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Fuente Cuaderno de bitácora estelar

Autor: David Barrado y Navascués

Discos circunestelares, Saturno y Galileo, volcanes acuáticos y M.C. Escher: los sutiles engaños de la perspectiva

La percepción que el ojo y el cerebro tienen de la realidad es bastante curiosa. Cuando cambia la perspectiva, también varia nuestra interpretación de un fenómeno. Y este hecho nos afecta también a los científicos cuando trabajamos. Veamos varios ejemplos.




Imágenes de discos circunestelares tomadas por el HST y el instrumento de infrarrojo NICMOS (crédito NASA/ESA)



El primero que me viene a mi memoria son los discos circunestelares y protoplanetarios, de los que hemos hablado aquí en numerosas ocasiones. Adjunto dos series de imágenes tomadas con el telescopio espacial Hubble. Los discos aparecen durante las primeras etapas de la formación de las estrellas, tienen una evolución que pasa por varias fases y terminan dando lugar, presumiblemente aunque no necesariamente, a la formación de  discos protoplanetarios y a la aparición de sistemas solares análogos al nuestro.




Imágenes de discos circunestelares tomadas por el HST y la cámara óptica WFPC2 (crédito NASA/ESA)



Sin embargo, la apariencia de esos discos puede variar de manera extraordinaria dependiendo del ángulo de visión. En ocasiones, incluso podemos ver "erupciones", material expulsado en chorros altamente colimados, como es el caso de varias de las imágenes superiores.  Desafortunadamente, no nos podemos trasladar en el espacio para ver diferentes perspectivas. Pero lo que si podemos hacer en observar numerosos objetos, modelizar los datos e inferir a partir de ellos los ángulos de orientación y las propiedades de los discos.




La caldera del volcán, observada con un ángulo de inclinación muy alto, cercano a los 90 grados. La forma de la caldera se realza con la línea discontinua roja.



Para ilustrar el efecto de la orientación de un disco y las aparentes diferencias que provoca, adjunto una secuencia de fotos tomadas desde diferentes perspectivas. Claro que en este caso se trata de un fenómeno terreste: un volcán submarino. La primera está tomada con un gran ángulo de inclinación (el plano del borde de la caldera, sumergida parcialmente, prácticamente se encuentra perpendicular a la línea de visión). En principio, se puede asumir que, debido a la forma elipsoidal, la caldera tiene una forma casi circular.






La segunda foto de la serie corresponde a una toma desde un ángulo de inclinación intermedio. Ahora se empieza a hacer visible una elongación, una pequeña estructura casi circular, localizada a la izquierda.




Lo que en apariencia se nos mostraba como un volcán único, eran en realidad dos calderas.



La última foto de la secuencia fue tomada prácticamente desde la posición vertical, con el visto de cara, en un ángulo cercano a los cero grados. ¡Aja! Lo que se observa ahora es algo totalmente distinto a lo asumido a partir de la primera imagen. En realidad tenemos dos volcanes. Nuestro cerebro, y la perspectiva, nos engaño.

Incidentalmente, me pregunto si alguien entre los lectores reconocerá la panorámica que muestran las fotos...




El disco protoplanetario de la estrella AU Mic, visto por el HST y el instrumento ACS (crédito NASA/ESA)


En ocasiones, la Naturaleza (o la casualidad) nos favorece, y la orientación de un sistema es la adecuada y nos permite una detección del fenómeno, como es el caso de los chorros en los dicos circunestelares. Otro ejemplo lo proporciona el disco protoplanetario de AU Mic, una estrella de baja masa bastante joven (entre 10 y 20 millones de años, compárese con los aproximadamente cinco mil millones de años que tiene nuestro Sistema Solar). Su disco protoplanetario, muy tenue, se encuentra prácticamente de canto y ello hace que se pueda detectar con la instrumentación adecuada (en esta ocasión, colocando un coronógrafo que bloquea la luz que proviene de la estrella central, ya que ésta es mucho más brillante que el disco).





Ilustraciones realizadas por Galileo Galilei en 1610, año del descubrimiento de los anillos, y 1616.



Existen varios casos curiosos y famosos de ilusiones ópticas y engaños de la perspectiva. Uno de ellos lo protagonizó uno de los más famosos y mejores astrónomos de todos los tiempos, Galileo Galilei. Él realizó numerosos descubrimientos, dado uso astronómico al telescopio, a partir del año 1609. Galileo observó el planeta Saturno, y creyó ver dos satélites gigantescos, análogos a los que había descubierto en torno a Júpiter. En realidad se trataba del sistema de anillos. En esta ocasión, la perspicacia y sagacidad de Galileo le fallaron.




Saturno y sus discos vistos de canto (crédito HST/NASA/ESA)


Varias imágenes en diferentes longitudes de onda de Saturno, en el momento en el que el ángulo relativo del plano de los anillos respecto a la línea de visión con la Tierra es máximo (crédito HST/NASA/ESA).



Aunque no hay que extrañarse. La orientación relativa de los anillos de Saturno cambia de manera dramática. Adjunto varias imágenes, que corresponden a la posición en la que los anillos están de canto, de manera similar al caso del sistema protoplanetario de AU Mic, y cuando el ángulo de inclinación es máximo. Además, en este último caso, también la apariencia difiere dependiendo de la técnica que se use para realizar la observación, ya que el disco del planeta y los anillos son bastante distintos dependiendo del rango de longitud de onda (ultravioleta, óptico e infrarrojo). Hace unos días contamos una historia relacionada, en el caso del sistema de Urano.




“Ascending-Descending”, de M.C. Escher, con una perspectiva imposible.



Sí, la perspectiva nos proporciona interesantes visiones. E ilusiones, que sirven también para crear Arte. Recientemente ha habido una exposición en Madrid sobre el artista holandés M.C. Escher, que trabajó bastante con juegos de perspectivas. He incluido uno de sus grabados más famosos, con una situación imposible, una escalera que siempre sube, aunque no conduzca a ninguna parte (el misterio, en apariencia irresoluble, se desvela con un video y un recorrido virtual por la estructura). Una lección a tener en cuenta en Ciencia, y en la vida real.


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