La galaxia duplicada

A menudo los aficionados novatos se encuentran con que no saben qué observar en el cielo, después de la Luna y los planetas. ¿A dónde apunto para ver las maravillas que conozco de fotos? Casi siempre, el primer catálogo al que recurren es el de Messier. Nada mal con eso, pero hay que tener en cuenta que su lista contiene los objetos que él podía ver desde París, y en particular los que podían confundirse con cometas, que eran su pasión. Hay una cantidad de objetos maravillosos, visibles desde el hemisferio sur, que no figuran en su catálogo. Por eso, alguna vez recomendamos el de Caldwell, que mantiene la misma cantidad de objetos (109), pero mejor distribuídos en el cielo, y sin repetir los de Messier. ¿Y después? Los principiantes aprenden rápidamente que hay un catálogo más completo, con miles de objetos fascinantes: el catálogo NGC, y su intimidante suplemento, el IC.

En realidad es un solo catálogo: NGC va de 1 (una galaxia en Pegaso) a NGC 7840 (otra galaxia, en Piscis), y a continuación vienen los IC desde el 1 hasta IC 5836 (también una galaxia en Piscis). El autor de estos catálogos es el astrónomo danés Johan Dreyer, fan de Tycho Brahe, que hizo casi toda su carrera en Irlanda, donde trabajó en el observatorio de Lord Rosse, y se lo conoce como John. El origen de su catálogo es el Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars, que habían compilado los hermanos William y Caroline Herschel (a principios del s. XIX), y que luego el hijo de William, John, continuó como General Catalogue (1864). El General Catalogue tenía muchos errores y desprolijidades, y Dreyer se propuso enmendarlo y mejorarlo en la década de 1880. El resultado fue el New General Catalogue, y resultó un enorme trabajo para Dreyer, ya que tuvo que lidiar con observaciones hechas por distinta gente, a menudo contradictorias, hechas con una variedad de instrumentos no estandarizados. Lo publicó en 1889, y lo complementó con dos suplementos, en 1895 y 1908, que llamó Index Catalogue (por suerte no le puso "Newer", o "Newest", o "New New", aunque sin duda lo pensó...). De manera que NGC/IC es en realidad un único catálogo, el primer gran catálogo de objetos no estelares.

A pesar de los esfuerzos de Dreyer, el NGC/IC no está libre de errores. Hacia fines del s. XX hubo varios intentos de emprolijarlo (el NGC 2000.0, el NGC/IC Project, el RNGC/IC, que sigue activo...). De los 13226 objetos del catálogo original, 321 están señalados actualmente como inexistentes, más de 250 son estrellas (como IC 1, que es una estrella binaria). Y hay centenares de galaxias duplicadas: con doble número NGC, o con un número NGC y otro IC (como la última, IC 5836, que es también NGC 7832). 

Nunca había observado una de estas galaxias duplicadas, y hace poco hice una foto razonable de NGC 1269. Descubierta por James Dunlop, luego John Herschel volvió a ponerla inadvertidamente en el catálogo como NGC 1291, y a Dreyer se le pasó corregirla. Aquí la comparto.

NGC 1269 es una galaxia rara, que no encaja en la anatomía básica que alguna vez comentamos: es una galaxia anillo. En general estos anillos se forman como resultado de una colisión. Cuando dos galaxias chocan, sus estrellas están tan alejadas unas de otras que se atraviesan como fantasmas. Así que la energía potencial interna mayormente no cambia. Pero la energía cinética sí, ya que la fuerza gravitatoria de cada una hace trabajo sobre la otra. Esto saca a las galaxias de un equilibrio estadístico llamado virial. Las estrellas se reacomodan para restablecerlo, y para hacerlo tienen que convertir ese exceso de energía cinética en energía potencial, que debe aumentar. Como la energía potencial gravitatoria aumenta con la distancia, una manera de lograrlo es expandirse, “inflarse”. Otra manera es que las partes más energéticas se alejen de la galaxia, formando una corriente de estrellas y gas, como en las Antenas. Es una especie de “evaporación”, que “enfría” la galaxia y la lleva de nuevo al equilibrio. Seguramente ocurren los dos procesos, y cuál de ellos domina depende de detalles específicos de cada colisión. Encuentros casi por el centro producen estructuras en forma de anillo, como en la Rueda de Carro y en NGC 1269.

Podemos ver también que, en el bulbo central, NGC 1269 tiene una barra, lo cual es una rareza para las galaxias anillo. Se la ve bien en el centro en esta increíble imagen del Dark Energy Survey:

Son en realidad dos barras, de distinto tamaño y formando un ángulo entre sí. Observaciones de sus poblaciones estelares señalan que las barras son muy antiguas, de miles de millones de años. El anillo no puede ser tan antiguo, ya que está formando estrellas activamente, cosa que puede verse en ultravioleta:

Así que no está muy claro si este anillo se formó durante una colisión (o fusión), o si es algo que tal vez produjo dinámicamente el propio movimiento de la barra. De hecho, en el anillo puede verse una estructura espiral, que seguramente sí es efecto del movimiento de la barra.  

La barra, también, puede haber producido los pequeños bracitos espirales que se ven en el bulbo, y que también pueden verse en mi foto, si exagero el contraste (se dejan de ver el disco interior y el anillo, y dejo la estrella brillante como referencia):

NGC 1269 está a 33 millones de años luz en la constelación de Erídano. Con magnitud 9 y unos 10 minutos de diámetro, no sé por qué nunca la había observado. Tenía que llegar el S50; ahora todo es posible.

 

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La imagen ultravioleta es de NASA/JPL/Yale Univ/H Crowl/GALEX.

El paper sobre las barras es Méndez-Abreu et al., The long-lived inner bar of NGC1291, Proceedings IAU Symposium No. 353 (2019).

No confundir a John (Johan) Dreyer con John Dreyer, defensor y mediocampista inglés.

La maraña cósmica

El mes pasado, el experimento DESI completó su programa de 5 años: hacer un mapa tridimensional del universo, mostrando dónde se encuentra cada galaxia alrededor nuestro, desde el Grupo Local hasta el confín más lejano. DESI ha sobrepasado con creces los surveys anteriores, con 47 millones de espectros de galaxias, que permiten ubicarlas en la tercera dimensión, en profundidad, que en el universo además corresponde a antigüedad.

El mapa cubre más o menos un tercio del cielo, y en la imagen de arriba nos muestra el universo visto "desde afuera". La Vía Láctea está en el centro, y las galaxias más lejanas están a 11 mil millones de años en el pasado. Los dos sectores sin datos son la "zona de exclusión", correspodiente a la banda de la Vía Láctea en el cielo. A una distancia intermedia hay una especie de anillo de menos densidad. No es que allí haya menos galaxias, sino que es una región de transición entre dos metodologías de observación, una para el universo cercano y otra para el lejano, y se produce ese defecto en la imagen. El mapa completo es tan detallado que hay que hacer un fuerte zoom para ver las galaxias individuales:

Y más aún: 

Como se puede apreciar a simple vista, las galaxias no están distribuídas uniformemente en el universo. Forman unos filamentos, una maraña, que parece una esponja, con grandes huecos vacíos. Lo que vemos en la imagen es gruesito en la dirección perpendicular al plano de la pantalla, de manera que muchas galaxias aparecen superpuestas y la espuma cósmica se desdibuja. Si se hace una rodaja finita, el mapa se ve así:

Esta textura esponjosa se conoce de hace tiempo, y la cosmología moderna es tan extraordinaria que se puede simular su formación, como en este trabajo reciente:

Poco después del Big Bang caliente, cuando el universo empezó a enfriarse, pero antes de que se formaran las primeras estrellas, las pequeñas fluctuaciones de densidad (del orden de una parte en 100 mil) se amplificaron por acción de la gravedad, que es una fuerza atractiva, y la materia se condensó en esta espuma cósmica. Las galaxias se formaron en las regiones más densas, y a partir de allí evolucionaron. El mapa de DESI servirá para entender cómo ocurrió todo, en particular el rol de la energía oscura (DESI significa Dark Energy Spectroscopic Instrument). Resultados preliminares sugieren que la energía oscura también evolucionó, como la densidad de materia, algo que nadie se esperaba. Veremos.

DESI está montado en el telescopio Mayall, un instrumento precioso con un espejo de 4 metros de diámetro, en el Observatorio Kitt Peak, idéntico al telescopio Blanco de Cerro Tololo en Chile (donde hay un survey parecido, llamado DES para confundir). Estaba medio subutilizado cuando lo visité hace ya 25 años, y DESI lo ha rejuvenecido. En el plano focal tiene un sistema complicadísimo, con cientos de miles de partes, entre ellas 5 mil robotitos minúsculos, que pueden moverse y activarse para capturar cada uno la luz de una galaxia individual y dirigirla a una fibra óptica que la lleva a un espectrógrafo. Los blancos se elijen, para cada dirección del cielo, en base a un survey previo (no espectroscópico) que contiene casi 3 mil millones de objetos, la mitad de los cuales son galaxias.

En el sitio de NoirLab, que operó el experimento, se pueden ver visualizaciones tridimensionales, incluyendo un viaje simulado a través del mapa.

DESI fue muy exitoso, y se ha prolongado su funcionamiento por dos años más. Se cubrirá un 20% más de cielo, y se volverán a visitar zonas ya observadas, para complementarlas con galaxias que quedaron sin observar. ¡Ampliaremos!

 

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Las imágenes son del proyecto DESI en NoirLab.

La imagen simulada es del proyecto Colibre: Schaye et al., The COLIBRE project: cosmological hydrodynamical simulations of galaxy formation and evolution, MNRAS 548: stag375 (2026).

Mortadella alla Galileo

Además de su obra, sabemos una cantidad de cosas de la vida de Galileo: que su padre era comerciante y le enseñó a dibujar, que estudió medicina en Florencia, que era pendenciero, que nunca se casó con su pareja de toda la vida (Marina Gamba, con quien tuvo tres hijos), que cuando le trajeron un catalejo de Holanda lo copió y perfeccionó, transformándolo en el telescopio con el cual revolucionó la astronomía y la visión del mundo de la humanidad toda... Conté varias de sus anécdotas en Viaje a las Estrellas, hace añares. Lo que nunca conté es cómo sabemos todas esas cosas. Hoy es el momento de revelarlo.

Casi todo lo que sabemos sobre Galileo tiene apenas tres fuentes: Viviani, Nelli y Favaro. El primero fue su último alumno, Vincenzo Viviani, quien escribió su primera biografía y heredó su abultada colección de cartas y manuscritos, a los 22 años, cuando el maestro murió en 1642. Cuando Viviani murió, la colección de papeles pasó a su sobrino, y al morir éste, a los sobrinos del sobrino. Parece que estos no tenían la misma admiración por Galileo que su antepasado, a pesar de que para entonces su buen nombre ya había sido razonablemente repuesto, y lo habían sepultado en un sitio honorable en la iglesia de Santa Croce de Firenze, junto a Miguel Ángel y Maquiavelo. 

Giovanni Batista Nelli, por su parte, era un hombre de letras florentino. Un día de primavera de 1750, su amigo Giovanni Lami, célebre director de la Biblioteca Riccardiana, lo invitó a un picnic en su casa de campo. Le sugirió además que, al pasar por el mercado, comprase un par de libras de la mortadela del señor Cioci (se pronuncia "Chochi"), que no tenía parangón. La mortadella italiana es una cosa extraordinaria. Por empezar, la pieza es inmensa, he visto en el supermercado mortadelas de un par de metros de largo y unos 30 cm de grosor, casi siempre incrustada de pistachos y granos de pimienta. La cuestión es que Nelli llegó a la quinta de su amigo, y al disponer las fetas de mortadela en un plato, se percató de que el papel en que se la habían envuelto ¡era una carta de Galileo! Sin decir una palabra, le limpió la grasa lo mejor que pudo con una servilleta y se la guardó en un bolsillo. A la noche, al regresar a la ciudad, voló al negocio de Cioci: «¿de dónde sacaste este papel, mascalzone?», le debe haber dicho. El fiambrero le dijo que lo había comprado a un tipo que venía cada tanto. Un reciclador urbano, se podría decir. Nelli le compró a Cioci todos los papeles que le quedaban, con la promesa además de que le guardara los que le trajeran en el futuro, y que le averiguara de dónde salían. 

Pocos días después recibió un grueso fajo, con la información de que los preciosos documentos provenían de un granero (una "buca de grano", sospecho que es un granero subterráneo), propiedad de descendientes de los Viviani. Los sobrinos del sobrino los habían sacado del armario donde estaban guardados, "para poner blanquería", y los habrían "arrojado" al pozo. Nelli los visitó y les compró todo: manuscritos de Galileo, de Viviani, de Torricelli y otros, así como una cantidad de instrumentos científicos y hasta un anillo de esmeralda de Galileo, todo por 88 escudos (unos 150 mil dólares actuales). Nelli incluso pudo rastrear parte de los papeles ya vendidos por los sobrinos, y recuperarlos. 

Nelli usó su tesoro para escribir una nueva biografía de Galileo, y legó la colección de manuscritos a los archivos florentinos. Allí los consultó un siglo más tarde el más grande de los biógrafos galileanos, Antonio Favaro, que publicó en 20 volúmenes, entre 1890 y 1909, la Edición Nacional de las Obras de Galileo Galilei. Favaro fue muy meticuloso e infatigable, y casi todo lo que sabemos hoy en día sobre Galileo, Favaro ya lo sabía. Pero no fue un biógrafo imparcial: trabajó para defender la reputación de Galileo como científico y como piadoso católico, cepillando y puliendo detalles para que se los viera con la mejor luz. 

Todo, gracias a que un charcutero envolvía la mortadela con galileos, y que un tipo capaz de identificar su valor la compró de casualidad para hacerse un sanguche. Moralejas: nunca rechaces una invitación a un picnic, siempre llevá algo, revisá el papel de la mortadela y, por qué no, el del jamón y el salame también. La vida te da sorpresas.

 

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La anécdota de cómo se recuperaron los manuscritos de Galileo la cuenta Favaro en sus Documenti Inediti per la Storia dei Manoscriti Galileani (1886). Allí menciona que es una historia bien conocida, y cita varias fuentes anteriores. El recorte del texto que puse es de allí.

Llegué a Favaro a través de Galileo, watcher of the skies, de David Wooton (2010).

El rayo de Herschel

Hace 11000 años, no lejos de Jericó, a alguien se le ocurrió por primera vez plantar trigo, moler el grano, y hacer pan. Fue la más profunda revolución en la historia humana, tal vez más que la industrial, la electrónica, o la inteligencia artificial. Como para celebrar el acontecimiento, en el cielo apareció una estrella nueva, que llegó a ser brillante como la Luna. Fue una supernova: el final explosivo de una estrella mucho más masiva que el Sol. A 900 años luz de distancia, fue una de las más cercanas a la Tierra en tiempos recientes. La explosión destrozó la estrella, y hoy podemos ver una enorme nebulosa, el SNR de Vela, de unos 8 grados de diámetro, en forma de burbuja caótica, expandiéndose en su lugar. Es muy tenue, no se ve nada a simple vista ni en telescopios, pero en fotos de larga exposición es impresionante:

Las estrellas brillantes en esta foto son Regor y Suhail, ambas de segunda magnitud en la constelación de las Velas. Entre ellas hay 11 grados (como un puño con el brazo estirado), y el zafarrancho de la explosión son los filamentos rojos y azules que ocupan todo ese espacio. Marqué también la posición del púlsar de Vela, la estrella de neutrones que resultó de la supernova. Es un objeto interesante en sí mismo, tal vez en otro momento volvamos sobre él.

Pero hoy quería focalizarme en NGC 2736 (también marcada), un pedacito de filamento del resto de supernova, que es su parte más brillante. "Más brillante" entre comillas. Fue descubierta por John Herschel en 1835, quien la describió como:

«eeF, L, vvmE (en su notación: muy extremadamente tenue, grande, muy  muy muy extendida); un rayo extraordinariamente largo y delgado, de luz excesivamente tenue. Al menos 20 minutos de largo, extendiéndose mucho más allá de los límites del campo.»

Es imposible ver este objeto en mi telescopio, nunca intenté fotografiarlo, y jamás se me hubiera ocurrido hacerlo desde el balcón de casa en medio de las luces urbanas del centro de Bariloche. ¿Pero con el Seestar S50? ¿Por qué no? Así que en cuatro sesiones, en febrero y en marzo, acumulé unas 4 horas de exposición, y quedé sorprendido:

Ahí está. incluso con sus colorcitos que delatan la presencia de hidrógeno (rojo) y oxígeno (verde). La presencia de hidrógeno es una señal de que la supernova fue de tipo II: una estrella gigante al final de su vida, pero todavía con una envoltura substancial de hidrógeno, y no de tipo Ia: la detonación de una enana blanca, que ya no tiene nada de hidrógeno, y es puro carbono y oxígeno. Estas explosiones son las que reciclan, en el medio interestelar, los elementos forjados en el núcleo de las estrellas, haciéndolos disponibles para las generaciones sucesivas de estrellas, planetas... y gentes. Así salieron nuestros propios átomos de las entrañas de una supernova, de muchas supernovas, hace miles de millones de años.

NGC 2736 se llama a veces nebulosa Lápiz, aunque "el Rayo de Herschel" sería un nombre mucho mejor.  La Wikipedia dice que se está moviendo a 644000 km por hora. Multiplicando esa velocidad por 11000 años, da un desplazamiento de unos 6 años luz (aunque seguramente no se ha movido a velocidad constante). 

Y aunque las comparaciones son siempre odiosas, pongo también una foto hecha con el telescopio MPG/ESO de 2.2 metros en La Silla, Chile. Tiene una cámara de 67 Mp, no de 2 Mp como el S50, una apertura 2000 veces más grande, y está a 2400 m de altura en el desierto de Atacama. Poderoso el chiquitín.

Desde Jericó no se vio la supernova, ni siquiera con la precesión de los equinoccios de hace 11000 años, así que el primer panadero no la vio. Por si quieren ubicar esta región en el cielo, les dejo una imagen de Cartes du Ciel, donde puse mi foto. Si alguien quiere observar con sus propios ojos estos objetos, se recomienda un telescopio de 16 pulgadas y un filtro OIII.

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La imagen del SNR de Vela es de DSS/Gendler/Colombari (salió en APOD en 2019). La de NGC 2736 es de ESO.