La Luna en 2023

Para despedir el 2022, presentamos un clásico de En el Cielo las Estrellas: todas las lunas de 2023, en 3 minutitos. Está acelerada 200 mil veces, y vista con el polo sur hacia arriba, tal como la vemos desde el hemisferio sur.

No hay eventos lunares muy destacados en 2023. El 20 de abril hay un eclipse solar que comienza como anular sobre el océano Índico y rápidamente se convierte en total. Rozará Australia y luego será visible desde Timor Oriental y Papúa Occidental, y acabará en el Pacífico ecuatorial. 

El 5 de mayo habrá un insignificante eclipse penumbral de la Luna, visible desde el Viejo Mundo. A partir de esta luna llena habrá una linda seguidilla de superlunas en los meses del invierno austral, de manera que serán superlunas muy altas en el cielo. No se las pierdan.

El 14 de octubre hay un lindo eclipse solar anular que cruza los Estados Unidos desde el estado de Washington hasta Texas, y tras cruzar el golfo de México oscurecerá Yucatán, América Central y una franja de Sudamérica ecuatorial. Será un eclipse parcial desde casi todo el continente.

El 28 de octubre un eclipse lunar apenas más interesante que el de mayo: parcial, pero muy pequeño. Será visible desde parte de Sudamérica con la Luna bajita. 

Hay varias ocultaciones (u ocultamientos, mini-eclipses) de algunos planetas por la Luna. En la primera mitad del año la Luna ocultará a Júpiter en 4 ocasiones:

Las cuatro son interesantes para nuestro continente. La mejor ubicada para la Argentina es la del 22 de febrero, cuando veremos a Júpiter meterse en la luz cenicienta de la noche lunar durante el crepúsculo, para aparecer por el lado de una fina creciente menos de una hora después (predicciones para Bariloche).

Es particularmente interesante que Europa, la luna de Júpiter, estará a su vez oculta detrás del planeta cuando éste quede detrás de nuestra Luna. Cuando Júpiter reaparezca Europa ya habrá reaparecido, pero estará en eclipse solar e invisible en la sombra de Júpiter, en una alineación casi exacta entre el Sol, la Tierra, la Luna, Júpiter y Europa, que sólo se hará visible unos 40 minutos después. Como para quedarse mirando...

La Luna está muy cerca, así que las circunstancias exactas, igual que en un eclipse de Sol, dependen de la ubicación del observador. Busquen en In-The-Sky para predicciones locales.  

El otro planeta interesante es Marte, que también se esconderá detrás de la Luna en 4 ocasiones (eliminé una que sólo se verá desde el polo norte):

La del 15 de octubre será visible desde Ushuaia: muy rasante, de día, con una Luna apenas pasada de nueva. Ojo con el Sol si observan con binoculares o telescopio. Lectores en otras latitudes: atentos en enero y en septiembre. La foto es de una hermosa ocultación el pasado 7 de diciembre:

La Navidad de 2023 estará iluminada por la última luna llena del año.

¡Feliz Año Nuevo!

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Animación de la Luna hecha con Celestia. Predicciones de ocultaciones hechas con Occult v4. Ocultación de Júpiter, hecho con Cartes du Ciel. Ocultación de Marte, impresionante foto de Tom Williams. Mapa del eclipse solar de Time and Date.

Las Tres Estrellas

Messi y los muchachos de la Scaloneta han conquistado la ansiada tercera estrella para el fútbol argentino. En el Cielo las Estrellas no es ajeno a la alegría que nos inunda, así que la nota de hoy está dedicada a ellos, a su destreza, su coraje y su logro mundial. Eso por un lado. Pasemos a la astronomía. 

Hay tres estrellas en el cielo que todos sabemos reconocer. Están exactamente en el ecuador celeste, así que se ven desde todo el planeta. Como el Mundial, fijate un poco. En Argentina las llamamos Tres Marías, y los aficionados a la astronomía saben que son parte de la constelación de Orión, formando el cinturón del gigante.

Son estrellas bien brillantes, de segunda magnitud, visibles incluso desde una ciudad. Empezando del lado de Betelgeuse (la estrella roja de Orión, fácil de identificar), se llaman Alnitak, Alnilam y Mintaka. Mejor dicho, se llamaban. Porque desde el domingo, para todos los argentinos, tienen nuevos nombres:

La más brillante es 2022 (la estrella antes conocida como Alnitak). En fotografías (como la de arriba) aparece envuelta en una región nebulosa que incluye varias conocidas: la Flama y la Cabeza de Camello, digo de Caballo. Es un sistema triple, como si fueran Messi, Julián Álvarez y Di María. La primaria es una supergigante azul, de clase O. Apenas una de cada 3 millones de estrellas es de este tipo, y ésta es la O más brillante del cielo. Como Messi, digamos. La acompañan una subgigante de la también rara clase B en órbita apretada, descubierta no hace mucho (Julián, ponele), y una gigante B, en una órbita más alejada, que se conoce desde hace más tiempo (es la estrella Fideo, obvio).

También es una supergigante azul, de clase B, la estrella 1986 (o sea, Alnilam). Su brillo es casi igual al de 2022, y varía ligeramente de manera irregular. Ya está fusionando elementos pesados en su núcleo, y en un millón de años se convertirá en una supergigante roja más brillante que Betelgeuse. 

Por su parte, 1978 (es decir, la vieja Mintaka) es apenas menos brillante que sus compañeras. También es un sistema estelar múltiple, en este caso jerárquico: la principal es una triple (una gigante O, una B de secuencia principal que completa una órbita ¡en 5 días!, y otra B subgigante bastante más lejos); a su alrededor otro sistemita, formado por otra B y una A. Una estrella adicional, mucho más tenue, podría ser también parte del sistema. Todo un lío (un "lío", 😉) de estrellas. 

Todas estas estrellas nacieron, hace 6 o 7 millones de años, en una de las regiones de intensa formación estelar de nuestro rincón de la Galaxia, el Complejo Molecular de Orión. Forman parte de una asociación llamada Orión OB1, que involucra docenas de estrellas masivas de clases O y B, más miles de estrellas más livianas. 1986 es la que se encuentra más lejos, y en realidad 2022 está más cerca de 1978 que de 1986.

Aprovechen para verlas en las noches de verano austral. Mirando hacia el norte, busquen también la constelación de Crater, que en latín significa Copa. Para nosotros, por supuesto, La Copa:

Oia, ¿y que vemos ahí abajo a la derecha? ¿Leo? ¡Es Leo!

Denébola es el maravilloso pie izquierdo, y Zosma es el muslo derecho, con el cual empujó la pelota en el tercer gol en la Final, el que debió ser definitivo porque, después del baile del primer tiempo, se lo merecían. La curva de estrellas que termina en Regulus es el brazo que sirve para contener el embate de Gvardiol el Enmascarado. En mi figura está mirando fijamente la pelota que forma el circulito que otros dicen que es la cabeza de la Hydra.

Ya que estamos, no olvidemos que Orión también es una figura humana. Y su nombre nos sugiere que se trata de un arquero (de Boca, luego de Racing, luego de Colo-Colo). Nada nos detiene:

Dibu (la constelación mal llamada Orión) está volando en una atajada, con la pelota ya sujeta en donde los griegos imaginaban una maza del personaje mítico. Su rol crucial en la obtención de la Copa es innegable. Y Tauro, ovio, es Lautaro "Toro" Martínez, con la mata de pelo que llega desde las Híades hasta beta y dseta Tauri.

Bueno, eso es todo. En el dibujo de Cancer, el Cangrejo, tal vez alguien vea un pedazo recortado de la red de los arcos, y en Géminis a los hermanos Théo y Lucas Hernandez (o los van de Kerkhof subcampeones del '78, o tantos otros). Sigan ustedes.

Feliz Navidad.

Galaxia aislada y olvidada

Hice una noche de fotos desde el Centro Atómico Bariloche, en compañía de colegas (el Fresco y Victor Hugo) y alumnos (Andy y Adriel, que acaban de cursar Física Computacional). Ya no es tan oscuro como hace algunos años, así que elegí el parche más oscuro del cielo, a la sazón en la constelación de la Grulla. Allí había una galaxia que no conocía: IC 5201. Quedó bastante bien, aunque desde un sitio oscuro seguramente quedaría mejor:

La galaxia está abajo a la izquierda. Un hermoso par de estrellas relativamente brillantes (sexta magnitud), y de colores bellamente contrastados, acompaña a la galaxia en el mismo campo, a medio grado de distancia. El paisaje estelar es tan encantador que me sorprende que esta galaxia no sea más fotografiada. Si uno googlea IC 5201 salen mayormente unos amplificadores operacionales de 8 patas. ¿Por qué nadie la fotografía, pobrecita? 

Preparé un recorte a resolución completa. Es una galaxia espiral barrada de tipo SBc (el mismo que la Vía Láctea), relativamente cercana a 35 millones de años luz. En el brazo espiral que se extiende por debajo se pueden apreciar varios nódulos brillantes, que son grandes regiones de formación estelar. Las marqué con flechitas, así como también una (más brillante) que está en el brazo de arriba:

Marqué también, con sus números de catálogo PGC, otras galaxias que aparecen en el campo. Olvidate de verlas en el celu, andá a una pantalla más grande. ¡Son muy chiquitas! La que está a la izquierda del 520866 (superpuesta a una letra e) está a 1260 millones de años luz de nosotros. La que está a la izquierda del 518989 está todavía más lejos, 1580 millones de años luz. Y estas son las más brillantes de la imagen. He aquí el recorte en negativo, para que se destaquen mejor estas ínfimas nubecitas:

No olvidemos que cada una de ellas es una galaxia, con centenares de miles de millones de estrellas, planetas, lunas, cometas, asteroides y la mar en coche. Ya que estábamos, identifiqué todas las que pude en el campo entero:

Una cosa llamativa en este paisaje de galaxias es que, a 35 millones de años luz, con un campo de 1 grado de ancho, deberían aparecer galaxias compañeras de IC 5201. Como cuando fotografiamos las galaxias del Horno, por ejemplo. Todas esas galaxias que marqué están mucho más lejos. ¿Está solita IC 5201? En el puñado de papers que encontré sobre ella (hasta los profesionales la tienen olvidada) se la menciona como galaxia aislada. No forma parte de un cúmulo (como el mencionado de Fornax, o el de Virgo), ni siquiera de un grupo (como nuestro Grupo Local, o el Triplete de Leo, que no llegan a ser cúmulos). Está aislada en el cosmos galáctico. Me resultó raro esto, y lo grafiqué en Cartes du Ciel para ver si se notaba:

La galaxia está donde señala la flechita. Efectivamente, en esa región se ve un vacío del catálogo NGC/IC, y las pocas que la rodean están mucho más lejos. Esa tercera dimensión se puede ver mejor en Space Engine, que permite ver el universo en 3D. En esta imagen del universo cercano, centrado en la Vía Láctea, vemos la posición de IC 5201 en el vértice de un triángulo rojo:

Efectivamente, se puede ver que de ese lado del universo cercano hay menos galaxias. Es como una void galaxy, que ya comenté una vez, sólo que no sabía que existían también a escala local y con vacíos más pequeños. 

Me gustan estas cosas, que me hacen apreciar de primera mano, con una fotito de 100 minutos que hice yo mismo una noche de primavera con amigos, la estructura como espumosa que tiene el universo, con las galaxias amontonadas en las paredes de grandes burbujas, y con grandes vacíos entre ellas. 

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Las fotos son mías. La carta está hecha con Cartes du Ciel, la representación 3D con Space Engine.

El descubrimiento de la Tierra

Esta semana se cumplen 50 años del vuelo del Apollo 17, el último en visitar la Luna. El día 7 cumplió 50 años esta foto icónica, The Blue Marble (La canica azul), hecha por los astronautas Cernan, Schmitt y Evans en su viaje de ida. 

En julio de 2015 se cumplió medio siglo del histórico viaje del Apollo 11. Junto a Javo el Mago, Daniel Chiesa y otros amigos de Astronomía Bariloche habíamos planeado una serie de eventos públicos para celebrarlo. Lamentablemente, cayó una nevada descomunal y todo se suspendió. He aquí lo que pensaba compartir en aquella ocasión.

El 30 de noviembre de 1609, Galileo Galilei apuntó al cielo con uno de los telescopios que había fabricado para el Senado de Venecia y lo dirigió a la Luna. Lo que vio, a través de un instrumento que sería de muy mala calidad para cualquier astrónomo aficionado de hoy en día, cambió para siempre no sólo la ciencia de la astronomía, sino nuestra imagen del universo.

¿Qué vio Galileo en la Luna? Podemos apreciarlo en estas acuarelas de su propia mano, que conservó cosidas al manuscrito del libro que publicó pocos meses después. 

Hoy no nos sorprenden mucho, porque ya conocemos el aspecto de la Luna vista de cerca o a través de un telescopio. Pero para Galileo significaba, lisa y llanamente, que la luna era un MUNDO, un mundo como la Tierra, con montañas, valles y llanuras.

Si la Luna es un mundo, es un lugar a donde se puede IR. Fíjense lo que escribió Johannes Kepler, fascinado por el descubrimiento de Galileo, en un libro que es prácticamente una carta abierta. Es algo apropiadísimo al aniversario que celebramos hoy.

Ahora, piensen en esto. Todos pasamos alguna vez por ese descubrimiento de que la Luna es un mundo como la Tierra, ya que para un niño pequeño al principio la Luna es apenas una luz llamativa en el cielo, y en algún momento deja de serlo. Galileo tenía 45 años cuando lo descubrió. Yo tenía 4. Para mí, el momento fue éste:

En esa época los diarios tenían fotos bastante malas. Hoy en día, por supuesto, no sólo vemos casi en directo cuando un robot sobrevuela un planeta, o toma muestras de un asteroide, sino que podemos acceder a todas las fantásticas fotos de esa era. No sé si conocen este archivo, que tiene todas las fotos de los Apollo, rollo por rollo, sin procesar, en 1800 dpi.

Allí podemos ver, por ejemplo, el suelo lunar tal como lo fotografió Aldrin antes de pisarlo para mostrar cómo quedaba marcada su huella, en un foto que se volvió icónica.

O esta foto que le tomó Armstrong, que se convirtió en una de las más famosas del viaje y de la Historia. La vimos tanta veces que ya no nos asombramos. Pero ¡ES UN TIPO PARADO EN LA LUNA!

En esta foto podemos ver un montón de cosas interesantes, como lo oscuro que es el suelo lunar, que en el nuestro cielo parece tan brillante.

O el efecto de retro-reflexión que produce, muy distinto del suelo de la Tierra, y que ilumina el contraluz de Aldrin y destaca la silueta de su sombra.

Ésta es la placa conmemorativa que llevó el Águila en una de sus patas, y que Armstrong leyó por televisión: «Aquí, hombres del planeta Tierra hicieron pie en la Luna por primera vez. Julio de 1969. Vinimos en paz por toda la Humanidad.» Realmente se sintió así en ese momento, como una empresa de la Humanidad, y si escuchan los videos y leen las transcripciones, verán que hablaban de todo el mundo: cuando hablaron con Nixon, cuando hablaban con Houston, cuando regresaron a la Tierra.

También están estas dos, que me encantan, en particular la de Armstrong, apenas regresado de la breve caminata lunar. Está barbudo, transpirado y feliz. Tiene los ojos llorosos, pero no debe ser del polvo lunar sino de la emoción.

Y cuando regresaron, los mismísimos soviéticos, que estuvieron delante de los americanos durante buena parte de la carrera espacial, reconocieron la hazaña. Invitaron a Armstrong a visitar Star City, celebraron juntos y lo condecoraron. En plena Guerra Fría, en medio de la Guerra de Vietnam, la carrera espacial se había convertido en una amistosa rivalidad...

Una amistosa rivalidad, que poco después daría lugar al proyecto conjunto Apollo-Soyuz...

Luego al Shuttle-Mir...

Y finalmente a la Estación Espacial Internacional...

Regreso al descubrimiento de Galileo: si la Luna es como la Tierra, entonces la Tierra es como la Luna. Es decir: la Tierra también es un planeta, un vagabundo en su propia órbita, como quería Copérnico. Hay muchas fotos de los Apollo donde aparece la Tierra como lo que es: un planeta flotando en la oscuridad del espacio.

Hoy en día descubrir que la Tierra es un planeta no parece gran cosa, pero fíjense las palabras que acompañan esta otra foto icónica, hecha por los primeros hombres que fueron a la Luna, en el Apollo 8.

Tanto trabajo para llegar a la Luna, y lo más importante que hicimos fue descubrir la Tierra.

 

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Las fotos son de NASA/Apollo, salvo alguna que no.

El fin del Sol

Las estrellas nacen, viven y mueren. Un poco como los seres vivos, pero muchísimo más lentamente. ¿Cómo lo sabemos, si nuestras observaciones ocurren a una escala temporal tan distinta que las vemos prácticamente invariables? Lo sabemos gracias a que podemos observar grandes cantidades de estrellas en cada etapa de existencia, y porque entendemos la física que las lleva de una a otra. No todas las estrellas viven la misma existencia: el principal determinante es su masa inicial. Las estrellas más pesadas (muy poquitas) viven rápido y terminan explotando como supernovas. Las estrellas medianitas (como el Sol) viven miles de millones de años y terminan formando hermosas y efímeras nebulosas (llamadas "planetarias," aunque no tienen nada que ver con los planetas) a su alrededor. Las más chiquitas (la inmensa mayoría de las estrellas del universo) viven muchísimo más, agotando su combustible de manera lenta y eficiente.

 

¿Cómo fue el Sol en el pasado, y qué le ocurrirá en el futuro? Para saberlo con certeza es necesario identificar estrellas análogas al Sol en distintas etapas de su evolución. La fuente ideal para hacerlo hoy en día es la inmensa población de estrellas relevada por el robot Gaia, que ha escudriñado con inhumanas paciencia y precisión más de mil millones de estrellas. Entre otras cosas, ha medido sus brillos y colores, que además de servirme para calcular el color de la Galaxia sirve para cosas más científicas. Resulta que si uno grafica el color en un eje horizontal y el brillo en un eje vertical, todas las estrellas aparecen agrupadas en una franja diagonal, más una nube por encima y una por debajo. Este diagrama se llama de Hertzsprung-Russell, y su descubrimiento es uno de los hechos centrales de la teoría de la evolución estelar desarrollada a lo largo del siglo XX. Otro día comentaré más sobre él. Hoy me limito a decir que la franja diagonal se llama secuencia principal, y es donde aparecen las estrellas que están fusionando hidrógeno en sus núcleos, como nuestro Sol. 

Gaia ha identificado 5863 estrellas con temperaturas, aceleracíon de la gravedad superficial, composición química, masa y radio similares a los del Sol. Es una cantidad 10 veces mayor que las que se conocían anteriormente. Sus espectros, que delatan la composición química, son parecidísimos. Están todos dentro de la franjita gris en esta figura:

Identificando en el diagrama H-R estrellas con la misma composición pero en distintas etapas de su existencia es posible reconstruir la historia del Sol, desde su origen hace 4570 millones de años hasta su lejano futuro como gigante roja dentro de 7000 millones de años. 

Como podemos ver, el Sol se está calentando (moviéndose hacia la izquierda), y lo seguirá haciendo durante miles de millones de años hasta que agote el hidrógeno en su núcleo y abandone la secuencia principal para convertirse en subgigante y luego en gigante roja, fusionando helio. Mucho antes de que esto ocurra las condiciones en la Tierra serán demasiado hostiles para la vida. Los océanos hervirán y desaparecerán, y finalmente toda la atmósfera se perderá en el espacio interplanetario. Los lejanos descendientes de la humanidad, si es que existen, deberán encontrar una solución a este destino infernal de la Tierra. Por ejemplo ¡moverla! (algo que alguna vez ya comentamos).

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El diagrama de la evolución estelar es de Paulailustra (CC BY-SA). Las otras imágenes son de ESA/Gaia.

Gaia collaboration (y una página y media de autores individuales, Gaia Data Release 3: A Golden Sample of Astrophysical Parameters, Astronomy & Astrophysics (2022). Accesible libremente como arXiv:2206.05870v1.

Creevey et al. (sólo media página de autores), Gaia Data Release 3: Astrophysical parameters inference system (Apsis) I - Methods and content overview, Astronomy & Astrophysics (2022). Accesible libremente como arXiv:2206.05864v1.

Hay una nota mucho menos técnica que estos papers en el sitio de Gaia: How Big, Warm, Old, … Are the stars? Gaia’s stellar parameters.

Los Pilares del Webb

En julio publiqué un comentario sobre los famosos Pilares de la Creación, la emblemática región de formación estelar en la constelación del Águila (fotografiada por el telescopio Hubble en los 90s) y su aspecto en una foto mía hecha con poca paciencia y un teleobjetivo común y corriente. El telescopio Webb publicó su propia versión, en infrarrojo cercano, y poco después otra, en infrarrojo medio. Las nuevas fotos son espectaculares, hermosas, e ilustran las diferencias entre los dos emblemáticos telescopios espaciales. Así que se han ganado un lugar aquí. Hice un montaje de las cuatro fotos:

Pueden cliquearla para verla un poco más grande, pero las imágenes están enormemente reducidas para ponerlas aquí. Recomiendo fuertemente a los interesados ir a explorar las de máxima resolución originales: aquí, aquí, aquí y aquí.

Es notable cómo cuatro imágenes del mismo objeto pueden ser dramáticamente diferentes. La foto en el espectro visible del Hubble es la más famosa. No es una imagen de espectro completo, sino que está tomada con filtros de banda angosta (dos rojos parecidos y uno verde), reconstruyendo una imagen en "colores representativos" usando la famosa paleta del Hubble. A su lado vemos una imagen compuesta con el pedacito del infrarrojo que alcanza a ver el Hubble (creo que son 800 nm, apenas más acá del rojo). De los pilares quedan unos fantasmas, porque la radiación infrarroja puede atravesar el polvo que los forma, y vemos tanto dentro de ellos como las muchísimas estrellas del fondo, que en la imagen de luz visible ni siquiera se adivinan.

Las dos imágenes del Webb son infrarrojas. La del instrumento NIRCam es de la banda de infrarrojo cercano, y hay cierta similitud con la infrarroja del Hubble. Pero hay también grandes diferencias. La principal es la resolución, que arriba no se aprecia del todo, así que he aquí un detalle:

A la mayor resolución del Webb las estrellas se ven muchísimo mejor. Pero, además, la imagen obtenida a partir de varias bandas infrarrojas permite observar muchas más características del material de la nebulosa. ¿Qué es eso que estamos viendo? Resulta que en las etapas finales de la existencia de las estrellas gigantes hay abundantes elementos pesados en sus capas exteriores. Cosas como sílice, aluminio, magnesio, oxígeno, carbono, etc. En sus intensos vientos estelares, y también cuando terminan explotando como supernovas, se forman silicatos (o sea, minerales como los de las rocas terrestres) y compuestos complejos de carbono, hidrógeno y oxígeno (o sea, hollín, benceno, etc), en forma de pequeñas partículas, micrométricas. En la Tierra lo llamaríamos humo, pero los astrónomos lo llaman "polvo". Este polvo, junto con el abundante gas hidrógeno de la galaxia, llena el espacio entre las estrellas, y es el material al partir del cual se forma la siguiente generación de estrellas. Esto ocurrió hace pocos millones de años en la nebulosa del Águila, donde un cúmulo de gigantescas estrellas recién nacidas está literalmente erosionando, con radiación ultravioleta, la nube de polvo de la cual nacieron. Igual que en la Tierra, algunas partes resisten la erosión mejor que otras, y se forman estas formas caprichosas, en cuyo interior siguen naciendo estrellas. El fondo difuso (celeste en la imagen NIRCam y naranja en la imagen MIRI) es probablemente sólo gas residual brillando por fluorescencia. 

La imagen de infrarrojo medio, MIRI, es más rara todavía. La banda espectral de este instrumento va desde los 5 a los 28 micrones, que son temperaturas "tibias" (nosotros brillamos a 10 micrones, por ejemplo). Aquí vemos directamente el polvo brillando y las estrellas en formación en su interior. ¿Y dónde fue a parar la multitud de estrellas del fondo, tan abundantes en las dos imágenes de infrarrojo cercano, de ambos telescopios? Lo que pasa es que las estrellas en general no emiten mucha radiación en esta región del espectro. Las estrellas emiten mayormente luz visible y ultravioleta, como el Sol. Salvo que sean estrellas en formación, o estrellas muy "frías". Cerca de la punta del pilar mayor, una estrella invisible en longitudes de onda más cortas forma un prominente ojo infrarrojo en lo que parece una cabeza de dragón. Debe ser una estrella muy joven o en formación en el interior de la nube. 

En estas regiones de activa formación estelar hay una competencia entre mecanismos opuestos: la imparable acción de la gravedad (que tiende a comprimir estas nubes al colapsarlas sobre las partes más densas), el enfriamiento que produce la tenue radiación del polvo, y la rabiosa radiación de las jóvenes estrellas (que se forman al comprimirse la nebulosa), que tiende a empujarla y disiparla. Estas imágenes, especialmente al observar de manera repetida los mismos objetos, permiten entender cómo y a qué velocidad operan estos mecanismos, que son los responsables del reciclado de la materia en la galaxia y, en definitiva, de la aparición de seres pensantes como nosotros.

Las fotos astronómicas son hermosas, pero su interpretación puede volverse complicada. Mucha gente lo disfruta, y constituye buena parte de la inspiración que producen. La ciencia que esconden está todavía más oculta y enmarañada en las luces que las forman, y llevará muchos años aprovechar a fondo la abundancia de datos que el Webb está produciendo a mares. 

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Todas las imágenes son de NASA/ESA/Hubble y de NASA/ESA/CSA/Webb, manipuladas, rotadas, recortadas y ensambladas por mí.

Dracarys

¿Se imaginan estar parado frente a la boca abierta de un dragón, y ver un fulgor rojo en la profundidad de sus fauces, seguido del aliento abrasador? Bueno, algo así ocurrió el día 9 de octubre de 2022, a las 13:16:59 UT. El telescopio espacial Swift (gamma/X/UV) detectó un brote de rayos gamma (gamma-ray burst, GRB) viniendo de la constelación de la Flecha. El GRB 221009A, de 10 horas de duración, fue inusualmente largo y uno de los más poderosos jamás registrados. 

Este videíto hecho por el telescopio espacial Fermi muestra cómo el brillo de la explosión supera con exceso el de la Vía Láctea, cuya franja vemos en diagonal.

Estas explosiones de rayos gamma son todavía un poco misteriosas, en particular porque son raras, breves y lejanísimas, así que son difíciles de estudiar en detalle. El nombre de Swift ("veloz") se debe a que rápidamente avisa a todos los observatorios del mundo y alrededores para que le apunten. En este caso el resplandor posterior, en todas las longitudes de onda, fue tan brillante que fue fotografiado hasta por aficionados con telescopios de 60 cm, a pesar de haberse originado a 2400 millones de años luz de nosotros. El brote de rayos gamma disparó un brote de actividad astronómica, al que se sumó el gran Observatorio Gemini (en el cual participa la Argentina):

Ahí vemos el GRB, en medio de las estrellas de Sagitta. En el espectro visible no parece gran cosa. Pero entre los sorprendentes datos reportados sobre este inusual evento transitorio encontré que el experimento LHAASO observó miles de fotones de energía extremadamente alta, alrededor de 18 TeV (y el Baksan Neutrino Observatory reporta un fotón de 251 TeV). ¿Cuánto es 18 tera electrón volts? Es 18 veces la energía cinética de un mosquito volando. No parece mucho, pero ojo que está ¡toda concentrada en una sola partícula subatómica! Un fotón de luz visible, de los que nos llegan del Sol, tiene 2 eV, que es 10 000 000 000 000 veces menos. Por supuesto, aparecieron inmediatamente preprints en el arXiv (se dice árcaiv) sugiriendo que estos fotones indicaban la existencia de partículas exóticas tipo axiones (¿materia oscura?), o incluso física anómala como la violación de la invariancia de Lorentz en la producción de pares electrón-positrón. Y también los que dicen que la física está bien como está, que se dejen de embromar. 

En todo caso, el chorro de energía que bañó la Tierra desde la profundidad del universo fue tan fuerte que la atmósfera entera del planeta se sacudió, como muestra esta imagen del sistema indio de monitoreo de rayos (rayos comunes, de tormenta):

La constelación de Sagitta está bien en medio del plano de la Vía Láctea, así que en el tramo final de su viaje hacia nosotros ese chorro de fotones tuvo oportunidad de interactuar con abundante material interestelar. Una imagen del observatorio Swift muestra en rayos X esta linda estructura:

En el centro está la fuente del GRB, y alrededor vemos anillos concéntricos, que son rayos X reflejados en el polvo interplanetario de nuestra Vía Láctea, rayos que de otro modo le habrían errado a la Tierra. Algo parecido al halo que vemos alrededor del Sol los días que hay nubes altas muy finitas. 

¿Qué produce estos GRBs? Como dije, no se sabe mucho, porque son raros, efímeros y lejanísimos. El modelo físico que explicaría los GRB muy largos, como éste, dice que se deben a una explosión de supernova muy intensa, muy brillante, en la cual fuertes campos magnéticos enfocan la energía de la explosión en dos chorros polares, y que vemos el GRB cuando uno de estos chorros apunta hacia la Tierra. Algo parecido a los chorros de los quasars, que hemos comentado más de una vez, pero debidos a una explosión y no a la radiación continua que surge de la proximidad de un agujero negro supermasivo. Pero aún así se requiere una explosión muy fuerte, no una supernova usual, sino una hipernova, o supernova de aniquilación de pares, o la formación de una magnetar. Algo que sólo pueden producir las estrellas más pesadas del universo, como las raras variables luminosas azules de las que hablamos recientemente. El espectro detectado en el resplandor visible corresponde al de una supernova tipo Ic (uno-ce) con bandas anchas, correspondiente a una estrella muy masiva que ha expulsado totalmente su hidrógeno y también su helio externos. Se calcula que un GRB que ocurriese dentro de la Vía Láctea produciría en la Tierra una extinción masiva, peor que la de los dinosaurios. 

Menos mal que el eje de rotación de Eta Carinae no apunta hacia la Tierra. Si no, dracarys.

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Las imágenes son de NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration (la imagen mide unos 20 grados de ancho), de la Indian Lighning Detection Network, de NASA/Swift (la imagen mide 23 minutos de ancho), y del International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/B O'Connor, J Rastinejad & W Fong/TA Rector, J Miller, M Zamani & D de Martin (la imagen mide 2.7 minutos de alto, y el norte está hacia la derecha). La escena de House of the Dragon es de HBO/Warner Bros. Television.

El sistema de procesamiento de imágenes de Gemini se llama, coincidentemente, DRAGONS (Data Reduction for Astronomy from Gemini Observatory North and South).

Aldrin

Hace exactamente 56 años el décimo y último vuelo tripulado de las Géminis volaba alrededor de la Tierra. Gemini 12 estaba comandada por James Lovell, que dos años después, junto con Borman y Anders a bordo del Apollo 8, serían los primeros seres humanos en viajar a la Luna. El piloto fue Edwin "Buzz" Aldrin, famoso piloto del módulo Eagle en el Apollo 11, y segundo hombre en caminar en la Luna. 

Gemini 12 fue una misión muy exitosa, no sólo en los preparativos para viajar a la Luna. Por un lado, se encontraron y acoplaron con la nave automática Agena, junto a la cual hicieron un cambio de órbita. Además, el reingreso a la Tierra fue por primera vez automático, controlado por la computadora de a bordo (aterrizaron a menos de 5 km del lugar previsto). Pero, sobre todo, Aldrin realizó tres largas caminatas espaciales, trabajando en varias tareas entre científicas y de mantenimiento (incluyendo la astrofotografía). Si bien ya se habían realizado salidas de la nave en vuelos anteriores, las de Aldrin sirvieron para mostrar cómo se podía trabajar con eficacia en el espacio usando la voluminosa y temporal protección de los trajes espaciales. Esta es una foto tomada por Lovell:

Hay muy pocas fotos de Aldrin visible en el espacio, o en la Luna. Él es, por supuesto, el astronauta parado en el suelo lunar en la foto histórica que le hizo Armstrong. ¡Pero no se le ve la cara! En otra foto bien conocida lo vemos preparándose antes de salir del módulo lunar (la mostré en la nota sobre la declaración de aduana que hizo al regresar de la Luna). Pero durante una de las caminatas espaciales del Gemini 12 Aldrin tuvo la gran idea de hacerse la que tal vez sea la primera selfie espacial, una foto buenísima en la que le vemos parte de la cara: 

Aldrin vende esta foto, autografiada, y yo la tomé de uno de sus tweets promocionales. Por supuesto, no tiene mayor valor si no está autografiada de puño y letra, así que espero que no se enoje por que aparezca aquí. Si les interesa, vayan y cómprenle una al astronauta jubilado, no son caras. 

Durante el vuelo del Gemini 12 hubo un eclipse total de Sol que vieron y fotografiaron. La franja de totalidad cruzó la Argentina, así que tal vez alguno de mis lectores lo recuerda.

Este año marca el 50o aniversario del final de los vuelos Apollo a la Luna (Apollo 16 en abril, y Apollo 17 en diciembre de 1972). Así que probablemente escriba algo más sobre los Apollo en las próximas semanas. 

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Las fotos son de NASA, y la autografiada por Aldrin es de NASA/Edwin Aldrin. En todas ellas se ve ese palo con un cable enroscado, que es una antena UHF del Agena.

La rosa celeste

Hace unos meses, en el aniversario de la Librería Patalibro de San Martín de los Andes, conocí a Isol Misenta, artista, autora e ilustradora de libros infantiles. Si no conocen su obra, vayan corriendo a revisarla, porque es buenísima. Yo espero acá.

Isol me contó que su abuela Gloria pintaba paisajes astronómicos. Y me mandó uno, preguntándose que objeto astronómico sería, porque la abuela no los había documentado. El cuadro es precioso, vean:

Vemos una nebulosidad en forma de anillo, de colores rosa y verdes azulados. Sobre la nebulosa se entrecruzan unos filamentos oscuros, intrincados y ramificados. Y hay un cúmulo de estrellas brillantes inserto en el anillo. Todo sobre un fondo de cielo oscuro con muchísimas estrellas pequeñitas. Enseguida me di cuenta de que tenía que ser un objeto real: son las características de las regiones de formación estelar, la nebulosas que brillan por fluorescencia al ser irradiadas por las estrellas jóvenes que nacieron en su interior. ¿Cuál sería?

No me llevó mucho identificarla, porque la forma de la nebulosa y la disposición más o menos rectangular de las estrellas del cúmulo son las de un objeto bien conocido. Se trata de la Nebulosa de la Roseta, que tiene cuatro números en el catálogo NGC, pero generalmente se la designa con uno solo de ellos, NGC 2237. El cúmulo estelar, como suele ocurrir, tiene su propia designación: NGC 2244. 

En fotografias normales (de "espectro completo") estas nebulosas brillan con el color rojo característico de la línea de Balmer alfa del hidrógeno, a 656 nanómetros. Es el salto cuántico del electrón del hidrógeno regresando a su nivel 2, después de haber subido al 3 por acción de la radiación estelar. En la pintura de Gloria vemos en cambio mucho verde, una paleta que suele verse en fotos tomadas con filtros de banda angosta. Los aficionados lo hacen para mitigar el efecto de la contaminación luminosa de las ciudades, pero también tienen un uso científico, y se han hecho famosos en muchas fotos del Telescopio Espacial Hubble. Tres filtros muy usados son H-α, SII (hache alfa y azufre dos, ambos rojos) y OIII (oxígeno tres, verde). Con las tres imágenes se construye una imagen RGB que en general tiene el H-alfa en el canal verde (con el oxígeno en el azul y el azufre en el rojo), y por eso las nebulosas, que fluorescen rojas, quedan verdosas. Queda una cosa así, bastante parecida a la pintura de Gloria:

La Nebulosa Roseta está en la constelación del Unicornio, no lejos de Betelgeuse en Orión, casi en el ecuador galáctico (por eso hay tantas estrellitas de fondo). Así que es un objeto que podemos observar a partir de esta época del año y durante todo el verano. No es fácil de ver en un telescopio pequeño, a pesar de ser una de las regiones de formación estelar más grandes y masivas de la Vía Láctea. Bajo cielos oscuros se la ve como un aura muy tenue rodeando el cúmulo (que sí se ve perfectamente). La estrella más brillante del cúmulo es 12 Monocerotis, una gigante amarilla de sexta magnitud que (creo) no forma parte del grupo estelar nacido de la nebulosa, sino que se encuentra por delante, alineada casualmente con él. El cúmulo propiamente dicho es muy joven, y tiene una notable cantidad de estrellas muy luminosas: 5 de la rara clase O, 16 de clase B, y centenares de estrellas más pequeñas. La intensa radiación de las estrellas masivas del cúmulo ha excavado en el gas de la nebulosa la burbuja que le da su forma característica.

A menos de dos grados de distancia se encuentra una estrella extraordinaria, la estrella de Plaskett, una estrella binaria con una masa total de 100 masas solares. Es comparable a Eta Carinae pero con las dos estrellas más parecidas, 50 masas solares cada una. Son dos gigantes de clase O, tan próximas entre sí que no podemos distinguirlas con ningún telescopio. Sólo su espectro delata que son dos estrellas, una en órbita de la otra, completando un giro ¡cada 14 días! Por edad y movimiento propio, existen sospechas de que la estrella de Plaskett nació en NGC 2244 y que fue expulsada por alguna razón dinámica. 

Una de ellas gira tan rápido sobre sí misma que debe tener una forma como de almeja, en lugar de ser una esfera como el Sol. Se deben ver como algo así:

Esta ilustración está hecha para otro par, HR 6819, cuya estrella aplanada gira a 180 km/s en el ecuador, desde donde (se supone) se le centrifuga materia. El Sol gira a apenas 2 km/s. La de Plaskett lo hace a 300 km/s. Imaginate.

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La pintura de la Nebulosa Roseta es de Gloria, gentileza de su nieta Isol (Marisol) Misenta.

La foto en colores naturales (rojos) es de Antonio Ferretti & Attilio Bruzzone (CC BY-SA).

La foto hecha con filtros Ha, OIII y SII es de Chuck Ayoub (CC BY-SA).

La foto de campo ancho, en la que marqué la estrella de Plaskett, es de Franz Hofmann y Wolfgang Paech, Observatorio Onjala.

La ilustración del sistema binario con una estrella en rotación rápida es ESO/L Calçada (CC BY).

El nombre en inglés es Rosette Nebula. Es un nombre clásico, pero no sé quién la bautizó así, ya que fue descubierta de a pedazos (por eso tiene varios números de catálogo). Rosette, en inglés, designa una figura en forma de rosa. En castellano no, a pesar de lo que podría sospecharse. En fotos, ciertamente, se parece más a una rosa que a la regadera de la ducha.