El cúmulo de Virgo

"Leo, a roaring Lion lies in the path [...]; we escape

and hail Virgo, the Virgin! that's our first love."

Herman Melville, Moby Dick

En el cielo hay objetos únicos, que capturan el interés tanto de astrónomos profesionales como aficionados: la Luna, Saturno, la nebulosa Homúnculo... Entre Denébola, la Cola del León, y Vindemiatrix la Vendimiadora, está el cúmulo de galaxias de Virgo.

Los ladrillos del universo no son las estrellas ni las galaxias, son los cúmulos de galaxias. Son grandes conglomerados de galaxias ligadas gravitacionalmente entre sí, dinámicos, alejándose unos de otros arrastrados por la expansión del universo. Forman una especie de espuma, como se ve en este relevamiento, donde los cúmulos son como paredes de burbujas que encierran grandes vacíos. En el universo, el cúmulo de Virgo es uno más. Pero en nuestro cielo es especial porque, a 50 millones de años luz, es el más cercano, y nuestro Grupo Local de galaxias siente su gravedad*. Para los astrónomos, es un laboratorio único con miles de galaxias de todos los tipos y luminosidades, todas a la misma distancia para conveniencia de su estudio. Para los aficionados, es el único lugar en el cielo donde pueden verse montones de galaxias, incluso varias en el mismo campo, con telescopios medianos de 15 o 20 cm. Es también una oportunidad única para fotografiarlas con equipos modestos.

Esta foto la tomé en la Star Party Valle Grande 2019, con la Canon T3i y teleobjetivo Canon de 100 mm F/2 stoppeado a F/2.8. Aquí no hay telescopio. La cámara, eso sí, está sobre una montura motorizada iOptron SkyTracker, que me permitió hacer exposiciones de 2 minutos. Con 23 de ellas compuse esta imagen de 46 minutos de exposición:

Las galaxias son tenues, y como el campo abarca 13 grados de ancho hay muchas estrellas de nuestra propia galaxia que confunden. Hice una versión en negativo para que las galaxias se vean mejor, y con etiquetas mostrando las más notables.

El cúmulo tiene varias partes. La principal, más grande y más masiva, es la que ocupa la parte inferior de mi imagen. Está dominada por la gigantesca elíptica M87, la galaxia de la famosa foto del agujero negro central del año pasado. La segunda componente es la que está al sur (arriba), dominada por la galaxia M49. Voy a mostrar algunos recortes al 100% de resolución, porque la foto del cúmulo completa está muy reducida en esta columna. Igual están achicadas, para verlas al 100% van a tener que clickearlas cada una.

Esta es la región central del cúmulo de Virgo, donde encontramos la enorme M87 y el notable grupo de galaxias alineadas llamado Cadena de Markarian:

En un telescopio mediano con un campo visual grande la Cadena de Markarian puede verse entera o casi, lo cual es una vista única y sobrecogedora. Podemos identificar algunas de ellas en una imagen en negativo:

Las más brillantes de la cadena son M84 y M86, dos galaxias elípticas que junto a las espirales vistas de canto NGC4388 y NGC4402 forman una linda cara, con una sola ceja, que en la foto general se ve invertida, y que aquí al lado acomodé mejor. La nariz también es una galaxia, la pequeña elíptica NGC4387. El centro de masa del cúmulo no se encuentra en la galaxia dominante M87, como suele creerse, sino en la mejilla derecha de esta carita. M86 no tiene un redshift sino un blueshift: se mueve hacia nosotros a más de 400 km por segundo, reflejando la dinámica interna del cúmulo.

La alineación de estas ocho o más galaxias es un efecto de perspectiva. M84 no está tan cerca de M86 como parece, sino bastante más atrás. La galaxia grande más cercana a M86 es la gigante M87. De hecho, puede verse que mientras M84 es bien redondita, M86 parece estirada, precisamente en la dirección de M87. Tiene también una larga cola de gas, producida por su movimiento supersónico en el medio intergaláctico. En negativo se ve mejor el estiramiento, en la dirección que indica la flecha:

Curiosamente el famoso jet relativista de M87, que surge de su agujero negro central, apunta exactamente hacia M86. ¿Cómo sabe el agujero negro dónde está M86? Es un misterio. O una casualidad. 

En el cúmulo hay muchos otros ejemplos de galaxias en interacción, en distintas etapas de colisión y fusión. Uno de los más famosos está también en la Cadena de Markarian: las galaxias NGC4435 y 4438, que forman los Ojos de Copeland por su aspecto en el telescopio. Aquí seleccioné cuatro lindos ejemplos:

NGC4302 y 4298 son una preciosura pero no tienen nombre propio, pobrecitas. Forman un par muy contrastante, una espiral de canto y una casi de frente. Busquen sus fotos del Telescopio Hubble, son impresionantes. Están en una linda región del cúmulo, donde encontramos otra gran espiral de frente, M99, y otra más, M98, de canto:

Otra de las grandes galaxias del cúmulo es NGC4216, una espiral con un núcleo muy brillante (o un disco poco brillante: es una galaxia anémica, con poco gas), más grande que nuestra vecina la galaxia de Andrómeda. Dos espirales chiquitas con la misma inclinación la acompañan:

Identifiqué una manchita insignificante cerca de NGC4216 como una galaxia enana en interacción con ella, en medio de una larga cola de gas visible en algunas fotos. Es como nuestras Nubes de Magallanes. Tiene magnitud 19, lo cual me deja boquiabierto, la lente tiene 58 mm de apertura.

M49 es la galaxia más brillante del cúmulo (magnitud 9.4), y es la que domina el subcúmulo B. Es una gran elíptica, en cuyo campo se encuentran dos lindas espirales, NGC4535 de frente (la Galaxia Perdida de Copeland, que increíblemente en mi foto muestra varias de sus regiones de formación estelar) y 4526 de canto:

En una tierra de nadie entre ambas componentes del cúmulo está M58, una gran espiral barrada (que muestra algo de su polvo en mi foto, aunque no se distinguen los brazos), y las Siamesas que ya mostré, y que son como deben haber sido las Antenas hace unos 100 millones de años:

Si tenés un telescopio mediano o grande, y acceso a un lugar oscuro, no dejes de observar el cúmulo de Virgo en las noches del otoño austral. Ahora es la mejor época: está directamente al Norte un par de horas antes de la medianoche. Recordá que cada una de sus miles de galaxias, que te parecerán manchitas de luz, tiene cientos de miles de millones de estrellas y planetas.

"We recognize how every object has a divine beauty in it; 

every object still verily is a window through which 

we may look into Infinitude itself."

Thomas Carlyle

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La imagen del sondeo de galaxias es del 2dF Galaxy Redshift Survey. Muestra dos rodajas del cielo, hasta una profundidad de 2500 millones de años luz, una de cada lado del plano de la Vía Láctea, como se ve en esta ilustración.

* El cúmulo de Virgo es la mayor componente del supercúmulo de Virgo, o supercúmulo local, que abarca un centenar de cúmulos y grupos (como nuestro Grupo Local). La estructura llamada Laniakea abarca varios supercúmulos vecinos pero, a diferencia de estos, no está ligada gravitacionalmente y se desarmará en el futuro. Estas estructuras, como se ve en el sondeo 2dF, no tienen bordes nítidos sino que forman un continuo de filamentos y burbujas.