Astronomía

¿Cómo habría aparecido el Tycho Impact desde la Tierra?

¿Cómo habría aparecido el Tycho Impact desde la Tierra?


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Se cree que el cráter Tycho es el impacto importante más joven en la Luna, estimado en 108 millones de años. Esto lo pone firmemente en el reinado de los dinosaurios, siento curiosidad por saber qué habrían presenciado nuestros hermanos lagarto trueno.

Aproximadamente, ¿qué tan brillante habría sido el destello inicial? ¿Se habría dejado una cicatriz brillante en la Luna durante días, semanas o meses? ¿Habría estado la Tierra sujeta a espectaculares lluvias de meteoritos a partir de escombros eyectados? ¿Se habrían sentido otros efectos en la Tierra? Supongo que se necesitaría una simulación para responder con precisión a estas preguntas, pero espero que se puedan hacer algunas estimaciones razonables mediante la comparación de estudios de otros impactos.

Finalmente, ¿fue el impacto de Tycho de mayor o menor magnitud que el impacto de Shoemaker-Levy 9 en 1994?


Encontré una respuesta parcial en este artículo sobre el cráter Giordano Bruno, más pequeño y más joven.

El impacto que creó el cráter de 22 km de ancho habría levantado 10 millones de toneladas de escombros, provocando una tormenta de meteoros similar a una ventisca de una semana de duración en la Tierra ...

Entonces, los efectos secundarios del impacto de Tycho habrían sido aún más espectaculares. Sin embargo, no sé si los fragmentos habrían sido lo suficientemente grandes como para devastar la superficie de la Tierra.

Al experimentar con un simulador de impacto en línea, parece que el impacto de Tycho fue del orden de 1,00x10 ^ 23 julios, a juzgar por el tamaño del cráter. Esto es aproximadamente cuatro veces mayor que el impacto del fragmento G de Shoemaker-Levy 9. Cuando se consideran todos los fragmentos, sería justo decir que los humanos han sido testigos de un impacto de magnitud similar a Tycho.


Hoy en la ciencia: Tycho Brahe

Museo Tycho Brahe, Hven, Via Politiken.

14 de diciembre de 1546. Hoy es el 470 cumpleaños de Tycho Brahe. Fue tan influyente que muchos astrónomos hoy lo llaman simplemente Tycho. Lo recordamos por su nariz dorada y por sus medidas altamente precisas de las posiciones de los planetas y de más de 777 estrellas fijas. Más tarde, el asistente de Tycho, Johannes Kepler, utilizó las medidas de planetas y estrellas de su maestro para revolucionar la física y la astronomía con sus tres leyes del movimiento planetario.

Tycho nació poco antes de la invención de los telescopios, en Dinamarca, el 14 de diciembre de 1546. Creció con su rico tío que pagó su educación en derecho en la Universidad de Copenhague de 1559 a 1562. El 21 de agosto de 1560, un El eclipse total de sol desvió el curso de Tycho hacia la astronomía. Se decía que Tycho, de 14 años, estaba asombrado más allá de las palabras, y nació su pasión por la astronomía. A partir de ese día, Tycho dividió su tiempo entre la ley, para satisfacer los deseos de su tío, y la astronomía para satisfacer su propia curiosidad. Su profesor de matemáticas lo ayudó con el único libro de astronomía disponible: uno de los trabajos de Ptolomeo que describe el modelo geocéntrico & # 8211 o centrado en la Tierra & # 8211 del universo.

Después de terminar sus estudios en la Universidad de Copenhague, el tío de Tycho lo envió a la Universidad de Leipzig para más estudios hasta 1565. En 1563, Tycho hizo su primera observación astronómica recodificada, de la conjunción de Júpiter y Saturno. Poco después, descubrió que tales eventos ya estaban predichos en varios almanaques, pero, en ese momento, eran extremadamente inexactos. Decidió dedicarse a corregir las predicciones existentes.

Fue en 1566, mientras se batía en duelo con espadas con su primo tercero, que Tycho perdió parte de la nariz. Posteriormente, usó una prótesis nasal de metal.

Durante los siguientes cinco años, después de completar sus estudios, viajó por Europa y recopiló instrumentos para la observación astronómica. Alrededor de 1571, después de heredar de su tío y padre, Tycho se instaló en un castillo en lo que ahora es una isla de Suecia. Unos años más tarde, construyó un pequeño y ahora famoso observatorio al que llamó Uraniborg, como tributo a Urania, la musa de la astronomía.

Tycho & # 8217s castle & # 8211 sitio de uno de los observatorios más famosos del mundo & # 8217s & # 8211 Uraniborg en la isla de Hven, construido entre 1576 y 1580. Esta representación del edificio principal de Uraniborg & # 8217 es de un grabado de cobre de Blaeu & # 8217s Atlas Major, publicado en 1663. Imagen vía Wikimedia Commons.

Tycho usó su dinero en otras cosas además de la astronomía. Si hubiera vivido en los tiempos modernos, se le habría llamado un fiestero y habría tenido invitados habituales con quienes beber. Incluso tenía un bufón. Algunos dicen que también tuvo un alce domesticado que murió al caerse por las escaleras después de beber demasiada cerveza.

El 11 de noviembre de 1572, el evento más asombroso ocurrió frente a los ojos de Tycho: vio aparecer una nueva estrella, brillando más que el cielo y el tercer objeto más brillante (después del sol y la luna), el planeta Venus. La estrella & # 8220new & # 8221 aparece en dirección a la constelación Cassiopeia the Queen. El escribio:

Cuando, según mi costumbre, estaba contemplando las estrellas en un cielo despejado, noté que una estrella nueva e inusual, superando a las otras estrellas en brillo, brillaba casi directamente sobre mi cabeza. Y desde que casi desde la niñez conocía perfectamente todas las estrellas del cielo. . . Para mí era bastante evidente que nunca antes había habido ninguna estrella en ese lugar del cielo, ni siquiera la más pequeña, por no hablar de una estrella tan conspicuamente brillante como esta. Estaba tan asombrado ante esta visión que no me avergoncé de dudar de la veracidad de mis propios ojos.

Esta era una perspectiva muy preocupante para su época, cuando se suponía que el cielo era un símbolo de perfección y constancia. Además de esta nueva estrella, la teoría copernicana ya sacudió la ideología de la época. Este evento fue el tema del primer artículo de Tycho que confirmó su capacidad como astrónomo. El escribio:

Concluyo, por lo tanto, que esta estrella no es una especie de cometa o un meteoro ardiente & # 8230 sino que es una estrella que brilla en el firmamento mismo & # 8211 una que nunca antes se había visto antes de nuestro tiempo, en ninguna época desde el comienzo del mundo.

Hoy sabemos que esta estrella era una supernova, una de las pocas vistas en la historia registrada. En honor al gran astrónomo cuya mente lo aceptó tan abiertamente, la supernova de 1572 a veces se llama Tycho & # 8217s Star.

Tycho & # 8217s Armillary a través de Wikimedia Commons.

A lo largo de su vida, Brahe también fue artista. Le encantaba hacer que las cosas, como sus instrumentos astronómicos, se vieran hermosas. Arriba está su plan para un armilar, un instrumento utilizado para medir las posiciones de los objetos celestes. Los círculos se dividen en grados. Fíjate en la cantidad de detalles y decoración.

Fue alrededor de 1600, un año antes de la muerte de Tycho, cuando Kepler entró en escena. Kepler creía en la teoría copernicana y estaba tratando de explicar el movimiento planetario, especialmente el problema del movimiento retrógrado de Marte. Kepler entendió que necesitaba la medida más precisa para resolver este acertijo, por lo que se dispuso a ver a Tycho y obtenerlos.

Tycho no fue muy cooperativo al principio. De hecho, los dos no se llevaban muy bien. Kepler finalmente pudo poner sus manos en las observaciones de Tycho (no está claro cómo, algunos dicen que podría haberlas robado).

Los usó para idear sus tres leyes del movimiento planetario, que se convirtieron en la base de las posteriores revelaciones de Isaac Newton sobre la gravedad.

Obtenga más información sobre la relación de Tycho y # 8217 con Kepler en este episodio de la serie Cosmos de Carl Sagan y # 8217.

Tycho murió en 1600 debido a un problema de vejiga. Las circunstancias que rodearon su muerte fueron extrañas, algunos dicen & # 8230 tan extrañas como su vida en general.

Via Encyclopaedia Britannica, Eduard Ender (1822-1883).

En pocas palabras: Tycho Brahe nació hace 470 años en la actualidad. Es recordado por su carácter único y por las medidas precisas de las posiciones de las estrellas y los planetas. Su trabajo fue utilizado más tarde por Johannes Kepler para diseñar sus tres leyes del movimiento planetario.


Hubble dispara a la luna. De nuevo.

Trabajé con el telescopio espacial Hubble (HST) durante muchos años. Primero fue con los primeros datos (tomados semanas después del lanzamiento) para mi investigación de doctorado, y luego varios años ayudando a construir y calibrar una cámara a bordo llamada STIS. Trabajando con HST (como lo llamamos los que lo conocemos) y haciendo tanto alcance como yo, aprendí rápidamente que hay muchos conceptos erróneos sobre el observatorio orbital.

Uno de los más frecuentes es que no puede observar la Luna, porque nuestro satélite natural es demasiado brillante. Intentar tomar una foto dañaría los detectores del Hubble.

Eso no es cierto. Bueno no totalmente cierto. Algunas cámaras en HST son muy sensibles y podrían dañarse si se apuntan a una fuente brillante. ¡La cámara ultravioleta en la que trabajé era tan sensible que se freiría si tuviera algún tipo de estrellas demasiado débiles para verlas a simple vista!

Pero otras cámaras funcionan bien con fuentes brillantes, y eso incluye la Cámara avanzada para encuestas. El 11 de enero de 2012, tomó esta increíble imagen de la Luna:

Ese es el cráter Tycho, posiblemente el más famoso de la Luna. Primero, es bastante fácil detectar cerca de la Luna Llena con solo prismáticos columnas de material que salpican cuando el cráter se formó hace más de 100 millones de años y volvió a la superficie, creando largas serpentinas llamadas rayos que irradian desde el cráter. Son brillantes y obvios, y encantadores a través de un pequeño telescopio. Puede ver un indicio de ellos en la imagen del Hubble.

Además, Tycho fue donde se encontró el Monolito, enterrado hace 4 millones de años por extraterrestres extremadamente avanzados. Así que ahí está.

Tycho es bastante redondo. Solo parece elíptica en la imagen del Hubble porque el telescopio vio el cráter en ángulo. A juzgar por la relación entre el eje corto y el eje largo, estaba bastante cerca de los 45 °. Observe que los cráteres a su alrededor están distorsionados de manera similar. Como prueba, aquí hay una foto de Tycho tomada por el Lunar Reconnaissance Orbiter, mirando directamente hacia el lugar del impacto masivo:

¿Ver? Redondo. Y fíjate, lo que estás viendo es enorme: ¡Tycho tiene más de 85 kilómetros (53 millas) de ancho! Si lo que fuera que golpeara la Luna para formar Tycho hubiera golpeado la Tierra, no estaríamos aquí para hablar de eso. Ese asteroide probablemente era más grande que cualquier montaña de la Tierra.

Notaré que esta es una imagen de gran angular de LRO. También tiene una cámara que tiene más aumento, y tomó esta, una de mis fotos favoritas de la Luna de todos los tiempos, que muestra las montañas en el mismo centro de Tycho:

Ahí vas. La Luna no es demasiado brillante para el Hubble. Aunque es gracioso es difícil de observar por el HST, pero en realidad se debe a que se mueve demasiado rápido en el cielo. El Hubble no está diseñado para rastrear tan rápido, por lo que lo que hacen para observarlo es ponerlo en "modo emboscada": apunte al Hubble hacia el cielo donde pronto estará la Luna, luego espere. Cuando la Luna se acerca, el Hubble toma la instantánea. Esto se ha hecho muchas veces, de hecho (como en 1999 y 2005).

En este caso, la toma de Tycho fue tomada como preparación para el tránsito de Venus el año pasado. Lo sé, suena extraño, pero la idea era que cuando Venus pasara frente al Sol, la luz solar se transmitiera a través de la atmósfera de Venus. Las diferentes moléculas en el aire del planeta absorberían selectivamente colores muy discretos de la luz solar. Los astrónomos esperaban que la huella digital fuera visible en sus observaciones de la Luna, iluminada por la misma luz solar filtrada por Venus. De esta manera, podrían hacer observaciones similares cuando los exoplanetas (mundos extraterrestres) transiten por sus propias estrellas como se ven desde la Tierra, lo que posiblemente lleve a la detección de los componentes atmosféricos de esos planetas. Es una idea inteligente.

Y, señalaré, se hizo usando STIS, ¡la cámara en la que trabajé! Así que es genial ver que esto se completa.


Educación

De los 12 a los 15 años, Tycho asistió a la Universidad de Copenhague para estudiar latín y griego, lógica y retórica, y posiblemente algo de hebreo. La inscripción en latín de la Universidad se traduce como "Él mira hacia la luz del cielo"; no hay nadie que ingresó a la universidad para quien esto fue más apropiado que Tycho Brahe.

Ya, a esta temprana edad, Tycho estaba desarrollando un interés por la astronomía que él mismo aprendió. Sabemos, por ejemplo, que compró el texto medieval de Sacrobosco En las esferas, y el más avanzado Cosmografía por Peter Apian y Trigonometría por Regiomontanus. También compró tablas compiladas por Giovanni Carelli y Johannes Stadius que predijeron las posiciones de los planetas a lo largo del tiempo según Ptolomeo y Copérnico, respectivamente, y compararía sus predicciones.

Después de la Universidad de Copenhague, Tycho siguió la tradición de los Oxe, no la familia Brahe, a la que iría en un Gran Tour por las universidades de Europa.

Entonces, a la edad de 15 años, Tycho, acompañado por su tutor de 19 años, Anders Vedel, viajó a la Universidad de Leipzig en 1562, donde permanecieron durante dos años. Fue aquí donde a Tycho se le enseñó un plan de estudios de idiomas y cultura clásica, pero en secreto compró y leyó libros sobre astronomía. También compró una esfera celeste y los mapas estelares de Alberto Durero.

Un momento clave fue cuando comparó la posición real de los planetas con las tablas de Carelli y Stadius. Lo hizo alineando un planeta y dos estrellas con una cuerda tensa y estimó la posición del planeta a partir de las mismas dos estrellas en su globo celeste. Pronto se dio cuenta de que las predicciones de las posiciones planetarias de Ptolomeo y Copérnico eran inexactas.

En 1563 presenció la conjunción de Júpiter y Saturno, y nuevamente descubrió que aunque las predicciones de Copérnico eran superiores, sus errores aún eran fácilmente detectables por un joven de 16 años.

Tycho se dio cuenta de que para mejorar este estado de cosas necesitaría un conjunto sustancial de observaciones más precisas de las estrellas y los planetas a lo largo del tiempo de lo que se había logrado anteriormente.

Este sería el trabajo de su vida.


NOTAS

1.Opera omina, II, 342–343 V, 81, Dreyer (1890), pág. 30, se equivocó al describir a los Hainzel.

2.Diálogo sobre los dos principales sistemas mundiales, Stillman Drake, trad. (Los Ángeles, 1962), págs. 358 y sigs.

3. Pingré Cométografía, I (1783), 511, dice que el cometa fue visto en Perú el 1 de noviembre.

5.En Elementisch oc JordischASTROLOGIA , 1591.

9. Una andanada, artículo 3026 en Zinner, Geschichte und Bioliographie (Leipzig, 1941), no está incluido.


Comentarios

Me he preguntado acerca de ese rayo tangente que va hacia el suroeste lunar desde Tycho. El punto donde el rayo tangente y el rayo doble se cruzarían está casi en el borde occidental lunar de Tycho. Puedo imaginarme al asteroide viniendo desde el oeste en un ángulo bajo, levantando los escombros que formaron el rayo tangente y el rayo doble, y continuando penetrando en la superficie lunar y excavando el cráter. Pero eso es solo la imaginación de un laico. Espero que los selenólogos lo resuelvan y creen una animación genial del impacto.

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Antonio,
Es una idea interesante. Estudiando el cráter (o mirando las fotos) parece plausible. Otra posibilidad podría ser que el asteroide se fracturara en el camino y un fragmento no alcanzara a Tycho para crear esos rayos.

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Mmm. Ese también es un pensamiento interesante. ¿Qué haría que el asteroide se fracturara? No hay atmósfera para calentarlo y crear un arco de choque. Si el asteroide estuviera suelto y girando, supongo que una interacción de marea podría separarlo. .

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Probablemente esa sería la única opción. También podría haberse roto antes y las piezas permanecieron cerca una de la otra hasta que golpearon la Luna una tras otra.


El proceso de cráteres

Consideremos cómo un impacto a estas altas velocidades produce un cráter. Cuando un proyectil tan rápido golpea un planeta, penetra dos o tres veces su propio diámetro antes de detenerse. Durante estos pocos segundos, su energía de movimiento se transfiere a una onda de choque (que se propaga a través del cuerpo objetivo) y al calor (que vaporiza la mayor parte del proyectil y parte del objetivo circundante). La onda de choque fractura la roca del objetivo, mientras que el vapor de silicato en expansión genera una explosión similar a la de una bomba nuclear detonada a nivel del suelo (Figura 2). El tamaño del cráter excavado depende principalmente de la velocidad del impacto, pero generalmente es de 10 a 15 veces el diámetro del proyectil.

Figura 2. Etapas en la formación de un cráter de impacto: (a) Se produce el impacto. (b) El proyectil se vaporiza y una onda de choque se propaga a través de la roca lunar. (c) Las eyecciones se arrojan fuera del cráter. (d) La mayor parte del material expulsado cae hacia atrás para llenar el cráter, formando una capa de material expulsado.

Figura 3. Cráter de impacto típico: King Crater en el lado opuesto de la Luna, un cráter lunar bastante reciente de 75 kilómetros de diámetro, muestra la mayoría de las características asociadas con las grandes estructuras de impacto. (crédito: NASA / JSC / Arizona State University)

Una explosión de impacto del tipo descrito anteriormente conduce a un tipo de cráter característico, como se muestra en la Figura 3. La cavidad central tiene inicialmente forma de cuenco (la palabra & # 8220crater & # 8221 proviene de la palabra griega & # 8220bowl & # 8221) , pero el rebote de la corteza la llena parcialmente, produciendo un piso plano y en ocasiones creando un pico central. Alrededor del borde, los deslizamientos de tierra crean una serie de terrazas.

El borde del cráter se eleva por la fuerza de la explosión, por lo que se eleva por encima del suelo y del terreno adyacente. Rodeando el borde hay un manta de eyección que consiste en material arrojado por la explosión.

Estos escombros retroceden para crear una región accidentada y montañosa, típicamente tan ancha como el diámetro del cráter. Las eyecciones adicionales de mayor velocidad caen a mayores distancias del cráter, a menudo excavando pequeños cráteres secundarios donde golpean la superficie.

Algunas de estas corrientes de eyección pueden extenderse por cientos o incluso miles de kilómetros desde el cráter, creando el brillo rayos de cráter que son prominentes en las fotos lunares tomadas casi en fase completa. Los rayos de cráter lunares más brillantes están asociados con cráteres jóvenes grandes como Kepler y Tycho.

Observando la Luna

La Luna es una de las vistas más hermosas del cielo, y es el único objeto lo suficientemente cerca para revelar su topografía (características de la superficie como montañas y valles) sin la visita de una nave espacial. Un telescopio aficionado bastante pequeño muestra fácilmente cráteres y montañas en la Luna tan pequeños como unos pocos kilómetros de diámetro.

Incluso visto a través de un buen par de binoculares, podemos observar que la apariencia de la superficie de la Luna cambia drásticamente con su fase. En fase completa, casi no muestra detalles topográficos, y debe mirar de cerca para ver más de unos pocos cráteres. Esto se debe a que la luz del sol ilumina la superficie directamente y, en esta iluminación plana, no se proyectan sombras. Mucho más reveladora es la vista cerca del primer o tercer trimestre, cuando la luz solar fluye desde un lado, lo que hace que las características topográficas proyecten sombras nítidas. Casi siempre es más gratificante estudiar una superficie planetaria bajo una iluminación tan oblicua, cuando se puede obtener la máxima información sobre el relieve de la superficie.

Sin embargo, la iluminación plana en fase completa acentúa los contrastes de brillo en la Luna, como los que se encuentran entre el maría y las tierras altas. Observe en la Figura 4 que varios de los grandes cráteres de la yegua parecen estar rodeados de material blanco y que las rayas o rayos de luz que pueden extenderse por cientos de kilómetros a través de la superficie son claramente visibles. Estas características más ligeras son eyecciones, salpicadas por el impacto que forma el cráter.

Figura 4. Aspecto de la Luna en diferentes fases: (a) La iluminación del costado resalta los cráteres y otras características topográficas, como se ve en el extremo izquierdo. (b) En fase completa, no hay sombras y es más difícil ver tales características. Sin embargo, la iluminación plana en fase completa resalta algunas características de la superficie, como los brillantes rayos de eyección que se extienden desde unos pocos cráteres grandes y jóvenes. (crédito: modificación del trabajo de Luc Viatour)

Por cierto, no hay peligro en mirar la Luna con binoculares o telescopios. La luz del sol reflejada nunca es lo suficientemente brillante como para dañar sus ojos. De hecho, la superficie de la Luna iluminada por el sol tiene aproximadamente el mismo brillo que un paisaje de roca oscura iluminado por el sol en la Tierra. Aunque la Luna parece brillante en el cielo nocturno, su superficie es, en promedio, mucho menos reflectante que la de la Tierra, con su atmósfera y nubes blancas. Esta diferencia está muy bien ilustrada por la foto de la Luna pasando frente a la Tierra tomada desde la nave espacial Deep Space Climate Observatory (Figura 5). Dado que la nave espacial tomó la imagen desde una posición dentro de la órbita de la Tierra, vemos ambos objetos completamente iluminados (Luna llena y Tierra llena). Por cierto, no se pueden ver muchos detalles en la Luna porque la exposición se ha configurado para dar una imagen brillante de la Tierra, no de la Luna.

Figura 5. La luna cruzando la faz de la Tierra: En esta imagen de 2015 de la nave espacial Deep Space Climate Observatory, ambos objetos están completamente iluminados, pero la Luna se ve más oscura porque tiene una reflectividad promedio mucho más baja que la Tierra. (crédito: modificación del trabajo por NASA, equipo DSCOVR EPIC)

Una cosa interesante acerca de la Luna que se puede ver sin binoculares o telescopios se llama popularmente & # 8220 la Luna nueva en los brazos de la Luna vieja & # 8221 Mire la Luna cuando es una media luna delgada, y a menudo puede distinguir el tenue círculo de todo el disco lunar, a pesar de que la luz del sol brilla solo en la media luna. El resto del disco no está iluminado por la luz solar, sino por la luz de la tierra, la luz del sol reflejada desde la Tierra. La luz de la Tierra llena en la Luna es aproximadamente 50 veces más brillante que la de la Luna llena que brilla en la Tierra.


Carrera madura de Tycho Brahe

La nueva estrella en la constelación Cassiopeia había hecho que Tycho se dedicara nuevamente a la astronomía. Una decisión inmediata fue establecer un gran observatorio para observaciones regulares de eventos celestes. Su plan de establecer este observatorio en Alemania impulsó al rey Federico II a mantenerlo en Dinamarca otorgándole el título en 1576 a la isla de Ven (antes Hven), en el medio de The Sound y aproximadamente a medio camino entre Copenhague y Helsingør, junto con las finanzas apoyo a los edificios del observatorio y del laboratorio. Tycho llamó al observatorio Uraniborg, en honor a Urania, la musa de la astronomía. Rodeado de eruditos y visitado por viajeros eruditos de toda Europa, Tycho y sus asistentes recopilaron observaciones y corrigieron sustancialmente casi todos los registros astronómicos conocidos.

Tycho era tanto un artista como un científico y un artesano, y todo lo que emprendía o de lo que se rodeaba tenía que ser innovador y hermoso. Estableció una imprenta para producir y encuadernar sus manuscritos a su manera, importó artesanos de Augsburgo para construir los mejores instrumentos astronómicos, indujo a artistas y arquitectos italianos y holandeses a diseñar y decorar su observatorio, e inventó un sistema de presión para proporcionar la entonces poco común conveniencia de las instalaciones sanitarias. Uraniborg cumplió las esperanzas del rey y amigo de Tycho, Federico II, de que se convertiría en el centro de estudios y descubrimientos astronómicos en el norte de Europa.

Pero Frederick murió en 1588, y bajo su hijo, Christian IV, la influencia de Tycho disminuyó, la mayor parte de sus ingresos se detuvo, en parte debido a las crecientes necesidades de dinero del estado. Sin embargo, malcriado por Frederick, Tycho se había vuelto irrazonablemente exigente de más dinero y menos inclinado a llevar a cabo los deberes cívicos requeridos por sus ingresos de tierras estatales.

En desacuerdo con las tres grandes potencias: rey, iglesia y nobleza, Tycho dejó Ven en 1597 y, tras breves estancias en Rostock y en Wandsbek, cerca de Hamburgo, se estableció en Praga en 1599 bajo el patrocinio del emperador Rodolfo II, quien También en años posteriores apoyó al astrónomo Johannes Kepler.

La mayor parte del trabajo de la vida de Tycho, realizar y registrar observaciones astronómicas precisas, ya se había realizado en Uraniborg. A sus observaciones anteriores, en particular a su prueba de que la nova de 1572 era una estrella, añadió un estudio exhaustivo del sistema solar y su prueba de que la órbita del cometa de 1577 estaba más allá de la Luna. Propuso un sistema copernicano modificado en el que los planetas giraban alrededor del Sol, que a su vez se movía alrededor de la Tierra estacionaria. Lo que Tycho logró, usando solo sus instrumentos simples y talentos prácticos, sigue siendo un logro sobresaliente del Renacimiento.

Tycho intentó continuar sus observaciones en Praga con los pocos instrumentos que había rescatado de Uraniborg, pero el espíritu no estaba allí y murió en 1601, dejando todos sus datos de observación a Kepler, su alumno y asistente en los últimos años. Hubo una lucha entre Kepler y los herederos de Tycho con respecto a la propiedad de los datos. Cuando se resolvió, con esos datos, Kepler sentó las bases para el trabajo de Sir Isaac Newton.


Los picos centrales de Tycho

Una de mis cosas favoritas de vivir en Colorado es la vista de las montañas. Incluso a fines de la primavera, las Montañas Rocosas cercanas son lo suficientemente altas como para tener nieve, y una lluvia decente donde vivo significa más nieve en los picos más altos. Si es lo suficientemente profundo, las montañas pierden todo contraste, apareciendo simplemente como figuras blancas y dolorosas que se elevan hacia el cielo.

Y puede que sea por eso que amo tanto la imagen de arriba. A decir verdad, si no te lo hubiera dicho, ¿habrías adivinado que esas son montañas? ¿en la Luna?

Más mala astronomía

Pero son. Ese grupo de picos se encuentra justo en el centro del gran cráter Tycho, en el hemisferio sur de la Luna en el lado cercano. Mira los picos en contexto:

Amplia vista de los picos centrales del cráter Tycho. Crédito: NASA / GSFC / Universidad Estatal de Arizona

Ah, ¿lo entiendes ahora? En esta vista oblicua tomada por el Lunar Reconnaissance Orbiter cuando estaba a solo 59 kilómetros sobre la superficie de la Luna, la pared del borde del cráter lejano de Tycho se puede ver sobre las montañas y el borde cercano debajo de ellas. El Sol estaba alto en el cielo cuando se tomó esto, por lo que las sombras son cortas, lo que le da al paisaje su cualidad luminosa.

Por lo general, LRO observa el área de la Luna directamente debajo de ella, pero a veces se le ordena mirar hacia un lado para obtener una vista más amplia del paisaje lunar. En este caso, ayuda a obtener contexto para estas montañas, en lugar de simplemente verlas desde arriba.

Contraste esto con cómo aparecen cuando el sol está bajo:

Imagen del Orbitador de reconocimiento lunar de los picos centrales del cráter Tycho. Crédito: NASA / GSFC / Universidad Estatal de Arizona

I saber, ¿derecho? Eso también fue tomado por LRO, allá por 2011. Me encanta la larga sombra del cúmulo que se extiende detrás de ellos, y la sombra del borde del cráter invadiendo la parte inferior derecha.

Por mucho que se parezcan a las montañas que puedo ver por la ventana, se formaron muy diferentemente. Las Montañas Rocosas fueron empujadas hacia arriba por fuerzas tectónicas bajo la superficie de la Tierra, lo que llevó millones de años (las montañas actuales se formaron cerca del final del período Cretácico).

Los picos de Tycho se formaron en unos minutos. Sí, minutos.

Hace unos 100 millones de años, un asteroide de unos 5 a 10 km de diámetro se estrelló contra la superficie de la Luna. La enorme energía liberada estaba lejos, lejos más grande de lo que obtendrías de cada arma nuclear en la Tierra hoy si las detonaras todas simultáneamente. La explosión creó una onda de choque colosal en la superficie de la Luna, excavando muchos kilómetros cúbicos de material, creando el cráter en solo unos minutos. El material expulsado desde el centro voló hacia arriba y hacia afuera durante cientos de kilómetros, y cuando las plumas colapsaron sobre la superficie formaron rayos brillantes, todos apuntando hacia el centro de impacto.

En cuanto a los picos centrales. tome un vaso, llénelo con agua y luego deje caer una gota desde una altura. Formará un cráter temporal en la superficie del agua que colapsa rápidamente. Eso es debido a la gravedad, el agua desplazada está en una ola que está por encima de la superficie del resto del agua, por lo que cae y fluye hacia adentro. Esto crea una ola que se precipita hacia el centro desde todos los lados. Cuando llega al centro, el agua choca contra sí misma, enviando una columna de agua al aire.

¡Eso es lo que sucede también cuando se forman cráteres! La roca fluye hacia afuera después del impacto, pero luego, una vez que muere su impulso, comienza a fluir hacia el punto de impacto. Ese círculo cada vez menor de material se encuentra en el centro y luego vuela hacia arriba. Se solidifica así, formando esas montañas.

Eso sí, ¡los picos de Tycho tienen 2000 metros de altura! Eso debe haber sido un flujo increíble. Increíble.

La luna llena: observe los rayos provenientes de Tycho en la parte inferior derecha. Crédito: Fred Locklear (y oh, sí, haga clic en ese enlace)

A lo largo de los años, he visto a Tycho a través de telescopios cientos de veces. Es mejor en luna llena cuando los rayos son brillantes y es hermoso. Pero su formación fue un evento tan colosal que si esa roca hubiera golpeado la Tierra, los dinosaurios habrían sido eliminados mucho antes.

Por la suerte de la trayectoria y la velocidad, obtuvieron 35 millones de años adicionales para gobernar la Tierra, pero luego fueron aniquilados por un evento similar de todos modos. Sabemos que ningún asteroide tan grande se dirigirá hacia nosotros en el corto plazo, pero no se necesitan 10 km de diámetro para que tengamos un mal día. Con suerte, cuando veamos que uno se acerca, seremos capaces de hacerlo mejor que solo verlo entrar.


¿Por qué algunos cráteres de impacto tienen rayos?

Cuando miras la Luna llena a través de binoculares o un pequeño telescopio, una de las características más destacadas de la superficie es el cráter Tycho. Es una característica de impacto de unos 86 kilómetros de ancho, situada cerca del borde sur del lado cercano de la Luna. Es relativamente joven, tal vez 100 millones de años, y los cráteres frescos tienden a ser más brillantes, lo que facilita su detección.

Pero no es por eso que es tan prominente: es el rayos, la colección de características largas y brillantes que apuntan radialmente en dirección opuesta al cráter. Tycho deportes rayos de cientos de kilómetros de largo, algunos de más de mil.

Más mala astronomía

Los rayos se forman a partir de columnas de material expulsado durante el impacto, que luego se asientan en la superficie. Ahora, aquí está lo curioso: siempre pensé que su formación se entendía bien. Quiero decir, estas son características increíblemente obvias y bien documentadas, no solo en la Luna sino en la mayoría de los mundos plagados de cráteres. ¡Mercurio tiene rayos de cráter durante tanto tiempo que el planeta parece una sandía!

La luna llena: observe los rayos provenientes de Tycho en la parte inferior derecha. Crédito: Fred Locklear (y oh, sí, haga clic en ese enlace)

Así que me sorprendió mucho saber que no lo hice saber cómo se forman. Al menos, no hasta hace poco. Un nuevo artículo de investigación describe cómo los impactos generan rayos, y es genial. Aún mejor: ¡los científicos tuvieron la idea después de ver videos de YouTube de estudiantes de secundaria haciendo el clásico experimento de “hacer cráteres arrojando piedras en una caja de harina”!

Sí, en serio. Estos experimentos se realizan en aulas y ferias científicas de todo el mundo. Se toma un marco de madera de algún tipo, tal vez de un metro de ancho, se vierte una capa de harina de unos centímetros de profundidad y luego se arrojan piedras sobre él desde una altura. The impact forms craters, just as you'd expect (sometimes you can put in a layer of cocoa powder to show what happens to stuff under the surface, too).

I've done this myself, many times. What the scientists noticed is that when the teacher resets the experiment, they smooth over the flour on top. I've always done that myself. And when that's the case, cratering impacts rarely leave rays.

But when students do the experiment, they sometimes leave the surface messy… and when they do, rays are more likely to form!

So the scientists took to the lab, recreating this experiment on a more sophisticated level. They used different sized balls to mimic asteroids, and varied the texture of the surface of the impact site. Sometimes it was smooth, and sometimes it had undulations in it, ripples. And when they did that, the impact made ray systems.

Three moments from a crater ray experiment: Just before impact (left), right after impact (middle), and a moment later (right) when plumes ejected from the crater will form rays. Credit: Sabuwala et al.

Not only that, they found a relationship between the number of prominent rays generated and the size of the ball compared to the distance between the ripples — the number of rays created in an impact scales with the size of the ball divided by the distance between the ripples (what they call the wavelength). So a big impactor hitting terrain with lots of narrow ripples makes more rays than a smaller ball would, or if that big one hit something with wider undulations. Watch:

So this works with low-speed impacts, the kind you can do on a tabletop where you're really dropping rocks onto a surface. But what about hypervelocity impacts, more like real life, when an object is moving at a dozen kilometers per second or faster?

They simulated impacts like that, and found it still worked! The bigger the ratio between the impactor and the undulations, the more rays were made. They found that the physics is a tad complicated, but basically the undulations focus the shock wave generated by the impact — and it's that wave that accelerates and flings out the debris (called ejecta). The number of rays doesn't seem to care what speed the impactor had, just its size.

They also found that the material that forms the rays doesn't come from the crater itself, but from material on the surface around the impactor, specifically from a narrow ring around it.

Different terrains produce different results in crater-forming impacts. Top row, left to right: Actual experiments with smooth terrain and no rays, randomly bumpy terrain, regularly spaced hexagonal terrain, same with tighter spacing. Bottom row: Same, but using a computer simulation of hypervelocity impacts. Credit: Sabuwala et al.

Another interesting feature of this idea is that if they count the rays around an existing crater, and carefully measure the topography of the area around it, they can estimate the size of the impactor. For Tycho, they estimate the asteroid that carved out that gorgeous crater was about 7.3 kilometers across — not much smaller than the one that hit Earth 66 million years ago and ended the Cretaceous period, along with 75% of all species of life on Earth.

A mosaic of Mercury taken by the MESSENGER spacecraft in 2008, showing impact craters with tremendously long ray systems. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

I have to say, I love everything about this! From the way they got the idea — watching student videos! — to recreating the event, to finding the pattern, and then using that to get the physics and turn this into an impact measurement tool… it's all wonderful. And a great story.

The full Moon is generally considered an irritant to observational astronomers: It's so bright it washes out faint objects. And if you like to observe the Moon itself, when it's full there are no shadows, so features like mountains and craters are harder to spot.

But in fact some craters really shine when the Moon is full, fresh young ones with brighter material inside and around them, ejecta not old enough to darken due to micrometerite impacts and solar radiation. Tycho, Aristarchus, Kepler, Copernicus… so many of these literally get their time in the Sun for us to marvel over them here on Earth, displaying their ray systems that reach so far across the surface.


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