“El Mundo Anillo. Viaje a un exoplaneta”

Descripción del proyecto

El principal objetivo del proyecto es desarrollar material didáctico que consistirá en una animación virtual(infografía) sobre un viaje a un exoplaneta, para su proyección en planetarios digitales de media (2k) y alta resolución (8k), y dirigido a todos los públicos.

La búsqueda de vida en el Universo se ha visto impulsada por los recientes descubrimientos de planetas alrededor de otras estrellas distintas al Sol (los llamados exoplanetas), convirtiéndose en uno de los campos más activos dentro de la Astrofísica moderna. En los últimos años los descubrimientos cada vez más numerosos de nuevos exoplanetas y los últimos avances en el estudio de sus atmósferas no sólo están proporcionando valiosa información sobre sus propiedades físicas, sino que nos están permitiendo, además, incluir las propiedades de los planetas de nuestro Sistema Solar dentro un contexto más global.

Desde el descubrimiento del primer planeta extrasolar orbitando una estrella en 1995, la comunidad astrofísica no podía sospechar que dos décadas después los estudios sobre exoplanetas constituirían uno de los pilares fundamentales de la astronomía moderna y que se habría superado el millar de planetas descubiertos, de acuerdo con los últimos datos de The Extrasolar Planets Encyclopaedia (www.exoplanet.eu). Dos misiones espaciales CoRoT (Europa) y, sobretodo, KEPLER (USA) han sido los principales “descubridores” de exoplanetas.

Pero ninguna sonda espacial puede viajar, por el momento, a ningún exoplaneta debido a su lejanía. El más cercano se encuentra en el sistema estelar Alfa Centauri a una distancia aproximada de 4 años-luz. Nuestra propuesta es realizar un viaje virtual a un exoplaneta a partir de todos los datos de telescopios y satélites disponibles y de los modelos aplicados, acompañado por explicaciones del cómo y el porqué de la fenomenología y morfología de los escenarios visitados.

Nuestro destino Gliese-581g (ver figura 1 en Anexo) es uno de los sistemas planetarios más interesantes de los descubiertos hasta el momento pues contiene exoplanetas compatibles con la existencia de agua líquida y, por tanto, posibilidad de vida orgánica. La estrella Gliese-581, es una enana roja de tipo espectral M2,5V situada a 20,5 años luz del Sol. En comparación con la masa del Sol, es un tercio más pequeña, lo que hace que sea menos luminosa y más fría. Aun así tiene uno de los sistemas planetarios más interesantes descubiertos hasta el momento. Gliese-581g tiene a su alrededor 6 planetas siendo tras HD-10180 el sistema planetario extrasolar con más planetas que se conoce hasta ahora. Hay dos planetas dentro de la “zona de habitabilidad” (cascaron esférico alrededor de una estrella donde la temperatura superficial de un planeta es compatible con la existencia de agua líquida) y el más interesante es Gliese-581g.

Gliese-581g tiene una masa 4 veces mayor a la masa de la Tierra y su radio es aproximadamente 1,5 veces el terrestre. Su órbita dura 37 días y está situado 14 veces más cerca de su estrella de lo que está la Tierra respecto al Sol. Pese a ello, la menor luminosidad de la estrella madre hace que esta distancia sea la propicia para que el planeta pudiera albergar agua líquida (temperaturas medias entre 0ºC y 40ºC).

Debido a su órbita cercana a la estrella, Gliese-581g experimenta fuerzas gravitatorias de marea que son 400 veces más fuertes que las fuerzas de marea que causa la Luna a la Tierra. Ello provoca que la rotación del planeta esté frenada, y Gliese-581g está en rotación síncrona alrededor de su estrella (igual que la Luna respecto a la Tierra). Por tanto, tiene un hemisferio siempre iluminado mientras el otro siempre está oscuro. Un planeta en rotación síncrona experimenta temperaturas extremas en cada uno de hemisferios (muy alta en el hemisferio donde siempre está iluminado y muy baja en el hemisferio con oscuridad perpetua), mientras que la pequeña zona del terminador o “zona del crepúsculo”, donde el sol siempre está saliendo o poniéndose, tendría un clima más moderado (ver figura 2 en Anexo). La posibilidad de agua y vida sería posible en una franja en forma de anillo que rodearía al planeta convirtiéndolo en un mundo en forma de anillo, “el mundo anillo”.

Un modelo teórico predice que los compuestos volátiles, como el agua y anhídrido carbónico, podrían evaporarse en el calor abrasador del lado iluminado, y podría emigrar al lado nocturno más fresco, y podría condensar para formar hielo. Con el tiempo, la atmósfera entera podría helarse en la parte nocturna del planeta. Alternativamente, si tiene una atmósfera bastante grande para ser estable, el calor debe circular más uniformemente, permitiendo una área habitable más grande en la superficie.

Para la elaboración del viaje virtual al sistema Gliese-581g se contará con el asesoramiento de varios Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias: Dr. M. Serra-Ricart (Administrador del Observatorio del Teide), y Dr. E. Pallé (Investigador Principal del Proyecto “Exoplanetas y Astrobiología”). Su principal labor será la de:

  1. Asesorar a los programadores para que la morfología de los escenarios y fenómenos asociados tengan total credibilidad (rigor) desde el punto de vista astronómico.
  2. Aportar la base científica para responder a las preguntas planteadas para cada escenario (ver
    apartado de Objetivos).
  3. Proporcionar la información del cómo y el porqué de la fenomenología y aspecto de los distintos escenarios.

La producción del documental en alta resolución para planetarios (8k) sólo será posible con la infraestructura de supercomputación que aportará el Ciemat al proyecto desde el Centro Extremeño de Tecnologías Avanzadas (CETA-Ciemat), así como con el conocimiento informático de su equipo técnico.

Se generarán hasta 6 montajes diferentes con una duración media de 15 minutos, cada uno de los cuales irá dirigido a los diferentes niveles de enseñanza infantil, primaria y secundaria, con locuciones y metrajes adaptados a dichos niveles.

Estos montajes serán proyectados en varios planetarios digitales a nivel nacional, y se espera superar la cifra de 33.000 visitantes a lo largo de la duración del proyecto. Esto será posible por la gran experiencia y conocimientos aportados por Eurocosmos.

Definición de objetivos

Una de las tareas más complicadas con la que se enfrenta todo divulgador científico es conseguir despertar el interés de los oyentes. Una vez despertada la curiosidad será más sencillo introducir conceptos, tanto de ciencia como de tecnología, y, lo más importante, conseguir que nuestra sociedad, y en especial los más jóvenes, comprendan y compartan la necesidad del desarrollo científico así como despertar nuevas vocaciones científicas.

La propuesta que planteamos es una forma alternativa y eficaz de divulgar ciencia: un viaje a un sistema de exoplanetas Gliese-581. Sin ninguna duda los exoplanetas se han convertido, en los últimos años, en uno de los campos más activos de la Astrofísica. La posibilidad de descubrir agua líquida en un exoplaneta similar a la Tierra abre el camino a la búsqueda de vida orgánica fuera de nuestro Sistema Solar. Con la tecnología actual y la lejanía de los exoplanetas es imposible plantearse un viaje interestelar, por tanto, la única forma de visitar los exoplanetas es con un viaje virtual que recreará los distintos escenarios teniendo en cuenta todos los datos obtenidos a través de telescopios terrestres y satélites.

Nuestra propuesta es un viaje increíble y único al sistema estelar Gliese-581. El documental tendría una duración mínima de 15 minutos y los escenarios propuestos son:

E1.- Sobrevuelo y salida del Sistema Solar. Desde el Sistema Solar interior a la nube de Oort (reservorio de cometas) pasando por los cuerpos helados del cinturón de Kuiper.

E2.- Llegada al Sistema Planetario Gliese-581. Sobrevuelo de la estrella madre (enana roja) y sus seis principales planetas.

E3.- Llegada al exoplaneta Gliese-581c, “El Mundo Anillo”. Sobrevuelo por los dos hemisferios (iluminado/caliente y oscuro/frío) y el terminador. Discutir la posibilidad de agua líquida y vida orgánica.

El viaje debe servirnos para responder a preguntas como:

  1. ¿Dónde están los límites de nuestro Sistema Solar?
  2. ¿Qué es la nube de Oort?
  3. ¿Qué es la zona habitable alrededor de una estrella?
  4. ¿Qué es un exoplaneta? ¿Y una exotierra?
  5. ¿Qué es una estrella enana roja?
  6. ¿Cuál es la temperatura media de Gliese-581c?
  7. ¿Puede haber vida en Gliese-581c?

Nuestro principal objetivo es transportar a los oyentes al sistema de exoplanetas Gliese-581 para que ellos mismos “vean” y “sientan” el entorno y puedan así responder, ellos mismos, a cada una de las anteriores cuestiones.

Formatos, grado de innovación y relevancia científico-técnica de la actividad

La proyección de documentales de ciencia en planetarios añade una componente de entusiasmo y mejor pre-disposición a captar nuevos conocimientos por parte del público escolar al que va dirigido el documental “El Mundo Anillo. Viaje a un exoplaneta”. El documental se producirá en dos resoluciones: en media resolución (2k) para permitir su proyección en mayor número de planetarios; y en alta resolución (8k), para lograr una producción de gran calidad en planetarios de grandes dimensiones.

La producción del documental en alta resolución para planetarios (8k) sólo será posible con la infraestructura de supercomputación que aportará el CIEMAT al proyecto desde el Centro Extremeño de Tecnologías Avanzadas (CETA-Ciemat), así como con el conocimiento informático de su equipo técnico.

Este entorno de supercomputación facilitará asimismo implementar otra idea innovadora del proyecto, y es la de generar hasta 6 montajes adaptados con locuciones y secuencias especialmente pensadas para cada uno de los 6 niveles de educación escolar a los que irán dirigidos.

Por último, pero no menos importante, la mayor parte de las imágenes y lugares mostrados en el documental “El Mundo Anillo” son recreaciones nunca vistas con anterioridad. Esto, unido a la forma original y entretenida en la que serán presentados, hace esperar que la explotación comercial del documental puede extenderse durante varios años tras la finalización del proyecto.

Público objetivo

El documental “El Mundo Anillo. Viaje a un exoplaneta” va dirigido principalmente a grupos escolares pertenecientes a seis niveles educativos: educación infantil, primer ciclo de educación primaria, segundo ciclo de educación primaria, tercer ciclo de educación primaria, primer ciclo de educación secundaria y segundo ciclo de educación secundaria. En todo caso será una producción amena y atractiva para todo tipo de público, género y edad.

Por otra parte, la infografía producida estará disponible en la red y se informará electrónicamente a todos los IES a través de los CEPS y a todos los Museos de la Ciencia y Centros Tecnológicos Nacionales. Todo el material estará disponible en diversos portales (www.astroaula.net, www.planetariocetaciemat.eswww.elmundoanillo.com), por lo que cualquier persona con acceso a Internet podrá descargárselo.

– “Nuestros Cielos”. Es una película creada a partir del software Stellarium, de 26 min. de duración y apta a partir de 9 años. En ella se contempla el aspecto del cielo tanto durante el día como durante la noche, tal como se nos muestra en cualquier momento, en distintas épocas del año y en diferentes lugares de la Tierra. A la simulación le acompañarán imágenes que muestran la ubicación del espectador sobre el planeta, la fecha y la hora y además detalles que ayudan a la comprensión por parte del mismo de los conceptos expuestos como: el atardecer, la rotación nocturna, la osa mayor, la estrella polar, la traslación, el solsticio de verano, las estrellas y constelaciones de verano, las estaciones, por dónde sale y se pone el sol cada mes, las constelaciones del zodiaco, etc.

– Se ha colaborado y asesorado en producciones full dome producidas por diversas empresas y entidades y se ha traducido al castellano producciones full-dome internacionales como “Two Small Pieces of Glass”.