El proyecto "Radio Jove" es una actividad educativa e
interactiva diseñada por la NASA. Este proyecto ha hecho posible que maestros,
estudiantes (universitarios y de escuela superior) y el público en general se
familiarice con las emisiones del Sol y de Júpiter participando de observaciones
astronómicas. Esto se logra a través de la construcción de un radiotelescopio
simple, de muy bajo costo. Es posible además compartir las observaciones con
otros participantes a través de la red electrónica.
Cuando hay mucha actividad en el Sol ocurren llamaradas ("Solar Flares") que
pueden durar desde décimas de minutos hasta varias horas y están asociadas con
el aumento en la emisión de radiación electromagnética (principalmente UV, rayos
X, rayos gamma) y la emisión de partículas con carga eléctrica (principalmente
protones y electrones) del Sol. La radiación viaja a la velocidad de la luz y
llega a la Tierra en 8 minutos pero las partículas tardan dos o tres dias en
llegar. La emisión electromagnética a longitudes de onda de radio asociado con
las llamaradas se observa entre 20 y 400 MHz. Las partículas con carga eléctrica
se conocen como el viento solar. Planetas como la Tierra o Júpiter, poseen
campos magnéticos que deflexionan al viento solar. Esta zona de deflexión es la
magnetosfera. Las partículas con carga quedan atrapadas y circulan alrededor de
las líneas de campo magnético. Esto causa un cambio en la velocidad de la
partícula y la emisión de ondas electromagnéticas (Bremsstrahlung magnético). La
frecuencia emitida es función de la intensidad del campo magnético y de la
velocidad inicial de la partícula. El viento solar al interactuar con el campo
magnético de la Tierra causa las auroras, puede afectar las redes eléctricas y
los sistemas de comunicación entre otros.
Las señales de radio en Júpiter se originan según las partículas con carga se
mueven a través de las líneas de campo magnético del planeta. Una fuente de
partículas cargadas que está cerca de Júpiter es su luna más cercana llamada Io.
Io es volcánicamente activa y esto resulta en que una nube de átomos de sulfuro
sea expulsada al espacio. La luz ultravioleta del Sol tiene energía suficiente
para remover un electrón de un átomo de sulfuro. Como Júpiter tiene un campo
magnético fuerte los electrones se mueven a lo largo de sus líneas de campo.
Como resultado ocurren las señales de radio de Júpiter.
El estudiar las emisiones de radio provenientes del Sol y de Júpiter provee a
los estudiantes una forma interesante y práctica de aprender astronomía, física
y electrónica. Las emisiones del Sol y de Júpiter pueden ser observadas haciendo
uso de un "receptor" de onda corta sintonizado a 20 MHz conectado a un dipolo
doble alineado este a oeste a una distancia de (&\lambda;)/2 sobre el
suelo. Para poder detectar señales de Júpiter que vayan por encima del fondo
galáctico se necesita una antena que tenga "ganancia" y direccionalidad. El
patrón de radiación del dipolo en el espacio puede ser visualizado como una dona
con el dipolo pasando por el centro. Por lo tanto el dipolo es más sensible a
señales que sean perpendiculares a su largo. Como el Sol y Júpiter trazan un
arco a través del cielo, estando cerca del horizonte en el este y el oeste, y
alto en el cielo cuando transita el meridiano, una antena fija no siempre tendrá
su flujo o haz principal apuntando hacia Júpiter por lo que una buena opción
para aumentar las posibilidades de detección es la de tener dos dipolos. No
podemos perder de vista que debe ser una antena poco costosa ya que se proyecta
que su construcción esté al alcance del público en general especialmente
escolares y teniendo esto en cuenta lo menos costoso es un dipolo.
Radio JOVE en Almería
Radio JOVE es un proyecto coordinado por un departamento de la NASA. La idea es que con la participación de cientos de voluntarios
alrededor del mundo, realizar estudios que ayuden a mejorar la comprensión de
las magnetoferas de Júpiter y de la Tierra. En el proyecto también están
comprendidos estudios sobre las emisiones solares.
Cada voluntario tiene un equipo con el que recoge datos. Luego envía sus
resultados más significativos al departamento de la NASA que lleva el
proyecto. La NASA utiliza los datos recogidos para mejorar los modelos
matemáticos.
Sobre este proyecto hay ingente cantidad de información en internet. El
único inconveniente pudiera ser que se encuentra en inglés.
Un grupo de miembros de la Asociación Orión quería iniciarse en Radio
Astronomía. Estuvimos documentándonos en revistas e internet. El proyecto que
parecía más asequible para empezar fue el JOVE. Aún así tuvimos
inconvenientes:
Lo primero fue conseguir el dinero para el equipo. A pesar de ser de los
equipos más baratos, costaba 150 euros.
El segundo problema fue pedir el kit del equipo a EEUU. La forma de pago
fue acordada con el encargado de suministro de equipos. Lo más conveniente
desde España fue el sistema de envío de dinero de Western Union. Aportaba
seguridad y no era caro. El equipo llegó en menos de diez dias.
El montaje viene muy bien detallado en el manual. Tras muchas horas de
trabajo terminamos el receptor y la antena. Hicimos los ajustes finales y lo
pusimos en funcionamiento.
Coordinadores del Proyecto JOVE Almería (Asociación Orión):
Leopoldo Enciso
Samuel Góngora
Alberto Kuntz
Francisco Martínez
Fermín Román
Los extraños sonidos de Júpiter pueden ser escuchados por medio de un canal de
audio en Internet, patrocinado por la NASA. Olas que se estrellan en la playa.
Pájaros carpinteros picoteando los árboles. Ballenas que llaman melancólicamente
a través del océano.
Esos son los sonidos de Júpiter.
En Júpiter
no hay ballenas ni pájaros carpinteros. No hay playas. Pero de todos modos
Júpiter envía esos sonidos hacia la Tierra. Emergen de los altoparlantes de los
radios de onda corta durante las ocasionales e intensas tormentas radiales del
gigante gaseoso, causadas por radio-láseres naturales cerca de los polos
magnéticos del planeta
Muchos radioaficionados han escuchado estas
tormentas, ya entrada la noche cuando Júpiter se encuentra alto en el cielo.
Ahora todos podemos escucharlas también, en línea, gracias a un audio enlace en
vivo con el Radio Observatorio de la Universidad de Florida, financiado por la
NASA.
No muy lejos del sinuoso Río Suwanee en Florida central, hay una
formación de extrañas antenas: carpas indias en espiral y desgarbadas
direccionales. Cada noche son dirigidas hacia Júpiter, monitoreando el planeta
en busca de explosiones de radio en la banda de frecuencias de 18 a 32 MHz.
Sensitivos receptores traducen las ondas de radio del planeta a sonidos de
audio. Durante una fuerte tormenta, el cuarto de control del observatorio se
llena de ecos de extrañas cacofonías.
Las radiotormentas jovianas, detectadas por primera vez en
1955, son dirigidas hacia la Tierra por radio-láseres localizados cerca de los
polos magnéticos de Júpiter. Los láseres de la Tierra, en los laboratorios y en
los salones de clase, son construcciones humanas hechas de alambres, cristales,
y otros componentes electrónicos. Los radio-láseres de Júpiter son naturales,
hechos de plasma (gases ionizados) y campos magnéticos. Corrientes de alta
velocidad de plasma magnetizado fluyen hacia las regiones polares del planeta y
emiten ondas de radio, en un proceso conocido como "mecanismo ciclotrón máser".
Cuando este mecanismo está operando, el gigante gaseoso puede opacar incluso al
Sol como fuente de radio.
Los láseres reciben su energía, en parte, de la
luna Io. Los volcanes de Io arrojan gas eléctricamente conductivo hacia la
magnetósfera de Júpiter (la región del espacio controlada por el campo magnético
del planeta), donde se reúne en una región con forma de rosquilla, el "toro de
Io". Estas "ondas Alfven", guiadas por fuerzas
magnéticas, llevan alrededor de 40 billones de watts de energía a las regiones
polares jovianas, más que suficiente como para alimentar las tormentas de
radio.
Las emisiones jovianas de radio controladas por Io no salen en todas
direcciones. El haz de radio-láser tiene la forma de un ancho cono vacío. Si la
Tierra se encuentra dentro del cono, no escuchamos nada. Si se encuentra fuera
del cono, tampoco escuchamos. Pero si la Tierra está en el fino borde del cono,
podemos oír algunas fuertes explosiones de radio.
Júpiter rota una vez
cada 10 horas y el cono rota con él, como la luz de un faro. Para captar una
tormenta de radio es necesario conocer 1) cuándo estará la Tierra alineada con
el borde del cono, y 2) cuándo estará Io en la posición correcta para verter
energía eléctrica en la zona de tormenta.
Cuando Ud. esté sintonizado, no espere escuchar una corriente
continua de picoteos y susurros. La fuente de radio de Júpiter es intermitente.
Podría usted oír solamente estática durante una hora. Entonces, justo cuando uno
está listo para abandonar, surgirá la tormenta. Picoteos de fuego rápido, fuerte
e insistente, susurros tipo onda, ondulando suavemente. Puede que duren
solamente unos minutos, o aún segundos. No hay dos tormentas iguales, y eso es
lo que las hace divertidas de escuchar.
Los astrónomos profesionales
estudian estas tormentas porque revelan mucho sobre Júpiter, especialmente sobre
su rotación y magnetismo. El haz de radio con forma de cono está unido al campo
magnético del planeta, que emerge desde el interior de Júpiter. Al rastrear el
haz de radio mientas va girando, los astrónomos han logrado medir la rotación
del escondido interior del planeta con una precisión de milisegundos.
La
magnetosfera de Júpiter es enorme. Es aproximadamente 10 veces más ancha que la
del Sol, y su cola, estirada hacia fuera por el viento solar, se extiende más
allá de Saturno. Algún día, esperan los astrónomos, la enorme magnetosfera va a
dar una voltereta. El campo magnético del Sol revierte su polaridad cada 11
años; el de la Tierra también se invierte, en promedio, cada 300.000 años. Esto
parece ser un comportamiento normal para los dínamos magnéticos en las estrellas
y en los planetas. ¿Cuándo se revertirá el campo joviano?
Los radio
escuchas podrían ser los primeros en saberlo. Cuando el campo magnético comience
a cambiar, también lo hará el haz de radio de Júpiter. La Tierra entrará en el
cono en momentos inesperados, sorprendiendo a los escuchas con tormentas no
agendadas. Y, quizás, los usuales golpecitos y llamadas de ballena se
transformarán en algo nuevo (¿ladridos y aullidos?) a medida que el vasto campo
magnético se reacomoda a sí mismo. La escucha por internet no es la única forma
de sintonizar a Júpiter. La NASA sostiene también un programa educativo para
muchachos (jóvenes y viejos) llamado Radio JOVE. Suscríbase, y podrá comprar un
equipo de radiotelescopio, construir su propio observatorio, y comenzar a
escuchar desde su propio patio trasero, o desde el patio de la
escuela.
Picoteos. Golpeteos. Susurros. Es demasiada diversión como para
que solamente la disfruten los profesionales.
Cuando hay mucha actividad en el Sol ocurren llamaradas ("Solar Flares") que
pueden durar desde décimas de minutos hasta varias horas y están asociadas con
el aumento en la emisión de radiación electromagnética (principalmente UV, rayos
X, rayos gamma) y la emisión de partículas con carga eléctrica (principalmente
protones y electrones) del Sol. La radiación viaja a la velocidad de la luz y
llega a la Tierra en 8 minutos pero las partículas tardan dos o tres dias en
llegar. La emisión electromagnética a longitudes de onda de radio asociado con
las llamaradas se observa entre 20 y 400 MHz. Las partículas con carga eléctrica
se conocen como el viento solar. Planetas como la Tierra o Júpiter, poseen
campos magnéticos que deflexionan al viento solar. Esta zona de deflexión es la
magnetosfera. Las partículas con carga quedan atrapadas y circulan alrededor de
las líneas de campo magnético. Esto causa un cambio en la velocidad de la
partícula y la emisión de ondas electromagnéticas (Bremsstrahlung magnético). La
frecuencia emitida es función de la intensidad del campo magnético y de la
velocidad inicial de la partícula. El viento solar al interactuar con el campo
magnético de la Tierra causa las auroras, puede afectar las redes eléctricas y
los sistemas de comunicación entre otros.
