Las estrellas, como granos de arena

Edwin Hubble fue la primera persona que pudo fotografiar estrellas individuales en la galaxia M31, la galaxia de Andrómeda. Esto le permitió revolucionar la astronomía hace exactamente 100 años, demostrando que el universo era millones de veces más grande que lo que se creía. El telescopio que, 100 años después, lleva su nombre en la órbita terrestre, no ha descuidado a Andrómeda. Ha completado un nuevo panorama que cubre casi por completo la galaxia:

El campo visual del telescopio Hubble es pequeñito, así que este mosaico ha requerido más de 600 exposiciones individuales, a lo largo de 1000 órbitas y 10 años. Y, como se ve, ¡todavía no la cubre del todo! Es que M31 es muy grande en el cielo. La siguiente imagen muestra un círculo que tiene el tamaño de la Luna, para que se hagan una idea. Es la galaxia grande más cercana, a 2.5 millones de años luz, y por esa razón su estudio es de enorme importancia para entender la dinámica y evolución de las estrellas y las galaxias. Debajo se muestran detalles de varias regiones bien distintas, incluyendo la satélite M32 (panel d), que tiene pinta de ser el núcleo pelado de una galaxia pequeña que fue devorada por M31.

El detalle (e), que muestra una de las bandas de polvo frío cruzando por delante de un panorama de muchísimas estrellitas, es particularmente encantador. Es la región del bulbo, donde las estrellas son antiguas y mayoritariamente rojas, y el polvo las enrojece más aún (como el Sol velado por el humo de un incendio). Es el color de la mayor parte de la luz de una galaxia, como calculé una vez. Un beige estelar. Un color que las hace parecer granos de arena.

Si las estrellas fuesen como granos de arena, ¿la galaxia sería como una playa? No. Las estrellas son pequeñísimas, comparadas con las distancias que las separan, en la mayor parte de cualquier galaxia. Si fuesen como granos de arena, serían granos de arena cada uno a 10 km del otro. Es difícil de imaginar la vastedad de una galaxia.

La vista agudísima de Hubble (el telescopio, no el tipo) ha permitido identificar 200 millones de estrellas en este panorama de M31. La versión de resolución completa es un monstruo de más de 400 megapixels (1 GB, o un JPG de 300 MB). Hice un recortecito a resolución completa:

Las estrellas brillantes que se ven como diamantes caídos en la arena son estrellas de nuestra propia galaxia, muchísimo más cercanas. En la vastedad del campo estelar, a esta resolución, se aprecia que no todas las estrellas son rojitas, hay amarillitas y azulitas también. Ahí está, la multicolor playa de Andrómeda.

 

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Las fotos son de NASA/ESA/Hubble/PHAT/PHAST.

Los detalles y primeros resultados científicos están descriptos en Zhuo Chen et al., ApJ 979:35 (2025).

Figuras en el cielo

Cuando conté sobre la enana roja más brillante, AX Microscopii, me encontré con que la estrella no aparecía en el atlas publicado por su descubridor, el Abad Lacaille. Así que la mostré en la Uranographia, de Johann Bode, publicada en Berlín en 1801, algunos años después del trabajo de Lacaille.

La Uranographia de Bode es un atlas hermoso, que marcó el final de una Edad de Oro de la cartografía celeste, que había comenzado dos siglos antes con la Uranometria de Bayer. Es un libro enorme, con 20 cartas a doble página. Contiene 17000 estrellas, muchas más que las visibles a simple vista, y varios miles de nebulosas. Vean por ejemplo este detalle de Virgo, con el cúmulo de galaxias ocupando el ala de la diosa (vale la pena descargar la imagen para ver los detalles de la ilustración, especialmente si están leyendo esto en el celu, algo que nunca es recomendable):

Como puede verse, las figuras son de una calidad extraordinaria. Para comparar con cartógrafos anteriores elegí la familiar constelación de Orión. Estos son Oriones anteriores, a la izquierda el del Atlas Coelestis de Flamsteed (1729) y a la derecha el de la Uranometria de Bayer (1603):

Y he aquí el extraordinario Orión de Bode:

La Uranographia abarca los dos hemisferios celestes, pero las constelaciones del hemisferio austral estaban todavía en un estado de flujo. Bode, como todos, creó las suyas propias, usando objetos de su época. Qué me dicen de estas dos, el Aparato Químico y la Máquina Eléctrica:

Orión tiene cierta forma humanoide, ¿pero estas dos? Están más tiradas de los pelos que el Cerro Mesa de Lacaille. ¿Y el Globo Aerostático?

La Uranographia de Bode fue el último atlas en usar figuras artísticas para representar las constelaciones. Ya en 1786, Alexandre Ruelle había publicado una Nouvelle Uranographie, donde dice:

«No hay manera más fácil de enseñar el cielo que substituir estas figuras fantásticas por triángulos, cuadrados, polígonos u otras figuras geométricas que realmente hagan visibles los grupos de estrellas, uniendo las más brillantes con líneas.»

¡Vamos Ruelle!  Uno ve su Orión, y realmente parece más moderno:

A lo largo del siglo XIX las figuras de palitos se convirtieron gradualmente en estándar, con los atlas de Pierre y Alexandre Lapie (reimpreso varias veces), o el de Charles Dien de 1831, muy parecido al de Ruelle y que se reimprimió hasta el siglo XX y llegó a ser revisado y expandido por el gran Camille Flammarion. 

Pero ya a fines del siglo XIX se abandonaron incluso las líneas. La gran Uranographia Argentina de Benjamin Gould, de 1877, representa así a Orión:

Están sólo las estrellas, y los límites entre las constelaciones, que fue el criterio adoptado por Delporte cuando la Unión Astronómica Internacional le encargó estandarizar las constelaciones de una vez por todas. Un estándar moderno, como el Sky Atlas 2000.0 del gran Wil Tirion, tampoco tiene palitos ni nada por el estilo:

Quedaron sólo los nombres de los dioses y los héroes en el cielo. En el siglo XX, los astrónomos los reemplazaron por un panteón tal vez más fantástico: gigantes rojas y enanas blancas, pulsars y magnetars, novas, kilonovas y supernovas, quasars y agujeros negros.

El día que descubrimos el universo

El 30 de diciembre de 1924 comenzó la 33a Reunión de la American Astronomical Society, en Washington, DC. En la mañana del último día de la reunión, 1 de enero de 1925 (se acaban de cumplir 100 años), se llevó a cabo una sesión conjunta con los matemáticos y los físicos que estaban participando de la simultánea conferencia de la American Association for the Advancement of Science. Se esperaba una charla de Arthur Eddington, sobre Evolución Estelar (Eddington estaba escribiendo su tratado sobre el tema), pero tuvo que regresar a Inglaterra. En su lugar, Henry Norris Russell improvisó un sumario de su propio trabajo en el área. Lo siguió una presentación del polígrafo Archibald Henderson: ¿Es el universo finito? Ambas presentaciones suscitaron una animada discusión entre los presentes. 

A continuación, Russell leyó una presentación de Edwin Hubble, del Observatorio de Monte Wilson, que no había podido asistir (imagino que viajar en tren de California a Washington en pleno invierno no era el mejor plan). Un resumen del trabajo apareció en la revista Popular Astronomy, reportando que la distancia a la "nebulosa espiral" de Andrómeda (Messier 31) y a la del Triángulo (Messier 33) era de 285000 pársecs, un millón de años luz:

Este resultado las ponía definitivamente fuera de la Vía Láctea, cuyo tamaño había medido Harlow Shapley, que aparece allí mencionado. Shapley y Eber Curtis (los marqué a los dos, y a Russell, en la foto del congreso) habían protagonizado en el Museo Smithsoniano, en 1920, el que se llamó Gran Debate, acerca de la naturaleza de estas "nebulosas espirales". Shapley sostenía que eran parte de la Vía Láctea, y que en el universo no existía más que nuestra Galaxia. Curtis, en cambio, decía que podían ser sistemas equivalentes a la Vía Láctea, muy lejanos, verdaderos "universos isla". El trabajo de Hubble zanjó la cuestión: las nebulosas espirales eran galaxias como la nuestra, y dada la cantidad que se veían en los telescopios, muchas de ellas pequeñitas, resultaba evidente que el universo era millones de veces más grande que lo que se creía.

Hubble había empezado a usar el telescopio de 100 pulgadas, el mejor del mundo, para estudiar las "nebulosas espirales", y fue el primero en poder fotografiar estrellas individuales en ellas. Rápidamente descubrió varias novas. Pero el 6 de octubre de 1923 descubrió que una de las estrellas no era una nova, sino que era una que ya había fotografiado dos días antes. ¡Era una estrella variable! Existen estrellas variables, las cefeidas, que cambian de brillo de manera regular, como un reloj, y del período de oscilación se puede calcular la luminosidad intrínseca, y por lo tanto la distancia. ¡Era un golazo! Uno puede imaginarse la emoción del tipo cuando, con tinta roja y mano temblorosa,  tachó la N de nova y escribió VAR!, sobre la placa de vidrio de la foto:

Hubble observó su cefeida durante un período entero y calculó la distancia. No vayan a creer que se guardó el descubrimiento más de un año sin decir nada. Por ejemplo, así se lo contaba por carta a Shapley, que era el experto mundial en cefeidas, el 19 de febrero de 1924:

Shapley tuvo que rendirse a la evidencia. La astrónoma Cecilia Payne estaba en su oficina cuando recibió la carta, y contó que Shapley le mostró las dos páginas exclamando "Acá está la carta que destruyó mi universo". El 26 de febrero Hubble se casó y se fue de luna de miel a Europa por tres meses. Apenas volvió, la misma noche, regresó al Observatorio para seguir midiendo cefeidas en M31 y M33. En los meses que siguieron, a medida que tenía cada vez más datos, se lo fue contando a todo el mundo. Russell, que se enteró del descubrimiento a través de James Jeans en Inglaterra (!) lo alentó a que fuera a Washington, o al menos que mandara el paper, así lo presentaba para un premio de 1000 dólares de la AAAS. Se lo dieron, obvio (son como 20000 dólares de hoy). Incluso antes de la reunión, el 23 de noviembre de 1924, la noticia del descubrimiento salió publicada en una notita en el New York Times:

Al principio, nadie sabía cómo llamarlas. "Sistemas estelares", "mundos", "universos", "nebulosas anagalácticas", "nebulosas no galácticas", "nubes estelares", "nebulosas cósmicas", "universos isla". Hubble prefería "nebulosas extragalácticas". Pero el nombre marketinero vino del que más había perdido, el mismísimo Shapley: «quiero sacarme de encima las palabras universo y nebulosa... así que las llamaré "galaxias"». Hace apenas 100 años, el 31 de diciembre de 1924, el universo tenía una sola galaxia, la nuestra, la Vía Láctea, la Galaxia con mayúscula. El 1 de diciembre de 1925, descubrimos un universo lleno de galaxias.

 

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El informe sobre la reunión está publicado en Popular Astronomy, números 323 y 324, marzo de 1925, con resúmenes de varios trabajos presentados. La nota de Hubble está en la página 252 del número 324. La foto de los participantes está justo en medio. ¡Noten que hay varias mujeres! (más que en el congreso Solvay de 1927, por ejemplo).

En la interesante conferencia de Henderson, leemos: Recent investigations, reported by Curtis, indicate that the spiral nebulae are isolated stellar systems, at least a hundred million light-years away. Shapley was the first to point out and insist upon the significance of the systematic recessional motions of the spiral nebulae. [...] If, as now appears probable, the spirals are isolated stellar systems, this recession must be explained, either as a wholesale error or else as a relativistic effect. Era un tema álgido también para los físicos y los matemáticos.

La ira del asteroide

¿Qué hay de cierto sobre el asteroide que puede chocar con la Tierra, eh? Curiosamente,  y a pesar de que hay que tomar todos los anuncios astronómicos sensacionalistas con mucho escepticismo, en este caso todo lo que he visto publicado es estrictamente cierto. ¿Entonces? ¿Corremos? ¿Hay que mandar a Will Smith para que salve el mundo?

No es para tanto. El asteroide existe. Se llama 2024 YR4 y mide tal vez 50 m de diámetro. ¿Y puede chocar con la Tierra? Probablemente sí. Y probablemente no. Mucho más probablemente no, que sí. ¿Como es esto?

El asteroide fue descubierto recién en diciembre pasado. No conocemos su órbita con suficiente precisión, de manera que predecir dónde va a estar en el futuro es impreciso. Es como si su órbita, en lugar de ser una línea, fuera un cono, que se va ensanchando a medida que pasa el tiempo. En el presente está en el vértice del cono, donde lo vemos. En el futuro, puede estar en cualquier lugar del cono. El 22 de diciembre de 2032, el cono cubre un poquito la Tierra. Algo así (hecho sólo con ánimo ilustrativo, pero es la idea correcta):

Fíjense que la trayectoria más probable, que es la línea azul, pasa lejos de la Tierra. Pero, al día de hoy, la Tierra intersecta un pedacito del cono, un 1.4%. Esa es la probabilidad de que choque con la Tierra. No parece mucho mucho. Y no es mucho, es un 98.6% de probabilidad de que no choque. De todos modos, es el único asteroide conocido (de este tamaño) que tiene una probabilidad mayor que cero de chocar con la Tierra*. Así que es mejor estar atento.

* Estrictamente, el siguiente en su rango de tamaño tiene una probabilidad de 0.001%.

¿Que va a pasar? En los próximos meses, los astrónomos van a determinar la posición y la órbita del asteroide con mayor precisión. Como resultado de esto, el cono se hará más finito, muy seguramente alrededor de la línea más probable. Como la Tierra está actualmente en el borde del cono, lo más probable es que con las nuevas mediciones la situación quede así:

Es decir, no sólo es improbable que el asteroide choque con la Tierra en 2032, ¡sino que lo más probable es que en los próximos meses sea cada vez más improbable! No porque el asteroide cambie de órbita, sino porque la precisión de nuestro conocimiento de ella va a cambiar.*

* La primera actualización de la órbita fue en la dirección opuesta: anteayer la incerteza de la órbita se redujo, ¡y la probabilidad de choque aumentó al 2.2%!. Sigue siendo más probable que no choque, pero en fin: la situación es (un poquito) peor que al principio de la semana, cuando escribí esta nota. Veremos qué pasa en los próximos meses (no muchos, porque después de abril será imposible verlo).

Un asteroide de 50 m puede causar mucho daño. Podría destruir una ciudad grande por completo en segundos, o causar un incendio devastador de miles de kilómetros cuadrados, o provocar un tsunami si cayera en el mar. Un objeto de este tipo es probablemente el que impactó en una remota región de Siberia en 1908, aplanando el bosque en una región que es como de Bariloche al Tronador en un santiamén, y ni siquiera tocó el suelo sino que se desintegró por completo en la atmósfera. 

El asteroide que cayó sobre la ciudad de Chelyabinsk (¡también en Siberia!) en 2013 era bastante más chico, y causó numerosos daños y heridos.

La siguiente ilustración es interesante, y muestra no sólo el diferente peligro que representan asteroides de diferente tamaño, sino también cuántos conocemos de la población total que hay (o suponemos que hay) en el sistema solar. Es la última línea:

Fíjense que asteroides de 50 m, "tipo Tunguska", se conocen miles, pero están entre la categoría "so far, so good" y la "still lots of work to be done". No van a causar la extinción de la humanidad, pero pueden hacer mucho daño, y hay seguramente muchos más que los que conocemos, y por eso siguen apareciendo en los surveys robóticos. Saber cuáles son y dónde están es lo primero que hay que hacer para prevenir el daño. 

Asteroides destructivos han chocado con la Tierra en el pasado, y puede volver a ocurrir. Es el único desastre natural que, no sólo podemos predecir, sino que probablemente podemos evitar. No podemos desactivar un terremoto, ni siquiera predecirlo. No podemos apagar un volcán, ¡ni siquiera un incendio forestal! Podemos predecir huracanes, pero poco se puede hacer para mitigar su impacto. Así que me parece perfecto que se activen estas alertas para saber qué va a pasar, cuándo y donde, y eventualmente decidir qué hacer. Hay un lindo hilo en X sobre esto, de Jonathan O’Callaghan.

Insisto: en este caso, lo más probable es que dentro de unos meses nos tranquilicen con el dato de que no va a chocar. No va a salir en las noticias, por supuesto. 

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La ilustración del evento de Tunguska es de Don Davis; circula por todos lados así que la tomé prestada. Las de los conos las hice yo, medio chapuceras, sepan disculpar.

Muchas veces di una charla sobre estas cosas, en particular sobre lo que ocurrió en Chelyabinsk, pero creo que no está grabada.

El título de la nota es un juego de palabras con la designación provisional del asteroide, YR4, que en castellano bien puede pronunciarse "ira".