22/11/2025

La evolución del universo

El universo está lleno de millones y millones de galaxias, abarcando trillones de estrellas y todavía más planetas. En uno de ellos (y posiblemente en muchos más) la materia que las mismas estrellas sintetizaron a lo largo de miles de millones de años está auto-organizada y es capaz de desafiar brevemente las leyes de la termodinámica. Pero el universo no fue siempre así: en una época remota, hace 13 mil millones de años, no había vida, ni planetas, ni estrellas, ni galaxias. Sólo materia y radiación llenando todo el espacio de manera uniforme. Y gravedad, que con su imparable atracción no tardó en disparar toda la organización y las estructuras que surgieron poco después. Entendemos buena parte del fenómeno, pero la física es una ciencia experimental, y tenemos que contrastar la teoría con las observaciones para entender cómo funciona el mundo. Por increíble que parezca, lo que ocurrió en aquel pasado remoto no es inaccesible. La velocidad finita de la luz nos asegura que todavía está ahí, a la vista de quien quiera observarlo. El primer vistazo lo tuvimos con los campos profundos del telescopio Hubble, completados progresivamente a lo largo de décadas, en exposiciones abrumadoras para cualquier astrofotógrafo (¡millones de segundos!). Pero la capacidad del Hubble es limitada para mostrar ese universo temprano, porque la expansión del universo ha estirado la luz de aquellas estrellas hasta la región infrarroja del espectro electromagnético. Recién el telescopio Webb nos está revelando la manera en que todo ocurrió. El primer equivalente a los campos profundos del Hubble fue completado este año: el survey COSMOS-Web

Es una imagen de ¡255 horas de exposición!, abarcando un campo relativamente ancho, de medio grado cuadrado en el cielo (como 3 lunas, esta imagen es sólo una partecita de 6 por 6 minutos). Los objetos fotografiados cubren un rango increíble de distancias, desde estrellas en nuestra propia Vía Láctea, hasta otras galaxias a miles de millones de años luz de nosotros. Las estrellas se distinguen fácilmente por las puntas producidas por la difracción de la luz en el peculiar diseño del espejo del Webb:

Vemos que las galaxias aparecen agrupadas en racimos, donde interactúan y chocan:

Pero a pesar de la inmensa cantidad de galaxias, vemos que hay regiones muy oscuras, con enormes vacíos que permiten ver sin obstrucción las pocas galaxias en esa línea visual, y detrás de ellas la oscuridad de la noche:

La imagen del Webb, tomada en la región de ondas largas, infrarrojas, de la luz, está complementada por una imagen hecha en el otro extremo del espectro, en rayos X:

El halo violeta que impregna esta imagen viene del tenue gas supercaliente que llena el espacio entre las galaxias y los cúmulos de galaxias. La imagen completa tiene 166 megapixels, y provee una rica población de galaxias que dará trabajo durante años para seguir comprendiendo el proceso dinámico que formó la estructura del universo a lo largo de su existencia.

 


La imágenes son de NASA/ESA/CSA/Webb/Chandra/XMM-Newton. El primer resultado del proyecto está en el paper Toni et al., The COSMOS-Web deep galaxy group catalog up to z = 3.7, A&A 697 (2025)  https://doi.org/10.1051/0004-6361/202553759

La imagen completa de NIRCam está en este link, y la de MIRI en este. Son gigantes, ojo. Hay un mapa interactivo aquí, con el catálogo, espectros, todo:

15/11/2025

Antares, su compañera y la Luna

Antares es una estrella roja brillante, bien conocida por su constelación, Escorpio, que es una de las más fáciles de reconocer en el cielo (¡además de ser una de las pocas que se parece al bicho que representa!). Antares está muy cerca de la eclíptica, y es una de apenas cuatro estrellas de primera magnitud que pueden ser ocultadas por la Luna (las otras son Spica, Regulus y Aldebaran). La ocultación más reciente ocurrió hace un par de semanas, y fue visible desde la Patagonia. "Visible" es una manera de decir, porque estuvo nublado. Yo había hecho planes de observarla, pero apenas pude fotografiarlas muy cerquita, minutos antes de que comenzara el mini-eclipse:

Era una linda oportunidad, porque la luna estaba en una fase muy finita. Cuando la Luna está más llena, su brillo hace difícil ver bien la estrella y fotografiarla. Igual se puede hacer, vean esta foto que mostró Dennis Oz en Cloudynights hace algunos años:

Si prestan atención, la estrella tiene una rayita hacia la izquierda, como si hubiera salido movida. Pero no: es la compañera de Antares. Hace poco contamos que Betelgeuse, la otra supergigante roja muy parecida a Antares de nuestro cielo, parece tener una compañera. Con Antares no hay dudas, es binaria. Antares B es difícil de observar, como pueden imaginarse, por el brillo de la estrella principal. Pero se la ha descripto como azul-verdosa, o directamente verde ("glittering emmerald", la describe Burnham). Como no hay estrellas verdes (las que tienen el máximo de radiación en la longitud de onda verde se ven blancas, como el Sol), generalmente se atribuye la impresión a un efecto de contraste por el color anaranjado de Antares. 

La cuestión es que las ocultaciones son la única oportunidad de ver a la compañera sola, cuando Antares está eclipsada por la Luna. De hecho, así se la descubrió, en 1819. En su descripción de la ocultación del 26 de marzo de 1856, el Rev. Dawes dice:

«The small companion appeared instantaneously at its full brightness. Its bluish green colour was very conspicuous.»

En Wikipedia hay un video del final de una ocultación de este tipo, en la que la compañera aparece antes, seguida por Antares 7 segundos después:

Lamentablemente no es un video en color, así que no podemos juzgar el efecto, y el autor no dice nada al respecto. En fin, tendremos que esperar otra oportunidad para tratar de ver el color de Antares B (hay varias el año que viene).

Antares es una supergigante roja, una estrella masiva que se acerca al final de su existencia. Es tan inmensa que, puesta en el sistema solar, llegaría más allá de la órbita de Marte. Como se encuentra relativamente cerca, es una de las pocas estrellas para las cuales se ha podido hacer una imagen de su superficie, en la que se pueden ver grandes manchas:

Esta imagen, hecha en 2017 con el Telescopio Muy Grande del Observatorio Europeo Austral, es probablemente la mejor imagen de la superficie de una estrella distinta del Sol. Pudieron hacerla combinando la luz observada con los cuatro grandes telescopios del VLT, con una técnica llamada interferometría, que es muy difícil de hacer en longitudes de onda visibles (en radio es más fácil). 

Antares se encuentra en una de las regiones más coloridas del cielo, con abundantes nebulosas de emisión y de reflexión, y estrellas de distintos colores. Mi amigo Eric González compartió hace algunos años una muy linda foto (Antares es la estrella brillante de la derecha, y debajo de ella se ve un cúmulo globular):

Los dejo con otra foto de la ocultación reciente, que hice cuando ya las nubes empezaban a ocultar la conjunción:

 


La foto de la ocultación de Antares es de Dennis_Oz. El video es de Dave Gault (dominio público). La imagen de la superficie de Antares es de ESO/VLT. La foto de la región de Antares y Rho Oph es de Eric González, del Observatorio Félix Aguilar de la UNSJ. Las otras son mías.

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.