DESAFÍO

Exosky!

¿Cómo se vería el cielo nocturno si estuvieras parado sobre uno de los muchos exoplanetas descubiertos por astrónomos y misiones espaciales? La lista de más de 5500 exoplanetas del Archivo de Exoplanetas de la NASA se puede combinar con los últimos catálogos de estrellas para traducir la ubicación y el brillo de millones o incluso miles de millones de estrellas a otra perspectiva. Desde esa perspectiva, cualquiera podría usar su imaginación para dibujar constelaciones, de manera muy similar a como lo hicieron nuestros antepasados ​​en la Tierra hace miles de años. Tu desafío es desarrollar una aplicación o interfaz para estudiantes que les permita elegir un exoplaneta y luego mostrar un mapa estelar interactivo o exportar una imagen de alta calidad para imprimir o ver en una computadora o una pantalla de realidad virtual, donde pueden dibujar y nombrar constelaciones.

Contexto

Durante las últimas décadas, los telescopios terrestres y espaciales han estado cartografiando el cielo para crear catálogos precisos de miles de millones de estrellas. Con la información de distancia obtenida a partir del paralaje, se puede desarrollar una nube de puntos tridimensional (mapa) para comprender mejor nuestra galaxia. Más allá de la ciencia, esta información también nos permite visualizar cómo se vería el cielo nocturno desde uno de los miles de planetas recientemente descubiertos que orbitan estrellas distintas de nuestro Sol (exoplanetas). Desde la perspectiva de un exoplaneta, el brillo aparente de las estrellas en el cielo sería diferente de lo que vemos desde la Tierra y, por lo tanto, el conjunto de los objetos más brillantes sería único para cada "exocielo". Una herramienta que permita a los usuarios estudiantes crear y visualizar un exocielo los ayudaría a conectar nuestra galaxia y los exoplanetas vecinos con sus propias experiencias con el cielo nocturno de la Tierra. Sin embargo, los catálogos de estrellas son extremadamente grandes (por ejemplo, el catálogo DR3 de Gaia de la ESA contiene información sobre más de mil millones de estrellas). Una herramienta que permita visualizar un exoesqueleto deberá determinar las estrellas que se pueden "ver" desde un exoplaneta individual y calcular su brillo desde esa perspectiva. Aunque estos cálculos implican operaciones geométricas simples, el gran tamaño de los catálogos de estrellas hará que estos cálculos sean desafiantes y potencialmente difíciles de lograr utilizando una computadora personal o una plataforma web.

Objetivos

Tu desafío es desarrollar una aplicación o interfaz que permita a un usuario estudiante seleccionar un exoplaneta, utilizar la información de un catálogo de estrellas para desarrollar una nube de puntos (mapa) tridimensional de estrellas correspondiente a la perspectiva de un observador en ese exoplaneta y luego crear una visualización de esta nube de puntos. La nube de puntos traducida se podría visualizar de distintas maneras. ¿Tu aplicación producirá una imagen estática del cielo (como los mapas o guías celestes que tenemos aquí en la Tierra), un planetario interactivo (que potencialmente permitiría una experiencia de realidad virtual) o algo más? Capacidades adicionales como permitir al usuario trazar y nombrar constelaciones ayudarían a los estudiantes a personalizar cada exoesqueleto, lo que permitiría una experiencia más profunda y una oportunidad educativa. Tu herramienta podría incluso proporcionar varios niveles de detalle (nombre de la estrella, color, etc.) y hacer que diferentes superposiciones visuales (eclíptica, cuadrícula galáctica, etc.) estén disponibles para usos más avanzados.

Sugerencias a tener en cuenta

Puede (aunque no estás obligado a) considerar lo siguiente:

• Tu público objetivo puede incluir estudiantes de primaria, secundaria o preparatoria, ¡o estudiantes de múltiples niveles!
• Téngase en cuenta que la conversión de las coordenadas del catálogo de estrellas ("inerciales") a coordenadas de superficie ("fijas al planeta") depende de la elección de la orientación del polo del planeta.
• Tu herramienta podría:
  • Producir un mapa del cielo simplificado que represente cada estrella como un punto (de tamaño variable según su brillo aparente) para exportarlo, por ejemplo, como PDF o PNG para imprimir (una excelente manera para que los estudiantes de secundaria hagan sus propias constelaciones).
  • Producir un mapa fotorrealista del cielo (por ejemplo, ver la Vía Láctea desde un exoplaneta).
  • Produce una representación de ojo de pez que pueda explorarse con hardware de realidad virtual.
• Considera hacer que tu herramienta sea interactiva con la capacidad de mostrar más o menos información según el público objetivo:
  • Las posiciones de las estrellas en el mapa celeste cambiarán dependiendo de la orientación del polo (inercial) asumida, por lo que el usuario puede querer ajustar los dos ángulos (ascensión recta y declinación) que lo definen.
  • El nombre y la información de cada estrella podrían mostrarse cuando un usuario haga clic o pase el cursor sobre la estrella.
  • Cada usuario podría dibujar constelaciones interactivamente (uniendo pares de estrellas) y nombrarlas.
  • Las cuadrículas y coordenadas ecuatoriales y galácticas pueden resultar útiles para mostrarlas a usuarios de nivel superior.