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Ocultacion de Estrellas por Asteroides
Observaciones visuales

En esta parte de la sección contamos con la colaboración de Pedro Valdés Sada, experimentado  observador mexicano en ésta área. 

Introducción

La observación de ocultaciones de estrellas por asteroides nos permite medir dimensiones del asteroide con una precisión que no se puede lograr de ninguna otra manera por medio de observaciones terrestres.
En los últimos años se ha progresado mucho con la identificación, predicción, y observación de estos eventos. Como resultado, algunas de estas ocultaciones han sido observadas desde varias estaciones, y se ha obtenido información importante de los asteroides involucrados, como por ejemplo: el tamaño, la forma e, indirectamente, la densidad y estructura interna.
En uno de estos eventos el asteroide se interpone por unos segundos entre una estrella y el observador terrestre. Simplemente midiendo el intervalo de tiempo durante el cual la estrella es ocultada por el asteroide, y conociendo la velocidad orbital de este y su distancia al observador, se puede calcular la longitud de una cuerda a través de la silueta aparente del asteroide. Varios observadores emplazados en distintos lugares en general observarán a la estrella pasar detrás de distintas secciones del asteroide debido al paralaje horizontal. Se puede construir un mapa del perfil aparente del "disco" del asteroide con suficientes observadores localizados apropiadamente por el paso de la sombra del asteroide, obteniendo así una silueta instantánea de este. Comparando varias observaciones de este tipo de un mismo asteroide, y conociendo también el período de rotación de este y la dirección de su eje de rotación, se puede reconstruir la forma tridimensional del asteroide.'
Los elementos orbitales de los asteroides de bajos números (los mejor conocidos y más observados) han mejorado considerablemente en los últimos años, pero aun así los errores en los efemérides de los asteroides son generalmente de entre 1.0 y 0.1 segundos de arco. Los catálogos de estrellas utilizados contienen errores sistemáticos por zonas y/o aleatorios en las coordenadas de posición de hasta 1.0 segundo de arco (NOTA: La incertidumbre en las posiciones de las estrellas más brillantes han disminuido bastante con la reciente publicación de los catálogos de estrellas HIPPARCUS y TYCHO-2. Ahora se conoce la posición de las estrellas con una precisión típica de +-0.1 segundos de arco) . Una precisión de +-0.05 segundos de arco se necesita para localizar con certeza el estreche, corredor sobre la superficie terrestre por donde la sombra de el asteroide cruzará. Esto es necesario para poder alertar a observadores dentro de esa región y a observadores móviles que estén dispuestos a medir el evento. Por consecuencia, la posición de la estrella y la órbita del asteroide deben ser refinadas antes del evento para que observaciones de la ocultación tengan una mayor certidumbre y más observadores puedan medirlas. Es importante hacer observaciones astrométricas de ambos cuando el asteroide esté cerca de la estrella, preferentemente en la misma imagen. A falta de esto, Observaciones frecuentes del asteroide con anterioridad a la ocultación pueden servir para mejorar la predicción del evento.
La 'International Organization Timing Association' (IOTA) está encargada de organizar campañas de observación de ocultaciones de estrellas por asteroides y de recopilar la información obtenida.
También realiza una serie de predicciones y se involucra en el refinamiento de las mismas y la diseminación de actualizaciones por correo electrónico e Internet. La cantidad de eventos programados ha aumentado mucho en los últimos años, y la necesidad de un número mayor de observadores y personas encarnadas de refinar las predicciones se ha hecho patente. En América Latina (y México en particular) hay muy pocos individuos dedicados a este proyecto. Por medio de estas observaciones se intenta lograr una mayor participación mexicana. Las observaciones astrométricas de los asteroides será utilizadas para refinar la órbita de los asteroides antes de sus ocultaciones programadas y así mejorar la predicción del paso de la sombra. Se hará énfasis en asteroides cuyas sombras estén programadas para pasar por la República Mexicana.
También se esta haciendo un esfuerzo para organizar a varios grupos de astrónomos profesionales y aficionados en la República a que observen ocultaciones de asteroides en conjunto. En Monterrey se ha logrado recientemente medir en tres estaciones distintas la ocultación de una estrella por el asteroide 105 Artemis. Como resultado se ha obtenido la forma elíptica de la sombra del asteroide. Esto esta siendo cotejado con otras mediciones de la ocultación de otra estrella por el mismo 105 Artemis, observada en los Estados Unidos con dos meses de anterioridad, con el propósito de determinar la forma tridimensional del asteroide.

Observación de Ocultaciones

Un método sencillo para determinar la hora exacta de la desaparición o reaparición de una estrella ocultada por un asteroide requiere de poco equipo:
1) Telescopio o binoculares. 2) Radio de onda corta (SW). 3) Grabadora de audio.
Estas observaciones se hacen con el ojo humano, simplemente mirando a la estrella a ser ocultada a través del telescopio o (si la estrella es lo suficientemente brillante) de los binoculares por un período de tiempo que abarque la hora programada para la ocultación, mas y menos unos 5 minutos. Es importante recalcar que se debe observar a la estrella continuamente durante este período de tiempo ya que las predicciones de la hora exacta de las ocultaciones no siempre son acertadas, y además pueden ocurrir ocultaciones secundarias producidas por satélites de los asteroides o estrellas binarias.
A la vez que se observa la estrella se tiene el radio de onda corta encendido y sintonizado en una de las frecuencias que marcan la Hora Universal (5 MHz, 10 MHz, y 15 MHz). NOTA: No todos los radios pueden sintonizar estas frecuencias. Hay que fijarse al adquirirlos. Estas señales no son muy entretenidas. Consisten, cada minuto, de un anuncio de la Hora Universal exacta (Coordinated Universal Time) seguido por un tono fuerte que la marca. Subsecuentemente cada segundo es marcado por un tono menor, hasta el anuncio del siguiente minuto.
La función de la grabadora de audio es registrar simultáneamente el paso del tiempo, anunciado por la señal del radio de onda corta, y los comentarios del observador. Hay que tener cuidado de tener la grabadora, el radio, y el observador cercanos para que todo comentario pueda ser grabado y registrado claramente. Es recomendable que el radio y la grabadora contengan baterías nuevas.
Si ocurre una ocultación el observador debe anunciarlo lo más claramente, fuertemente, y rápidamente posible. Mi método preferido es usar una chicharra accionada manualmente para marcar la hora exacta de la desaparición o reaparición de la estrella, y hacer comentarios en la grabación después del evento. Alternativamente uno puede gritar "¡Uno!" para la desaparición y "¡Dos!" para la reaparición. El propósito es que la señal de radio y la voz (o chicharra) del observador sean registrados simultáneamente en la cinta de audio.
El resultado final (la hora exacta de la desaparición y reaparición de la estrella) se obtiene analizando la cinta de audio. La grabación se repite varias veces y, con la ayuda de un cronómetro, se mide el segundo exacto (con fracciones) en que desaparece o reaparece la estrella después de la marca del minuto anterior más próximo. Esto se puede realizar tranquilamente en cualquier momento después de las observaciones. Las mediciones se repiten varias veces y se promedian los resultados para obtener mayor precisión. Se recomienda obtener una exactitud de por lo menos +-0.1 segundos.
Hay que tener cuidado con dos detalles. Primero, no todas las grabadoras de audio son iguales. Es común que un intervalo de tiempo grabado en una no sea exactamente el mismo intervalo de tiempo marcado por otra. He encontrado diferencias entre grabadoras de audio de hasta 3 segundos por minuto. Es importante hacer las mediciones de tiempo de la cinta con la misma grabadora que se utilizó para grabarla. Cuidado. Baterías bajas provocan un efecto similar. Segundo, el ser humano tarda cierto tiempo en reaccionar al observar un evento súbito e inesperado como lo es la desaparición o reaparición de una estrella. Esto hay que tomarlo en cuenta al comparar observaciones por diversos individuos. Comunmente existe un retraso de 0.2-0.3 segundos entre el evento y el anuncio del evento por el observador. Este retraso es variable dependiendo de muchos factores como la magnitud de la estrella, nubes, etc.. En particular, la desaparición tiende a tener mayor retraso por ser completamente inesperada, mientras que la reaparición es ya esperada, y hasta anticipada, por el observador. Comunmente se reporta la hora en que el evento fue marcado en la cinta de audio, y es acompañado por un estimado del retraso por el tiempo de reacción del observador. En cualquier caso hay que ser explícitos.
Por último, pero también de suma importancia, es conocer la posición geográfica (latitud, longitud, y elevación sobre el nivel del mar) exacta de donde se realizaron las observaciones. Esto se obtiene midiendo en un mapa topográfico el lugar de la observación utilizando carreteras, montañas, edificios, etc. como puntos de referencia. En México el INEGI provee cartas topográficas (escala 1:50,000) que son adecuadas, aunque algunas son muy antiguas. Es necesario reportar la posición de la observación (latitud y longitud) con una exactitud de +-100 metros. NOTA IMPORTANTE: El uso de aparatos GPS (Global Positioning System) para obtener la localización de la observación no es muy confiable ya que las señales de los satélites sufren de "scrambling". Esto hace que la posición indicada por el GPS tenga una incertidumbre mayor a los 100 metros requeridos. La única forma de utilizar estos aparatos es haciendo mediciones diferenciales usando marcadores con coordenadas ya conocidas, o promediando decenas de medidas individuales obtenidas durante varias horas o días. NOTA A LA NOTA IMPORTANTE: A partir de Mayo del año 2000 el "scrambling" de los satélites GPS ha sido cancelado indefinidamente. Ahora sí se pueden medir las coordenadas geográficas con la precisión requerida usando uno de estos instrumentos. Dos o tres mediciones son suficientes