Ese es mi pollo

En el cielo austral hay muchas maravillas. Hay tantas, de hecho, que algunos objetos que serían notables en otra parte del cielo, pasan casi desapercibidos. Es el caso de la nebulosidad que rodea Lambda Centauri, una estrella de tercera magnitud que se encuentra entre Acrux y la Nebulosa de Carina.

Lambda Cen es una estrella de clase B, pero fronteriza con las A, y se la ve casi blanca. Es bastante cercana (470 años luz), y su posición y movimiento la caracterizan como miembro del enorme Cinturón de Gould que rodea el sistema solar. La nebulosa que la rodea tiene varias partes y números de catálogo. La región alrededor de la estrella se designa IC 2944. La parte más brillante, que abraza un cúmulo de estrellas, es IC 2948. Todo el conjunto está mucho más lejos que Lambda Centauri, a 6500 años luz, en el brazo de Carina de la Vía Láctea, como su vecina nebulosa de Carina. 

El cúmulo de estrellas de IC 2948 se formó, hace pocos millones de años, a partir del material de la propia nebulosa. Hoy en día son estrellas jóvenes, que brillan intensamente en radiación ultravioleta, y producen la característica fluorescencia roja del hidrógeno de la nebulosa. Pero la formación estelar no se ha detenido. En la foto pueden verse varias regiones pequeñas y bien oscuras:

Estos glóbulos son las partes más densas del mismo material interestelar, que se encuentran colapsando, por su propia gravedad, y en su interior van a formar nuevas estrellas (si la radiación del cúmulo no los disipa antes). En esta imagen del Very Large Telescope son espectaculares:

Estos fragmentos compactos y oscuros de una nebulosa se llaman, en general, glóbulos de Bok. Pero estos, por su descubridor, se llaman glóbulos de Thackeray. David Thackeray fue un astrónomo de Cambridge que hizo casi toda su carrera en Sudáfrica. En la década de 1950 descubrió estos glóbulos, y también estudió la nebulosa que rodea la estrella Eta Carinae, menos de 10 grados hacia el oeste. En su forma identificó una barba, pero como sabemos, el nombre que se consagró fue el que le puso, en la misma época, nuestro Enrique Gaviola: el Homúnculo. 

Alguien vio una vez, no sé si en las estrellas del cúmulo o en la silueta de la nebulosa, la figura de un pollo corriendo, y a la nebulosa le quedó el nombre Running Chicken. Yo la verdad que no lo veo. Pero me hizo gracia que, en una inesperada vuelta de tuerca, descubrí en mi foto una nebulosa planetaria, que es el otro extremo de la vida de las estrellas, la fase final de estrellas como el Sol: 

Por supuesto, la descubrí para mí: ya estaba descubierta. Y resulta que su nombre de catálogo es Hen 2-78, y hen significa gallina. Relindo, la gallina y el pollo que se le escapa. 

 

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La foto fue la primera luz de mi nuevo Seestar S50 operando en modo ecuatorial, y también la primera luz del modo mosaico. Qué maravilla, hace todo el stacking y la composición de manera interna. Hice la foto en el Centro Atómico Bariloche, con mi amigo Eduardo Andrés, una linda noche en que además vimos pasar un cohete chino recién lanzado, emitiendo una encantadora pluma de gases brillantes. Pollo, gallina, pluma...

La designación Hen 2-72 corresponde a un catálogo compilado por Karl Henize, astrónomo y astronauta americano. También se la designa PN Hf 69.

Eclipse de quasar

Cuando se los descubrió, en Cambridge en la década de 1960, los quasars causaron perplejidad. Eran fuentes de radio con una contraparte visible similar a una estrella. El más brillante era 3C 273, que se ve así en luz visible:

Brillaba como una estrella de magnitud 12.9 (visible en un telescopio de aficionado) pero su brillo en radio era inusual. Rápidamente le hicieron un espectro, y resultó que mostraba líneas atómicas también inusuales. Maarten Schmidt, del observatorio Mt. Wilson, se pasó un año mirando fijo el espectro, hasta que se dio cuenta de que las líneas eran la bien conocida "serie de Balmer" del hidrógeno, sólo que en longitudes de onda incorrectas:

Las líneas azules a ultravioletas estaban en el medio del visible, y la roja (la hache-alpha) estaba en el infrarrojo. Todas las longitudes de onda estaban estiradas un 16%. ¿Cómo podía ser? Por efecto Doppler, sería una estrella moviéndose al 16% de la velocidad de la luz, algo absurdo. La única explicación lógica era que el corrimiento al rojo fuese por la expansión del universo (algo no tan aceptado hace 60 años como ahora), y que por lo tanto estuviese a 2500 millones de años luz de nosotros, una distancia inmensa. 

A esa distancia, para brillar en el cielo con magnitud 12.9, el quasar debía tener una luminosidad 200 veces mayor que una galaxia entera como la Vía Láctea. ¿Cómo podía ser eso? Era tan luminoso, que si estuviese a 20 años luz del sistema solar, brillaría como el Sol. ¡En las noches de invierno austral el cielo sería celeste! ¡En primavera, con el Sol en Virgo, habría en el cielo como dos soles! Esto es de por sí impresionante, pero si les digo que las fluctuaciones de brillo que se observan indican que el objeto es del tamaño del sistema solar, se te vuela la cabeza.

Hoy sabemos que los quasars son los núcleos brillantes de ciertas galaxias, donde un agujero negro gigante está destruyendo materia a gran velocidad, lo que produce mucha radiación electromagnética en todo el espectro. ¿Cómo son esas galaxias? Son difíciles de ver, porque las abruma el brillo del quasar que tienen en el medio, como se ve en la foto de arriba. Recientemente, usando el Telescopio Espacial Hubble, lograron hacer una foto notable de 3C 273 eclipsando artificalmente el quasar:

Finalmente se puede ver la galaxia alrededor, con un montón de detalles. Los astrónomos distinguen lo que parecen ser galaxias satélites cayendo hacia el agujero negro central. Es la mejor imagen que tenemos de la galaxia que alberga un quasar. En las imágenes también se observa claramente el jet, el chorro de materia y energía que surge del quasar (similar al que hemos comentado recientemente en galaxias cercanas), con una parte brillante y visible incluso en la imagen del principio (sin el eclipse), y una parte más tenue y cercana al núcleo de la galaxia, antes invisible. Las observaciones del Hubble abarcan más de 20 años en este objeto, de manera que pudieron observar su movimiento, a esa enorme distancia. Las partes más lejanas del centro se mueven más rápido que las más cercanas, como si hubiera una aceleración. El jet brillante, vale la pena decir, es dos veces más largo que el diámetro de la Vía Láctea.

¿Cómo es el instrumento que permite hacer estas imágenes? Se llama Space Telescope Imaging Spectrograph, es decir, es un espectroscopio, no un coronógrafo. Pero delante de la cámara tiene una máscara, que es esencialmente una chapita con varias patitas, que permiten bloquear la luz selectivamente. En un apéndice del paper muestran algunas de las imágenes crudas, junto a un diagrama de la máscara:

Haciendo imágenes rotadas en varias direcciones lograron hacer la imagen con una resolución extraordiaria. Muy ingenioso. Espero que lo vuelvan a usar. 

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El paper es Ren et al., 3C 273 host galaxy with Hubble Space Telescope Coronagraphy, A&A 683:L5 (2024). De allí son las imágenes de quasar eclipsado. La imagen del quasar sin eclipsar, también es de NASA/ESA/HST. El espectro viejo de 3C 273 (creo que es el original que hicieron Maarten Schmidt y Tom Matthews) viaja por la web; esta es una versión anotada.

Prendé el jet

Venimos hablando de los jets, esos chorros de materia y energía que surgen de los agujeros negros centrales en las galaxias activas. Se producen por la interacción entre el disco de materia supercaliente que hay alrededor del agujero negro, en una órbita precaria. Pero su origen y dinámica exactos tienen todavía muchos misterios, no por falta de teoría, sino porque son difíciles de observar. ¿Por qué la Vía Láctea no los tiene, y otras galaxias sí? ¿Se pueden prender y apagar? Parece que sí. La galaxia 1ES 1927+654, que aparece en la foto, prendió el suyo hace un par de años:

Es una galaxia activa, de las llamadas Seyfert 2, como la cercana NGC 4945 que venimos mencionando, pero esta está a 230 millones de años luz, en la constelación de Draco. Tiene un agujero negro central de 1.4 millones de masas solares (gigante, pero menor incluso que el de la Vía Láctea). En el 2017 su núcleo activo empezó a fluctuar en luminosidad, especialmente en rayos X. Esto puede ocurrir, por ejemplo, si la fuerza de marea del agujero negro destroza una estrella en órbita. El material de la estrella acaba incorporado al disco que orbita el agujero negro, produciendo variaciones de brillo. Pero en 2022 se produjo un enorme aumento del brillo en ondas de radio (nótese que el eje vertical está en escala logarítmica). 

Los observatorios formados por muchos radiotelescopios logran resoluciones espaciales increíbles, y en este caso pudieron ver, en tiempo real, cómo se formaban los dos chorros de un nuevo jet, surgiendo del centro de la galaxia:

No es un chorro gigante, como el de M87, que se extiende millones de años luz en el espacio, o los de los quasars. Es un chorrito, pero son cosas como estas las que finalmente permitirán dilucidar el mecanismo que produce estos misteriosos fenómenos.

 

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El paper es  Meyer et al., Late-time Radio Brightening and Emergence of a Radio Jet in the Changing-look AGN 1ES1927+654, ApJ Let 979:L2 (2025). De allí tomé la curva de luz y los cuadros de la animación.

Concurso IALP 25 años

El Instituto de Astrofísica de La Plata cumple 25 años y organizó un concurso de fotografías astronómicas. Cuando me enteré, decidí mandar algunas de mis fotos. ¡Y gané! Estoy contentísimo de haber obtenido el 3er puesto en la categoría Astronomía y Sociedad, y una Mención Especial del Jurado en la categoría Objetos de Estudio Astronómicos. Todas las fotos de los ganadores pueden verse en el sitio web del IALP. Estoy, además, encantado de que el 2o puesto de la categoría Astronomía y Sociedad haya sido para mi amigo Martín Moliné, también de Bariloche. 

Allí podrán ver las fotos premiadas, pero aquí voy a compartir además todas las fotos que mandé, con una pequeña reseña de cada una, que nos pidieron para el envío. Creo que todas ya las he mostrado, pero acá van todas juntas, a ver qué les parecen.

Polvo en el viento (solar) (3er puesto, categoría Astronomía y Sociedad)

La luz zodiacal es la parte más brillante de una banda de luz que se extiende a lo largo de la eclíptica. Es luz solar reflejada por una infinidad de granos de polvo, que pueblan el plano de la eclíptica en todo el sistema solar. Su origen, su dinámica, su interacción con el viento y la corona solares, y su presencia en otros sistemas planetarios, son en buena parte desconocidos. Conviene tratar de observarla cerca del equinoccio de primavera, cuando la eclíptica se yergue más vertical sobre el horizonte del anochecer y esta luz se distingue mejor al alzarse por encima del cielo turbio del horizonte. En esta ocasión me sorprendió el fantasmal resplandor de la luz zodiacal, alzándose sobre el cerro Capilla, en Bariloche. La parte más brillante, más cercana al Sol, es una de las regiones de la atmósfera solar: la corona K. Poco antes había visto la corona solar con mis propios ojos durante un eclipse total, cuya extensión en el espacio interplanetario forma esta banda de luz. Fue una experiencia maravillosa, como estar en casa en el sistema solar, con la galaxia más allá.

Panorama compuesto por 10 tomas con la cámara en trípode, lente de 14 mm, exposiciones de 15 s f/2. RAWs compuestas en Autopano y procesadas en Photoshop. 

Vale la pena recordar que el gran Brian May hizo su tesis de doctorado en astrofísica sobre el polvo zodiacal. Lo cual me recuerda, además, que ésta no es la primera vez que gano algo en un contexto astronómico. También gané el concurso que organizaron Brian May y la revista Astronomy. Pueden leer la historia acá. 

Eclipse y eyección (Mención del Jurado, categoría Objetos de Estudio Astronómicos)

Esta imagen de gran rango dinámico de la corona solar durante el eclipse solar total del 14 de diciembre de 2020 muestra, además de las estructuras usuales en forma de filamentos, el frente, la cavidad y el núcleo de una gran eyección de masa coronal, que se había originado en una fulguración 90 minutos antes. La imagen es una combinación de 8 fotografías tomadas con la cámara en trípode, con lente de 270 mm, cubriendo un rango de 11 stops, justo después del segundo contacto. La imagen resultante fue procesada con un filtro de wavelets radiales para destacar la estructura de la corona. En la parte superior de la imagen puede verse (en la resolución completa) el cometa rasante C/2020 X3, que había sido descubierto el día antes, y que no sobrevivió al perihelio. 

Corte programado (enviada a la categoría Astronomía y Sociedad)

Un corte de electricidad programado para toda la ciudad a las 5:00 fue una oportunidad única para mostrar el efecto de la contaminación lumínica. Escorpio era apenas visible sobre la aguja de la Catedral de Bariloche antes del corte. Cuando se apagaron las luces, el efecto fue sorprendente: fue como si el cielo se hubiera "encendido", con la Vía Láctea brillando sobre la ciudad a oscuras. Las pocas luces que se ven son de autos y dispositivos de seguridad, y eran mucho menos notables a simple vista que en la fotografía. Estos cortes son frecuentes en Bariloche, donde se los hace para mejorar el servicio. Se entiende que, cuantos más cortan, mejor es el servicio. Ergo, el servicio óptimo debe ser el que está permanentemente cortado. 

Cámara en trípode, lente de 14 mm. Toma pre-corte: 8 s f/5.6; toma post-corte: 15 f/2. Procesado y composición de RAWs en Photoshop.

El brillo del aire (enviada a la categoría Objetos de Estudio Astronómicos)

Una excursión a un sitio oscuro de la estepa, a unos 30 km de Bariloche, me sorprendió con un inusual airglow, con un característico color verde, visible en esta foto de campo ancho de las Nubes de Magallanes. Este brillo del aire es una más de las razones por las cuales el cielo nocturno no es del todo negro. La radiación ultravioleta del Sol excita algunos átomos de la alta atmósfera (justo debajo de los 100 km de altura, en la mesósfera), que luego regresan a su estado de reposo emitiendo un fotón. Un fenómeno similar a la fluorescencia, que hemos comentado en más de una ocasión. El verde se debe a la emisión de un fotón de 557.7 nanómetros que producen los átomos de oxígeno. Es exactamente el mismo fotón, y por lo tanto el mismo color, que se observa en las auroras polares, si bien el mecanismo es distinto (en las auroras, la excitación del oxígeno es producida por partículas subatómicas del viento solar).

Cámara en trípode, lente de 14 mm, 15 s f/2. RAW procesado en Photoshop.

Plano galáctico (enviada a la categoría Astronomía y Sociedad)

La Vía Láctea es una galaxia de disco, espiral, que vemos desde dentro. Nuestra perspectiva habitual es verla arqueándose sobre el paisaje, muy distinta de las galaxias espirales vistas de lado que vemos más allá de la nuestra. En este panorama de campo muy ancho elegí poner el punto de fuga de la composición en el ecuador galáctico. Esto hace que el lago Nahuel Huapi aparezca imposiblemente curvado hacia arriba, y a la vez endereza la Vía Láctea, que así aparece como lo que realmente es: una galaxia espiral vista de lado. El halo de luz más prominente es el alumbrado público de Bariloche, mientras que en el extremo izquierdo de la foto se puede ver el de la vecina ciudad de Dina Huapi. Detrás de las luces se llega a ver la cordillera de los Andes.

Composición de 12 fotos con la cámara sobre el telescopio, con movimiento sideral, lente de 18 mm, exposiciones de 60 s f/3.5. RAWs compuestas en Autopano y procesadas en Photoshop.

Agradezco enormemente al IALP y al Jurado del concurso las distinciones, y si están cerca de La Plata, los invito a que vayan a ver la exposición de las fotografías, que siempre se ven mucho mejor que en la pantalla. 

Me mandaron una medalla preciosa junto con los diplomas, que llegaron justo para la penúltima clase de la materia de Astrofísica para Físicos Curiosos que dicté este cuatrimestre, así que me la colgué toda la clase, para compartir mi alegría con mis alumnos.