Los colores del cielo

La semana pasada mostré astrofotos facilongas, que de todos modos tienen un encanto especial: estrellas intencionalmente desenfocadas, que permiten apreciar los colores y el rango dinámico de brillos, que de otro modo quedan "comprimidos" y casi invisibles. Hoy voy a mostrar astrofotos todavía más fáciles: exposiciones largas con la cámara fija, delatando el movimiento de la Tierra en forma de trazas estelares. Son también fotos que hice mientras usaba el Seestar S50 en el fondo del Centro Atómico. Aquí podemos verlo, haciendo lo suyo, con el cerro Catedral detrás y el cielo estrellado que baja sobre el oeste:

Se ve como un fantasma de Darth Vader a la derecha. No sé qué es; tal vez yo mismo que me puse delante mientras hacía la foto, sin darme cuenta. Las feas luces azules junto a Vader son el estacionamiento del IPATEC, que es la nueva fuente de contaminación lumínica de esta zona que antes era tan oscura. La universidad de Río Negro se cree que es más segura si desperdicia millones de pesos iluminando el espacio exterior. Me han dicho que van a cambiarlas, ya veremos. La misma noche de noviembre, hice ésta, sin el Seestar:

A principios de diciembre, cuando todavía había algo de luz crepuscular en el cielo del oeste, apunté un poco más hacia el norte para mostrar el contraste con las luces del alumbrado público de Nahuel Malal, que todavía son de sodio. La foto quedó buenísima:

Parece una escena de la película de The Flash:

Los colores realmente están allí en mi foto, y son fáciles de revelar oscureciendo la foto original, que es mucho más brillante, sobreexpuesta por la larga exposición, y parece de día aunque eran las 22:30:

En este caso, para no distorsionar la estructura del espacio de colores, lo hice con la herramienta Veralux HyperMetric Stretch, un script para Siril que preserva la composición relativa de los colores mientras estira los tonos para optimizar el rango dinámico. Normalmente el astrofotógrafo la usa para "estirar" una foto muy oscura (los objetos astronómicos son muy tenues), pero funcionó bien también para esta foto muy clara.

Mucho antes, en abril, hice ésta apuntando para el mismo lado. No hay trazas y no hay desenfoque, pero había un poco de bruma y eso también ayuda a ver mejor las estrellas.

Volveremos con cosas más interesantes en febrero.

---

La imagen de The Flash es de DC Studios o de Warner Bros, supongo.

El foco en el color

En los últimos meses fui varias veces a los fondos del Centro Atómico Bariloche, que es un sitio bastante oscuro, a hacer fotos astronómicas con el Seestar S50, mi nuevo telescopio favorito. Como me deja mucho tiempo libre (a diferencia de mi equipo anterior) me dedico a descubrir, observar y disfrutar el cielo, y a hacer fotos con la cámara réflex. Un día a principios de diciembre, por ejemplo, hice ésta:

Es una foto hacia al sur, y a la izquierda (el Este) se ve el resplandor de Bariloche. Cerca del borde superior cruza un verde meteoro, quizás de la lluvia de púpidas-vélidas, por la dirección que lleva. No es una fea foto, pero a veces la multitud de estrellas tiene un aspecto muy distinto del que se ve a simple vista. ¡Es difícil distinguir constelaciones! Entonces hice algunas exposiciones con las estrellas desenfocadas, una técnica que no sólo permite apreciar el rango dinámico de brillos, sino también la diversidad de colores de las estrellas:

Así es mucho más fácil identificar las familiares constelaciones del cielo austral. Hice una versión anotada para los menos habituados:

Sobre los árboles vemos la Cruz del Sur y a su derecha los Punteros. Revisen con cuidado la variedad de colores, especialmente de azules, que van desde el blanco de Alfa Centauri hasta el azul intenso de las estrellas de clase B (como Theta Car) u O (como Naos, que lamentablemente me quedó muy al borde). En la región de Eta Car se ve un rosadito de la nebulosa que la rodea. Marqué las otras dos cruces que hay en esta parte del cielo: el "diamante" (que incluye a la estrella múltiple Theta Car) y la "falsa Cruz", compuesta por dos estrellas de Carina y dos de las Velas, que tiene una forma más parecida a la Cruz del Sur. ¡No la usen para orientarse, porque no apunta al Polo Sur Celeste! A propósito, se nota la escasez de estrellas brillantes en la región del polo.

Apuntando en la misma dirección hice esta con más zoom en Carina y Vela. Acá se ve entera la conocida línea de cuatro estrellas brillantes: Naos, Regor, Avior y Miaplacidus:

Hacia el Oeste hice esta foto de la Grulla, que tiene una linda formita, como el ave en vuelo, y es fácil de reconocer. La estrella central es Beta Gruis (una gigante roja de clase M), y la del ala derecha es Alnair (clase B), la más brillante de la constelación por poquito. 

 Y hacia el este, a pesar del halo de luces urbanas, no pude resistir hacer una foto de la región de Orión:

Abarca desde las Híades a la izquierda (con la roja Aldebarán), hasta el Can Mayor a la derecha (con la blanca Sirio). En Orión se destacan claramente Rigel y Betelgeuse como más brillantes que las Tres Marías, algo que es evidente a simple vista. Se nota también que Mintaka (la maría de la izquierda) es menos brillante que las otras dos. Casi nada de esto se puede apreciar en la foto enfocada:

Habría mucho para contar de cada estrella de estas fotos, pero creo que a esta altura ya muchas de ellas han aparecido en el blog. Y además nadie lee el blog en enero. Así que paro acá, señalando solamente que se pueden hacer lindas astrofotos con equipos elementales y técnica fotográfica directamente mala. Hay que probar.

La agudeza del Webb

Hace justo 3 años, en enero de 2022, el telescopio espacial Webb viajaba de la Tierra hacia su órbita final en Lagrange 2, mientras iba desplegándose como un transformer. Seis meses después vimos sus primeras imágenes, que mostraron que el instrumento estaba funcionando tal como se había planeado, no como otros. La calidad de las imágenes del Webb requiere la alineación de sus 18 espejos principales y muchos secundarios con precisión de nanómetros. Para lograrlo lleva una cantidad de dispositivos accesorios, menos conocidos que los instrumentos principales, NIRCam, NIRSpec y MIRI. En particular, hay un segundo espectrógrafo, NIRISS, construido en Canadá. Y dentro de él hay una chapita de titanio de 4 cm de diámetro con siete agujeros, que es el único pedacito del Webb construido en Australia:

Esta máscara óptica se llama AMI (aperture masking interferometry), y convierte al Webb en el primer telescopio espacial capaz de hacer interferometría óptica, como el VLT, el Keck, y un par más de grandes telescopios terrestres. Las ondas de luz (infrarroja) que pasa por los agujeros produce un patrón de interferencia en el plano del sensor, que permite dos cosas: calibrar el telescopio, y observar objetos con resolución mayor que la teórica permitida por el diámetro del espejo principal. El sistema funcionó bien, pero durante el viaje descubrieron que, a nivel de pixels individuales, había un error sistemático producido por el escape de carga eléctrica hacia pixels vecinos, un problema que afecta a todas las cámaras electrónicas. Así que los australianos pusieron a un estudiante de doctorado a ver si podían mejorar el sistema en la etapa del procesamiento de datos. Modelando toda la física del problema lograron hacerlo, y han diseñado una metodología que logra una resolución asombrosa. Sirve, naturalmente, para objetos brillantes y con buen contraste, ya que no usa toda la luz recolectada por el enorme espejo principal, sino la poquita que atraviesa los agujeros del AMI. La siguiente imagen muestra un par de ejemplos. Los paneles de arriba son las imágenes interferométricas originales, y las de abajo son las imágenes reconstruídas. 

 

A la izquierda se ve el jet de una galaxia activa (NGC 1068 es Messier 77) y a la derecha una imagen de Ío, el satélite de Júpiter, mostrando sus volcanes activos. Los circulitos grises muestran el límite teórico de la resolución interferométrica (no el criterio de Rayleigh dado por la apertura del espejo, sino el espectroscópico de Michelson). Puede verse que la agudeza visual del Webb es excepcional. 

Este instrumento no va a producir fotos impresionantes para la difusión pública, de esas que te dejan boquiabierto, pero es una herramienta poderosa para estudiar estrellas binarias, exoplanetas, núcleos galácticos y todos los objetos brillantes y compactos que los astrónomos vayan encontrando. 

 

---

El paper de donde tomé las imágenes es Charles et al., Image reconstruction with the JWST Interferometer, Publications of the Astronomical Society of Australia (2025) (https://arxiv.org/abs/2510.10924v1). El paper compañero, que describe el procedimiento, es Desgoits et al., AMIGO: a Data-Driven Calibration of the JWST Interferometer, Publications of the Astronomical Society of Australia (2025), (https://arxiv.org/abs/2510.09806v1).

Me enteré de este instrumento en una nota en Phys.org. 

La gran escala

«Si el universo se expande, ¿por qué es tan difícil conseguir lugar para estacionar?»

Apócrifo

Tengo un recuerdo falso: Woody Allen diciendo la frase del epígrafe. He buscado la fuente una y otra vez en la web, y si bien encontré cosas parecidas, la frase exacta no es ni suya, ni de sus personajes, ni de sus cuentos. Por un lado está, en Annie Hall, el personaje de Allen cuando es niño, atormentado porque la expansión del unvierso acabará por romperlo. Por otro lado, al comediante Steven Wright se le atribuye la frase "Dicen que el universo se expande. Eso debería ayudar con el tráfico", que es una noción parecida, pero no es lo mismo. Finalmente, hay una nota en The New York Times titulada "El universo se expande, ¿pero dónde estaciono?" Allí se reporta una conferencia de Saul Perlmutter después de recibir el Premio Nobel por descubrir la expansión acelerada del universo, en la cual comentó que la cosa más importante que acompaña a un Nobel es que le asegura un lugar reservado de estacionamiento en la universidad (algo que es muy valioso en Estados Unidos, parece). Perlmutter no hizo ninguna conexión entre ambas cosas, pero el autor de la nota las puso juntas en el título porque el contraste entre algo cósmico y una banalidad es chistoso.

Todas estas citas son parecidas, pero no iguales. Así que, desde hoy, la frase completa, tal cual la vengo repitiendo, debe atribuirse a mí:

«Si el universo se expande, ¿por qué es tan difícil conseguir lugar para estacionar?»

Guillermo Abramson

Más allá (o más acá) del chiste, esta cuestión surge una y otra vez, y la respuesta habitual es que el universo se expande "a gran escala". A "pequeña escala" hay otras fuerzas en juego que enmascaran la expansión. Como dice la mamá del niño Alvy en Annie Hall, «¡Brooklyn no se está expandiendo!» Los átomos de cloro y de sodio no se alejan entre sí en los cristales de sal; están sostenidos en sus posiciones por fuerzas cuánticas. Las estrellas de la Vía Láctea no trazan espirales crecientes, sino que se mueven en órbitas que conservan su tamaño. El sistema solar no se desarma. Los automovilistas quieren estacionar todos en el mismo lugar, y los sitios se agotan. 

Pero todas las fuerzas que gobiernan las interacciones entre los cuerpos que llenan el universo reducen su intensidad con la distancia: dónde dejo mi auto en el centro de Bariloche no afecta a los automovilistas de Mumbai, así que entre Bariloche y Mumbai debe haber algún sitio para estacionar. La gravedad misma, si bien tiene alcance infinito (uno sobre erre al cuadrado, y sin nada que la "apantalle") es imperceptible entre galaxias lejanas. Así que vemos, en el universo lejano, que todas las galaxias se alejan de nosotros a velocidades crecientes con la distancia, tal como descubrió Hubble hace casi 100 años.

Bueno, todo esto tiene sentido, hay mediciones, hay teoría. Pero ¿dónde empieza la "gran escala"? Vista desde la Tierra, la gran escala empieza con estas dos galaxias:

Son NGC 55, una galaxia pequeña, similar a la Nube mayor de Magallanes, y NGC 300, una espiral vista de frente, muy tenue. Ambas se encuentran en la constelación de Sculptor, junto al polo sur galáctico, pero bastante más cerca nuestro que la gran galaxia de Sculptor, NGC 253, que domina el llamado grupo de galaxias de Sculptor. NGC 55 se aleja de nosotros a 131 km/s, y está a 2 Mpc (megaparsecs, 6.5 M a.l.). La velocidad de expansión del universo correspondiente es 131 dividido 2, 65.5 km/s por Mpc. NGC 300 se aleja a 144 km/s, y está un poquito más cerca, 1.86 Mpc (6.07 M a.l.). El cociente da 77.4 km/s/Mpc. Ambos números son similares al parámetro de Hubble obtenido por diversas técnicas astrofísicas: 67 km/s/Mpc (usando las fluctuaciones del fondo cósmico de microondas) o 73 km/s/Mpc (usando supernovas, como Perlmutter). La diferencia parece pequeña pero es significativa, y como nadie sabe a qué se debe se la conoce por ahora como "tensión de Hubble". Es apenas una curiosidad que veamos la tensión de Hubble en las dos galaxias más cercanas en las que apreciamos la expansión del universo.

Así que la gran escala del universo empieza ahí: a 6 millones de años luz. Todo lo que está más cerca (las Nubes de Magallanes, la galaxia de Andrómeda, Messier 33, todas las enanas, Brooklyn, etc.) es "universo local", Alvy. 

 

---

Si la Vía Láctea estuviese en el medio de un gran cúmulo de galaxias (como el de Virgo), en lugar de formar parte de un "grupo" pequeño (el llamado Grupo Local), habría que irse más lejos (decenas de millones de años luz) para detectar la expansión del universo.