Pulgar para abajo

Que al mundo nada le importa,
Yira... yira...
Enrique Santos Discépolo

Todo gira. La Tierra, la Luna, los planetas rotan sobre sí mismos, y también se mueven en órbitas alrededor del Sol. El propio Sol gira sobre sí mismo una vez por mes. Nadie se salva: cometas, asteroides, partículas de polvo, anillos... todo gira, todo rota. Es evidente que cualquier rotación tiene un eje, y que se puede rotar de dos maneras: para un lado o para el otro, alrededor de ese eje. Los físicos tenemos una regla para identificarlas: la regla de la mano derecha. Si ponemos la mano derecha como en la figura, con los dedos en la dirección de la rotación, el pulgar apunta hacia lo que llamamos el norte. (Para los curiosos, es la dirección en la que apunta el vector velocidad angular, que es la magnitud física que caracteriza la rotación.)

La figura muestra como ejemplos las rotaciones del Sol, de la Tierra y de la Luna sobre sí mismos, y de la Tierra alrededor del Sol y la Luna alrededor de la Tierra. Como se ve, todas las rotaciones son parecidas: todos los ejes son parecidos, y los nortes apuntan en la misma dirección. Esto tiene que ver con la historia de la formación del sistema solar, de la que nos ocuparemos otro día. Hay excepciones: el eje de Urano está "acostado": el norte de Urano apunta casi en plano de su propia órbita, pero igual obedece a la mano derecha. En todos los casos, el norte es la dirección del pulgar de la mano derecha enroscada en la dirección del giro.

¡Salvo! Salvo la Vía Láctea. Chan.

Las estrellas de la Vía Láctea, entre ellas el Sol y todo el sistema solar incluido, giran alrededor del centro galáctico, casi todas ellas también en un plano muy finito, como los planetas, formando un disco. El eje de rotación de nuestras órbitas planetarias no está alineado con el de la rotación del disco, simplemente porque la galaxia y el sistema solar no se formaron a la vez. Vamos viajando por la galaxia medio inclinados. Pero lo más curioso es que el norte galáctico no está en la dirección que indica la regla de la mano derecha. ¡El pulgar de la mano derecha, enroscando los dedos en la dirección de la Vía Láctea, apunta al sur galáctico! Así:

Esto a mí me resulta extremadamente confuso cuando estoy mirando el cielo hacia la Vía Láctea y trato de imaginarme la rotación. ¿Por qué es así? No estoy completamente seguro, y es algo de lo cual rara vez se habla. Yo creo que la razón es histórica: el primero en hablar de los polos galácticos fue William Herschel, en el siglo XVIII. Herschel, contando estrellas en todas las direcciones del cielo, se dio cuenta de que formaban un sistema achatado, y conjeturó que esa era la forma de la Vía Láctea: un disco. Uno de los polos (el que él veía desde Inglaterra) apuntaba en la dirección de la constelación Coma Berenices, y como estaba en el hemisferio norte del cielo lo llamó polo norte galáctico. A lo largo de los siglos la determinación del polo norte galáctico fue cambiando, usando distintas técnicas:

Todo esto se fue haciendo incluso antes de que se observara y se midiera directamente de qué manera y en qué dirección estaba rotando el disco de la Vía Láctea. Y cuando finalmente se observó la rotación, el pulgar derecho apuntaba hacia el sur, qué vachaché. Finalmente, en 1958 la Unión Astronómica Internacional decidió fijar los polos y el ecuador galácticos, definiendo un sistema de coordenadas galáctico (como la latitud y la longitud de la Tierra), usando mediciones de hidrógeno neutro interestelar, que define mejor el disco y se podía detectar más lejos que las estrellas. Y quedó como dictaba la tradición, el norte galáctico en el lado norte del cielo, y el sur en el lado sur del cielo, muy cerquita de la famosa galaxia Moneda de Plata en la constelación del Escultor.

¿Cómo podemos visualizar esta rotación? La Vía Láctea no rota como un cuerpo rígido, por supuesto, porque está formada por millones de estrellas cada una en su propia órbita. Los aficionados a la materia oscura recordarán que en buena parte de la galaxia las estrellas se mueven a la misma velocidad, sin importar su distancia al centro galáctico. Pero las que están más cerca del centro tienen órbitas más cortas, así que giran más rápido, mientras que las que están más afuera giran más lento. Desde nuestro punto de vista, las que tenemos mirando hacia el centro galáctico, más o menos desde Carina/Crux hasta el Cisne, están hacia adentro y se nos van adelantando. Así que (con el sur hacia arriba, mirando desde el hemisferio sur) desde el lado de Crux, Centauro y Escorpio se mueven hacia nosotros, y del lado del Águila se alejan. Las de afuera (pasando por Cassiopea, Perseo, Auriga, Orión/Géminis, Monoceros, Can Mayor, Puppis hasta Vela), al revés. Usando el telescopio espacial Gaia los astrónomos han medido estos movimientos, que aparecen aquí representados en colores: azul hacia nosotros y rojo alejándose. Los puse en un panorama de la Vía Láctea que hice hace poco en Villa Tacul:

 Si prefieren, he aquí una versión animada:

Ya que estamos, les dejo también la foto del cielo solo porque está buena. Es un panorama en el que acomodé el punto de fuga hacia el centro galáctico (en lugar del horizonte, como es habitual) para que la galaxia aparezca con su forma chata como es en realidad.

Ésta es la mejor época para visualizar estas cosas bajo las verdaderas estrellas, y marearse un poco imaginando la vertiginosa rotación de la galaxia. Cuando lo vean, imaginen las dos direcciones: hacia el centro y hacia el sur galácticos, pongan el pulgar de la mano derecha apuntando hacia el polo sur galáctico (la "ventana" de la galaxia), y enroscando los dedos tendrán la dirección en la que las estrellas se están moviendo en sus órbitas. 

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Las fotos e ilustraciones son todas mías. Las podés usar si batís de dónde las rascaste. El mapa de los polos a lo largo del tiempo (entre 1851 y 1930) es de: Walkey, The true galactic pole, The Observatory 64:264-273 (1942).

La definición del sistema de coordenadas galácticas está pubicada en: Blaauw et al., The New I.A.U. System of Galactic Coordinates (1958 Revision), Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 121:123–131 (1960).

El mapa azulgrana de la rotación galáctica es de ESA/Gaia DR2.