Efecto lente gravitatoria

[IPZer0]

Buenas tardes, tengo una duda teórica, trato de documentarme para un libro y me han recomendado que escriba por aquí sin más.

 

¿Qué hecho cosmológico podría tener como consecuencia el cambio de la posición de la mayoría de las estrellas en una zona del cielo nocturno? He estado estudiando las lentes gravitatorias pero creo que esto no podría causar el efecto que busco. ¿o Si?

[Canary_Astronomy]

Hola, no se que es lo que buscas realmente pero lente gravitatoria no cambia el lugar de nada, lo que hace es curvar el espacio produciendo el efecto de lente debido a su masa. Todos los cuerpos producen ese efecto, lo que es mayor y más  evidente en los de mayor masa, ejemplo claro un agujero negro.

Si lo que buscas es un cataclismo que pueda hacer desaparecer una porción del cielo tienes ejemplos de remanentes de supernovas, algunos de esos eventos abarcan decenas  de años luz.

[IPZer0]

Gracias por responder! Pues mas que un cataclismo lo que busco es un cambio aparente, algo que cambiase nuestra percepcion del cielo nocturno pero solo de forma visual, como algún tipo de efecto optico.

[AlbertR]

hace 16 horas, IPZer0 dijo:

...¿Qué hecho cosmológico podría tener como consecuencia el cambio de la posición de la mayoría de las estrellas en una zona del cielo nocturno?...

 

Si un agujero negro errante bastante masivo pasase cerca, el efecto “lente gravitacional” haría que las estrellas de la zona por la que atraviesa el agujero negro se desplazasen aparentemente de forma radial, algo así:

 

Si viniese “bastante de frente”, no totalmente de frente puesto que entonces nos mataría, el desplazamiento radial de las estrellas sería progresivo, se irían desplazando más conforme el agujero negro se acerca. Para después volver a su posición aparente inicial cuando el agujero negro haya pasado.

Otra cosa, siendo purista en el lenguaje, esto sería un evento astronómico (con una causa astrofísica) pero de ninguna manera “cosmológico”. La Cosmología física es la ciencia que estudia el universo como un todo, orígenes, evolución, presente y futuro.

 

Saludos.

 

Editado 22 de Febrero del 2022 por AlbertR

[IPZer0]

Pues es verdad que no es mi idea inicial, pero podría valerme

[Canary_Astronomy]

Si buscas algo tipo visual, una supernova que estallase cerca del sistema solar podría provocar que no viéramos de noche los objetos adyacentes a ella por su brillo o que incluso pudiéramos ver dos soles de día

[c4r4j0]

Las cosas van lentas cuando hay que variar posiciones reales... el primer cambio que necesitas es en la duración de la observación. Todo se está moviendo aparentemente muy despacio y por eso crees que no se mueve. Adicionalmente, el espaciotiempo se expande y eso también va a variar la posición aparente de las fuentes de luz pero toma mucho tiempo notarlo.
SIn embargo, para que no te vayas con las manos vacías, sugiero que investigues sobre la estrella S2, para empezar. Esa se mueve... y hay mediciones de cómo se mueve.
Saludos!

[AlbertR]

La estrella S2 es una estrella que orbita el agujero negro SgrA* del centro de nuestra galaxia muy cerca de él. El período orbital de S2 es de ~16 años y por eso es útil para estudiar los efectos de la Relatividad General, ya que al estar tan cerca del muy masivo SgrA* esos efectos relativistas son grandes en esta estrella. En particular, el desplazamiento de la línea de los ábsides de su órbita (como el desplazamiento del perihelio de Mercurio pero a lo bestia) ha permitido comprobar la precisión en los cálculos cuando se aplica la Relatividad General a casos extremos.

 

No creo que tenga demasiada relación con lo que @IPZer0 está justo buscando ahora, pero como que esa estrella ha sido nombrada por el compañero, te enlazo un hilo del foro sobre ella para que te sea más fácil encontrar información: El paso de la estrella S2 por el periastro en su órbita alrededor del agujero negro del centro de la Vía Láctea confirma la Relatividad General

 

saludos.

[Richard R Richard]

En 21/2/2022 a las 12:50, IPZer0 dijo:

Buenas tardes, tengo una duda teórica, trato de documentarme para un libro y me han recomendado que escriba por aquí sin más.

 

¿Qué hecho cosmológico podría tener como consecuencia el cambio de la posición de la mayoría de las estrellas en una zona del cielo nocturno? He estado estudiando las lentes gravitatorias pero creo que esto no podría causar el efecto que busco. ¿o Si?

 Una cosa es ocultar las estrellas que vemos en el firmamento, para lo cual se requiere un objeto grande y cercano, no hace falta mas que trigonometría para calcularlo, una moneda cercana al ojo puede taparte casi todo el universo, y otra distinta es el efecto de lente el cual permitirá ver de todos modos a las estrellas desplazadas  que estan ubicadas detrás del objeto,  aparte de lo anterior vas a requerir que ese objeto tenga mucha masa, y cuando digo mucha masa digo mucha mas que la masa del sol, el sol solo puede desplazar objetos del fondo en 1.75 segundos de arco por efecto lente, pero  para solo correrlos 1 grado, si toda la relación en los cálculos  fuese lineal, (que no lo es), necesitas , y ahora sí que no me equivoco al escribir, son cerca de 2000 masas "solares"  ubicadas a la distancia que esta el sol, te imaginarás entonces  la cantidad de masas y lo próximo que se debería estar el objeto para desplazar un angulo cerca de 90 °  , es decir que un hemisferio celeste sea oscuro y el otro tenga todo el contenido de estrellas,  bueno no habría forma de tener este sistema planetario estable, solo se me ocurre, que un evento así sería similar a estar proximo al horizonte de un agujero negro,   no creo sea argumento potencialmente posible para una obra literaria de ficción, ya que los habitantes   de ese sistema , estarían condenados a una extrema gravedad que cambiaría todas las órbitas de los planetas del sistema ,  cualquier equilibrio orbital se alcanzaría con altas velocidades de traslación sobre este objeto y ya no sobre el sol...

Por otro lado coincido en que la palabra cosmológico está mal empleada, sería un fenómeno astronómico,

 

Un saludo

[AlbertR]

Efectivamente el desplazamiento radial de estrellas esquematizado en la imagen del post #4 del hilo, causado por el paso de un objeto masivo por delante de ellas es muy pequeño. Si ese desplazamiento llegase a notarse a simple vista significaría que el agujero negro ha penetrado tanto en el sistema solar que lo destruirá sin remedio.

Pero ese pequeño efecto sí puede ser captado por telescopios en una zona pequeña del cielo. Es más, si alguna vez un agujero negro se acerca bastante a nosotros probablemente lo descubriremos así: un telescopio automático que esté buscando asteroides, notará una pequeña alteración de posición y/o brillo de una estrella, que denunciará como posible asteroide. Analizado en más detalle, se verá que otras estrellas cercanas a ella en toda una pequeña zona, también aparecen movidas y/o con brillo alterado. A partir de aquí, se apuntará hacia allí telescopios grandes que observarán que el desplazamiento radial y las alteraciones de brillo van aumentando conforme el agujero negro se acerca.

Recientemente (31 de enero de 2022) se ha anunciado el primer candidato de la historia a “agujero negro muy lejano y aislado que se mueve” en nuestra galaxia. Ha sido detectado mediante el efecto lente gravitacional por el Telescopio Espacial Hubble, se trata del evento denominado MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462. Dice el abstract del estudio:

Presentamos la primera detección inequívoca y medición de masa de un agujero negro de masa estelar (BH) aislado. Utilizamos el telescopio espacial Hubble (HST) para llevar a cabo una astrometría precisa de la estrella fuente del evento de microlente de larga duración (t_E ~ 270 días) y gran aumento MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462. Las imágenes del HST, realizadas en ocho épocas durante un intervalo de seis años, revelan una clara desviación astrométrica relativista de la posición aparente de la estrella de fondo. La fotometría terrestre muestra una firma paraláctica del efecto del movimiento de la Tierra en la curva de luz de microlente. Combinando la astrometría del Hubble con la curva de luz terrestre y el paralaje derivado, obtenemos una masa de lente de 7,1 +/- 1,3 masas solares y una distancia de 1,58 +/- 0,18 kpc (~5153 años luz) de nosotros. Mostramos que la lente no emite luz detectable, lo que, además de tener una masa mayor que la posible para una enana blanca o una estrella de neutrones, confirma su naturaleza de agujero negro. Nuestro análisis también proporciona un movimiento propio absoluto para el BH. El movimiento propio se compensa con el movimiento medio de las estrellas del disco galáctico a distancias similares en una cantidad que corresponde a una velocidad espacial transversal de ~45 km/s, lo que sugiere que el agujero negro recibió una modesta "patada" natal de su explosión supernova.

Cuando vi la noticia, no la posteé entonces porque de momento el estudio solo aparece en arxiv, (por eso yo digo, tal vez con exceso de prudencia, "candidato" aunque los autores digan tajantemente en el abstract "Presentamos la primera detección inequívoca y medición de masa de un agujero negro de masa estelar (BH) aislado"). El estudio ya ha sido enviado para “peer review” a la revista Astrophysical Journal, estaremos atentos a ver si lo publican.

Fuente: An Isolated Stellar-Mass Black Hole Detected Through Astrometric Microlensing

Saludos.

 

Editado 24 de Febrero del 2022 por AlbertR

[IPZer0]

En 24/2/2022 a las 3:54, Richard R Richard dijo:

 Una cosa es ocultar las estrellas que vemos en el firmamento, para lo cual se requiere un objeto grande y cercano, no hace falta mas que trigonometría para calcularlo, una moneda cercana al ojo puede taparte casi todo el universo, y otra distinta es el efecto de lente el cual permitirá ver de todos modos a las estrellas desplazadas  que estan ubicadas detrás del objeto,  aparte de lo anterior vas a requerir que ese objeto tenga mucha masa, y cuando digo mucha masa digo mucha mas que la masa del sol, el sol solo puede desplazar objetos del fondo en 1.75 segundos de arco por efecto lente, pero  para solo correrlos 1 grado, si toda la relación en los cálculos  fuese lineal, (que no lo es), necesitas , y ahora sí que no me equivoco al escribir, son cerca de 2000 masas "solares"  ubicadas a la distancia que esta el sol, te imaginarás entonces  la cantidad de masas y lo próximo que se debería estar el objeto para desplazar un angulo cerca de 90 °  , es decir que un hemisferio celeste sea oscuro y el otro tenga todo el contenido de estrellas,  bueno no habría forma de tener este sistema planetario estable, solo se me ocurre, que un evento así sería similar a estar proximo al horizonte de un agujero negro,   no creo sea argumento potencialmente posible para una obra literaria de ficción, ya que los habitantes   de ese sistema , estarían condenados a una extrema gravedad que cambiaría todas las órbitas de los planetas del sistema ,  cualquier equilibrio orbital se alcanzaría con altas velocidades de traslación sobre este objeto y ya no sobre el sol...

Por otro lado coincido en que la palabra cosmológico está mal empleada, sería un fenómeno astronómico,

 

Un saludo

 

Entiendo, entonces voy a tener que buscarme la vida de otra forma para llamar la atención del lector, quizás pueda simplemente colocar un objeto mas pequeño y que se detecte de forma mas humilde. Con esto que me comentas se me ocurren algunas ideas para comenzar.

 

Pregunta, un objeto del tamaño de un planeta rocoso, que por razones desconocidas no reflejara brillo del sol y en distancias similares a marte, podría eclipsar de alguna forma la presencia de alguna estrella de forma puntual? (alguna estrella importante como la polar), algo apreciable a simple vista y con un telescopio

[AlbertR]

Sí, naturalmente que un planeta errante que se acercase al sistema solar podría por casualidad ocultar una estrella brillante. Si el planeta penetrase aproximadamente por el plano de la eclíptica solo podría ocultar estrellas de las constelaciones zodiacales, por allí hay algunas muy brillantes como Regulus, Spica, Aldebarán, Antares, Castor, Pollux,.. Lo que sucede es que una ocultación así solo duraría minutos.

 

Viniendo con un ángulo arbitrario respecto de la eclíptica podría, en principio, ocultar cualquier estrella, incluida Polaris, o Sirio la estrella más brillante del cielo.

El porcentaje de luz que un objeto refleja del sol se llama albedo. Hay objetos muy “negros” cuyo albedo es tan pequeño como ~0.05 (solo reflejan el 5% de la luz recibida). Pero si el cuerpo es un planeta errante del tamaño de por ejemplo Mercurio, que es el más pequeño de los planetas, y situado a la distancia de la órbita de Marte, aunque tuviese un albedo tan bajo como 0.01 aún reflejaría suficiente luz del Sol para ser visible a simple vista.

Saludos.

 

Editado 1 de Marzo del 2022 por AlbertR

[Richard R Richard]

hace 14 horas, IPZer0 dijo:

Pregunta, un objeto del tamaño de un planeta rocoso, que por razones desconocidas no reflejara brillo del sol y en distancias similares a marte, podría eclipsar de alguna forma la presencia de alguna estrella de forma puntual? (alguna estrella importante como la polar), algo apreciable a simple vista y con un telescopio

Si lo que buscas es que este objeto solido, no sea visible desde tierra hasta estar cercano a una órbita planetaria vecina, solo le encuentro la opción que sea construido por una inteligencia, que quizá no sea el tema de tu obra, si la forma geométrica del objeto tiende a la esfera  siempre reflejara luz solar, en mayor o menor medida por que  no se puede absorber el 100% de la luz recibida y un pequeño porcentaje es reflejada, entonces  siendo esférico reflejará en todas direcciones,  algo de radiación arribará a tierra y será visible,  

 

Pero si tiene caras facetadas (caras planas), y la superficie compuesta por tetraedros regulares, orientados en linea, puedes lograr que toda la radiación reflejada tome tres direcciones privilegiadas por cara y no todas, luego si esas direcciones privilegiadas no pasan por la tierra ni por los alrededores donde haya algún satélite, entonces no habría forma de distinguirlo sobre lo oscuro del firmamento, salvo por un transito (ocultar una estrella a su paso, eclipsarla) durante un periodo que depende de la velocidad tangencial (no radial)  respecto de tierra,

Digamos que es la misma técnica que se usa para invisibilidad en los radares pero aplicada a la luz visible reflejada.

En la practica hay objetos  cuyo albedo varia periódicamente  y despiertan interés porque podrían ser objetos que potencialmente hubiesen sido fabricados  en vez de ser objetos naturales, tal es el caso Oumuamua que lo hemos tratado aquí en el foro, es del tamaño de un asteroide y se lo ha podido observar al telescopio, con tamaño mas grande entonces no podría presentar ni siquiera rotación porque produciría  albedo variable o parpadeante y lo haría visible.... entonces el objeto necesariamente  tiene que presentar siempre la misma cara hacia el sol y su superficie cubierta con tetraedros como comente... Obviamente objetos naturales que cumplan con todo esto no han sido descubiertos.

 

 

Editado 2 de Marzo del 2022 por Richard R Richard

[Lucho2000]

Para ampliar un poquito el concepto de albedo te remito al tema albedo en wikipedia, allí lo explica bastante bien y da ejemplos de varias sustancias naturales y artificiales en la Tierra como también de los objetos del Sistema Solar.

 

El tema del albedo no me parece mal, solo debes buscar la relación densidad y tamaño del objeto, puede ser hierro y que este recubierto de una sustancia opaca a la luz como material volcánico para que tenga un albedo lo suficientemente bajo como para pasar desapercibido el suficiente tiempo y aunado al poco tamaño haría que no sea detectado y visible hasta que ya este muy cerca, tipo orbita de Júpiter. La alta densidad y tamaño correcto haría que una colisión con la Tierra o la Luna sea de una magnitud inimaginable.

También podría estar recubierto de hielo, lo que en un principio haría confundirlo con un cometa pero que al consumirse el hielo deje el núcleo al descubierto ya en una distancia muy próxima como para tener una reacción ante el hecho.

 

Si lo que estas haciendo es una obra literaria de ciencia ficción, tarde o temprano vas a tener que introducir algún hecho fantástico poco o nada real para mantener el suspense, lo 100% real científicamente hablando como que no mola mucho.

 

Saludos