Cualquier persona habrá contemplado en alguna ocasión ciertos aspectos visuales que ofrece el cielo, como un arco iris, la aparición de una aureola luminosa en torno al sol o un atardecer salpicado de una variedad de tonalidades rojo-amarillentas.

Estas manifestaciones se encuadran dentro de los fenómenos ópticos de nuestra atmósfera. Se producen cuando los rayos luminosos de un foco (normalmente el Sol) interaccionan con ella y los captamos con nuestra vista.

Aprende a usar la cámara CCD y a captar imágenes desde una webcam.

La sensación de inmutabilidad que produce la contemplación de una noche estrellada se desvanece cuando se comienzan a realizar observaciones sistemáticas de los diferentes objetos visibles en el firmamento.

Muchas de las estrellas visibles a simple vista o con instru- mental sencillo varían su brillo con el tiempo. Algunas de estas estrellas cambian de intensidad en poco tiempo, de un día para otro, o incluso en horas. Otras, sin embargo, experimentan una pequeña variación de brillantez y necesitan meses o años entre la intensidad mínima y máxima.

En esta Unidad Didáctica aprenderemos a observar el cielo noctuno de verano en el Hemisferio Norte.

Aprenderemos a localizar objetos, más de 3000 estrellas visibles a simple vista, cometas, satélites artificiales, planetas, objetos de cielo profundo, la Vía Láctea…..

Aprenderemos a entender los eclipses desde todos sus elementos: la luz, los movimientos, los ciclos, los diferentes tipos de eclipses…

Y todo de forma amena, simple y gráfica

Las lluvias de meteoros son unos de los fenómenos astronómicos más espectaculares que pueden ser observados a simple vista. Por esta razón, un grupo de investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) desarrollamos el proyecto leónidas 1999 para su estudio científico.

El éxito de aquella iniciativa nos impulsó a crear una unidad didáctica más general que pudiera ser utilizada y llevada a cabo por los alumnos de los niveles educativos reseñados

Autores

Sr. Miguel Rodríguez Alarcón Alumno IES Tegueste.

Dr. Miquel Serra-Ricart. Astrónomo del Instituto de Astrofísica de Canarias.1 – Objetivos de la actividad

El objetivo principal es introducir a los jóvenes estudiantes en el campo de la investigación científica a través de la observación de las lluvias de meteoros a lo largo del año. Mediante esta experien­cia se pretende que los participantes se familiaricen con la adquisición y tratamiento de datos científicos, obtengan sus propias conclusiones a partir de ellos, contrasten sus resultados con los de otros grupos in­dependientes y en definitiva, comprendan la natura­leza y los procedimientos de una investigación cien­tífica real.

– Utilizar conceptos básicos de Física y Matemáticas para describir fenómenos naturales.
– Aprender estrategias para la resolución de problemas a través del método científico.
– Participar en la planificación y desarrollo de experimentos en grupo. Valorar el trabajo en equipo y las responsabilidades que conlleva.
– Contribuir al conocimiento científico de los meteoros y sus lluvias asociadas.

2 – Instrumentación

Una de las mayores ventajas de las lluvias de estrellas es que podemos disfrutar de ellas y, además, estudiarlas, sin necesidad de ningún instrumento óptico específico, como puede ser un telescopio o unos prismáticos. Para realizar el conteo de meteoros solo necesitamos nuestros ojos. Debemos, eso sí, acostumbrar nuestra vista a la falta de luz: unos 10 o 20 minutos son suficientes para que nuestros ojos se adapten. Evitaremos las luces que puedan deslumbrarnos (móviles, linternas…), apoyándonos en luces rojas, si fuese necesario.

3 – Fenómeno 
3.1 – ¿Qué es un meteoro?

En Astronomía llamamos meteoro al fenómeno luminoso que se produce cuando una partícula de polvo y hielo o pequeñas rocas atraviesan la atmósfera de la Tierra. En el lenguaje popular se conoce como estrella fugaz. Hay que distinguir bien entre:

1) Meteoroide: son partículas de polvo y hielo o rocas de hasta decenas de metros que se encuentran en el espacio producto del paso de algún cometa o asteroide o simples restos de la formación del Sistema Solar.

2) Meteoro: es un fenómeno luminoso producido en la alta atmósfera de un Planeta. Cuando la Tierra intercepta meteoroides éstos se precipitan a alta velocidad en nuestra atmósfera. Su energía cinética se transforma en calor debido a la onda de presión generada (“ram pressure”) y el material meteórico sublima, dando lugar a una línea luminosa que conocemos como estrella fugaz (ionización y posterior recombinación de los átomos que componen el material del meteoro). También el gas que queda en la trayectoria seguida por el meteoroide puede ionizarse y brillar durante unos segundos.

Los meteoros comienzan a emitir luz a unos 100 km de altura sobre la superficie terrestre, y normalmente dejan de verse cuando han alcanzado los 60-70 km de altura, es decir, los meteoros se forman en la Mesosfera.
3) Meteorito: son los meteoroides que alcanzan la superficie de la Tierra debido a que no se desintegran por completo en nuestra atmósfera. Dada su energía, pueden producir un cráter de impacto.

La aparición de meteoros es un hecho muy frecuente (cada día nuestra atmósfera recibe 600 toneladas de material meteórico) y generalmente se ven a simple vista. En una noche oscura y despejada se pueden detectar hasta 10 meteoros por hora. Si la frecuencia aumenta a  centenares por hora (aproximadamente uno por minuto) entonces hablaremos de una lluvia de meteoros. Si alcanzan los millares tendremos una tormenta.

Más raro es un fenómeno más espectacular: el de un bólido (meteoros de magnitud inferior a -4, la magnitud o brillo de Venus). Atraviesan rápidamente el cielo, dejan tras sí una estela luminosa y, a veces, pueden llegar a estallar con un gran estruendo.

3.2 – Lluvias de Meteoros

La mayor parte de los meteoros que observamos no guardan ninguna relación entre sí; son llamados esporádicos porque no pueden asociarse a un único cometa/asteroide generador. En determinadas épocas del año, sin embargo, la Tierra atraviesa filamentos de materia producidos por un mismo cometa/asteroide. Las partículas que forman estos filamentos dan lugar a lluvias (o incluso tormentas) de meteoros. Todos los meteoros de una lluvia parecen proceder de un mismo punto del cielo llamado radiante. Se trata de un efecto de perspectiva similar al que se produce cuando los bordes de una carretera convergen en la lejanía, y se debe a que las trayectorias de las partículas en el espacio son paralelas.

Las lluvias de meteoro se denominan según la constelación (añadiendo, en caso de confusión, la letra griega de la estrella más próxima donde se sitúa el radiante, ver Tabla 1, según información de IMO, ref1).

Figura 1a: Lluvia de meteoros de las Dracónidas observada desde las ruinas celtas de Capote en Badajoz (España) en octubre del año 2011. El radiante está localizado en la constelación del Dragón.

Figura 1b: Lluvia de meteoros de las Gemínidas observada desde el Observatorio del Teide (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife) el 14 de diciembre del año 2013. El radiante está localizado en la constelación del Dragón (fuera de campo).

Los enjambres de meteoroides están asociados a cometas (o asteroides). Después de la gran lluvia con radiante en la constelación del León (Leónidas) de 1833, Olmsted y Twlning, de Newhaven, reconocieron (1834) que la existencia de un radiante podía explicarse suponiendo que un enjambre de corpúsculos (meteoroides) se movía alrededor del Sol en una órbita regular, análoga a la de un cometa, y que esta órbita era atravesada por la Tierra.

Tabla 1: Principales Lluvias de Meteoros (datos actualizados para el año 2015, IMO).

4 – Metodología

Como se puede apreciar en la tabla anterior, las lluvias de meteoros son periódicas, por lo que cada año se puede estimar el día de máximo de actividad, siendo esta una buena oportunidad para realizar el conteo de meteoros y aprovechar además para disfrutar de las estrella fugaces. Las lluvias de más actividad son las Gemínidas (máx 13-14 diciembre), las Cuadrántidas (máx 3-4 enero) y las Perseidas (máx 12-13 agosto), por lo que el número de meteoros observables será mucho mayor que en otras lluvias.

El procedimiento de conteo de meteoros es bastante sencillo si se tienen claros todos los conceptos que intervienen tanto en la observación como en la reducción de los datos obtenidos.

4.1 – Observación

Con el fin de contar con las mejores condiciones para la observación, debemos buscar lugares oscuros y con todas las direcciones despejadas de obstáculos. Lo mejor es estar tumbados en el suelo, con mantas o dentro de un saco de dormir, pues el frío de la noche será uno de los factores más duros que debemos tener en cuenta. Como ya hemos dicho, los ojos serán nuestra única herramienta de observación, pero para registrar los datos es muy recomendable el uso de una grabadora, pues nos permite guardar gran cantidad de información en poco tiempo y nos evitamos el uso de libreta y bolígrafo (que puede llegar a no funcionar si la temperatura es muy baja). A la hora de registrar un meteoro, son dos los factores que debemos indicar:

1.- Si corresponde a la lluvia de estrellas que estamos estudiando o no. Esto lo sabremos porque la prolongación del trazo marcado por la estrella fugaz nos debe conducir al radiante, dado que para una misma lluvia todos los meteoros parecen proceder del mismo punto del cielo. No obstante, algunos de los meteoros observados no cumplirán esta característica, por lo que lo denominaremos esporádico.

2.- La magnitud aparente o brillo del meteoro. Captar el brillo de una estrella fugaz puede ser muy complicado, dada la velocidad y el poco tiempo -por debajo del segundo- que tarda en desaparecer. En este caso utilizaremos los astros que se encuentran en nuestro campo de visión para comparar el brillo. Por tanto, antes de comenzar la observación, es importante decidir dónde vamos a situar nuestro centro de visión, siendo este normalmente una estrella o planeta fácilmente reconocible, y, sobre todo, conocer los objetos y constelaciones que podemos ver. Se recomienda utilizar el software libre Stellarium (ref2) para simular la posición de los cuerpos celestes en el momento y lugar de la observación, así como la magnitud aparente de cada uno de ellos.

De este modo, lo primero que haremos será registrar las coordenadas y altitud del lugar de observación, para poder luego reportar los datos al IMO (Organización Internacional de Meteoros ref3). Es importante saber que cuanto más dure nuestra observación más datos podremos reportar y, por ende, más precisos serán los cálculos. A pesar de ello, el tiempo completo que dure nuestra observación debemos dividirlo en intervalos de 10-15 minutos (siempre considerando que la observación la haremos la noche del máximo de las lluvias más activas), debido principalmente a varios factores que afectan al cálculo de la actividad meteórica:

Altura del radiante sobre el horizonte

Bien es sabido que el movimiento de rotación de la Tierra hace que los objetos que nosotros vemos en la cúpula celeste varíen su posición con el tiempo, por lo que la altura del radiante sobre el horizonte (una variable a tener en cuenta al calcular la tasa de actividad) no será la misma al cabo de 15 minutos. Con Stellarium podremos obtener su altura exacta sobre el horizonte en un momento concreto.

Nubosidad

Si una parte del cielo está cubierto por objetos (un edificio, una montaña..) o por nubes, debemos estimar en tanto por ciento esa zona de nuestro campo de visión que no vemos. En el caso de la nubosidad, lo más frecuente es que vaya cambiando con el tiempo, pues las nubes se mueven y van cubriendo y despejando ciertas partes del cielo.

Obviamente si hay una zona del cielo cubierta por nubes, los posibles meteoros que pasen por ahí no los vamos a percibir, por lo que es necesario este factor para corregir los datos. En el caso de que la nubosidad sea variable debemos hacer un promedio ponderado de las estimaciones para el intervalo concreto. Por ejemplo, en nuestro campo de visión tenemos un edificio que ocupa el 5 %. En los primeros 10 minutos las nubes cubren otro 5 %. En los últimos 5 minutos no hay ninguna nube. el facto k (% cielo cubierto) vendría dado por la media ponderada de estos datos:

Si tuviésemos un 30 % del cielo cubierto lo más recomendable sería cambiar de centro de visión a una zona descubierta o, en su defecto, parar la observación hasta que las condiciones mejoren.

Magnitud límite observable (MALE)

Cuando hablamos de MALE, nos referimos a la estrella de brillo mínimo que nosotros podemos percibir con nuestros ojos. Este factor es también importante, pues cuanto mayor sea la magnitud límite observable, más estrellas podremos ver y, de la misma forma, más meteoros.

Para saber cómo se calcula la MALE puedes acceder a la unidad didáctica de Lluvia de estrellas (ref4) o a la actividad de Calidad Astronómica (ref5). Además, dependiendo de la época del año tendremos que buscar la zona del cielo adecuada (ref6).Obviamente las observaciones son individuales, por lo que cada observador se encargará de calcular la MALE de forma autónoma.

Una buena organización de la observación sería, por ejemplo, dividir la sesión en intervalos de 15 minutos (A la hora de reportar los datos es interesante que en cada intervalo haya no más de 20 meteoros) y calcular la MALE cada media hora. Recordemos que esto es en el caso de que las lluvias tengan un pico de actividad, como puede ser la noche del máximo de las Gemínidas o Perseidas. Para noches con menor actividad meteórica, el intervalo de tiempo puede ser mayor, incluso superior a 1 hora.

4.2 – Reducción de los datos

Cuando decimos que la actividad de las Gemínidas el día de su máximo es de 120 meteoros/hora, nos estamos refiriendo a Tasas Horarias Zenitales (ZHR, por sus siglas en inglés), es decir, el número de meteoros en un periodo de 1 hora que se verán en todo el cielo, siempre y cuando esté completamente oscuro y despejado, y el radiante se sitúe en el zenit. Para calcular la tasa hacemos uso de la siguiente expresión:

Donde:

N: Número de meteoros contabilizados en un intervalo de tiempo

Teff: Tiempo efectivo del intervalo (Tiempo final – Tiempo inicial)

r: Relación poblacional de la lluvia

ML: Magnitud Límite Observable

k: Proporción de cielo cubierto

z: Altura del radiante sobre el horizonte

El porcentaje de error en nuestras medidas será:

4.3 – Ejemplo

Como ejemplo, calcularemos la tasa de actividad de un intervalo de 15 minutos de un conteo realizado para las Gemínidas de 2014.

5 – Referencias

ref1. Organización Internacional de Meteoros http://www.imo.net/
ref2. Stellarium http://www.stellarium.org/es/
ref3. Formulario de envío de datos al IMO http://www.imo.net/visual/report/electronic
ref4. Unidad didáctica Lluvia de Estrellas http://astroaula.net/mat/unidades/unilluvias.pdf
ref5. Actividad Calidad Astronómica http://astroaula.net/recursos-didacticos/actividades/calidad-astronomica/
ref6. Cartas para calcular la MALE http://www.astroerrante.com/attachments/053_MALE.pdfAl ser informado su descubrimiento como cometa, y de acuerdo a la costumbre de denominación de estos objetos, recibió el nombre de sus descubridores. Al ser reclasificado como asteroide mantuvo su nombre a pesar de que en el caso de los asteroides, al contrario de lo que sucede con los cometas, raramente reciben el nombre de sus descubridores.

En un primer momento tras su descubrimiento en 1996, la actividad cometaria fue achacada a un impacto que el asteroide hubiese recibido recientemente y que habría emitido al espacio polvo proveniente de él. Esta hipótesis fue abandonada cuando el mismo fenómeno fue observado entre agosto y diciembre de 2002 (ver figura 5).

Autores

Dr. Miquel Serra-Ricart. Astrónomo del Instituto de Astrofísica de Canarias.1 – Objetivos de la actividad

El objetivo principal de la actividad es la búsqueda de asteroides con actividad cometaria en el cinturón principal a partir de imágenes digitales tomadas en telescopios nocturnos de GLORIA (users.gloria-project.eu). Con la actividad los alumnos aprenderán a:

– Aplicar una metodología para el cálculo de un parámetro astrofísico (PSF Point Spread Function o Función de Dispersión de Punto) a partir de un observable (imágenes digitales) como técnica de aplicaciones pedagógicas, documentales e investigadoras.

– Calcular la PSF del asteroide a partir las imágenes obtenidas con un Telescopio.

– Preparar y planificar la operativa de la observación: efemérides del asteroide, utilización de herramientas informáticas para su análisis.

– Trabajar cooperativamente en equipo, valorando las aportaciones individuales y manifestando actitudes democráticas.

2 – Instrumentación

La práctica o actividad se realizará a partir de imágenes digitales obtenidas mediante el TAD nocturno (Telescopio Abierto de Divulgación, http://www.ot-tad.com) o cualquiera de los telescopios nocturnos de GLORIA (http://users.gloria-project.eu).

También será necesario un ordenador con conexión a Internet, así como software de cartografía celeste, el programa astrometrica (astrometrica.at) para la reducción y cálculo de la astrometría  y algún software para el análisis de las imágenes como MaximDL (cyanogen.com) o FotoDif (http://www.astrosurf.com/orodeno/fotodif/)

3 – Asteroides y Cometas

3.1. – Asteroides

Los asteroides (del griego, “parecido a una estrella”) son objetos rocosos y metálicos que orbitan alrededor del Sol pero que no cumplen los requisitos para ser planetas. Su aspecto vistos al telescopio es puntual, como las estrellas.

Los tamaños de los asteroides varían desde el de Ceres, el mayor y considerado un Planeta enano, que tiene un diámetro de unos 1.000 Km, hasta la dimensión de un guijarro. Dieciséis asteroides tienen un diámetro igual o superior a 240 Km. y hay 700 que miden más de 50 Km.

Se han encontrando asteroides desde el interior de la órbita de la Tierra hasta más allá de la órbita de Saturno. La mayoría (el 95% de los conocidos), sin embargo, están contenidos dentro del cinturón principal o cinturón de asteroides que se sitúa entre las órbitas de Marte y Júpiter. Algunos de ellos tienen órbitas que atraviesan la trayectoria de la Tierra, los denominados NEAs (ver Actividad Educativa “Cálculo de las órbitas de asteroides tipo NEA“, ver figura 1).Los asteroides están constituidos por el material residual de la formación del Sistema Solar. La mayoría de asteroides son planetesimales que no llegaron nunca a aglutinarse para formar un planeta.

Algunos de los conocimientos sobre los asteroides proceden del estudio de los trozos de residuos espaciales (meteoritos) que caen sobre la superficie de la Tierra. De los meteoritos examinados, el 9,6% está compuesto por silicatos (mineral principal presente en las rocas ígneas), el 7% está compuesto por hierro y níquel y el resto es una mezcla de los tres materiales. Los meteoritos rocosos son los más difíciles de identificar ya que se parecen mucho a las rocas terrestres.

El interés por el estudio de los asteroides y su composición proviene del hecho de que los asteroides son objetos procedentes de una época muy temprana del sistema solar y han sido poco alterados desde entonces.

Las familias de asteroides
Desde hace más de un siglo se conoce que las órbitas de los asteroides se distribuyen al azar en una amplia zona situada entre las órbitas de Marte y Júpiter (Cinturón Principal o sus siglas en inglés MB, Main Belt). En 1918 el astrónomo japonés Hirayama indicó que si además se tienen en cuenta otros parámetros orbitales como la excentricidad y la inclinación, es decir, se analiza la distribución espacial de las órbitas, se encuentran regiones especialmente pobladas a las que denominó familias. De esta manera es probable que los miembros de una misma familia tengan un origen común.  Los nombres de las familias (o grupos) provienen de su principal asteroide (por ejemplo Ceres, Koronis, Eos o Themis).

3.1. – Cometas

Los cometas son pequeños cuerpos de formas irregulares, compuestos por una mezcla de granos no volátiles y gases helados. Tienen órbitas muy elípticas que los pueden llevar muy cerca del Sol (incluso al impacto) y los tornan al espacio profundo, frecuentemente más allá de la órbita de Plutón.

Cuando se encuentran lejos del Sol (la mayor parte de su vida) los cometas son objetos sólidos congelados, generalmente de menos de 10 Km. de diámetro. Su aspecto es muy similar al de los asteroides, excepto que están formados por hielos y no por rocas. Al acercarse al Sol, el calor solar empieza a vaporizar sus capas externas, convirtiéndolos en astros muy dinámicos. Las estructuras de los cometas son diversas y cambiantes, pero todos ellos poseen unas zonas comunes diferenciadas (ver figura 2).No cabe duda que la parte más importante de un cometa es su núcleo. La corteza oscura del núcleo ayuda al cometa a absorber calor, el cual causa que algunos hielos de debajo de la superficie se conviertan en gas. Con el aumento de la presión por debajo de la corteza, la superficie comienza a flexionarse en diferentes zonas. Llega un momento en que las áreas más blandas de la corteza ceden y el gas es lanzado hacia afuera como si fuera un géiser. Este fenómeno es denominado chorro o jet. Junto con el gas también se arrastra polvo, que se encuentra mezclado con el hielo y los gases. A medida que aparecen chorros, se forma una envoltura de gas y polvo alrededor del núcleo que se llama coma.

Sin lugar a dudas una de las mejores instantáneas del núcleo de un cometa es la proporcionada por la sonda europea Rosetta en su acercamiento al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (ver figura 3) durante el mes de septiembre de 2014.La composición de los cometas, tal como se ha descrito más arriba, hace pensar a los astrónomos que estos cuerpos son representantes del material original a partir del cual se formó el sistema solar. Por consiguiente son de un considerable interés científico por la información que pueden proporcionar sobre la primitiva historia de nuestro sistema solar.

3.1. – Cometas del Cinturon Principal (MBC, Main Belt Comet).

El descubrimiento de 133P/(7968) Elst-Pizarro marcó un antes y un después en la frontera que separa asteroides y cometas.

El 14 de julio de 1996 Eric Walter Elst y Guido Pizarro descubrieron un Cometa desde el Observatorio de La Silla, en La Serena, Chile (ver figura 4). Sin embargo, el análisis de su órbita determinó que ya había sido observado previamente en 1979, considerado como asteroide y designado provisionalmente como 1979 OW7, en placas tomadas ese año por Schelte John Bus y en 1985 por Robert H. McNaught desde el Observatorio de Siding Spring en Australia.Al ser informado su descubrimiento como cometa, y de acuerdo a la costumbre de denominación de estos objetos, recibió el nombre de sus descubridores. Al ser reclasificado como asteroide mantuvo su nombre a pesar de que en el caso de los asteroides, al contrario de lo que sucede con los cometas, raramente reciben el nombre de sus descubridores.

En un primer momento tras su descubrimiento en 1996, la actividad cometaria fue achacada a un impacto que el asteroide hubiese recibido recientemente y que habría emitido al espacio polvo proveniente de él. Esta hipótesis fue abandonada cuando el mismo fenómeno fue observado entre agosto y diciembre de 2002 (ver figura 5).Una vez aceptado que 133P/(7968) Elst-Pizarro presentaba actividad cometaria dos eran las hipótesis de trabajo sobre su origen:
1) Era un cometa clásico con origen trans-neptuniano que había evolucionado hacia el Cinturón Principal.
2) Era un asteroide con hielos por debajo de su superficie que por algún mecanismo se habían quedado expuestos a la radiación solar.

Hasta el momento se han descubierto un total de 11 asteroides con actividad (7 MBCs y 4 asteroides fragmentados). A continuación detallamos las principales características de cada uno de ellos.

La probabilidad de que siete objetos respondieran a la hipótesis 1 (evolución de un cometa al Cinturón Principal de Asteroides) era prácticamente imposible. Hoy en día la hipótesis aceptada en la comunidad de astrónomos es que la actividad cometaria de los MBCs se debe a la sublimación de hielos que se encuentran por debajo de la superficie de los asteroides que quedan expuestos al calor solar como consecuencia de impactos de otros asteroides.

Además, en los últimos años se ha detectado agua en grandes asteroides del cinturón principal como:

1) Medidas de vapor de agua en jets vistos en la superficie de Ceres (ref1).

2) Familia de Themis origen de algunos MBC y Themis, el mayor miembro de la familia asteroidal, ha mostrado trazas de vapor de agua en su superficie (ref2).

Estas detecciones confirman la existencia de agua en el Cinturón Principal de Asteroides.

4- Metodología

4.1.- Astrometría

La astrometría es la rama de la astronomía cuya finalidad consiste en determinar la posición de un astro en el cielo.

La astrometría aplicada a la observación de cometas y asteroides permite conocer la posición exacta de estos en un momento determinado a partir de sus parámetros orbitales.

Actualmente el Minor Planet Center (organismo dependiente de la IAU, Unión Astronómica Internacional) es el centro encargado de recoger la astrometría que envían los observatorios astronómicos reconocidos (observatorios con código MPC) para poder determinar o actualizar las órbitas de los distintos objetos menores que orbitan en el sistema solar, ya sean cometas o asteroides. El MPC exige medidas astrométricas con una precisión por debajo del segundo de arco de error.

4.2.- Preparación Observaciones

1) Selección. Aunque la actividad cometaria podría aparecer en cualquier asteroide nuestra recomendación es buscar asteroides contenidos en algunos de los siguientes grupos:

1) Familias de Themis, Koronis, y Veritas.
2) Asteroides con baja inclinación y situados en el exterior del cinturón de asteroides.
3) MBCs conocidos.

A la hora de planificar la captura de un asteroide se debe tener en cuenta el movimiento aparente del mismo sobre el fondo de estrellas. Si no es posible seguir al asteroide (telescopio solo permite movimiento sidéreo), estamos limitados en el tiempo de exposición y/o de tomas del asteroide que podamos realizar.

2) Posición. Una vez seleccionado el asteroide, es necesario conocer su posición. El Minor Planet Center, en su sección de efemérides, ofrece la astrometría de los cuerpos menores identificados hasta la actualidad (http://www.minorplanetcenter.net/iau/MPEph/MPEph.html).

3) Verificación. Es imprescindible asegurarse de que hemos sido capaces de capturar el asteroide a medir (magnitud límite alcanzada), y de que somos capaces de advertir su movimiento respecto a las estrellas de fondo, para lo cual se necesitarán varias tomas consecutivas (al menos dos).

Necesitaremos que la toma de la zona del cielo que contenga el asteroide a medir cuente con el mayor número de estrellas posible, ya que la astrometría del asteroide se calcula a partir de las estrellas de referencia que aparecen en el campo del asteroide captado. Además, debemos saber en qué momento exacto se realizó la toma (este dato ya se encuentra contenido en la cabecera del archivo de imagen FITS).

4.3.- Astrometría de Asteroides

Para la búsqueda y localización del asteroide se debe disponer de un software tipo planetario como el freeware Cartes du Ciel (www.ap-i.net/skychart/start) u otros comerciales (The Sky, Starry Night, Guide). Es necesario confirmar la localización del asteroide mediante imágenes sucesivas (como se ha indicado anteriormente) para detectar su movimiento entre las estrellas.

Además del programa de cartas celestes que se utilice, se necesita disponer de un software para efectuar la astrometría. Uno de los mejores y que permite enviar informes con el estándar MPC es Astrometrica (http://www.astrometrica.at).

También es necesario el uso de algún Catálogo estelar, preferentemente el UCAC2 o el USNO A2. Si no se dispone de esos catálogos, pero se cuenta con conexión a Internet, el programa Astrometrica descarga automáticamente la sección del catálogo USNO B1 que se necesite.

El objetivo es que la precisión en las mediciones sea <1” de arco, que es lo que exige el MPC para asignar a un emplazamiento fijo un código de observatorio.

Para comenzar en astrometría es aconsejable empezar a practicar con los asteroides numerados, ya que resulta fácil poder corroborar la precisión de las mediciones realizadas con sus elementos orbitales.

El funcionamiento de astrometrica consta de varios pasos:

1) Configuración parámetros. Una vez instalado el programa, hay que configurar los parámetros del mismo (véase el documento http://www.astrometrica.at/Papers/Astrometrica- Settings.pdf para configurar adecuadamente los valores). Esto se hace seleccionando Settings en el menú File, o mediante el icono correspondiente bajo la barra de menús. Se abrirá una ventana con varias pestañas (figura 2):Observing Site. Consignar los datos del observatorio. MPC es el código que asigna el Minor Planet Center a los observatorios, si no se tiene ninguno, dejar XXX. El apartado Details es para el envío del informe, se puede dejar en principio en blanco. Para el TAD el código MPC es 954 que corresponde al del Observatorio del Teide.

CCD. Ingresar los datos técnicos del TAD (véase manual). Position Angle es el ángulo de rotación de la imagen. Si es 0 indica que el norte está arriba y el este a la izquierda. Pointing es el margen de error del apuntado. Flip Horizontal y Flip Vertical sirve para voltear la imagen horizontal y verticalmente, respectivamente (debe de estar conforme a la configuración óptica del telescopio).

Program. Aquí se encuentran los catálogos estelares (Star Catalog) para la comparación, así como los diferentes parámetros utilizados para la detección del asteroide, que deben ser variados si el asteroide no se detecta. Es aconsejable utilizar el catálogo USNO-B 1.0, que incluye objetos hasta la magnitud 21.

Environment. Ruta de los diferentes archivos y códigos de color asignados a los objetos. Catalogs. Ruta de los catálogos estelares descargados.

Internet. Parámetros para el acceso a los archivos del MPC y configuración del correo electrónico.

2) Descargar el archivo MPCOrb. Al instalar Astrometrica hay que bajar el archivo MPCOrb (desde el menú Internet, Download MPCOrb), que contiene los elementos orbitales del MPC (Minor Planet Center). El archivo MPCOrb.dat debe ser actualizado regularmente (menú Internet, Update MPCOrb).

3) Detectar y confirmar el asteroide. Para ello se abrirán varias imágenes (al menos dos), separadas un determinado tiempo (que depende de la velocidad aparente del asteroide en el cielo). Para abrir imágenes se accederá al menú File->Load Images o mediante el icono correspondiente de la barra de iconos. Una vez cargadas las imágenes se accede a Tools->Blink Images. El programa alineará las estrellas de las imágenes (inmóviles), mostrándose el movimiento o “salto” del asteroide (figura 3).4) Abrir la imagen. Se carga la imagen (formato FITS) que contiene el asteroide. Se pueden utilizar imágenes de calibración (darks y flats). En el ejemplo, se trata del asteroide 243 Ida (Figura 4).El programa lee los datos de fecha y hora de la toma, los cuales se han de confirmar (OK).

5) Reducción astrométrica. El programa utiliza en este caso el catálogo USNO B1, que consulta a través de Internet. Para ello se accede a la opción Data Reduction del menú Astrometry o mediante el icono correspondiente de la barra de iconos. Aparece una ventana con la lectura para introducir las coordenadas aproximadas de la imagen o el nombre del objeto (Figura 5).Como se trata en este caso del asteroide 243 Ida se utiliza el botón de la derecha de la ventana Object, que da acceso al archivo MPCOrb. Para ello en la ventana de búsqueda introduciremos el nombre del asteroide (Ida) (Figura 6).Si la configuración de Astrometrica ha sido correcta, aparecerá en la imagen estrellas con círculos verdes, que corresponden a las estrellas detectadas y cuya posición en la imagen coincide con la que debería tener en el catálogo USNO B1. Las estrellas con círculos amarillos son estrellas no detectadas, generalmente ruido en la imagen.

En la parte inferior de la imagen se despliega una ventana con los resultados de la reducción, llamado Data Reduction Results, con la siguiente información (Figura 7):– Image: Nombre del archivo de imagen. -Detections: Número de estrellas detectadas. -Ref. Stars: Estrellas que Astrometrica va a utilizar como estrellas de referencia. -Ref/ Ast: Estrellas seleccionadas para el cálculo astrométrico (se puede cambiar el criterio en Settings). Astrometrica descarta por defecto como estrellas de referencia aquellas cuyos residuales sean superiores a 1”. Asimismo, Astrometrica necesita como mínimo detectar 6 de estas estrellas para poder realizar la reducción. –dRA y dBE: Valores residuales de las estrellas en Ascensión Recta (AR) y Declinación (DEC) respectivamente. Es el promedio de los valores absolutos de las diferencias entre las posiciones del catálogo y las medidas. Es un buen indicio de la precisión obtenida en la imagen. -Ref/Phot: Estrellas tomadas como referencia por el programa para calcular la fotometría.

– dMag.: Diferencia en magnitud de las estrellas medidas y el catálogo de referencia.

En la barra inferior de la ventana del programa se puede observar que el programa no solo lee la posición (x, y) así como la distancia del píxel del cursor, sino que también calcula la posición en AR, DEC y la magnitud.

6) Posicionar el asteroide. Hay que indicar que objeto es el asteroide que se está estudiando. Para ello se clica sobre él (puede ser de utilidad utilizar la herramienta lupa) (Figura 8).Aparece un cuadro que muestra el objeto seleccionado ampliado. En Information se muestra el nombre del archivo, fecha y hora de la imagen, posición medida y magnitud estimada. A la derecha aparece el análisis del perfil del objeto a través de la función Point Spread Function o PSF (Función del perfil de un punto, normalmente una gaussiana) cuyo parámetro principal es la FWHM (Full Width at Half Maximum, Anchura a Altura Mitad) que es el ancho de la función donde el flujo o luminosidad (que se mide en cuentas o ADU/píxel) toma la mitad del valor máximo (véase Unidad Didáctica Webcam y CCD). En términos astronómicos la FWHM (que aparece medida en segundos de arco) se conoce como seeing y es una medida de la calidad de la observación (menor FWHM mejor). Este parámetro será muy importante para realizar una medida cuantitativa de la posible actividad cometaria del asteroide (ver siguiente apartado).

Es importante verificar siempre la SNR (relación señal-ruido SNR: Signal to Noise Ratio) del asteroide, debiendo descartarse las imágenes en las que el objeto a medir tenga una SNR muy baja. Se recomienda no enviar medidas al MPC si la SNR<7.

Herramienta Track & Stack. Esta función de Astrometrica resulta interesante, ya que efectúa una reducción de una serie de imágenes de un cometa o un asteroide, y luego realiza el apilado de todas las imágenes sobre el objeto en cuestión (Figura 12). A diferencia de otros programas donde se les debe marcar en cada imagen cual es el objeto, Astrometrica solo requiere que se le indique cuál es el asteroide, y de la base de datos determina su velocidad y ángulo de posición.Esto tiene una gran utilidad ya que permite que objetos que no aparecen en una toma individual debido a que son demasiado débiles (indistinguibles del ruido de la imagen), después de realizar la suma de imágenes, aparezcan y/o mejore su SNR lo suficiente para poder ser medidos con precisión.

Para utilizar esta función se accede en la barra de herramientas el menú Astrometry, Track & Stack o el icono correspondiente de la barra de iconos.

4.4.- Detección actividad cometaria en Asteroides

Una vez identificado el asteroide en las imágenes el mejor método para detectar posible actividad cometaria es visualmente. Deberemos buscar estructuras alrededor del núcleo del asteroide indicativos de la presencia de jets o chorros.

También es posible identificar actividad con métodos cuantitativos. Una posibilidad es comparar es perfil de luminosidad del asteroide (FWHM) con el de las estrellas (por ejemplo con la utilidad de información del softwsre astrometrica). Si la FWHM del asteroide es mayor que el medido en las estrellas de campo puede ser un indicativo de actividad cometaria.

— Resultados —

-Agua y vida en la Tierra-

Varias son las hipótesis del origen del agua (Océanos) de nuestro Planeta. Entre ellas encontramos la colisión de Cometas con la Tierra en edades tempranas de nuestro sistema Solar. El descubrimiento de agua en el interior de los Asteroides refuerza la hipótesis de un origen colisional, abriendo la posibilidad de que parte del agua de la corteza terrestre sea de origen asteroidal.

Hoy en día solo conocemos 10 asteroides con actividad. Es muy importante aumentar la muestra para:

1) Conocer su proporción respecto a Asteroides sin actividad cometaria.

2) Determinar su distribución en el Cinturón Principal de Asteroides.

Nuestra propuesta en la actividad es doble:

1) Descubrimiento de nuevos MBC. Es necesario conocer tanto la proporción como la distribución de MBCs en el Cinturón Principal.

2) Seguimiento de MBC conocidos. Es importante realizar un seguimiento de los MBCs conocidos, para detectar cualquier estallido de actividad.

El centro encargado de la gestión de los datos de asteroides y cometas procedentes de las observaciones es el MPC -Minor Planet Center minorplanetcenter.net – (organismo dependiente de la IAU, Unión Astronómica Internacional).

5 – Referencias

ref1 – Kuppers, M., O’Rourke, L., Bockelee-Morvan, D., et al. 2014. Localized sources of water vapor on the dwarf planet (1) Ceres. Nature. 505, 525-527.

ref2 – Campins, H., Hargrove, K., Pinilla-Alonso, N., et al. 2010. Water ice and organics on the surface of the asteroid 24 Themis. Nature. 464, 1320-1321.

ref1 – Unidad Didáctica Observaciones Astronómicas con Webcam y CCD: http://www.astroaula.com/mat/unidades/unicam.pdf

ref2 – Minor Planet Center: http://www.cfa.harvard.edu/iau/MPEph/MPEph.html

ref3 – Generador de Efemérides  asteroides:
http://www.minorplanet.info/PHP/call_OppLCDBQuery.php

ref4 – Efemérides Horizons del JPL: http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi

ref5 – Proyecto NEOs de NASA http://http://neo.jpl.nasa.gov/

Autores

Dr. Juan Antonio Belmonte. Astrónomo del Instituto de Astrofísica de Canarias.

Sr. Miguel Ángel Pío Jiménez. Astrónomo del Instituto de Astrofísica de Canarias.

Dr. Miquel Serra-Ricart. Astrónomo del Instituto de Astrofísica de Canarias.

Sr. Juan Carlos Casado. Astrofotógrafo tierrayestrellas.com, Barcelona.1 – Objetivos de la actividad

Mediante esta actividad se pretende dar a conocer lo que fueron las culturas precolombinas, centrándonos en la civilización inca, dando algunas nociones de su cultura y fundamentalmente de sus conocimientos en los campos de la matemática y la astronomía. Para ello seguiremos la travesía de la expedición al Cusco del grupo de astrónomos dentro del proyecto GLORIA que, con motivo del eclipse total de Luna de Abril del 2014, se desplazarán a esas tierras.

Los objetivos que se pretenden alcanzar son los siguientes:

– Reconocer en el continente sudamericano, las diferentes culturas que se encontraban en él antes de la llegada de los Europeos, y un poco más en profundidad, conocer a la cultura inca, centrándonos en los conocimientos que adquirieron en las ramas de las matemáticas y la astronomía.

– Inculcar el respeto y la comprensión de otras culturas y razas, algunas de ellas ya extintas.

2 – Instrumentación

2.1 El imperio de los Incas

Los Incas constituyeron un estado centralizado situado en América del Sur, el último y más avanzado de los denominados “imperios” precolombinos.  A su territorio se le denominó Tahuantinsuyo (del quechua Tawantin Suyu «las cuatro regiones o divisiones»). Su periodo de mayor esplendor en la zona andina fue entre los siglos XV y XVI, coincidiendo con el apogeo de la civilización inca, llegando a abarcar cerca de 2 millones de km2 entre el océano Pacífico y la selva amazónica, desde cerca de San Juan de Pasto al norte y hasta el río Maule en el sur. Así, se convirtió en el estado más extenso  de la América precolombina.

El Imperio de las Cuatro Partes se crearía con mucho esfuerzo a partir del reinado del Inca Viracocha, octavo sucesor del creador de la dinastía y fundador de Cusco, Manco Capac. Su hijo Pachacutec (1438-1471) sometería el altiplano pero el verdadero creador del imperio sería Tupac Inca Yupanqui (1471-1493) quien llevaría a los ejércitos incas desde el Ecuador hasta el Río Maipú en Chile, expansión que cubriría más de 35º de latitud. A él se debe la división del estado en cuatro distritos administrativos o suyus que darían su nombre al imperio: el Collasuyu, hacia el sudeste, poblado por quechuas y aimarás, en el que se encontraba el sagrado Lago Titicaca y la ciudad de donde surgieron Inti y Mama Quilla, Tihuanacu; el Cuntisuyu, hacia el sudoeste, que incluía las regiones pobladas por algunas de las culturas más antiguas del Perú, como la de Paracas o la de Nazca; el Chinchasuyu, hacia el noroeste, siguiendo la costa, incluía las tierras conquistadas del Imperio Chimú y los lugares sagrados de Pachacamac o Chavín de Huantar y, finalmente, el Antisuyu, hacia el noreste, en los valles del sagrado Río Vilcanota o Urumbamba — donde se hallaba la fuerza del Imperio y donde se produciría la última resistencia — que se expandía hasta las lindes de la selva amazónica.Después de éste periodo de apogeo, el imperio entró en un declive considerable debido a varios problemas, aunque el más significativo fue la confrontación por el trono entre los hijos de Huayna Cápac. Tras la contienda, que condujo a una guerra civil, fue Atahualpa quien salió vencedor en 1532, pero su ascenso coincidió con la llegada de las tropas castellanas bajo el mando de Francisco Pizarro, quienes lo capturarían y después ejecutarían en 1533. Así, con la muerte de Atahualpa se puso término al Imperio Inca, aunque quedó un vestigio de estado independiente formado por rebeldes a la corona, conocidos como los ≪Incas de Vilcabamba≫. Estos fueron combatidos en las siguientes décadas, hasta la finalización del periodo en  1572 con la decapitación del último de ellos, Túpac Amaru.

2.2 Los Incas y la astronomía

Como hemos comentado anteriormente, el Imperio Inca se puede considerar, por extensión geográfica, el imperio más representativo de América del Sur. Además fue uno los pueblos precolombinos que más tiempo dedicó al estudio del cielo.

El firmamento del hemisferio Sur es alucinante y hermoso. El esplendor de la Vía Láctea y de sus dos galaxias satélite, las Nubes de Magallanes, hacen del cielo en el hemisferio sur un espectáculo grandioso. Esto mismo debieron de pensar los antiguos pobladores del Imperio Inca, que al igual que las antiguas civilizaciones del Mediterráneo  (griegos, egipcios, romanos…) vieron en esos puntos brillantes en el cielo, conjuntos de estrellas que poder agrupar e identificar como “constelaciones”. Así por ejemplo, la Vía Láctea fue para ellos el gran Rio Mayu, tan brillante que sus zonas oscuras resaltaban claramente sobre las zonas adyacentes pobladas de estrellas.

Por ejemplo el “saco de carbón”, una región especialmente oscura muy cercana a la prodigiosa Chakana, la Cruz del Sur, era conocido como Yutu, la Perdíz, nombre que también recibía otra región similar en Sagitario. La región de nubes oscuras comprendida entre Sagitario y Centauro era, y sigue siendo, la Llama Celeste cuyos ojos refulgen en las brillantes Alfa y Beta del Centauro. Hanp’ata, el Sapo y Machacuay, la Serpiente, ocupan las zonas de la Vía Láctea cercanas al Navío Argos. Pero dos de las agrupaciones más importantes eran los llamados como Collca, el Almacén. Uno de ellos, el menos importante, formado por las estrellas del aguijón del Escorpión, y el otro, infinitamente más importante era el nombre inca de las Pleyades, pues Collca era y es, el referente central del calendario del altiplano peruano, y en su doble faceta invernal y estival era uno de los referentes cosmológicos más importantes del Imperio de las Cuatro Partes, el Tahuantinsuyu.

La astronomía mereció especial atención porque se relacionaba con las labores agrícolas y su división se marcaba con una fiesta especial. Observaron pacientemente al Sol y determinaron los solsticios y los equinoccios. Para tal efecto pudieron utilizar diversos mecanismos, como el sistema de ceques y quizás también  las llamadas Intihuatanas, que eran comunes en varias ciudades del Imperio.

Precisamente en Cusco, algunos investigadores han encontrado documentos de los colonizadores españoles que describen el Templo del Sol, desde el cual irradiaban cuarenta y un ejes llamados ceques, cuya disposición implicaba alineamientos topográficos o astronómicos, que definían en el valle un total de unas 328 huacas, o lugares sagrados, que  cumplían funciones rituales y políticas.

Entre ellos se encontraban las llamadas sucancas, que determinaban los puntos de salida y puesta del Sol en los solsticios de Junio y Diciembre — un caso especial era la huaca Quincalla –, las salidas y puesta del Sol en el día de su paso cenital o las posiciones de salida y puesta de las Pléyades, entre otros. La salida de las Pléyades era especialmente significativa hacia el 1500 ya que el orto heliaco (primera aparición de un astro sobre el horizonte oriental tras su periodo de invisibilidad), el 13 o 14 de Mayo juliano, era usado como referencia calendárica.

Podemos destacar algunos términos que hacen referencia a elementos, edificaciones o lugares de interés, que se encuentran repartidos en varios lugares del antiguo Imperio Inca, como son:
– Quipus: Sistema de cuerdas anudadas que servían para la administración del Imperio, pero que también fueron utilizadas en apariencia para llevar cuentas astronómicas, ya fuera con fines calendáricos o predictivos.

– Intihuatanas: Del quechua: inti watana, “(lugar) donde se amarra al Sol”. Se trata de esculturas monolítica labrada en piedra, de dimensiones variables pero en torno a 1 a 2 metros de altura y 2 metros de diámetro. Su forma estándar parte de una base con distintos niveles y, en algunas de ellas, en la parte superior se eleva un saliente de aspecto cúbico donde cada una de sus caras sugieren una de las principales direcciones geográficas: norte, este, sur y oeste. Parece que fueron elementos casi ubicuos en los centros de culto incas y, en general, se piensa que uno de sus fines era la determinación de las fechas del paso cenital del Sol.

– Huacas: Según la tradición precolombina, las huacas eran elementos que poseen personalidad propia (una construcción, una montaña, una escultura, etc.) y forman parte de los panteones locales de las culturas incaica y preincaicas del Perú antiguo, junto con las demás divinidades andinas “mayores”, como Wiracocha o Pachacamac. La estrecha relación entre el hombre andino y las huacas puede atestiguarse por la gran cantidad de ellas que hay dispersas a lo largo del territorio del Tahuantinsuyo. Eran tan importantes  que, en algunos casos, aún en la actualidad son objeto de veneración.Como lugar de culto las huacas son también famosas por ser emplazamientos en el que se depositaban ofrendas. Por esta razón fueron víctimas de saqueo sistemático y destrucción durante los primeros años de la conquista del Perú (siglo XVI), tanto por su fama de contener tesoros, como por ser el centro de la religiosidad local en las provincias que conformaron el Tahuannisuyo.

– Templos del Sol: Inti, el dios Sol, fue una divinidad muy venerada por los antiguos Incas, de ahí que en varias ciudades del antiguo imperio (Cusco, Vilcashuamán, Pisac u Ollantaytambo, entre otros) se erigiera un santuario en su honor. Los quechuas, el pueblo dominante en  el Imperio Inca tenían a Inti en el primer peldaño del escalafón celeste. Se fundaron pues, Templos del Sol en casi todod los lugares del Imperio donde se manifestaba el poder del Inca, siendo el más importante el de Cusco, llamado Coricancha. Inti estaba casado con su hermana, la Luna; con quien compartía una igualdad de rango en la corte celestial. La Luna era conocida bajo el nombre de Mama Quilla.

3. La expedición

La expedición que viajó al Cusco para observar el eclipse total de luna del día 15 de Abril de  2014, realizará una ruta por diferentes lugares de interés de la cultura Inca. A continuación detallaremos  los principales monumentos (relacionados con la astronomía) y edificaciones que se encuentran en esos sitios, y qué relevancia y uso tenían para los Incas. Durante la expedición contaremos con las explicaciones dadas en cada uno de los lugares por el Dr. Juan Antonio Belmonte experto en Arqueoastronomía. En la web de GLORIA se ofrecerán, diariamente, vídeos e imágenes de los lugares visitados.

3.1 Cusco

Capital del Imperio Inca, dos leyendas incaicas atribuyen su fundación al primer Inca, un personaje legendario llamado Manco Cápac, junto a su hermana y consorte Mama Ocllo. En ambas se afirma que el lugar fue revelado por el dios sol (Inti) a los fundadores después de una peregrinación iniciada al sur del Valle Sagrado de los Incas.

– Templo del Sol (Coricancha): Fue uno de los más venerados y respetados templos de la ciudad del Cusco, pues fue el santuario más importante dedicado al dios Sol en la época del Imperio Inca. El recinto de oro, como era conocido, era un lugar sagrado donde se rendía pleitesía al máximo dios inca: Inti (el Sol). El frontis era un hermoso muro realizado con la más fina cantería, decorado únicamente por una banda continua de oro puro de una palma de alto, a tres metros del suelo, y un techo de paja fina y delicadamente cortada. En el altar estaban representados todos aquellos elementos importantes en la visión del cosmos del antiguo pueblo inca. Estaba representada Chasca, como estrella de la mañana y de la tarde, Collca, en su doble acepción, la Cruz del Sur y el Jaguar Celeste, el relámpago del dios Illapa, el Arco Iris y la Tierra, la Pachamama, entre otros, junto con Inti, el padre Sol, y Quilla, la madre Luna, que cubren los flancos del dios sublime Viracocha o Pachacamac. Algunas de sus estructuras se encontraban alineadas astronómicamente, posiblemente a las Pléyades, entre otros cuerpos celestes. Centrado en él se situaba un enorme “quipu” topográfico con un sistema de 41 ceques, o líneas, que partiendo del Coricancha, se dirigían en todas las direcciones, atravesando 328 lugares sagrados o huacas, y que pudo  er  utilizado para la creación del complicado calendario Inca.

– Quenko:  a pocos kilómetros al norte de Cusco se encuentra el yacimiento arqueológico de Quenco, una formidable huaca excavada en la roca. En ella se pueden apreciar numerosos elementos sagrados como escaleras rituales, canales, cazoletas y otros elementos labrados. En algunos de ellos se producen singulares efectos de luces y sombras en fechas señaladas del calendario como los solsticios.

Se puede ver una pequeña galería de fotos aquí.

3.2 Valle del Urubamba y villa de Urubamba

Quizás uno de los referentes más importantes para los Incas, el valle del Urubamba, o Vilcanota, al que también se conoce como el Valle Sagrado de los Incas. Era el sector limítrofe con la selva, llamado por ellos Antisuyo. El río que lo forma y atraviesa tuvo también como nombre antiguo el de Willka Mayu o Río del Sol, y el nevado de cuyos hielos nace este río, era llamado Willka Uta o Casa del Sol. Así, con tantas referencias al Sol no es extraño entender que este valle estuviera íntimamente ligado al culto de esta divinidad ya que la palabra Willka hace referencia al dios Sol, palabra que antecede en uso a la que le dieron los propios inca: Inti.

En este extenso y fértil valle, se encuentran una  gran parte de los principales poblados donde los incas se establecieron, y por eso la provincia de Urubamba está formada por los distritos donde se encuentran los principales monumentos y yacimientos arqueológicos del territorio inca: Urubamba, Ollantaytambo, Chinchero, Pisac, Machupicchu, Maras o Yucay.

En este valle se cree que existieron 16 pilares del Sol, de los cuales sólo quedan ahora mismo 2 a 35 km de Cusco en lo alto de un risco sobre la ciudad de Urubamba (ver vídeo), y restos de dos pilares más en la Isla del Sol en el Lago Titicaca. Los pilares de Urubamba se cree que marcaban la salida del Sol en el solsticio de Junio, cuando se observa desde el patio de Quespiwanka, el palacio de Huyana Capac, varios centenares de metros más abajo en el valle. La salida del Sol podía observarse durante el solsticio en Junio fuera de los muros norte y sur del palacio de Quespiwanka.

3.3. Pisac

Las ruinas se encuentran ubicadas en el cerro más alto por encima de la ciudad actual, sobre una superficie seca y rocosa. La palabra Písac viene de la palabra “Pisaca”, que significa perdiz, una especie de ave que vive en esta zona del Perú y que  se puede ver volando al atardecer, sobre todo.

Junto a Cusco y Piquillacta, Písac cierra un triángulo equilátero de unos 33 Kms. de lado, precisamente planificado para proteger la ciudad de posibles ataques.

Al igual que en otras construcciones incas, algunos estudios dan cuenta de que no se trató de una fortaleza, sino de una especie de “hacienda real”, propiedad del Inca Pachacutec, compuesta de andenes, estructuras domésticas y ceremoniales, y acueductos que proporcionaban el agua para la explotación agrícola. Algunas construcciones, distribuidas a lo largo de Písac Pueblo Viejo o Písac Arqueológico son:

– El cementerio inca: Se ubica al frente del complejo arqueológico, únicamente separado por el riachuelo Quitamayu. Este cementerio es conocido como Tankanamarka y debe haber contenido aproximadamente 10,000 tumbas.

– La “Ciudad” de las Torres: Písac también es conocida como la “Ciudad de las Torres”, ya que posee más de veinte torres construidas en los bordes salientes de la montaña. Son de perfecto acabado, muy similares a las construcciones de Sacsayhuaman. Aún no se sabe cuál fue su función exacta, sólo que algunas habrían estado asociadas a obras hidráulicas existentes en el lugar.

– La Intihuatana: Este es uno de los monumentos ceremoniales de mayor importancia en Písac (ver vídeo). Su ubicación, desde la parte superior de la montaña, domina gran parte del valle. Sus lados están tallados en forma de manos que se encierran en un semicírculo, por lo que es considerado como el Templo del Sol de Písac. Al centro del edificio se encuentra un altar tallado en piedra, y que pudo haber sido usado para observar los movimientos solares, y como altar para celebrar ceremonias religiosas: el culto al dios Sol o sacrificios de animales.  Al oeste del altar se halla una piedra tallada que pudo servir para observaciones astronómicas, en la que supuestamente pudiron estar representados las tres fases andinas del mundo religioso: el cielo, el mundo terrenal y el inframundo. El altar tiene la forma de una letra D, y está perfectamente orientada con la salida del sol, en el solsticio de junio. Sólo en Machu Picchu, se puede ver una roca de tipología  parecida.

Las fuentes y los cauces de agua también fueron característicos de esta zona. Se dice que tuvieron fines netamente religiosos por la calidad de su tallado. La fuente principal se ubica a 20 mts. de la puerta central del complejo, y posee dos entalladuras, a manera de asas, que pudieron servir para baños ceremoniales.Una pequeña Galería de imágenes se puede ver aquí

En tiempos incaicos el río Urubamba fue encauzado desde Písac hasta Ollantaytambo con fines agrícolas. Actualmente hay muchos vestigios de las paredes laterales del canal, y el río Urubamba fluye en línea recta a unos 3,3 Kms. de la ciudad.

3.3 Ollantaytambo

En el extremo opuesto a Písac siguiendo la ruta turística pavimentada del valle y a 80 Kms. de la ciudad del Cusco encontramos el pueblo de Ollantaytambo, un espacio donde el diseño del complejo arqueológico se confunde con la villa. Se encuentra a 2700 metros de altura y tanto su diseño como las bases de la mayoría de sus edificaciones corresponden a la época inca. Se supone fue un estratégico centro militar, religioso y agrícola fundado también por Pachacutec. Entre los elementos que lo forman, cabe destacar:

– El sector ceremonial: Estaba dedicado principalmente al culto de “Unu” o “Yaku” (deidades del agua). Por ello, existieron una serie de fuentes que sirvieron para este fin, como el Baño de la Ñusta, que es una de las fuentes labradas en una sola pieza de granito, de 1,30 metros de alto por 2,50 metros de ancho. Es una de las más conocidas y todavía fluye el  agua de su interior. El lugar está dominado por una planicie que conduce a un enorme cerro en cuyos lados se ubican diversos monumentos. El principal de ellos se ubica en la cima y es conocido como La Fortaleza o Casa Real del Sol.

– La Fortaleza o Casa Real del Sol: Este singular edificio, y Ollantaytambo en general, aún conserva el trazado de la planificación urbana de época inca. La fortaleza o adoratorio está conformado por diecisiete terrazas superpuestas, construidas sobre grandes piedras labradas de granito rosa, que en algunos casos llegan a medir más de cuatro metros de alto por dos de ancho, y dos de espesor. El muro en el borde sureste de la Casa Real tiene un azimuth aproximado de 43º, y los restos de la estructura no son rectangulares pero los monolitos colindantes se encuentran orientados a un azimuth de unos 60º, que es aproximadamente la dirección de salida del Sol en el solsticio de Junio, cuando aparece por encima del monte Pinkuylluna situado justo enfrente.– Inticcahuarina (o Incamisama): Situada al este del Templo del Sol en el valle de Ollana, consiste en una gran superficie vertical de roca labrada donde aún serie de elementos pudieron actuar como marcadores estacionales. En particular, uno de ellos parece haber indicado el paso del sol por el cenit en el solsticio de diciembre cuando se celebraba la fiesta del Capac Raymi.

Galería con algunas imágenes, aquí

También se puede ver un pequeño vídeo explicando la razón de ser que le dieron los Incas a la Inticcahuarina.

3.4 Aguas Calientes (Machu Pichu Pueblo)

Distrito ubicado a unos 110 kilómetros del Cusco. Aguas Calientes posee el honor de ofrecerle a los visitantes una de las maravillas del mundo: el yacimiento arqueológico de Machu Picchu.

Santuario Histórico de Machu Picchu:

Machu Picchu (del quechua meridional machu pikchu, “Montaña Vieja”) es el nombre contemporáneo que se da a una llaqta (antiguo poblado andino) incaica construida a mediados del siglo XV en el promontorio rocoso que une las montañas de Machu Picchu y Huayna Picchu en la vertiente oriental de la Cordillera Central y a 2490 m (altitud de su plaza principal). Se desconoce su nombre original aunque hay varias hipótesis al respecto. Según documentos de mediados del siglo XVI, Machu Picchu habría sido una de las residencias de descanso de Pachacutec (noveno inca del Tahuantinsuyo, que reino 1438-1470) y quizás uno de los lugares donde se rendía culto tras su muerte (la legendaria Patallacta).El área edificada en Machu Picchu es de 530 metros de largo por 200 de ancho e incluye al menos 172 recintos. El complejo está claramente dividido en dos grandes zonas: la zona agrícola, formada por conjuntos de terrazas de cultivo, que se encuentra al sur; y la zona urbana, que es, por supuesto, aquella donde vivieron sus ocupantes y donde se desarrollaron las principales actividades civiles y religiosas. Ambas zonas están separadas por un muro, un foso y una escalinata, elementos que corren paralelos por la cuesta este de la montaña. Entre los elementos dignos de destacar figuran los siguientes:

– La Intihuatana: Lugar que pudo funcionar como un magnífico marcador del paso cenital del Sol –un ushnu–, y que parece que muestra otras direcciones singulares, en especial, la de la puesta de Sol en el solsticio de diciembre. Es sin embargo una réplica a pequeña escala del propio huayna Picchu y constituye una de las huacas más importantes del recinto.

– El Torreón o Templo del Sol: Se accede a él por una portada de doble jamba, que permanecía cerrada (hay restos de un mecanismo de seguridad). La edificación principal es conocida como  el Torreón, de estructura semicircular y bloques finamente labrados, donde sus dos ventanas podrían haberse diseñado para observar la salida de Collca y como un marcador bastante preciso del solsticio de Junio –el anuncio del Inti Raymi (la mayor festividad del Tahuantinsuyu) –, respectivamente. Una de sus ventanas muestra huellas de haber tenido ornamentos incrustados que fueron arrancados en algún momento de la historia de Machu Picchu, destruyendo parte de su estructura.

– Intimachay: Una cámara en parte natural y en parte excavada en la roca, en que una ventana horadada en la roca de apenas un palmo cuadrado de área y más de dos metros de profundidad permite el acceso al interior de la cámara de los rayos de Sol sólo en fechas muy cercanas al solsticio de diciembre, fecha de la segunda fiesta más importante del calendario inca, la Pascua del Sol o Capac Raymi.

– El Recinto Sagrado o Gran Templo: Se le llama así a un conjunto de construcciones dispuestas en torno a un patio cuadrado. Todas las evidencias indican que el lugar estuvo destinado a diferentes rituales. Incluye dos de los edificios más magníficos  de Machu Picchu, que están formados por rocas labradas de gran tamaño: el Templo de las Tres ventanas, cuyos muros de grandes bloques poligonales fueron ensamblados como un rompecabezas, y el Templo Principal, de bloques más regulares, que se cree que fue el principal recinto ceremonial de la ciudad. Adosado a este último está la llamada “casa del sacerdote”, “sacristía” o “cámara de los ornamentos”. El muro perimetral occidental del conjunto incluye una sección semicircular que parece estar orientada astronómicamente a la puesta de sol en el solsticio de diciembre sobre las ruinas de Llactapata. Hay indicios que sugieren que el conjunto general, que incluye varias huacas y piedras labradas, no terminó de construirse.

– Los Morteros: Es un recinto cuadrangular de piedra labrada cuyo suelo está literalmente esculpido en el terreno para dejar exentos dos elementos circulares en forma de morteros andinos paralelos al eje del edificio. Se desconoce su uso exacto aunque se ha presupuesto un uso ceremonial en el que los morteros rellenos de agua podrían haber actuado como una suerte de espejos planos para observar el paso cenital de los cuerpos celestes.

Se puede observar una Galería con algunas imágenes aquí

3.5 Chinchero

Ubicado estratégicamente en el cruce de tres caminos que conectan Cusco, Yucay y Pumamarca, este pueblo era el paso obligado hacia Machu Picchu en la época del Tahuantinsuyo. Esta ruta partía del barrio Carmenca (actual barrio de Santa Ana, en el Cusco), seguía por las faldas del cerro Senca, pasaba cerca de la laguna Piuray, y junto a Chinchero, continuaba hasta Maras.

– El templo del Sol: Está ubicado en la plaza principal. Se erige sobre las ruinas incas del palacio de Túpac Inca Yupanqui y las dimensiones del templo son un testimonio de la importancia que, desde tiempos coloniales y aún antes, tuvieron los curacas de la ciudad. Este es, además, un excelente ejemplo de la riqueza de las iglesias en los pueblos cusqueños.En las cercanías del santuario se encuentra una magnífica huaca labrada en la roca con una serie de asientos que quizás sirviesen para marcar direcciones privilegiadas del horizonte, incluyendo fenómenos astronómicos.

Una pequeña galería con imágenes se puede ver aquí.

3.6 Maras

Maras no incluye nada relevante de carácter astronómico pero es un referente cultural importante en otros aspectos. El pueblo actual se fundó en los tiempos coloniales por Pedro Ortiz de Orué. Maras se ocupó cuando muchos ciudadanos incas de Cusco se retiraron de los palacios de la ciudad  y tuvieron que migrar hacia otros pueblos pequeños tales como los actuales Maras y San Sebastián. En el pasado Maras fue una villa muy importante. Sin embargo hoy en día es un pueblo aislado y carece de estructuras modernas. En la plaza principal del pueblo (Plaza de Armas) existe un monumento con un conjunto de estatuas representando a una pareja de campesinos y un burro. El pedestal de dicho monumento contiene imágenes de los tres principales atractivos turísticos de la comunidad: las ruinas de Moray, la iglesia colonial de San Francisco y las Salinas de Maras.

– Las ruinas de Moray: A 7 km al este de la comunidad se encuentran las ruinas de lo que se supone que fue el centro de investigación agrícola incaico de Moray (ver más abajo).

– Santuario de Tiobamba: El santuario de Tiobamba es una iglesia colonial hecha de adobe con arquitectura típica religiosa donde se pueden encontrar pinturas cuzqueñas que representan a La Última Cena.

– Las Salinas de Maras: Hacia el noroeste de este pueblo se encuentran “las salinas de Maras” que son muy conocidas. Están constituidas por unos 3000 pequeñas pocetas de decantación con un área promedio de unos 5 m². En la temporada seca éstas se llenan con agua salada que proviene de un manantial natural que se encuentra sobre los pozos, y cuando el agua se evapora la sal se cristaliza. Cuando la sal alcanze unos 10 cm de altura desde la base es retirada y después empaquetada y enviada a los mercados de la región; hoy esa sal está siendo yodada para que no sea dañina a la hora de consumirla.

Una pequeña galería de imágenes puede verse aquí.

3.7 Moray

Moray es un formidable complejo arqueológico, conformado por admirables sistemas de andenes, enormes terrazas que se superponen concéntricamente, tomando la forma de un gigantesco anfiteatro. Estas hermosas terrazas conformaron un gran laboratorio agrícola con diferentes microclimas, en el que los antiguos peruanos quizás experimentaron y obtuvieron mejoras en los cultivos. Se lograron increíbles avances en la agricultura, lo que constituyó su principal actividad laboral y la base de su desarrollo económico. Es posible que la palabra Moray tenga que ver con el término “amoray” con el que se denominaba a la cosecha de maíz; o con “moraya” o “moray”, que era el nombre de la papa deshidratada.

Una pequeña galería de imágenes puede verse aquí.

3.8 Sacsayhuamán

Sacsayhuamán (en quechua Saqsaywaman, de saqsaw, lugar de saciarse, y waman, halcón, es decir, “Lugar donde se sacia el halcón”) es una “fortaleza ceremonial” inca ubicada dos kilómetros al noroeste de la ciudad del Cusco. Se comenzó a construir durante el gobierno de Pachacutec, en el siglo XV; sin embargo, fue su nieto Huayna Cápac quien le dio el toque final y su forma actual en el siglo XVI. La “fortaleza ceremonial” de Sacsayhuamán es con sus muros megalíticos, la mayor obra arquitectónica que realizaron los incas en toda su historia. Desde la fortaleza se observa una singular vista panorámica del entorno, incluyendo la ciudad del Cusco y el nevado Ausangate, una de las “huacas” más importantes del Imperio Inca.

La zona donde se encuentra esta fortaleza corresponde a la cabeza de un puma cuyo cuerpo sería el núcleo de la ciudad de Cusco. según un supuesto diseño de Pachacútec Inca Yupanqui, el noveno Inca. Usualmente se describe a Sacsayhuamán como una fortaleza, pues se encuentra prácticamente encerrada por tres pendientes, y está conformada por colosales bloques de piedra prodigiosamente unidos, que resguardan la ciudad. Sin embargo, el hecho que los incas construyesen allí una fortaleza resulta singular, ya que al momento de su construcción no se enfrentaban a grandes amenazas exteriores. Su forma y ubicación habría obedecido quizás a otros principios, como el de la armonía entre la arquitectura y el paisaje. Las investigaciones actuales sugieren que se habría tratado de un templo dedicado al culto del Sol, para el cual no solamente la construcción era importante, sino también el entorno que la rodeaba.

El complejo arquitectónico ocupa el borde de la ladera norte de la ciudad. El lado sur de la construcción fue cercado por un muro labrado de piedras pulidas de casi 400 metros de largo. Los límites del templo, por el este y el oeste, estaban marcados por otros muros y andenes. El frente principal de la construcción mira al norte y está protegido por un formidable sistema de tres andenes. Estos son soportados por muros zigzagueantes, constituidos por piedras de gran tamaño, que asombraron a sus primeros visitantes y que sigue asombrando aún ahora. El Inca Garcilaso afirma que estos muros fueron hechos para demostrar el poderío inca. Como hemos comentado, desde Sacsayhuamán se obtiene una espectacular vista de la Ciudad del Cusco y su entorno. Además, se pueden divisar cumbres como las del Ausangate, el Pachatusán y el Cinca, lugares que se cree son habitados por apus o poderosos espíritus que gobiernan las montañas. Entre los elementos arquitectónicos que lo constituyen, cabría destacar los siguientes:

– Casa Real del Sol: Sacsayhuamán es uno de los grandes monumentos líticos de la arquitectura incaica, y era posiblemente una gran santuario. Son abundantes las descripciones de la riqueza de los decorados interiores, así como de la alta calidad y la abundancia de los objetos guardados en sus habitaciones. Ello confirmaría que fue un templo dedicado al culto solar o, como apropiadamente lo llamó Cieza de León, una “Casa Real del Sol”. Garcilaso de la Vega deja testimonio, en sus Comentarios Reales, de que los cusqueños sabían que este complejo arquitectónico era en realidad una Casa Real del Sol, y no una fortaleza como los conquistadores denominaron al complejo al encontrarse con él y usarlo como tal.

– Las puertas de Sacsayhuamán: Hubo varias puertas que comunicaban los distintos niveles a través de escaleras. Garcilaso ha dejado los nombres de tres de ellas. En el muro de las piedras más grandes se encontraba la puerta de Tiu Punco (tiu significa arena), la segunda se llamaba Acahuana Puncu y la tercera Huiracocha Puncu (en honor al dios Viracocha).

– Las torres de Sacsayhuamán: El recinto principal está formado por tres grandes terrazas, cuyos terrenos fueron allanados y nivelados. En el lado este se encontraba el Paucar Marca (Recinto precioso), en el centro el Sallac Marca (Recinto con Agua) y al oeste el  Muyu Marca (Recinto redondo).

– Torre de Muyu Marca o torre de Cahuide: Fue una torre cilíndrica que, gracias a la información contenida en las crónicas y a excavaciones posteriores, sabemos que se habría tratado de un edificio de cuatro cuerpos superpuestos. Muyu Marca debió alcanzar una altura total de unos  20 metros.

– Las terrazas: Actualmente queda muy poco de las antiguas construcciones edificadas sobre las terrazas del complejo. Entre las torres de Muyu Marca y Sallac Marca existió una plaza alargada. En la terraza más elevada del conjunto se encuentra una poza circular, que pudo ser un reservorio de agua, y un edificio rectangular de una sola puerta. En el extremo sureste del complejo se pueden observar andenes curvos y dos alineamientos de graneros o  colcas.

– Huacas: El conjunto incluye numerosas formaciones labradas en al roca, incluyendo la famosa “Silla del inca”. Para algunas de ellas se ha supuesto un carácter ceremonial y una relación con eventos astronómicos.

REFERENCIAS

1. BAUER, B. S. y DEARBORN, D.S. – Astronomía e Imperio en los Andes (abc, Cuzco, 1998.)

2.  D’ALTROY, T.N. – Los Incas (Ariel, Barcelona, 202).

3. REINHARD, J. – Machu Picchu: el centro sagrado (Instituto Machu Picchu, Lima, 2002).

4. SALAS DELGADO, D. – Arqueoastronomía Inka (Mundo Andino, Lima, 2011).

5. ZAWASKI, M. J. y MALVILLE, J. M. – An archaeoastronomical survey of major Inca sites in Peru Arcaheoastronomy 21 (2007-8) 20-38.

6. ZIEGLER, GR. y MALVILLE, J. M. – Machu Picchu’s sacred sisters: Choquequirao and Llactapata (Johson Books, Boulder, 2013).