Sauron les dio nueve Anillos de Poder a otros tantos líderes humanos, que se volvieron poderosos, inmortales y clarividentes. Uno a uno fueron cayendo bajo el poder del Anillo Único, convirtiéndose en los Nazgûl, terribles sirvientes de Sauron, y que eventualmente lo ayudaron a rastrear el anillo perdido.
Es la enorme galaxia LEDA 1313424, sobrenombre Ojo de Buey, que exhibe toda esta joyería como resultado de una colisión central con una galaxia satélite. Como comentamos en aquella ocasión, las colisiones por el centro son uno de los mecanismos de formación de anillos, que se expanden "llevándose" en forma de energía potencial, la energía cinética del choque. En este caso, se ha identificado que el proyectil que acertó en el centro de esta diana es la pequeña galaxia azul que vemos a su izquierda.
La colisión habría ocurrido hace relativamente poco, unos 50 millones de años, de manera que los anillos todavía brillan con la luz azul de una miríada de estrellas jóvenes, que se formaron como resultado del desbarajuste gravitacional que causó el paso de la galaxia chica a través de la grande. Cuando dos galaxias chocan, se atraviesan como si fueran fantasmas: las estrellas son muchísimo más pequeñas comparadas con las distancias entre ellas, de manera que los impactos entre estrellas son prácticamente imposibles. Pero el gas que llena el espacio entre ellas sí choca, se comprime, y se disparan episodios de formación estelar desenfrenados. Es uno de los hechos que más me fascina de la astronomía: la transformación de la energía cinética de las galaxias en nuevas estrellas, con sus planetas, lunas, satélites... ¿gentes? Piénsenlo un poco.
Varios de los anillos están amontonados cerca del centro de la galaxia, mientras que otros se extienden a decenas de miles de años luz. Esta imagen muy procesada los muestra más claramente, y además están señalados con líneas rojas.
Las galaxias anillo son raras, pero ¿nueve anillos? ¿Será común esto? Los astrónomos del trabajo creen que sí, pero que duran muy poco tiempo, así que han tenido (hemos tenido) suerte con Ojo de Buey. La aguda visión del Hubble les ha permitido incluso confirmar la predicción teórica (hecha mucho antes) de cómo deberían expandirse estos anillos. Esta figura muestra el tamaño de los anillos observados vs el tamaño predicho por la teoría.
Ojo de Buey se encuentra a más de 500 millones de años luz, en la constelación de Piscis. Es posible que el ya casi listo telescopio espacial Roman permita descubrir más galaxias de este tipo.
La foto es de NASA/ESA/STScI/Hubble.
El paper es: Pasha et al., The Bullseye: HST, Keck/KCWI, and Dragonfly characterization of a giant nine-ringed galaxy, ApJL 980:L3 (2025). De allí son las otras dos imágenes.
Antares, la bien conocida estrella roja que marca el Corazón del Escorpión, es un sistema binario: son dos estrellas, que orbitan una alrededor de la otra. La compañera es una estrella mucho más tenue que la primaria. Brilla a magnitud 5.5, unas 100 veces menos que Antares, por lo cual es muy difícil observarla. Pero no es imposible, y desde hace siglos hay testimonios de que es una estrella verde. Por ejemplo, Arthur Cottam (aficionado a la astronomía y la microscopía), publicó en 1866 que había observado la compañera sin dificultad con un telescopio de 10 cm, y que «con certeza se la veía de un color verde». Lo mismo publicó otro aficionado, D. A. Freeman: «The colour of the small star appeared to be green». El gran Robert Burnham, en su enciclopédico Celestial Handbook, dice que en su telescopio de 6 pulgadas «aparece claramente como una pequeña chispa de destellante esmeralda, casi ahogada en el resplandor herrumbrado de la gigante Antares». También cita que Hartung la describe como "verde pálido", mientras que Olcott dice "verde vívido" y Proctor, "tono verdoso"... Otros observadores la han descripto simplemente como "verde", pero también "azul", "muy azul" o incluso "púrpura".
Credit: Pete Lawrence
Digámoslo de una vez: no hay estrellas verdes. El color de las estrellas es el resultado de la mezcla de colores que producen debido a su temperatura. Las estrellas más calientes producen más energía en el ultravioleta, de manera que en la región visible del espectro electromagnético domina el azul. Las menos calientes tienen su máximo en el infrarrojo, así que, de los colores visibles, domina el rojo. Las estrellas de temperaturas intermedias mezclan más o menos todos los colores por igual, de manera que las vemos más bien blancas. Incluso las que tienen su máximo en la longitud de onda del verde, ¡como el Sol! En el caso de Antares, debido al color rojo de la estrella primaria, es perfectamente posible que la compañera se vea verde por contraste. Si uno eclipsara a Antares, se podría ver a la compañera brillando solita, ¿no? Bueno, resulta que Antares es una de un puñado de estrellas de primera magnitud que regularmente es eclipsada por la Luna. Cuando las circunstancias fueran adecuadas, sería posible ver a la compañera mientras la primaria todavía está oculta... ¿Y de qué color se ve en estos casos? Pues bien, el gran astrónomo y divulgador científico Camille Flammarion observó una ocultación de Antares por la Luna en 1879, prestando particular atención a sus colores. Describe a Antares como de color "anaranjado intenso", y a la compañera «de tinte verde esmeralda tirando a azul». Por su parte, el Rev. Dawes observó la ocultación de 1856, y señala de manera destacada algo similar: «su color verde azulado era bien conspicuo».
Las ocultaciones de Antares por la Luna ocurren de a rachas, y nos encontramos en medio de una. El pasado 3 de mayo hubo una favorable para Bariloche, y decidí sacarme la duda. Hice fotos de la hermosa conjunción minutos antes y minutos después de la ocultación. En esta imagen las muestro combinadas:
Por si no alcanzan a ver la estrella (por ejemplo, por leer el blog en el celu, cosa que nunca es recomendable), he aquí un recorte de antes y después:
En el momento de la desaparición, que ocurrió del lado del borde iluminado de la Luna, justo se formó una nubecita y la foto quedó un poco subexpuesta. Así que tuve que forzar un poco la edición para que se vea algo. ¡Está a punto de desaparecer!
De todos modos, me interesaba más la reaparición, porque la compañera (que está casi exactamente al oeste de la primaria) aparecería antes, con Antares todavía oculta. Tuve que tomar una decisión: ¿observar o fotografiar? Para mí, era más importante sacarme la duda del color que registrar el evento. Y ya se sabe que los colores, en fotografía, dependen de una multitud de parámetros y son difíciles de calibrar. Así que decidí observar, para contarlo aquí.
Al acercarse el momento de la reaparición (calculable al milisegundo, por supuesto), puse el ojo en el ocular y observé sin parpadear un punto frente al Mar de la Fecundidad, entre el conocido cráter Langrenus y el Mar de las Crisis, donde debía aparecer, en primer lugar, la compañera. La fase estaba menguando desde hacía un par de días, así que la reaparición sería en el borde invisible de la Luna, lo cual favorecía la observación. La Luna no tiene atmósfera, así que la aparición sería súbita. Y de golpe... ¡ahí estaba! ¡La compañera de Antares! Azul, de un azul intenso e indiscutible, un azul eléctrico como pocas estrellas lucen. Conté los segundos: uno, dos, ¿a quién se le ocurre que ese color... tres... se puede describir como esmeralda? cuatro... ¿o siquiera verde azulado? cinco... ¿conté cinco? y de golpe ¡zas! una inundación de luz naranja, que abrumó por completo a la estrellita azul. Fue una de las cosas más lindas que vi en mi vida. Respiré. Miré hacia el cielo. La Luna casi llena deslumbraba, y no me dejaba ver la estrella. Fui a buscar la cámara para fotografiar la nueva conjunción.
Me resultó tan obvio que la estrella era azul, que me dio ganas de haberla filmado. Trataré de hacerlo en la próxima ocultación favorable, en febrero. Mientras tanto, lo que hice es una simulación de lo que vi a través del ocular, en base a la foto que tomé segundos después y tratando de reproducir el color que quedó en mi memoria.
Conté el tiempo entre la reaparición de la compañera y la de Antares porque así puedo calcular su separación. La reaparición sucesiva (y también la ocultación, por supuesto) se debe a que la Luna se mueve lentamente en el cielo: tiene que completar una vuelta entera en 27.3 días*. Así que si tarda 27.3 días en recorrer 360 grados, en 5 segundos recorre equis. Es un problema que aprendí a resolver en tercero o cuarto grado, no se necesita un doctorado en física. Me da una fracción de grado, que convertida a segundos de arco son 2.7" (esto ya es de primero de la secundaria). ¡Es muy poquito! Por eso es tan difícil de observar en el telescopio, especialmente en lugares con mala visibilidad, como Bariloche. Antares está 550 años luz de distancia (paralaje de Hipparcos), lo cual permite calcular la distancia entre ambas estrellas. La primaria es una supergigante, que puesta en el sistema solar llegaría más allá de la órbita de Marte. De todos modos, la compañera resulta estar bastante lejos, a más de 450 unidades astronómicas, o sea más de 10 veces la distancia del Sol a Plutón.
* La Luna tarda 29.5 días en completar su ciclo de fases (lunación), pero un par de días menos en estar en el mismo lugar del cielo con respecto a las estrellas. La diferencia se debe al movimiento de la Tierra en su órbita alrededor del Sol. Medí los 5 segundos más o menos, así que el cálculo es apenas aproximado (compatible con lo que aparece en Wikipedia).
La foto de Antares y su compañera (con colores bastante apagados) es de Pete Lawrence, y la tomé de esta nota en la BBC.
Antares es una estrella muy evolucionada, de 12 masas solares y 100 mil veces más luminosa que el Sol. Los modelos de evolución estelar delatan su edad en apenas 15 millones de años. En un par de millones más, explotará como supernova. Antares B tiene la misma edad, pero apenas 7 masas solares, y todavía es una estrella de la secuencia principal, aún fusionando hidrógeno. Tiene un espectro de clase B, así que su color azul es el esperado para una estrella a 18500 K. Su masa está justo debajo del límite que requieren los modelos estelares para que explote como supernova, pero andá a saber.
En su vuelo alrededor de la Luna, los astronautas de Artemis II pudieron observar y fotografiar paisajes sorprendentes del lado lejano. No desconocidos, claro está, ya que conocemos la Luna con extraordinario detalle gracias que la sobrevuelan satélites que la escudriñan en todo detalle. Pero sí sorprendentes por la falta de familiaridad, ya que no los vemos a través del telescopio.
Esta foto, por ejemplo, muestra una notable cuenca de impacto, formada por varios anillos concéntricos. Mide más de 500 km de diámetro, y es más grande que varios mares lunares de la cara visible, pero sin embargo el impacto que la formó no alcanzó a fundir la corteza e inundar la cuenca con basalto oscuro, que es la característica que define a los mares. Así que es "apenas" un cráter, llamado Hertzsprung en homenaje al descubridor de la relación entre el brillo y el color de las estrellas, que a principios del siglo XX se convirtió en la clave para el nacimiento de la astrofísica.
Superpuestas a Hertzsprung hay un par de cosas notables. Por un lado, vemos largas cadenas de cratercitos de tamaños muy parejos. Son parte del gran sistema de rayos de material eyectado por el impacto que formó el Mare Orientale, que se encuentra a unos 1000 km hacia el sudeste. La segunda es un gran crater que vemos justo en el terminador, la línea que separa el día de la noche.
Este es el crater Vavilov, mucho menor y más joven que Hertzsprung, pero que también tiene su propio sistema de rayos (que no se aprecian con el Sol tan bajo como en esta ocasión). La estructura de Vavilov está muy bien conservada, sin cráteres más recientes superpuestos. El perímetro es bien circular, y desde su cima descienden terrazas y acantilados hasta un fondo plano, donde hay un macizo central con varios picos.
Ya alejándose, hicieron esta foto también notable, donde podemos apreciar la oscuridad del suelo lunar (que refleja apenas el 8% de la luaz solar) comparada con el brillo de la Tierra (que refleja el 31%). Hertzprung y Vavilov se ven en el centro, cruzados por los rayos que vienen de Orientale.
¿A quien celebra este crater tan lindo? Sergei Vavilov fue un físico ruso, que en la década de 1920 se especializó en fenómenos luminosos en líquidos, haciendo experimentos que exploraban la naturaleza cuántica de la luz, en los primeros años de la física cuántica. En 1933 le propuso un experimento a un estudiante llamado Pavel Cherenkov: medir el efecto de la radiación gamma en una solución de sales de uranio. Pasándose horas en total oscuridad, Cherenkov se encontró con una luminiscencia azul, que aparecía incluso sin las sales de uranio. Al principio trató de eliminarla, porque le enmascaraban lo que quería medir. Frustrado, se lo mostró a Vavilov, quien en seguida se dio cuenta de que no era un ruido de fondo: era el sueño de cualquier estudiante de doctorado, era el descubrimiento de un nuevo fenómeno de la naturaleza. Vavilov publicó la primera explicación, que luego fue mejorada. La radiación gamma arranca electrones de sus átomos, con tanta energía que se mueven más rápido que la luz. (En el agua, la luz se mueve a 225 mil km/s, no a 300 mil, que es el límite absoluto de velocidad.) Esta perturbación violenta del campo electromagnético produce una onda de choque, que se expande como una luz azul. Hoy en día, el mejor lugar para observarlo es en un reactor nuclear en marcha, como el RA6 en el Instituto Balseiro. Al fondo de un tanque de 10 metros de agua se puede ver el núcleo del reactor, donde ocurren las reacciones nucleares, del cual parece salir una luz fantasmal que no tiene parangón en la naturaleza. Sólo los que la hemos visto con nuestros propios ojos lo sabemos.
En 1958, Cherenkov recibió el Premio Nobel de Física. Vavilov había muerto en 1951, antes de cumplir 60 años, y se lo perdió. En Occidente llamamos a este efecto luz de Cherenkov, pero en Rusia, hasta hoy en día, le dicen luz de Vavilov-Cherenkov.
Las fotos de la Luna son de NASA/Artemis. La del reactor nuclear es mía, obvio.
Hertzsprung tiene más anillos que los que vemos a simple vista. Mediciones de la intensidad de la gravedad, tomadas por el satélite GRAIL, muestran este notable mapa:
Ya he mencionado que estamos en una era de grandes surveys, como el del telescopio Vera Rubin. Desde hace un par de años está en operaciones el telescopio espacial Euclid, de la Agencia Espacial Europea, que es tan extraordinario que si no tiene más espacio en los canales de prensa, debe ser porque la oficina de comunicaciones de la ESA es mucho peor que la de la NASA.
Cualquier telescopio, diría cualquier instrumento científico, tiene compromisos en su diseño. En el caso de los telescopios, suelen competir la resolución de la imagen con el tamaño del campo, el pedazo de cielo que pueden capturar. Los telescopios Hubble y Webb, por ejemplo, producen imágenes de extraordinaria resolución espacial, pero ven un pedacito minúsculo del cielo. Rubin, así como el telescopio espacial Roman que está pronto a ser terminado, en cambio, tienen campos visuales amplios. Pero Euclid fue el primero. Sus imágenes cubren más de medio grado cuadrado de cielo (miles de veces mayor que las del Hubble), y además está en el punto de Lagrange L2 (donde está el Webb) de manera que la Tierra no obstruye su visión (como en el caso del Hubble). Desde allí, Euclid envía 100 GB de datos cada día. La foto que puse arriba muestra el cúmulo de galaxias de Perseo íntegro, en una sola toma de unos 70 minutos, mostrando más de 1000 galaxias miembros del cúmulo, más unas 100 mil adicionales detrás, muchas de ellas desconocidas previamente. Una imagen similar del Hubble habría requerido meses de observación continua. La imagen original tiene 8000×8000 píxels. Les pongo un recortecito mínimo para que se vean los detalles:
Euclid fue diseñado de esta manera para observar la maraña cósmica, de la que nos ocupamos recientemente, que es la estructura del universo a gran escala, y caracterizarla desde el universo cercano hasta redshift z = 2 (unos 10 mil millones de años atrás). Para hacerlo, Euclid no se interesa en cada galaxia individual, sino que pretende observar, con su campo visual amplio, el efecto de lente gravitacional de grandes grupos de galaxias. La materia de estas galaxias (la materia normal, pero especialmente la oscura) tuercen la luz que viene de atrás, de una manera característica que permite inferir la distribución tridimensional de materia en el universo, así como su movimiento (tanto peculiar como debido a la expansión del universo). Durante sus años de operación, Euclid va a cubrir un 35% de todo el cielo, más o menos como el survey DESI que comentamos hace poco. Durante la campaña, va a observar unas 10 mil millones de galaxias individuales, cada una en al menos 7 filtros de luz visible o infrarroja. Una cosa única y extraordinaria, que va a ser una pieza clave en nuestra comprensión del universo en las próximas décadas.
Más de una vez hemos contado que estos grandes surveys producen tantos datos que ningún astrónomo individual puede con ellos. Cada vez más, los astrónomos están recurriendo a sistemas de inteligencia artificial para analizarlos, pero en el caso de Euclid, además, están reclutando voluntarios humanos. Han creado un programa en el sistema Zooniverse de ciudadanos científicos, llamado Space Warps, para que los entusiastas participantes ayuden a descubrir casos de "lente gravitacional intensa", como éste:
Esto es una galaxia, detrás de otra galaxia. ¡Reíte de los "planetas alineados"! No sé por qué, pero parece que por ahora los humanos son mejores que las máquinas para hacer esto. El año pasado los voluntarios descubrieron 500 de estas galaxias en apenas el primer 0.04% de datos de Euclid. Fíjense este caso, por ejemplo. Es una galaxia enorme, con un núcleo muy brillante, pero si se fijan con cuidado verán que apretadito alrededor de él hay un anillo (un "anillo de Einstein") de luz distorsionada por acción gravitacional.
