sábado, 14 de febrero de 2015

El trapecio y la red

Cualquiera que tenga un telescopio, por modesto que sea, puede observar una de las estrellas más extraordinarias del cielo durante los meses del verano austral: Theta 1 Orionis, el famoso Trapecio.

El Trapecio es una estrella múltiple en la parte más brillante de la Gran Nebulosa de Orión. En 1617 Galileo observó que era una estrella triple, sin notar la nebulosidad. Christiaan Huygens, cuarenta años después, nos dejó sus propias impresiones tanto de la estrella múltiple como de la Gran Nebulosa en esta página ilustrada de su libro sobre el planeta Saturno. El Trapecio era todavía un triángulo para Huygens; la cuarta estrella fue descubierta por Picard en 1673. Noten, en la figura, la nebulosidad cortada por un triángulo de oscuridad apuntando hacia la estrella múltiple, y las tres estrellas alineadas abajo. Así lo verán en el telescopio.

Huygens dice (traduzco un poco libremente el texto de abajo de la figura, que termina en la página siguiente) que se veían una docena de estrellas, y que:

"las tres que eran casi contiguas, así como otras cuatro, brillaban a través de la nube de manera tal que el área alrededor, que aquí se muestra, era mucho más brillante que el resto del cielo, que aparecía particularmente negro, y con una parte cortada como una grieta cuyo contraste aumentaba el efecto visual."

Trescientos sesenta años después uno mira por el telescopio y ve lo que vio Huygens, grieta incluída. Pero es más fácil registrarlo. Una exposición larga para la nebulosidad extensa, una intermedia para la parte brillante, y una corta para el Trapecio capturan bastante bien lo que se ve a simple vista, la delicada filigrana de gas fluorescente que junto a todas las estrellas que alberga es lo que vemos a simple vista como la difusa "estrella" central de la Daga de Orión:


Esta foto es gigante, la pueden descargar para guardarla de recuerdo. Notar que está girada casi 180 grados con respecto al dibujo de Huygens. Los colores no se ven a simple vista: por la manera en que funciona nuestra visión, a lo sumo vemos un color verdoso en la parte más brillante de la nebulosidad.

El Trapecio ocupa el centro de esta parte brillante. Así se lo ve en detalle. Es difícil de fotografiar desde Bariloche, donde el cielo nunca está perfectamente calmo. Este es mi mejor resultado de este año. Es una combinación de una exposición rápida con un par algo más largas para mostrar un poco de nebulosidad detrás:


El Trapecio, en conjunto, tiene la designación Theta 1 Orionis (se pronuncia "zeta", con acento español). Su estrella más brillante es la C. A, B y D completan el trapecio. E y F son ya difíciles de ver, pero en la foto se colaron, si se fijan bien. La estrella E es la única que tiene un color diferente, más anaranjado. Theta 2 A, B y C son las tres estrellas cercanas, alineadas, que también dibujó Huygens.

Una estrella múltiple de 6 componentes parece algo notable. ¡Pero en realidad son muchas más! El Trapecio tiene una estructura jerárquica: cada una de sus estrellas es doble o múltiple, ¡y algunas de esas componentes son también dobles! Hice una animación mostrando esta multitud. Además de A, B, C, D, E y F, hay una G, un par de Haches y una I que salen en fotos de buena calidad, como ésta. La separación entre las estrellas de la base mayor del Trapecio es de unos 20 segundos de arco, es decir un 1% del tamaño aparente de la Luna. Las estrellas A, C, D, E y F son dobles. En el caso de A y C, además, las principales (A1 y C1) son binarias espectroscópicas: dos estrellas tan próximas que no se las puede ver por separado, pero que se manifiestan como dobles a través de sus espectros. La estrella B es cuádruple, y la B1 además es doble espectroscópica.

Y éstas son apenas las estrellas más brillantes. El Trapecio es en realidad un verdadero mini-cúmulo de estrellas de reciente formación a partir del gas de la Nebulosa. Hay cientos de estrellas menores que sólo se ven en imágenes de radiación infrarroja. Una multitud, como dije.

Semejante cantidad de estrellas en un volumen de espacio similar al que nos separa de Alfa Centauri no puede ser muy estable. El Trapecio, con el correr de los eones, está condenado a dispersarse. Ya ha empezado: Mu Columbae, AE Aurigae y la más cercana Iota Orionis fueron expulsadas hace un par de millones de años, tal como contamos recientemente.

Las estrellas brillantes del Trapecio son estrellas extraordinarias en sí mismas. La más notable es la más brillante de la primaria de la componente C: es una estrella de tipo O, muy joven. Apenas una de cada 3 millones de estrellas es de tipo O, y viven muy poco tiempo, explotando como supernovas en pocos millones de años. Así que una estrella O joven es una rareza al cuadrado (como Mu Col, ya mencionada). Theta 1 Orionis C1 es una estrella monstruosa, que brilla con la luz de más de 200 mil soles a 39 mil grados. Ella solita es responsable de más del 85% de la iluminación de toda la Gran Nebulosa de Orión, cuyo hidrógeno, oxígeno y nitrógeno fluorescen irradiados por su feroz luz ultravioleta. Su viento estelar a mil kilómetros por segundo erosiona sin pausa el gas de la nebulosa, y ha producido esa forma peculiar que vemos hoy en día, que es una ampolla o burbuja en el medio interestelar. Las otras estrellas brillantes no le van muy en zaga: todas ellas son gigantes O y B (técnicamente, son enanas, pero bué). Una a una irán explotando como supernovas, golpeando y comprimiendo el gas y disparando la formación de nuevas estrellas. Un reciclado permanente del material de la galaxia, que se enriquece en elementos pesados con cada generación estelar que pasa. Todo a la vista en la Gran Nebulosa de Orión.


SEDS tiene información y enlaces sobre el Trapecio, en particular al libro de Huygens que está disponible on-line por gentileza de las Bibliotecas Smithsonianas.

Exquisitas imágenes de las estrellas múltiples del Trapecio en Diffraction-limited Visible Light Images of Orion Trapezium Cluster With the Magellan Adaptive Secondary AO System, L. M. Close et al. (2013) The Astrophysical Journal 774:94.

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