Familias ocultas

Demostraciones interactivas

Medir, mover, agrupar y comprobar

Cuatro experimentos en el orden de la conferencia. Los dos primeros son modelos didácticos, el tercero es una simulación controlada y el cuarto usa datos reales de Gaia DR3.

  1. 1Medir profundidad
  2. 2El movimiento delata
  3. 3Encontrar una familia
  4. 4Explorar Gaia real

1 · Profundidad

Paralaje: profundidad a partir de la perspectiva

Mientras la Tierra orbita alrededor del Sol, las estrellas cercanas parecen oscilar más que las lejanas sobre el fondo del cielo.

Demo · Medir profundidad

Modelo idealizado
Vista desde arriba del sistema solarEsquema exagerado
Desplazamiento aparente durante un añomas
Tu estrella Referencias: 100 pc y 500 pc
10,0paralaje ϖ (mas)
326años luz
206km: distancia a la que una moneda de 1 cm ocupa ese ángulo
d (pc) ≈ 1000 / ϖ (mas)1 pársec (pc) ≈ 3,26 años luz · 1 mas = una milésima de segundo de arco

En este modelo una estrella a 100 pc tiene una amplitud de 10 mas y otra a 500 pc, de 2 mas. La curva es desplazamiento = (1000/d) · cos(2πt), con d en pársecs y t en años.

Advertencia científica. Aquí aislamos una sola componente sinusoidal, sin movimiento propio. La geometría real depende de la posición en el cielo y Gaia ajusta varios parámetros a la vez. Invertir un paralaje observado exige considerar errores y sesgos: no generalices d = 1000/ϖ a cualquier fuente.

2 · Movimiento

El movimiento delata a la familia

Estrellas con movimientos semejantes merecen una comprobación conjunta. ¿Puedes encontrar el grupo que viaja junto?

Demo · Avanzar en el tiempo

Simulación conceptual
Estrella Familia (al revelarla) Flechas amplificadas, sin escala física
Qué mostrar

Movimiento propio: cambio de posición angular en el cielo, medido en mas/año. Las estrellas de un cúmulo nacieron juntas y conservan una velocidad parecida, así que sus flechas apuntan hacia el mismo lado.

Ojo: moverse juntas es una pista, no una prueba de origen común. Dos estrellas pueden tener movimientos parecidos por casualidad o por la dinámica general de la Galaxia.

3 · Inteligencia artificial

Encontrar una familia con DBSCAN

Escondemos una familia entre estrellas de campo y pedimos a un algoritmo que la encuentre. Nadie le dice quiénes son familia.

DBSCAN es un algoritmo de agrupamiento por densidad. Identifica estrellas con suficientes vecinas cercanas (los núcleos), conecta las regiones densas y deja el resto como ruido. Tiene dos controles:

  • ε (épsilon): radio del vecindario.
  • Mínimo de vecinos: cuántos puntos exige la densidad (la propia estrella cuenta).

Grados, mas y mas/año se dividen por escalas fijas (1,5°; 1,5°; 0,5 mas; 1 mas/año; 1 mas/año) antes de medir distancias. El resultado depende de variables, escalas y parámetros.

Cada estrella es una fila de cinco números:

xposición yposición ϖparalaje μα*mov. AR μδmov. Dec

Simulamos 600 estrellas de campo + 120 miembros con semilla 42. Conocemos la respuesta porque la construimos, pero no entregamos las etiquetas al algoritmo.

Demo · Encontrar una familia

Simulación · semilla 42
Variables que usa el algoritmo

Pulsa «Ejecutar DBSCAN».

Posición en el cielox, y (°)
Movimiento propioμα*, μδ (mas/año)
—grupos encontrados
—estrellas en el grupo mayor
—miembros recuperados de 120
—intrusos (campo)
—miembros omitidos
—ruido
Grupo más numeroso Otros grupos Ruido Familia simulada (verdad) Pasa el cursor sobre una estrella para ver su vecindario

Escenario favorable y controlado. El color y la magnitud no entran en la búsqueda. Esta simulación no modela la función de selección de Gaia, errores astrométricos realistas ni evolución estelar: no estima el rendimiento del método sobre el cielo real. Cambia ε o el mínimo de vecinos para estudiar la sensibilidad del resultado.

4 · Datos reales · Gaia DR3

Explorar las Pléyades con datos reales

12 206 fuentes en un círculo de 2° alrededor de (56,75°; 24,12°), descargadas del archivo público con filtros de calidad: G < 17, ϖ/σ > 10, RUWE < 1,4 y color disponible.

Demo · Una selección reproducible de candidatas

Datos reales · Gaia DR3
586candidatas
7,36mediana de ϖ (mas)
136pc por 1000/ϖ
4,8 %de la muestra

Arrastra el círculo en el panel de movimiento propio, o el rango en el histograma de paralaje.

CieloAR, Dec (°)
Movimiento propiomas/año · ventana recortada
Paralajenúmero de fuentes

Cian: fuentes dentro del círculo de movimiento propio. Las barras marcadas con ▲ están recortadas (la más alta llega a 2 076).

Color y brillodiagrama color-magnitud
Candidatas (cumplen los dos cortes) Resto de la muestra Pasa el cursor sobre una estrella para verla en los cuatro paneles

¿Tiene sentido físico?

Las candidatas se eligen solo por paralaje y movimiento. Aun así, en el diagrama color-magnitud dibujan una secuencia estrecha y coherente con una población estelar de la misma edad y distancia. El color aumenta hacia la derecha; las estrellas más luminosas aparecen arriba.

Magnitud absoluta aproximada: MG ≈ G + 5 log₁₀ ϖ(mas) − 10, sin corregir extinción ni punto cero del paralaje.

Una selección no certifica pertenencia al cúmulo. Esta regla usa conocimiento previo de una región conocida: no es un descubrimiento automático. La concentración en paralaje está en parte impuesta por nuestros cortes, y la magnitud absoluta usa el paralaje. También importan la edad, la extinción, las estrellas binarias y las incertidumbres.

Ciencia de verdad

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cúmulos abiertos nuevos en el disco galáctico

Castro-Ginard et al. 2020, A&A 635, A45 · Gaia DR2

Esta idea ya descubrió cúmulos nuevos

1 · Búsqueda con DBSCANPosición, paralaje y movimiento localizan concentraciones candidatas.
2 · Comprobación con una red neuronalEl diagrama color-magnitud de cada candidato aporta evidencia de que es una población estelar real.

Nuestras demos ilustran la idea; no reproducen ese análisis. El segundo paso lo exploramos en la página de redes neuronales.