ni siquiera a simple vista. Tampoco se debe observar en los campos visualmente próximos al Sol en busca del cometa. Observar el Sol directamente puede causar daños irreparables en la vista.

Carta para localizar el cometa ISON en Diciembre (Haz click para aumentar)

Así, una vez hemos aclarado los riesgos de observar en las proximidades del Sol, lo más recomendable es posponer nuestra observación a unos pocos días después, a comienzos de Diciembre. Cada día que pase el cometa irá ganando elongación (distancia angular con respecto al Sol) y por lo tanto será más fácil su observación -y tendremos más tiempo para observarle-. Por otro lado, el cometa, al estar ya alejándose del Sol, comenzará a perder brillo. 
El cometa ISON será visible al amanecer y tendremos que intentar aprovechar -siempre y cuando el tiempo lo permita- las dos primeras semanas del mes. En concreto, el mejor momento será la segunda semana, momento en el cual habrá ganado bastante altura sobre el horizonte.
Los primeros días podremos localizarle en plena constelación de Ophiuco, hasta el día 7. Para esta fecha pasará entre las constelaciones de Ophiuco y Serpens Cauda. Hacía el día 15 de Diciembre llegará al sur de la constelación de Hércules y avanzará hacia la estrella polar pasando cerca de la Coronal Boreal. En concreto el día 22 pasará a 15 grados del cúmulo globular M13. Para localizarle os incluimos en el artículo una carta detallada. Mas adelante, si sobrevive el cometa, publicaremos cartas mas detalladas.
¿Con que instrumento observo el cometa?
No sabemos de momento el comportamiento del cometa en Diciembre. A todos nos encantaría que fuese visible a simple vista, o cuando menos con prismáticos. Incluso siendo visible a simple vista, los prismáticos serán los instrumentos de observación ideales para los cometas brillantes. Los prismáticos, si bien tienen menos aumentos que los que podemos tener con un telescopio, ofrecen a cambio un gran campo de visión y mucha luminosidad. Los cometas -al menos los brillantes- son cuerpos extensos y difusos. Al ser un cuerpo extenso, lo ideal es tener bastante campo de visión, el suficiente como para poder contemplar la mayor parte del mismo. Al ser difusos, su brillo estará repartido por una superficie amplia -al igual que ocurre con, por ejemplo, las galaxias-. Esto implica que un cometa de la magnitud +5 no es [aparentemente] igual de brillante que una estrella de la magnitud +5. La estrella concentra toda su luminosidad en un punto.
Son prismáticos adecuados aquellos en los que el cociente entre el diámetro de sus lentes objetivo y el aumento dé un valor próximo al de la apertura de nuestra pupila. De este modo aprovechamos toda la luz que sale del sistema óptico. Este valor suele ser de 7 para personas jóvenes y 5 para personas adultas -puede variar de una persona a otra-. Así un prismático de 10×50, que daría un cociente de 5, o uno de 11×80, que daría 7,2, serían buenas elecciones. Sin embargo sería una mala elección un prismático de 20×50, pues el cociente es 2,5 y parte de nuestra pupila no recibiría luz -serían menos luminosos-.
En el caso de cometas más débiles de magnitudes +7, sería recomendable usar telescopio. Podríamos seguir usando prismáticos, pero a medida que se hace más débil el cometa, necesitaríamos cielos más oscuros y menos polucionados. Sería especialmente difícil si está próximo el amanecer. Si usamos telescopio, el más adecuado será aquel que tenga una relación focal menor. Esta relación focal se obtiene dividiendo la apertura del objetivo entre la longitud focal. Son especialmente interesantes aquellos con relaciones focales situadas entre 4 y 7. Un menor valor en la relación focal lo convierte en un instrumento más adecuado para objetos débiles y difusos. Valores mayores lo convierten en instrumentos más adecuados para la observación lunar, planetaria o de estrellas dobles. Generalmente los telescopios que tienen mayor luminosidad son los reflectores de tipo Newton, si bien, hoy en día, en el mercado hay refractores muy luminosos y a precios muy asequibles.
Si tenemos telescopio con montura ecuatorial, podemos usar la técnica llamada Piggy-Back. Esta técnica consiste en acoplar la cámara en paralelo al tubo del telescopio y usar éste como guía de precisión.
¿Como puedo fotografiar el cometa?
Para realizar fotografía de objetos celestes es necesario tener una cámara fotográfica que nos permita exposiciones largas. Las compactas que habitualmente usamos día a día no suelen ofrecer dicha posibilidad. Así pues, la cámara ideal podría ser o bien un réflex digital o una cámara CCD. Las cámaras CCD son mucho más sensibles (eficiencia cuántica del sensor mayor) por lo que son ideales para la astronomía, aunque requieren uso de ordenador, procesado de imágenes y su coste sube bastante. Quedan reservadas para personas ya iniciadas en la astronomía y que las suelen usar para fotografiar de modo habitual otros cuerpos celestes. En esta misma página podréis encontrar ejemplos si buscáis por la palabra clave “CCD”.

Si el cometa es visible a simple vista, posiblemente muestre una notable cola. Así, podríamos aprovechar antes del amanecer para sacar fotografías con mucho campo y donde los intensos colores del horizonte aporten belleza adicional. Normalmente se suele trabaja con un ISO 400 a 800 y los tiempos de exposición a partir de los 5 segundos. Todo ésto está sujeto a la magnitud que alcance el cometa. Si el cometa es más débil de la magnitud +5 necesitaremos acoplar la cámara a un telescopio, o bien usar una focal larga en el objetivo de la cámara. A la vez, tendremos que ampliar el tiempo de exposición.

Con el tiempo de exposición tendremos que tener cuidado. Por ejemplo, un tiempo de exposición superior a 10 segundos en focales superiores a los 28 mm provocará que las estrellas, debido a la rotación terrestre, no aparezcan como puntos -siempre y cuando únicamente usemos un trípode para apoyar la cámara-. A medida que usamos focales mayores, el efecto se acentúa. Con telescopio se hace imprescindible usar una montura ecuatorial motorizada que compense la rotación de la Tierra.
Aquellos que sean más expertos en software fotográfico, pueden emplear una técnica usada en la fotografía astronómica con CCD. Consiste en capturar varias imágenes y apilarlas/sumarlas. Así, para lograr un tiempo de exposición de 60 segundos, podemos tomar una única exposición de 60 segundos -con el riesgo de que el seguimiento con la montura ecuatorial no sea bueno y arruine la fotografía- o bien 10 exposiciones de 6 segundos cada una -menor riesgo de errores de seguimiento-. El resultado es el mismo -siempre y cuando la respuesta de la cámara mantenga la linealidad durante el tiempo de exposición- pero si hacemos varias exposiciones, el riesgo de errores de seguimiento es menor.
¿Que datos debería recoger para que mis observaciones sean útiles a la comunidad científica ?
Evidentemente el primer objetivo que tenemos al observar el cometa es nuestro propio disfrute. Sin embargo, haciendo un poco más de esfuerzo, podemos tomar algunos datos que, adecuadamente tratados, podrían ser de utilidad a la comunidad científica. Para ello hay una serie de mediciones que podemos hacer y entre las que se incluye la estimación del brillo aparente, el ángulo de posición de la cola o el grado de condensación. Una vez que tenemos los datos, podemos enviarlos a organismos como SOMYCE (www.somyce.org), que tiene un programa observacional específico para la observación del cometa ISON. En algunos casos es obligatorio enviar los datos con un formato concreto. Sobre ello hablaremos al final del artículo.
Estimar la magnitud aparente de un cometa: El método Bobrovnikoff
Existen diferentes métodos de realizar la estimación de magnitud aparente de un cometa. Uno de ellos es el llamado método Bobrovnikoff (también conocido como método out-out). Para hacer dicha estimación, la observación debe hacerse con algún instrumento óptico, ya sean prismáticos o telescopio. En primer lugar debemos identificar dos estrellas en el campo visual donde tenemos localizado el cometa. Una de ellas (llamémosla A) tiene que ser más brillante que el cometa mientras que la otra (llamémosla B) debe ser más débil -normalmente la diferencia de brillo entre ambas se recomienda que sea entre 0,5 y 1 magnitudes. Cuanto menor sea la diferencia más precisa será la medida-.
A continuación desenfocamos hasta que tanto la estrella A, como la estrella B, como el cometa, tengan el mismo diámetro. A continuación dividimos mentalmente la diferencia de brillo entre la estrella A y B en 10 divisiones, y decidimos en que punto de dichas divisiones está el brillo del cometa. Por ejemplo podría ser A2C8B, que indicaría que el cometa tiene un brillo muy próximo a la estrella A. A continuación usaríamos la siguiente fórmula para calcular la magnitud del cometa, donde a y b son los índices de comparación (en el ejemplo a=2 y b=8):
Mc sería la magnitud estimada del cometa, Ma la magnitud de la estrella A, y Mb la de la estrella B. Para los observadores de variables, verán que dicha fórmula corresponde a la usada para el método Argelander. Así debe ser pues básicamente se trata de un método de interpolación lineal.
Una alternativa al método Bobrovnikoff: El método Sidgwick
También conocido como método in-out, el método Sidgwick es muy similar, aunque en este caso, primero memorizamos el brillo y diámetro del cometa, y desenfocamos las estrellas hasta que ambas tengan el mismo diámetro que el del cometa antes de desenfocar (en este caso no nos preocupamos del grado de desenfoque del cometa). Al igual que antes dividiríamos la diferencia de brillo entre ambas estrellas en 10 divisiones y estimaríamos en que punto está el brillo del cometa. La fórmula a aplicar es la misma.
Otros datos interesantes a tomar
Entre los datos que podemos tomar de modo sencillo, el que habitualmente se suele tomar es el denominado grado de condensación, que representa numéricamente la densidad de la envoltura gaseosa (coma) que rodea al núcleo. Su valor va de 0 a 9 y esta es la escala:
   – 0: para una coma totalmente difusa y sin condensación central
   – 3: para una coma difusa pero en la que aumenta la condensación gradualmente
   – 6: para una coma con un pico de condensación central muy claro
   – 9: para una coma con apariencia puntual -estelar-
Grados de condesación
Otros datos interesantes son el ángulo de posición de la cola, comenzando a medir los 0º desde la posición norte, y evolucionando a 90º este, 180º sur y 270º oeste. También es interesante medir la longitud de la cola (en grados). 
Reportar las observaciones realizadas
Cuando hay que reportar datos de observaciones de cometas, dependiendo a donde las enviemos, nos pueden pedir un formato concreto. En particular hay dos muy conocidos. El primer formato que se usa para reportar es el conocido como COHP, mientras que el segundo es el llamado ICQ.
El primero (COHP) es muy sencillo y el más usado, por lo que será el que os mostremos como completar:
   – Primero se debe reportar la fecha: yyyy mmm dd.dd (en TU)
   – m1 indica la magnitud del cometa. (Por ejemplo 5,0)
   – Dia es el diámetro de la coma en minutos de arco. (Por ejemplo 5’)
   – DC es el grado de condensación (como ya indicamos 0 es difuso y 9 puntual). (Por ejemplo 3 (bastante difuso))
   – Longitud de la cola, en minutos de arco (Por ejemplo 25′)
   – Ángulo de posición de la cola (0 = hacia el N., 90 hacia el E, …). (Por ejemplo 45º)
   – Instrumento (L=Reflector, R=Refractor, SCT=Schmidt-Cassegrain, B=Prismáticos, NE=simple vista). 
   – Observador (Por ejemplo Fran Sevilla)
   – Lugar de observación (Por ejemplo Durango, Spain)
De modo que la línea de ejemplo sería:
2013 Nov 18.75, m1=5.0, Dia=5′, DC=3, Tail=25′, PA=45º, 10cm R 48x, Fran Sevilla (Durango, Spain)

[This post participates in Carnival of Space #330, at Next Big Future]

16 comentarios

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  1. Anónimo

    Hermosa pagina muy bien presentada, solo objeto aquello de que "si el núcleo se desintegra ISON se precipita al Sol…". Eso no es así. Si el núcleo se desintegra (cosa que ya parece haber ocurrido),los fragmentos se mantienen relativamente unidos viajando juntos con el mismo curso que tenían originalmente.

    1. Francisco Sevilla

      Hola,

      Gracias. Me alegra saber que te gusta la página. En cuanto a la trayectoria, en ocasiones, el intenso campo gravitatorio puede vencer a la energía cinética del cuerpo y alterar su órbita.

      Un saludo!
      Fran

    2. Francisco Sevilla

      Como ejemplo de desviación de un cometa de su órbita original -y fragmentación- fue el Shoemaker-Levy 9, que colisionó con Júpiter.
      Un saludo,
      Fran

  2. tonyon

    el radio medio orbital es proporcional al cuadrado de la velocidad…a doble velocidad, cuatro veces más radio medio, etc: radio=(masa*velocidad²)/fuerza (centrípeta) de atracción gravitatoria del Sol… Si la masa aumenta malo…se acerca en su radio mínimo (perihelio) "cae" hacia el Sol…y se aleja en su radio máximo (afelio), haciendo una nueva órbita más elíptica…y viceversa: si la MASA DISMINUYE bueno…se aleja en su perihelio del Sol, y de la Tierra, haciendo una nueva órbita más circular… En ambos casos el radio medio sigue igual.

    1. Francisco Sevilla

      Hola Tonyon,

      En este caso, tenemos que hacer una análisis más complejo del que propones, que sería para el caso de órbitas estables, de baja excentricidad y sin aproximaciones notables al cuerpo principal. En el caso de los cometas, en concreto aquellos que se aproximan demasiado al Sol, pueden superar el denominado límite de Roche solar. A partir de este límite, las fuerzas de marea son tan intensas que fragmentan el cuerpo, incluso en algunos casos, convirtiéndolo literalmente en polvo.

      El valor del límite de Roche es, para cuerpos rígidos:
      D(R) = 1,26 R ( D[M]/D[m] ) ^ (1/3)
      y para cuerpos no rígidos:
      D(NR) = 1,26 R ( D[M]/D[m] ) ^ (1/3)
      Donde R el radio del Sol, D[M] la densidad solar (unos 1,4 g/cm3) y D[m] la densidad del cometa (unos 0,5 g/cm3)
      Un cometa no puede ser considerado como rígido del todo, por lo que sería un caso intermedio. Este límite para el Sol se sitúa entre los 1,8 y 3,4 radios solares. Cuando esto ocurre, en el interior del cometa existen grandes tensiones, que acaban provocando su ruptura. Estas tensiones disipan parte de la energía cinética que tiene el cometa. Y no solamente este proceso de ruptura causa la pérdida de parte de energía del cometa. También tienes que tener en cuenta que la energía del cometa se disipa al interaccionar con la radiación solar y que le frena.

      Así esta pérdida de energía, en gran medida cinética, causa un frenado del cometa y por lo tanto, el "cierre" de la órbita, facilitando que el tirón gravitacional del Sol lo arrastre hacia sí mismo.

      Puedes consultar los siguientes artículos para ver en más detalle los procesos de fragmentación y sublimación de los gases en los cometas. En concreto se centran más en el caso de Shoemaker-Levy 9 que colisionó en 1994 contra Júpiter:
      – Documento arXiv número 1107.1857, versión 2
      http://adsabs.harvard.edu/full/1995A%26A…302..596S

      Saludos,

      Fran

    2. Francisco Sevilla

      Corrección: en el límite de Roche para el caso de cuerpos no rígidos, el factor que multiplica R es 2,43.

      Saludos,
      Fran

  3. Pantanico Juanma

    Bien maquetada si señor. Esperemos que quede algo que observar. Se puede hacer una estimación de la distancia del SL-9 cuando se fragmentó y la masa de Júpiter, para hacer una comparación con la masa del Ison, distancia al Sol y su masa? por hacernos una idea de qué pasará con sus fragmentos.

    Un saludo desde Elda.

    1. Francisco Sevilla

      Hola Pantanico Juanma,

      Gracias por visitar la página y me alegra saber que te gusta.
      El explicar lo que ocurrió con el Shoemaker-Levy 9, excede de los objetivos de este blog, pero a efectos de comparar entre el SL9 y el ISON, estos son los datos:
      Límite de Roche para el Sol: De 1,78 a 3,38 radios, dependiendo de la densidad del cometa
      Límite de Roche para Júpiter: de 3,38 radios, para el caso del SL9
      Como densidad promedia suele ser 0,5 g/cm3. Aunque este valor puede variar de 0,3 a 1 g/cm3, creo que tanto para el ISON como el SL9 te puede servir.

      En el siguiente enlace encontrarás un modelo interesante de la dinámica de ruptura y colisión para el SL9:
      http://adsabs.harvard.edu/full/1995A%26A…302..596S

      Saludos,

      Fran

  4. Pantanico Juanma

    Tema interesante, gracias por la información y por tomarte la molestia de recabarla.

    Como dato curioso por si a algún lector le interesa, el SL-9 pasó el límite de Roche de Júpiter dos años antes del impacto. No recuerdo si realmente sucedió así, ni cuál era su trayectoria antes y después. (Ha pasado mucho tiempo) Pensaba que en el caso del Ison, podríamos esperar una densidad débil y un comportamiento predecible aunque remitiéndonos al ejemplo anterior, la consideración de debilidad se queda en "muy relativa", por eso el obtener datos precisos. Sea como fuere, nos puede siempre más la ilusión y seguro que muchos seguiremos mirando al cielo durante días. He leído por encima el artículo que me has pasado y he visto que en las páginas sucesivas hay info. bastante concreta. Con más tiempo las leeré como es debido.

    Gracias y un Saludo!

    1. Francisco Sevilla

      Hola,

      Efectivamente el SL9 superó el límite de Roche tiempo antes de su último "paseo", y su donde su fragmentación se fraguó, a la vez que la órbita se modificó. En el caso del ISON es difícil hacer cualquier pronóstico pues es la primera que visita el Sistema Solar interior, y lo cierto, es que desde su descubrimiento, ha sido difícil determinar su comportamiento.

      Un saludo y gracias por visitar el blog!
      Fran

  5. Jose Antonio Carrasco

    gracias por la información…muy interesante!!

    1. Francisco Sevilla

      Gracias Josean! Esperemos que tengamos un bonito cometa para Diciembre! (y que deje de llover tanto!)

      Un saludo,
      Fran

  6. tonyon

    pongamos en nuestra imaginaria máquina del Tiempo rumbo a un Futuro mucho más lejano… Si se construye en un gran asteroide, Tutatis tiene 5 kms (previamente situado en órbita geoestacionaria, cuando tengamos capacidad y experiencia para mover asteroides con Total Seguridad, la estación espacial del Futuro con un ascensor-espacial de acceso desde la Tierra), una catapulta eléctrica de raíles de varios kms de longitud, usando hierro del asteroide, se podrían lanzar naves rumbo a Marte sin gastar combustible, o lanzar cargamentos hacia la Tierra a una velocidad de re-entrada adecuada; etc… Con el Progreso³ exponencial de la Ciencia y la Tecnología…en el Futuro cosas vendrán (Inmortalidad (Bioprinting 3D, Telomerasa)…motores cohete de Antimateria (funcionando sin descanso)…miles de G de aceleración constante ("Vaya estas vacaciones a algún espectacular planeta de la estrella Vega en Navidad y regrese en Año Nuevo")…velocidad hiperlumínica (evitando colisiones)…estructuras indestructibles (tal vez los hexapentas aún por descubrir, o tal vez hechas no de moléculas y de átomos sino, convenientemente muy pero que muy aligeradas, directamente de quarks, los cuales unidos por gluones, energía pura, son inseparables e indestructibles)…transformadores gravitatorios (para mantener a 1 G los compartimentos habitables))…que ahora, ni siquiera podemos imaginar…viaje interestelar…Vega…la casi más brillante estrella del hemisferio Norte…brillando azulada en la cúspide del triángulo de su constelación Lyra, a 26 años luz…se sabe que rodeada de partículas de tamaño indeterminado, planetas…la otra madrugada del estío la vi…impresionante y de luz titilando ella…impresionado y de frío tiritando yo.

  7. Francisco Sevilla

    Esperemos alcanzar dicho futuro sin que la humanidad se destruya antes!

  8. Anónimo

    Ojalá ese asteroide pueda sobrevivir al Sol….Sería bueno verlo…

    1. Francisco Sevilla

      Hola. Finalmente el cometa ISON no ha logrado sobrevivir a su paso por el perihelio.

      Saludos,
      Fran

  1. Carnival of Space 330 |

    […] Vega00 – This article is a full guide to observe comets, especially about the ISON comet. We explain how to estimate the apparent magnitude or the condensation grade, and how to observe […]

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