CON SU PROGRAMA DE CÓMPUTO ‘‘SHAPE’’, WOLFGANG STEFFEN, DE LA UNAM, INDAGA Y DIFUNDE LA ASTRONOMÍA

 
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Con un programa de cómputo propio, Wolfgang Steffen, investigador del Instituto de Astronomía (IA) de la UNAM, recrea y estudia nebulosas planetarias y visualiza nuestra galaxia, la Vía Láctea. Sus modelos digitales se difundirán entre el público mundial a través de sistemas de visualización en tercera dimensión (3D) interactivos, integrados en planetarios con proyección digital desarrollados en Estados Unidos.
En colaboración con Nicholas Koning, de la Universidad de Calgary, Canadá, Steffen creó el software ‘‘Shape’’ (que significa forma), con la aplicación de técnicas interactivas similares a las que se utilizan en la elaboración de efectos especiales de cine y televisión, que adaptó a los requerimientos de la astrofísica para generar, estudiar, simular y difundir con mayor precisión los grandes habitantes del cosmos.
Desde 1996, durante un posdoctorado en Manchester, Inglaterra, el astrofísico inició la primera versión del programa, que más tarde mejoró con técnicas interactivas de 3D.
‘‘En la astronomía tenemos problemas para visualizar y analizar los objetos celestes en tercera dimensión, porque las imágenes que se obtienen de telescopios están aplanadas y muchas veces eso produce ambigüedades que nos impiden una buena interpretación’’. Con el uso de datos adicionales, con el programa de cómputo se logra la reconstrucción en 3D para clasificar e interpretar de manera adecuada las observaciones, explicó en entrevista.
Ya en la UNAM, desde el año 2002 inició el desarrollo del programa interactivo, lo que significó un rompimiento con la tradición astrofísica en la que, hasta la fecha, los investigadores suelen realizar las simulaciones con software cuyo código tienen que adaptar a su tarea particular.
En 2006, en un congreso de astronomía, un colega lo contactó con Nicholas Koning, quien estudió astrofísica y computación y también hacía un software para analizar datos de un satélite. ‘‘El programa que tenemos es resultado de esa colaboración’’, recordó.
Aplicación científica
Con ‘‘Shape’’ el astrónomo tiene una interfaz en 3D para girar y ver una nebulosa o galaxia desde cualquier lado.
‘‘Podemos mirar una nebulosa que evoluciona alrededor de una estrella. La reconstrucción la hacemos basados en datos de imágenes y espectros, en particular del Observatorio Astronómico Nacional en San Pedro Mártir. Tenemos un área donde el usuario puede tener diversas opciones para comparar los datos reales y la simulación tridimensional. Con las reconstrucciones hemos encontrado que varios objetos muy diferentes en sus fotografías, en realidad son parecidos y deben de haberse formado de la misma manera”.
Se pueden comparar las estructuras y los espectros sintéticos con los obtenidos de las observaciones astronómicas, lo que permite reconstruir con la profundidad que se pierde en una fotografía convencional, reiteró.
El sistema tiene una composición modular a la que recientemente han agregado un módulo para realizar simulaciones hidrodinámicas. Su primera aplicación ha sido el desarrollo de una nueva explicación para las “nebulosas planetarias multipolares, que pueden tener uno o varios lóbulos similares a los brazos de un pulpo y que han sido un misterio desde hace más de una década”. Este trabajo ha sido publicado recientemente en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Divulgación en planetarios
Una aplicación del programa de Steffen, que ha sido la más difícil de lograr, es la divulgación de temas astronómicos en planetarios. Visualizar nebulosas en tercera dimensión de manera foto-realista ha sido difícil hasta hace poco. Los sistemas de planetarios ya lo pueden hacer, pero faltan modelos de alta calidad basados en investigación científica para su aplicación.
“Aquí podemos hacer una interesante contribución con la aplicación de “Shape” y con el entrenamiento de creadores de contenido para que desarrollen sus propios modelos con nuestro software”.
Como ejemplo, el universitario mostró en su computadora un fondo de estrellas y tres galaxias vistas desde diferentes perspectivas. ‘‘Parece un cúmulo de galaxias como las que existen en el Universo, pero en realidad es el mismo modelo visto en tres direcciones diferentes. Es un modelo para la Vía Láctea’’.
Esta representación la utilizarán productores de planetarios de la Unión Americana para ilustrar, en 3D y en tiempo real, la Vía Láctea, incluidos el polvo, puntos luminosos de gas y el fondo de estrellas.
‘‘La esperanza es tener una estrecha colaboración con este tipo de empresas de planetarios y tener una aplicación con potencial comercial, secundaria a su utilización fundamental para hacer investigación científica’’, finalizó.
Créditos: UNAM-DGCS-749-2013

difucionastronomiaCon un programa de cómputo propio, Wolfgang Steffen, investigador del Instituto de Astronomía (IA) de la UNAM, recrea y estudia nebulosas planetarias y visualiza nuestra galaxia, la Vía Láctea. Sus modelos digitales se difundirán entre el público mundial a través de sistemas de visualización en tercera dimensión (3D) interactivos, integrados en planetarios con proyección digital desarrollados en Estados Unidos.

En colaboración con Nicholas Koning, de la Universidad de Calgary, Canadá, Steffen creó el software ‘‘Shape’’ (que significa forma), con la aplicación de técnicas interactivas similares a las que se utilizan en la elaboración de efectos especiales de cine y televisión, que adaptó a los requerimientos de la astrofísica para generar, estudiar, simular y difundir con mayor precisión los grandes habitantes del cosmos.

Desde 1996, durante un posdoctorado en Manchester, Inglaterra, el astrofísico inició la primera versión del programa, que más tarde mejoró con técnicas interactivas de 3D.

‘‘En la astronomía tenemos problemas para visualizar y analizar los objetos celestes en tercera dimensión, porque las imágenes que se obtienen de telescopios están aplanadas y muchas veces eso produce ambigüedades que nos impiden una buena interpretación’’. Con el uso de datos adicionales, con el programa de cómputo se logra la reconstrucción en 3D para clasificar e interpretar de manera adecuada las observaciones, explicó en entrevista.

Ya en la UNAM, desde el año 2002 inició el desarrollo del programa interactivo, lo que significó un rompimiento con la tradición astrofísica en la que, hasta la fecha, los investigadores suelen realizar las simulaciones con software cuyo código tienen que adaptar a su tarea particular.

En 2006, en un congreso de astronomía, un colega lo contactó con Nicholas Koning, quien estudió astrofísica y computación y también hacía un software para analizar datos de un satélite. ‘‘El programa que tenemos es resultado de esa colaboración’’, recordó.

Aplicación científica

Con ‘‘Shape’’ el astrónomo tiene una interfaz en 3D para girar y ver una nebulosa o galaxia desde cualquier lado.

‘‘Podemos mirar una nebulosa que evoluciona alrededor de una estrella. La reconstrucción la hacemos basados en datos de imágenes y espectros, en particular del Observatorio Astronómico Nacional en San Pedro Mártir. Tenemos un área donde el usuario puede tener diversas opciones para comparar los datos reales y la simulación tridimensional. Con las reconstrucciones hemos encontrado que varios objetos muy diferentes en sus fotografías, en realidad son parecidos y deben de haberse formado de la misma manera”.

Se pueden comparar las estructuras y los espectros sintéticos con los obtenidos de las observaciones astronómicas, lo que permite reconstruir con la profundidad que se pierde en una fotografía convencional, reiteró.

El sistema tiene una composición modular a la que recientemente han agregado un módulo para realizar simulaciones hidrodinámicas. Su primera aplicación ha sido el desarrollo de una nueva explicación para las “nebulosas planetarias multipolares, que pueden tener uno o varios lóbulos similares a los brazos de un pulpo y que han sido un misterio desde hace más de una década”. Este trabajo ha sido publicado recientemente en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Divulgación en planetarios

Una aplicación del programa de Steffen, que ha sido la más difícil de lograr, es la divulgación de temas astronómicos en planetarios. Visualizar nebulosas en tercera dimensión de manera foto-realista ha sido difícil hasta hace poco. Los sistemas de planetarios ya lo pueden hacer, pero faltan modelos de alta calidad basados en investigación científica para su aplicación.


“Aquí podemos hacer una interesante contribución con la aplicación de “Shape” y con el entrenamiento de creadores de contenido para que desarrollen sus propios modelos con nuestro software”.

Como ejemplo, el universitario mostró en su computadora un fondo de estrellas y tres galaxias vistas desde diferentes perspectivas. ‘‘Parece un cúmulo de galaxias como las que existen en el Universo, pero en realidad es el mismo modelo visto en tres direcciones diferentes. Es un modelo para la Vía Láctea’’.

Esta representación la utilizarán productores de planetarios de la Unión Americana para ilustrar, en 3D y en tiempo real, la Vía Láctea, incluidos el polvo, puntos luminosos de gas y el fondo de estrellas.

‘‘La esperanza es tener una estrecha colaboración con este tipo de empresas de planetarios y tener una aplicación con potencial comercial, secundaria a su utilización fundamental para hacer investigación científica’’, finalizó.

Créditos: UNAM-DGCS-749-2013

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