08/11/2025

Aves entre nubes de estrellas

Toda la prensa se la lleva el cometa interestelar 3I/ATLAS, pero mucho más lindo y fácil de observar me resultó el cometa C/2025 R2 SWAN, un cisne que hace un par de semanas pasó volando junto a la Nebulosa del Águila (M16), en plena Vía Láctea:

Una belleza. Esta foto fue hecha con el Seestar S50, un pequeño robot astrógrafo muy fácil de usar y de gran calidad. Si se fijan en la nebulosa, se distinguen los famosos Pilares de la Creación (apuntando hacia abajo y la derecha). Cerca del borde derecho de la imagen hay también un lindo cumulito (Trumpler 32) que parece muy lejano (me da más de 5000 años luz, sin hurgar demasiado). La nebulosa brilla con la característica fluorescencia roja del hidrógeno, y el cometa con el verde típico del carbono y quizás del cianógeno. Calibré los colores de esta imagen con la fotometría del monumental catálogo Gaia DR3 (en Siril), así que el color cian del cometa es probablemente más exacto que el verde que solemos ver en fotos no calibradas, como la que hice ese mismo día con la cámara y un tele de 200 mm:

El campo de esta imagen es más amplio, y aparece arriba otra linda nebulosa de Sagitario, la del Cisne (M17), y abajo a la izquierda un cúmulo más grande que el de la otra foto, el NGC 6604. Es impresionante la cantidad de estrellas que hay en esta foto (y todavía más en la de resolución completa). Estamos en una de las regiones más densas de la Vía Láctea, mirando casi hacia el centro de la galaxia. La concentración de estrellas que se ve en el ángulo superior izquierdo es parte de la "pequeña nube estelar de Sagitario" (M24, no confundirla con la "gran nube de Sagitario", que es como el vapor que sale del pico de la Tetera). Es una porción del bulbo central de nuestra galaxia, que asoma tras una ventana en las nubes de polvo oscuro del ecuador galáctico

El cometa, vale la pena decir, era completamente invisible a simple vista, y con binoculares se veía como una nubecita sin color y sin cola. En la foto apenas se distingue un poquito de cola hacia arriba (una semana antes tenía una cola más prominente). Todavía no pude observar el otro lindo cometa que hay en estos días, el C/2025 A6 Lemmon, que recién ahora está pasando al cielo austral, si bien ya está perdiendo lustre. Trataré de verlo en los próximos días. 

Definitivamente, el cometa de moda es el mucho menos conspicuo 3I/ATLAS, un objeto interestelar que saltó a los medios porque hay quienes dicen que se trata de una nave extraterrestre. Podría ser, por supuesto (con una probabilidad bajísima), pero todo lo que viene haciendo 3I ATLAS indica que se trata de un cometa nomás. Todas las cosas que hizo son las que hacen los cometas, incluyendo la anticola, la aceleración no gravitacional, el aumento de brillo en el perihelio y el cambio de color. No se dejen engañar por titulares sensacionalistas: estas cosas son las que hacen los cometas, y no "sorprenden a los científicos". Está atravesando nuestro sistema solar a enorme velocidad, y será apenas desviado un poquito por la gravedad del Sol. El siguiente gráfico, compilado por Marshall Eubanks, muestra que su brillo (observado por una variedad de instrumentos) se ajusta muy bien a las predicciones de los modelos de cometas (líneas roja continua y azul cortada):

Es apenas el tercer objeto interestelar que hemos descubierto, y realmente sería fascinante poder estudiarlo en detalle. Se hará lo que se pueda, observando de bastante lejos. En estos días lo estará observando el robot europeo Juice, en camino a Júpiter, y hacia fines de mes lo observarán los grandes telescopios desde la Tierra. Veremos si hay algo interesante para destacar. En ningún momento estará cerca de la Tierra, así que se verá extremadamente tenue, pero por supuesto intentaré fotografiarlo si hay oportunidad. 

Los astrónomos calculan que todo el tiempo hay varios cientos de estos objetos interestelares atravesando el sistema solar, sólo que no los vemos. La nueva generación de telescopios gigantes de survey, como el Rubin, permitirán seguramente descubrir una docena por año en lugar de uno cada varios años. Cuando hayamos visto una buena población, veremos si lo que está haciendo 3I/ATLAS es inusual o no, para este tipo de objetos. Ojalá algún día uno de ellos sea una nave interestelar, pero nadie debería ilusionarse demasiado.  

 


Los nombres ATLAS, SWAN y Lemmon no son caprichosos, sino que identifican a los robots que descubrieron los cometas. ATLAS es el Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System, un sistema que procura detectar pequeños asteroides antes de que impacten en la Tierra. SWAN es el instrumento Solar Wind Anisotropies, a bordo del telescopio solar espacial SOHO. Lemmon se refiere al Mount Lemmon Survey, un sistema automático en el Observatorio Mt. Lemmon en Arizona, que ha descubierto más de 160 mil asteroides y cometas. 

Cuando se dijo que "la NASA activó el sistema de defensa planetaria" para el 3I/ATLAS, es falso. La NASA no activó nada, la NASA está en shutdown, y ni siquiera puede distribuir las fotos que le tomaron desde Marte. La noticia más reciente de Planetary Defense es de septiembre. La ESA, en cambio, sí recurrió a su Oficina de Defensa Planetaria. Eso no significa más que usar su red de telescopios para observar el cometa. 3I/ATLAS no presenta ningún riesgo: cuando leas "se acerca a la Tierra", tené presente que su máximo acercamiento será a casi 300 millones de kilómetros (es como decir que cuando salgo de mi casa "me acerco a África", pero peor). 

01/11/2025

El Doctor Gaviola

Ya que recordamos hace poco un aniversario redondo de mi doctorado, celebremos también uno de Enrique Gaviola, y nada menos que el centenario. Gaviola no fue el primer físico ni el primer astrónomo de la Argentina, pero podemos decir que es el padre de la física y la astrofísica modernas de nuestro país. Ha aparecido muchas veces en el blog, de manera que mis lectores habituales ya conocen algo de su historia. Recordemos que estudió en la Universidad de La Plata, donde conoció al un notable físico alemán, Richard Gans, que lo alentó a que se fuera a estudiar a Alemania. A Gaviola le gustó la idea, y se marchó primero a Göttingen y luego a Berlin. En el Archivo Histórico de la Biblioteca del Balseiro tenemos sus libretas universitarias, que ya he mostrado en parte. Esta es la hoja del semestre de invierno de 1924-25:

Es una hoja notable. En primer lugar, vemos a Peter Pringsheim, quien estaba dirigiendo su trabajo de doctorado (dice "Trabajo de Investigación en Física"). El siguiente es Richard von Mises, un destacado matemático austríaco muy influyente en la ingeniería aeronáutica, que le dio Óptica Geométrica (es hermano del famoso economista). Albert Einstein (Premio Nobel 1921, no necesita presentación), le dio Teoría de la Relatividad, obvio. Walther Nernst, que acababa de ganar el Premio Nobel de Química, le dio Mediciones Eléctricas. A continuación está Max von Laue (Premio Nobel 1914), a cargo del Proseminar, que explicaré luego. Y finalmente está Lise Meitner, que no ganó el Premio Nobel por su descubrimiento de la fisión del uranio porque la desplazaron y se lo dieron a su compañero Otto Hahn. Meitner fue la primera mujer en obtener un cargo de profesora titular en Alemania, y le dio Ionización en Radiación Corpuscular

El Proseminar era un requisito para el doctorado. Consistía en un trabajo de investigación de varios semestres, donde tenía que estudiar sobre un tema, presentar un informe y exponerlo de manera crítica. Estaba dirigido por Laue e integrado por Meitner, Einstein y Pringsheim. Cuenta Gaviola:

«Me dieron como tema los espectros de rayos beta y una lista de publicaciones. Reinaba una aguda controversia entre los autores norteamericanos capitaneados por Ellis, y los alemanes capitaneados por Lise Meitner. Cuando llegó mi turno, expuse el tema y sostuve que los resultados experimentales norteamericanos eran mejores que los alemanes, pero que la teoría de los alemanes era superior a la de los norteamericanos. Hablé como una hora. Al final Lise Meitner me felicitó.» 

Habiendo terminado el Proseminar, Gaviola empezó a preparar su tesis, con la supervisión de Pringsheim (quien, cuando vio su talento, lo eximió de hacer las materias de Física Experimental y lo puso directamente a trabajar en investigación). Tuvo también una propuesta de von Laue, en física teórica, pero se le complicó matemáticamente (no tenían computadoras) y prefirió el tabajo experimental. El trabajo teórico era sobre el sistema que algunos años después se convertiría en el klystron, el primer amplificador de radio, que permitiría el desarrollo del radar y la radioastronomía en los años 30.

Pringsheim le propuso que construyera un experimento para medir los tiempos de extinción de la fluorescencia, uno de los temas álgidos de la nueva física cuántica que se estaba gestando. En el verano de 1925 Gaviola hizo sus últimas materias y, hace exactamente 100 años, el 31 de octubre de 1925, presentó su trabajo ante la Sociedad Alemana de Física. Esta es la primera hoja de sus notas para la presentación, también de nuestro archivo:

Hay dos cosas que me llamaron la atención en esta página. Una, es que el tipo estaba midiendo tiempos de nanosegundos (¡en 1925!). La otra es una notita subrayada, que dice Bitte das erste Bild! ("¡Por favor, la primera imagen!"). Es decir, ya hace 100 años usaban proyectores para sus charlas. Evidentemente los manipulaba otra persona, y no serían tan sofisticados como los modernos, hechos posibles gracias a la física cuántica que Gaviola contribuyó a fundar.

Antes de publicar la tesis, Gaviola tuvo que aprobar el examen final, que eran en realidad cuatro exámenes: Física Teórica, Física Experimental, Matemática y Filosofía, tomados por von Laue, Nernst, Hans Reichenbach (destacadísimo filósofo de la ciencia) y Wolfgang Kohler (uno de los fundadores de la psicología Gestalt). Obtuvo la calificación magna cum laude. El trabajo está publicado en Annalen der Physik:

Algún tiempo después fue la ceremonia de graduación, en el despacho del Rector. Tuvo que concurrir en traje de etiqueta (alquilado), poner rodilla en tierra y recibir un espaldarazo con un diploma simbólico. Poco después le dieron el diploma verdadero, que también tenemos en Bariloche:


Cuenta Gaviola:

«La ceremonia me produjo profunda impresión; con el espaldarazo del Rector había sido armado caballero andante de la física. Pronto empecé a librar combates singulares contra la farsa, la corrupción, el fraude y el atraso en la física, primero en Estados Unidos y después en la Argentina. Por supuesto, en la mayoría de los casos salí “descalabrado”.»

El diploma es muy impresionante. Es enorme y todo el texto está en latín, con la enumeración de los grados del Rector Magnífico y el Decano de Filosofía (que es el único que firma, chiquito y en lapiz, que Gaviola señalaba en contraste con su diploma de Agrimensor de la Universidad de La Plata). El sello es como encerado y con relieve (por eso se ve quebrado en la foto). He traducido el texto como:

QUE SEA FELIZ Y PROPICIO

UNIVERSIDAD LITERARIA FEDERICO GUILLERMO DE BERLÍN

El Rector Magnífico

HEINRICH TRIEPEL

Doctor en Derecho y Ciencias Políticas en esta Universidad, Profesor Público Ordinario,
Consejero Íntimo de Justicia, Caballero de la Orden del Águila Roja en Cuarta Clase,
Comendador de otras Órdenes,

Por decreto de la Muy Honorable Facultad de Filosofía

y bajo la autoridad legítima del Promotor

JULIUS PETERSEN

Doctor en Filosofía, Profesor Público Ordinario en esta Universidad,
Miembro Ordinario de la Academia Prusiana de Ciencias,
Senador de la Academia Prusiana de las Artes,
Caballero de la Cruz de Hierro en Segunda Clase,
Decano actual de la Facultad de Filosofía

 

Al ilustrísimo y doctísimo señor

ENRIQUE GAVIOLA

Argentino

Habiendo sustentado con gran elogio (magna cum laude) el examen de Filosofía
y presentado una disertación muy loable, cuyo título es:
“Die Abklingungszeiten der Fluoreszenz von Farbstofflösungen”
(Los tiempos de decaimiento de la fluorescencia de soluciones de colorantes),
la cual fue aprobada por la autoridad de la Facultad,

los grados y honores de

DOCTOR EN FILOSOFÍA

y

MAESTRO EN ARTES LIBERALES

confieren el 21 de diciembre del año 1926

de forma legítima y solemne

y mediante el presente diploma

verificado con el sello oficial de la Facultad de Filosofía


se declara públicamente este otorgamiento. 

Este año, en ocasión además de cumplirse 125 años del nacimiento de Gaviola, conté ésta y otras historias de su carrera en una conferencia en el Observatorio de Córdoba, que repetí en el Instituto Balseiro, donde quedó grabada, y pueden verla en el canal de Youtube de nuestros Coloquios

 


Ellis, mencionado por Gaviola en relación al tema de su Proseminar, es quizás Charles Ellis, cuyo trabajo en el espectro de los rayos beta contribuyó a comprender la estructura del núcleo atómico. Pero no estoy seguro, porque no era norteamericano ni trabajaba en Estados Unidos, sino que llevó adelante todo su trabajo en el Laboratorio Cavendish, en la universidad de Cambridge, paralelamente al que hacían Rutherford y Chadwick sobre los rayos alfa. 

25/10/2025

El pasado distante

Creemos entender que las fluctuaciones que vemos en el fondo cósmico de microondas, con puntos más fríos y más calientes en el plasma que llenaba el universo apenas 380 mil años después del Big Bang, dieron lugar a los primeros cúmulos de galaxias, que siguen existiendo 13 mil millones de años después. Esas primeras galaxias son tenues y su luz está extremadamente corrida hacia las longitudes de onda largas por la expansión del universo, por ser tan antiguas. Nunca habíamos podido estudiarlas, porque se necesita un telescopio enorme e infrarrojo. Y precisamente para hacerlo se construyó el telescopio espacial Webb, como hemos contado. Un paper reciente muestra imágenes tomadas como parte de un survey llamado GLIMPSE, uno de los tantos que están explorando esas primeras luces. GLIMPSE fue diseñado para hacer observaciones muy largas, a tavés de varios filtros, valiéndose además del efecto amplificador natural que producen grandes cúmulos de galaxias más cercanos, que actúan como lentes gravitacionales enfocando la luz de galaxias aún más lejanas. Se pretende alcanzar la magnitud 30.6 en varias bandas infrarrojas, que equivale a un brillo 10 mil millones de veces menor que la estrella más tenue visible desde un sitio oscuro. A los especialistas les interesan unos mínimos puntitos rojos, visibles en la siguiente imagen, pero los aficionados quedamos boquiabiertos con la foto entera:

Esta es la región central del cúmulo de galaxias Abell S1063, un súper mega monstruo galáctico que se encuentra a 4500 millones de años luz de nosotros. Todas las galaxias blancuzcas que vemos en esta imagen forman parte de Abell S1063, incluso la gigante del centro, cuya luz parece englobar a muchas de las otras. Este cúmulo es el que funciona como lente gravitacional, ayudando a amplificar la luz de galaxias más distantes. Como es una lente natural, la imagen de estas galaxias lejanas resulta distorsionada, y las vemos formando una multitud de arcos rojizos, bien ordenaditas en torno al cúmulo de galaxias blancas. Este campo ya había sido estudiado por el telescopio Hubble, como parte del programa Frontiers. Hoy las imágenes del Hubble, que nos deslumbraban hace 10 años, nos parecen pobretonas; fíjense cuánta menos sensibilidad tiene:

Tuve que achicar la imagen del Webb para insertarla en esta página, pero voy a mostrar algunos recortes para que se vea la riqueza del campo de galaxias que se ve detrás del cúmulo. Vean qué gran distorsión presentan estas galaxias rojas (sus formas verdaderas no deben ser muy distintas de las blanquitas): 

Este es otro recorte, donde vemos un montón de galaxias del cúmulo y las distorsionadas detrás: 

Este es otro. Se puede ver que algunas de las galaxias rojas tienen mucha estructura, con globulitos y cositas, que son regiones de activa formación estelar:

Pero lo que realmente les interesa a los astrónomos de GLIMPSE es la multitud de puntitos aislados, que salpican todo el fondo en estas imágenes. Esas son las galaxias realmente lejanas, las que están en la infancia del universo. Las imágenes que estudian ellos son mucho menos glamorosas:


Esta imagen no es tan llamativa como la "foto" de Abell S1063, pero es el tipo de análisis que ellos pretenden hacer. Los cuadraditos de arriba son imágenes de algunas de las galaxias lejanas, esos puntitos que salpican el fondo de la imagen completa. El gráfico de abajo muestra la magnitud a distintas longitudes de onda (¡fíjense que son magnitudes del orden de 31!). Las magnitudes disminuyen hacia la izquierda (con unos picos superpuestos, que no importan). La curva roja (¿o es marrón?) se interrumpe bruscamente un poco a la izquierda del medio, y la violeta llega bastante más a la izquierda, bajando suavemente. Ese comportamiento es el que permite calcular el valor del parámetro z que muestran allí, y que es enrojecimiento de la luz: la galaxia "marrón" tiene z = 16.4. La luz que vemos de ella está estirada un factor de 15 veces con respecto a cuando se la emitió: así el ultravioleta queda convertido en infrarrojo. De acuerdo al modelo de expansión del universo, esa galaxia se encuentra a 35 mil millones de años luz de nosotros. Esos fotones llevan viajando 13500 millones de años; se emitieron cuando el universo tenía poco más de 200 millones de años de edad, y era muy distinto que ahora. La galaxia "violeta", que tiene una magnitud similar, en cambio, es una "colada", ya que su z = 4.8 delata que el universo ya tenía más de mil millones de años de edad cuando emitió su luz. 

A medida que se acumulen observaciones de estas galaxias, estas curvas de luz permitirán calcular a qué ritmo estaban formando estrellas, cuánto polvo tenían ya en el espacio entre ellas, cuántas hay de cada tipo, cómo se organizaban en el espacio, etc. GLIMPSE y otros surveys permitirán entender cómo surgieron las primeras galaxias y cómo se organizaron, para llegar a ser como las que vemos a nuestro alrededor, donde hay planetas capaces de albergar vida. 

 


El paper es: Kokorev et al., A Glimpse of the New Redshift Frontier through AS1063, ApJ Lett 983:L22 (2025). Es open access, pero bastante técnico; lo mejor es la foto, que en el paper ni siquiera aparece. De allí tomé la ultima imagen. La foto a todo color es del sitio de ESA, y es de NASA/ESA/JWST, y la del Hubble es de NASA/ESA/Hubble.

18/10/2025

La nebulosa espiral

El 13 de octubre de 1773 (acaban de cumplirse 252 años), Charles Messier observó y catalogó una nebulosa en la constelación de los Perros de Caza. Le tocó el número 51, y no apareció en la primera vesión de su catálogo, publicada en 1774, que abarca hasta las Pléyades, M45. Messier 51 no es una nebulosa en el sentido moderno, sino una galaxia. Esta:

Messier no catalogó estos objetos intrigado por su naturaleza, sino para no confundirlos con cometas, que eran su principal interés. Muchos años después de Messier todavía se discutía la cuestión: ¿eran gaseosos, como parecían, o estaban compuestos por estrellitas que los telescopios del momento no permitían discernir? Para contribuir a zanjar la cuestión, un aristócrata irlandés, William Parsons, Lord Rosse, construyó un telescopio inmenso en el jardín de su castillo. No lo hizo de la noche a la mañana, sino que perfeccionó la técnica de tallar y pulir grandes espejos de manera progresiva (¡usando máquinas de vapor!), y finalmente construyó dos espejos metálicos de 1.80 m de diámetro para su Leviatán, que sería el telescopio más grande del mundo durante 70 años:

El telescopio era muy difícil de usar, ya que pesaba 12 toneladas, soportadas por cadenas y poleas. Tenía movimientos limitados, dentro de un edificio muy distinto de los observatorios modernos. En la foto vemos a su esposa Mary, que además de financiar el proyecto (ya que era inmensamente rica) seguramente ayudó en el diseño (ya que era astrónoma, arquitecta, diseñadora de muebles y pionera de la fotografía, además de tener 11 hijos con William). Con el Leviatán, en 1845, Lord Rosse descubrió que M51 tenía una estructura espiral, sugiriendo una dinámica interna, seguramente provista por la gravedad, y acuñando la designación de nebulosa espiral. Su dibujo muestra la galaxia muy parecida a las fotos modernas, testimonio de que su telescopio era realmente extraordinario:

La característica más prominente de M51 son dos gruesos brazos espirales, conectados por bracitos menores, bien delineados por regiones de formación estelar (brillando con el característico color rojo del hidrógeno, filamentos oscuros de polvo y abundantes estrellas azules jóvenes). Esta estructura se puede seguir hasta el centro mismo de la galaxia, cosa que no ocurre con todas:

También podemos ver que M51 tiene una compañera (es otra galaxia, NGC 5195), que parece estar tironeando de uno de los brazos. En la foto podemos ver que, en realidad, NGC 5195 está completamente por detrás de la punta del brazo de M51:

Las dos galaxias no están chocando, sino que NGC 5195 está pasando cerca, rozando a M51 desde atrás, y su gravedad seguramente ha afectado la estructura espiral. 

Es perfectamente posible que el dibujo de Lord Rosse, popularizado en los libros de divulgación de Camille Flammarion en Francia, haya inspirado el cielo de La noche estrellada de Vincent van Gogh:

En años sucesivos, Lord Rosse descubrió que M99, M33 y M31 también eran espirales, pero no pudo resolver la cuestión de su naturaleza. Ahora sabemos que las dos posiciones eran correctas: algunas nebulosas son gaseosas (cosa que fue descubierta por medios espectroscópicos), mientras que otras (en particular las espirales) son galaxias, sistemas de muchísimas estrellas que recién los telescopios del siglo XX pudieron resolver individualmente, como vemos en los brazos de M51: 

Ya hemos contado que Edwin Hubble fue el gran perfeccionador de la técnica de fotografiar nebulosas espirales, lo que le permitió zanjar la cuestión, observar sus estrellas individuales y descubrir el inmenso tamaño y la expansión del universo. 

El 13 de octubre es también el día del asesinato del famoso emperador Claudio, y el cumpleaños de mi mamá. 

 


La foto de M51 es de NASA/ESA/STScI/Hubble. No tengo fotos mías porque M51 es casi imposible de ver desde nuestras latitudes.