Thread by @rodrigogpeinado

Parece una obra de arte abstracto, pero se trata de uno de los mapas más famosos de la astronomía y la astronáutica. Y actualmente está surcando el cosmos, en busca de intérpretes que lo descifren.

¿Quieres saber qué es y cómo interpretarlo? Pues atent@ a este hilo 🧵👇

El 3 de marzo de 1972 despegó desde Cabo Cañaveral la sonda de exploración espacial Pioneer 10 de la NASA. Un año más tarde, el 5 de abril de 1973, hizo lo propio su gemela, la Pioneer 11.

Ambas naves llevaban consigo un mensaje inscrito en sendas placas sobre quiénes somos y cuál es nuestro lugar en el cosmos, remitido a potenciales receptores extraterrestres: las placas de las Pioneer.

Se tratan de placas de aluminio anodizado de 23x15 cm y tan solo 120 gramos de masa, donde se tallaron diversos diagramas y dibujos representativos de nuestra especie, nuestro conocimiento y nuestra posición en la Vía Láctea.

Su ideólogo y máximo proponente fue el astrofísico y divulgador estadounidense Carl Sagan, que veía en estas naves una oportunidad de contactar con alguna civilización extraterrestre, uno de sus grandes sueños.

Sagan comentó la idea con su amigo y también astrofísico Frank Drake. Drake es principalmente conocido por la ecuación que lleva su nombre, que intenta estimar la cantidad de civilizaciones inteligentes en la galaxia capaces de comunicarse por ondas de radio.

Ambos eligieron los diagramas que formarían parte de las placas, aunque la persona que los plasmó para la eternidad fue la artista Linda Salzman, que por aquel entonces era la mujer de Sagan.

Si bien en la placa hay varios elementos que resultan obvios de interpretar (los dos seres humanos a la derecha, el sistema solar en la parte inferior...) yo me quiero centrar en el diagrama que ilustra este hilo.

Esa maraña radial que, a priori, no nos dice nada, pero que en realidad, si se sabe interpretar correctamente, nos muestra la localización de nuestro sistema solar en la galaxia. Es, por así decirlo, un camino a casa.

A este tipo de diagramas se los denomina mapas de púlsares, ya que toman como referencia la posición de un determinado número de estos objetos astronómicos, a partir de los cuales se localiza otro objeto.

En concreto, en el mapa de púlsares de las placas de las Pioneer se escogieron 14 púlsares de nuestra galaxia para establecer la posición de nuestro sistema solar y, por ende, de la Tierra.

Sin embargo, ¿por qué púlsares? Y más importante, ¿qué es un púlsar? Pues pequeña (pero necesaria) digresión para hablar de los púlsares.

Un púlsar es, en pocas palabras, una estrella de neutrones cuya rápida rotación genera grandes cantidades de radiación en forma de chorros.

Si en su rotación esos chorros apuntan hacia la Tierra observamos pulsos periódicos de radiación.

Y la clave es justo esa: su periodicidad. Se dice que los púlsares son los relojes más precisos del cosmos debido a su extrema regularidad. Y, lo más importante, es que cada uno posee un periodo característico.

Por tanto, es inmediato asumir por qué Sagan y Drake los consideraron buenos localizadores. Si recibo radiación periódica de varios puntos y conozco la posición de dichos puntos, puedo posicionarme en dicho espacio para que otras personas me busquen (como un faro).

Con esto explicado, podemos volver al mapa original para empezar a interpretarlo. Y, creedme, no es fácil.

En el diagrama se observan, a simple vista, 15 líneas rectas de longitud variable que parten de un centro común. Esas líneas parecen tener varias marcas.

Además, está este segundo diagrama conformado por dos círculos con más marcas, que será muy importante en un rato.

Para facilitar la explicación, he numerado las líneas de la siguiente manera, comenzando por la línea más larga (0) y numerando en sentido horario. A partir de ahora me referiré a una línea concreta por su número asociado.

Comenzamos por el centro del diagrama del cual parten todas las líneas. Este centro es, evidentemente, la posición de nuestro sistema solar (SS) en la galaxia y, por tanto, la posición de la Tierra. Perfecto.

La primera línea a tener en cuenta es la línea 0, la más larga y sin marcas. Se trata de la línea que indica la dirección del centro de la Vía Láctea, y su longitud indica la distancia que hay entre el SS (centro del diagrama) y el centro de nuestra galaxia.

Con la línea 0 explicada, que si os fijáis es bastante diferente al resto de líneas y solo tiene una marca en su extremo (esto será importante para después), pasamos a estudiar las restantes 14.

Cada una de estas 14 líneas representa la posición, distancia y periodo de rotación de 14 púlsares diferentes, elegidos de tal forma que estén lo mejor repartidos posible vistos desde la Tierra. He añadido los nombres de los púlsares al lado de cada línea.

Cada una de estas líneas se compone de varias partes. Voy a elegir la línea 12, correspondiente al púlsar PSR J1935+1616, para explicarlas mejor y no tener tanto barullo.

La línea 12 (como el resto) se compone de tres tramos o partes:

🟦 Una primera (azul), que indica la distancia del SS al púlsar

🟪 Una segunda (morada) que indica la distancia del plano galáctico al púlsar;

🟩 Una tercera (verde), que indica el periodo del púlsar.

(El código de colores es mío por temas de claridad, no forman parte de la placa como tal).

Como curiosidad, añadir que en el primer tramo de todas las líneas suele existir un corte. Esto se introdujo para notar que las distancias a los púlsares no estaban del todo bien establecidas, aunque no es demasiado relevante.

Si bien el primer tramo (el azul) es sencillo de entender, los otros dos no lo son tanto. Voy a centrarme primero en la parte verde, lo que he llamado periodo del púlsar.

El periodo de un púlsar es el tiempo entre dos pulsos de radiación de un púlsar y, como hemos dicho, es característico de cada uno. Es, por tanto, un número que identifica al púlsar. Y eso es justamente lo que está señalado en la parte verde, pero en código binario.

Sagan y Drake eran conscientes de que una civilización extraterrestre no tiene por qué usar nuestros números. De hecho, lo más probable es que no los use. De ahí que echasen mano del código binario, que ellos consideraban universal.

El código binario es aquel código que se compone exclusivamente de 0 y 1, que toman la forma de "-" y "|" respectivamente en la parte verde de la línea del púlsar. Es decir, el periodo de rotación de PSR J1935+1616 en binario es 11110010111110001110100011110.

Si convertimos este número en decimal (os dejo aquí una calculadora online para que lo probéis), obtenemos que el periodo del púlsar es 509549854, pero no sabemos en qué unidades.

Y para eso está el pequeño diagrama de los dos círculos.
🧮 ➡️ rapidtables.com/convert/number…

Este diagrama representa lo que se conoce como la transición hiperfina del átomo de hidrógeno neutro, un fenómeno de física atómica bien estudiado que Sagan y Drake consideraron que debería ser conocido por cualquier civilización tecnológicamente avanzada.

Esta transición se debe a la diferencia de energía entre dos niveles del átomo de hidrógeno neutro debido a la orientación relativa entre los momentos magnéticos del protón y el electrón.

La energía emitida en esta transición es de 5,87433 μeV, correspondiente a una longitud de onda de 21 cm, por lo que se la conoce como línea de 21 cm. La frecuencia asociada a esta línea es de 1420 MHz, es decir, 7,04024183647·10^-10 segundos.

Si ahora multiplicamos ese 509549854 por el periodo de la transición de la estructura hiperfina del átomo de hidrógeno neutro, obtenemos el periodo del púlsar en segundos: 0,3587354200 segundos.

De esta forma algo compleja, Sagan y Drake codificaron los periodos de los púlsares en códigos binarios, que añadieron como extensión a cada línea del diagrama. Podéis intentar calcular el periodo de cada púlsar vosotros mismos siguiendo esos mismos pasos.

Una vez que tenemos ya la dirección y distancia a los púlsares (línea azul) y su periodo (código binario verde), nos falta interpretar la parte morada restante, que arriba he denominado como distancia del plano galáctico al púlsar.

Y es que no nos olvidemos que la Vía Láctea es un cuerpo tridimensional, mientras que este diagrama es bidimensional.

Para añadir esa tercera dimensión, Sagan y Drake decidieron colocar unas marcas en las líneas de distancia.

De tal forma que la longitud del segmento morado, desde la marca hasta el extremo, representan la "altura" del púlsar con respecto al plano de la galaxia.

Sin embargo, no hay forma de averiguar si el púlsar se encuentra por encima o por debajo de dicho plano.

De hecho, la línea 0 tiene su marca de distancia al plano galáctico en el extremo de su línea, ya que su altura sobre el plano galáctico es nula.

Esto es lo que Sagan y Drake pensaron que podía ayudar a los extraterrestres como identificación del centro de la Vía Láctea.

Casos curiosos son, por ejemplo, el púlsar 8, cuyo código binario no está alineado con su línea, sino un poco a la derecha, porque estaba muy pegado al 7.

O el púlsar 3, cuyo código binario está encima de su línea porque se salía del margen.

Otros casos curiosos son los púlsares 2, 5, 6, 11 y 13, muy cercanos al SS (casi no tienen "parte azul") y en el plano de la galaxia (no se distingue su marca de plano galáctico).

De esta forma, ya tenemos interpretado todo el mapa de púlsares.

Aquí lo he colocado sobre una ilustración de la Vía Láctea haciendo coincidir el centro del diagrama con la posición real del SS en ella. Así creo que se interpreta mejor.

Todos los diagramas de púlsares de este hilo, junto con las anotaciones y composiciones, los he hecho yo partiendo de la imagen original de la placa Pioneer con Illustrator.

Os dejo unos enlaces para complementar este hilo, por si os interesa:

Reading the Pioneer/Voyager Pulsar Map (Wm. Robert Johnston) johnstonsarchive.net/astro/pulsarma…

Artículo de PBS
pbs.org/the-farthest/s….

El catálogo de púlsares de la ATNF por si queréis buscar estos púlsares
atnf.csiro.au/research/pulsa…

El artículo de Sagan, Drake y Salzmann (1972) en donde explican la motivación, desarrollo y cuestiones sobre las placas de las Pioneer, incluido el mapa de púlsares.
astro.swarthmore.edu/astro61_spring…

Y un documental de 30 minutos sobre dichas placas con la presencia de Frank Drake y Linda Salzman. Muy recomendable

Por si no lo sabéis, este diagrama también se incluyó en los discos de oro de las sondas Voyager 1 y 2, y se ha convertido casi en un icono pop, con bastantes personas incluso que se lo han tatuado (dedicado a @grZDT).

Para mí, tanto las placas de las Pioneer como los discos de las Voyager son más un ejercicio de reflexión de la *humanidad* sobre sí misma que un verdadero intento de comunicación (en términos de probabilidades). Nos hablan a nosotros.

Aunque el propio Sagan era consciente de las ínfimas posibilidades de que una civilización extraterrestre encontrase y descifrase el mensaje, las Pioneer 10 y 11 continúan viajando a través del cosmos, todavía muy lejos de encontrarse con otra estrella.

Espero que, al menos, las personas que lean este hilo sí sean capaces de interpretarlo, y más importante que eso, reconocer y apreciar el gran contenido astrofísico que esconde. Lo dejo aquí y hasta el siguiente hilo.