Observatorios Virtuales Teóricos

Es bien sabido que las simulaciones numéricas juegan un papel fundamental para estudiar y entender la evolución de diferentes eventos astronómicos que ocurren en el Universo, ya que estos fenómenos cósmicos necesitan de miles o millones de años para desarrollarse y nos sería imposible llevar un seguimiento puntual debido a que los seres humanos vivimos en promedio 80 años. Hoy en día gracias al uso de equipos de cómputo de alto rendimiento y al desarrollo de complejos códigos numéricos astrofísicos, es posible llevar a cabo simulaciones numéricas astrofísicas con gran detalle a muy alta resolución. Esto trae como consecuencia que la cantidad de datos generados por cada una de estas simulaciones sea muy grande, no sólo por la simulación numérica resultante, sino porque para llegar al resultado deseado en ocasiones se requiere llevar a cabo un sinnúmero de cálculos numéricos previos.

El concepto de Observatorio Virtual Teórico (OVT), está estrechamente relacionado con un OV, sólo que en lugar de almacenar datos obtenidos con telescopios, esta conformado por datos generados por modelos astrofísicos teóricos. El objetivo de este tipo de observatorios es el de proporcionar a la comunidad científica con poca o nula experiencia en códigos numéricos, una serie de herramientas computacionales que le permitan realizar simulaciones numéricas, ejecutando remotamente un código o bien utilizando datos de cálculos numéricos que ya han sido ejecutados con anterioridad, aprovechando las características que ofrece el envío de datos por Internet y en su caso las redes de alta velocidad.

En el 2004 se creó el “IVOA Theory Interest Group”, el cual tiene como objetivo principal garantizar que los datos teóricos estén considerados en los procesos de estandarización del Observatorio Virtual, una de sus principales tareas es desarrollar herramientas que permitan comparar los resultados teóricos con las observaciones y viceversa. Algunos ejemplos de OVT que se han realizado en otros países se pueden ver en la tabla 1.

Tabla 1. Ejemplos de algunos Observatorios Virtuales Teóricos

Observatorio Virtual Solar Mexicano

En el caso particular de México, la UNAM a través de la Dirección General de Servicios de Cómputo Académico y de los Institutos de Astronomía y Ecología desarrollaron el primer Observatorio Virtual Solar de nuestro país, el Observatorio Virtual Solar Mexicano (OVSM). Este fue diseñado a partir de la premisa de crear una herramienta computacional sencilla de utilizar, que cumpliera con los requisitos básicos de un Observatorio Virtual, donde la base de datos se genera automáticamente con resultados de simulaciones numéricas que son ejecutadas remotamente en un servidor, y no con datos observacionales. Sus características hacen que sea una excelente opción para que estudiantes o investigadores que trabajan con datos observacionales, cuenten con un modelo hidrodinámico opcional que les permita interpretar sus datos. Es importante mencionar que esta herramienta computacional está diseñada para académicos que no cuentan con equipos de cómputo de alto rendimiento o no son expertos en códigos numéricos, todo se hace a través de una interfase Web intuitiva. Hasta el momento el OVSM está orientado al estudio de la Evolución de Eyecciones de Masa Coronal (EMC) en el Medio Interplanetario, tema de gran interés para investigadores dedicados a estudiar problemas vinculados al clima espacial, el cual es un conjunto de fenómenos e interacciones que se desarrollan en el medio interplanetario y que está regulado fundamentalmente por la actividad que se origina en el Sol, y nos proporciona información sobre el estado de perturbación del ambiente entre la Tierra y el Sol (ver figura 4).

Figura 4. En esta imagen se muestran 2 EMC simétricamente opuestas. Las observaciones se realizaron el 8.Diciembre.2000 con la nave espacial SOHO, utilizando el coronógrafo LASCO-C2. Una imagen del EIT tomada el mismo día ha sido sobrepuesta en lo que sería el coronógrafo C2, el cual es usado para ocultar la luz fotosférica y poner así de manifiesto la débil señal coronal en luz blanca. (Solar & Heliospheric Observatory, SOHO).

La arquitectura computacional del OVSM está basada en tres módulos; el primero corresponde al diseño de la Interfaz gráfica de usuario (GUI por sus siglas en inglés), el segundo está relacionado con la ejecución de la simulación numérica remota y el tercero con la generación de la base de datos. Cada uno de estos módulos está vinculado entre sí (ver Hernández-Cervantes, et al. 2008).

Algunos ejemplos de otros Observatorios Virtuales Solares que se han desarollado se muestran en la tabla 2. Un ejemplo del tipo de resultados que se pueden obtener con el OVSM se puede ver en el video 1.

Tabla 2. Ejemplos de algunos Observatorios Virtuales Solares

Video 1. Aquí presentamos la generación del viento solar junto con la evolución temporal de una eyección de masa coronal en dicho medio. La cantidad física que mostramos es la densidad en una escala logarítmica de colores; en la parte superior derecha se exhiben los valores de la densidad de partículas, la temperatura y la velocidad que tiene el medio a una unidad astronómica.