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09/08/2025

Encuentro cercano

Cuando se descubrió que las galaxias estaban alejándose de nosotros, había excepciones. La más notable era nada menos que M31, la galaxia de Andrómeda, cuyas líneas espectrales no se muestran corridas hacia el rojo, sino hacia el azul, delatando que está acercándose. Durante muchísimo tiempo se sospechó que, en algún futuro lejano, terminaría chocando con la Vía Láctea, produciendo un descomunal evento de creación de nuevas estrellas, como vemos en colisiones similares. Recién en 2013, usando varios años de observaciones con el Telescopio Espacial Hubble, se pudo determinar con suficiente precisión el movimiento, y resultó que efectivamente M31 está en curso de colisión, apuntando directamente hacia el centro de la Vía Láctea. Los autores lo dicen en el abstract de su artículo, usando itálicas para destacarlo del resto del texto (lo cual es una rareza):

«Hence, the velocity vector of M31 is statistically consistent with a radial (head-on collision) orbit toward the Milky Way.»

(Por lo tanto, el vector velocidad de M31 es estadísticamente consistente con una órbita radial (de colisión frontal) hacia la Vía Láctea.) 


A la pucha, qué miedito. Por suerte es algo que no va a pasar hasta dentro de 4 mil millones de años. O no iba a pasar. Porque un nuevo trabajo afirma que la predicción de una colisión era prematura, y que las dos galaxias no van a chocar. ¿Entonces?

Es un problema complicado, naturalmente. No sólo participan las dos galaxias, que son sistemas formados por muchísimos cuerpos individuales, sino el resto de las galaxias del Grupo Local: las satélites y la otra galaxia grande, M33. En el trabajo de 2013, los autores tuvieron en cuenta el movimiento de las satélites de M31, pero no las de la Vía Láctea. Los autores del nuevo trabajo tienen en cuenta los nuevos datos de posiciones y movimientos estelares de Gaia DR3 y adicionalmente, nuestras satélites y M33. La conclusión es interesante: como la Nube Mayor de Magallanes tiene una órbita casi perpendicular a la trayectoria de aproximación de M31, y como es una galaxia grandecita, el tironeo "de costado" que le produce a la Vía Láctea es suficiente para evitar la colisión. M33 también juega un rol, pero menor. Estamos salvados.

¿Estamos salvados? Aunque no se produzca la colisión, la aproximación será muy cercana (¿el periapsis de dos galaxias se llamará "perigalácticon"?). Como se ve en la figura de arriba (derecha), esto ocurrirá incluso más tarde que lo que se pensaba, allá por los 6 mil millones de años (aunque algunos escenarios lo siguen dando a 4000 millones). Es seguro que ambas galaxias resultarán distorsionadas por el encuentro cercano, y que las fuerzas de marea producirán "colas" alejándose del disco actual. Luego habrá más aproximaciones sucesivas, como en una órbita, pero afirman que no habrá colisión en los próximos 10 mil millones de años (con una certeza del 50%, que no es mucho, ¿no?) ¿A dónde irá a parar el Sol? Andá a saber. En el paper de 2013, la simulación mostraba que lo más probable es que terminemos más lejos del centro que ahora (la distancia actual es la línea roja):

 Pero lo interesante sería terminar lejos del disco, para tener una mejor vista, ¿no?

 


Son tres papers los de 2013, todos de libre acceso:

Soh et al., THE M31 VELOCITY VECTOR. I. HUBBLE SPACE TELESCOPE PROPER-MOTION MEASUREMENTS, ApJ (doi:10.1088/0004-637X/753/1/7).

Van der Marel et al., THE M31 VELOCITY VECTOR. II. RADIAL ORBIT TOWARD THE MILKY WAY AND IMPLIED LOCAL GROUP MASS, ApJ (doi:10.1088/0004-637X/753/1/8).

Van der Marel et al., THE M31 VELOCITY VECTOR. III. FUTURE MILKY WAY M31–M33 ORBITAL EVOLUTION, MERGING, AND FATE OF THE SUN, ApJ (doi:10.1088/0004-637X/753/1/9).

El nuevo es: Sawalla et al., No certainty of a Milky Way–Andromeda collision, Nature Astronomy (doi:10.1038/s41550-025-02563-1) 

01/03/2025

Las estrellas, como granos de arena

Edwin Hubble fue la primera persona que pudo fotografiar estrellas individuales en la galaxia M31, la galaxia de Andrómeda. Esto le permitió revolucionar la astronomía hace exactamente 100 años, demostrando que el universo era millones de veces más grande que lo que se creía. El telescopio que, 100 años después, lleva su nombre en la órbita terrestre, no ha descuidado a Andrómeda. Ha completado un nuevo panorama que cubre casi por completo la galaxia:


El campo visual del telescopio Hubble es pequeñito, así que este mosaico ha requerido más de 600 exposiciones individuales, a lo largo de 1000 órbitas y 10 años. Y, como se ve, ¡todavía no la cubre del todo! Es que M31 es muy grande en el cielo. La siguiente imagen muestra un círculo que tiene el tamaño de la Luna, para que se hagan una idea. Es la galaxia grande más cercana, a 2.5 millones de años luz, y por esa razón su estudio es de enorme importancia para entender la dinámica y evolución de las estrellas y las galaxias. Debajo se muestran detalles de varias regiones bien distintas, incluyendo la satélite M32 (panel d), que tiene pinta de ser el núcleo pelado de una galaxia pequeña que fue devorada por M31.

El detalle (e), que muestra una de las bandas de polvo frío cruzando por delante de un panorama de muchísimas estrellitas, es particularmente encantador. Es la región del bulbo, donde las estrellas son antiguas y mayoritariamente rojas, y el polvo las enrojece más aún (como el Sol velado por el humo de un incendio). Es el color de la mayor parte de la luz de una galaxia, como calculé una vez. Un beige estelar. Un color que las hace parecer granos de arena.

Si las estrellas fuesen como granos de arena, ¿la galaxia sería como una playa? No. Las estrellas son pequeñísimas, comparadas con las distancias que las separan, en la mayor parte de cualquier galaxia. Si fuesen como granos de arena, serían granos de arena cada uno a 10 km del otro. Es difícil de imaginar la vastedad de una galaxia.

La vista agudísima de Hubble (el telescopio, no el tipo) ha permitido identificar 200 millones de estrellas en este panorama de M31. La versión de resolución completa es un monstruo de más de 400 megapixels (1 GB, o un JPG de 300 MB). Hice un recortecito a resolución completa:

Las estrellas brillantes que se ven como diamantes caídos en la arena son estrellas de nuestra propia galaxia, muchísimo más cercanas. En la vastedad del campo estelar, a esta resolución, se aprecia que no todas las estrellas son rojitas, hay amarillitas y azulitas también. Ahí está, la multicolor playa de Andrómeda.

 


Las fotos son de NASA/ESA/Hubble/PHAT/PHAST.

Los detalles y primeros resultados científicos están descriptos en Zhuo Chen et al., ApJ 979:35 (2025).

02/03/2013

Expresionismo astronómico

¿Reconocen esta galaxia? Parece una típica galaxia espiral vista de frente (o "de arriba"). Es parecida, por ejemplo, a la galaxia NGC 1309 que BadAstronomy comentó hace poco. Los observadores atentos notarán que las estrellas (que son estrellas de la Vía Láctea, mucho más cercanas que la galaxia) aparecen estiradas. Parece el típico error de la astrofotografía aficionada: una foto mal guiada. Si la cámara no acompaña exactamente el movimiento del cielo, la foto sale "movida". ¿Es eso?

No. Es la galaxia M31, la famosa Galaxia de Andrómeda. Inclusive mis lectores del hemisferio sur (desde donde M31 es prácticamente invisible) la deben conocer, al menos de fotos. Es una galaxia espiral muy grande, cercana a la Vía Láctea. Y no la vemos de frente, sino inclinada unos 77°. Ésta es la foto original, una preciosa imagen que ilustra el artículo de M31 en Wikipedia.

Me dieron ganas de "rectificar" a M31, para verla tal como la veríamos desde arriba, cuando apareció recientemente una notable imagen de radiación infrarroja producida por el telescopio espacial Herschel. Esta radiación delinea perfectamente las nubes de polvo frío, que en la imagen de luz visible se ven como delicados filamentos oscuros. Se los ve alcanzar el mismo centro de la galaxia, que en luz visible aparece velado por la intensa luz de las muchas estrellas que forman el bulbo. Se supone que las nubes de polvo recorren los brazos espirales. Pero la verdad es que me costaba ver espirales en esta imagen tan oblicua, así que la reproyecté.

Lo que vi fue esto, acá están las dos imágenes combinadas. ¡Es un anillo! Definitivamente, más que un brazo espiral, parece un anillo. De hecho, varios anillos. Nunca había visto algo así referido a la galaxia de Andrómeda, pero al rebuscar encontré que no fui el primero en observarlo. En imágenes tomadas en radiación ultravioleta, que en lugar de polvo frío muestran las estrellas jóvenes, también se ve esta estructura de anillos concéntricos. Parece que M31 está en una etapa de transición a convertirse en una "galaxia anillo", como resultado de su colisión con su satélite M32, que ocurrió mientras África y Sudamérica empezaban a separarse por estos lares.

A propósito, ¿dónde está M32? La borré digitalmente, sólo para confundir más la foto. Acá están ambas (M32 es el óvalo blanco de arriba, en el borde de M31), combinando la imagen infrarroja de otra manera para que parezca más... bueno, más infrarroja. La otra cosa rara es la barra que cruza el bulbo central. M31 no está clasificada como espiral barrada. Creo que lo que ocurre es que, en esa parte central que se sale del disco plano de la galaxia, la reproyección falla. Si el bulbo fuera esférico, al ponernos de frente seguiría siendo esférico. Así que ese óvalo brillante es un artificio de la reproyección (notar, de todos modos, que no está estirado exactamente en la misma dirección de las estrellas). Lo que no es tan obvio es lo que pasa con la imagen infrarroja. Allí también se ve una estructura con forma estirada, como una barra que pasa por el centro (y con un anillo central). También encontré por ahí que M31 podría tener una barra, después de todo, que vemos casi de punta y por eso pasa desapercibida. Así que tal vez mi reproyección aproximada muestra bastante bien el aspecto de la galaxia.

En fin. Tenía mis dudas sobre el valor científico de estos juegos geométricos. Así que decidí explorar su valor artísitico. Cambiando la mezcla entre las dos imágenes, así como el balance de colores y tonos, hice un montón de galaxias de Andrómeda al estilo de Kandinsky en su Cuadrados con círculos concéntricos. Aquí dejo uno de los collages (hice un montón, ni se imaginan). Servirá como fondo de escritorio para algún astrónomo expresionista abstracto.



La imagen de M31 en luz visible es de Adam Evans (Wikipedia). Yo la reproyecté y retoqué para compensar la extinción de la mitad lejana, y para las varias versiones con colores cambiados. La imagen infrarroja es de ESA/Herschel/PACS & SPIRE Consortium, O. Krause, HSC y H. Linz. Cada imagen compuesta es de 4000x4000 (por si a alguien le interesan) mientras que las que puse aquí son de 500x500.

El famoso cuadro de Kandinsky, mucho más abstracto que casi toda su obra, es un estudio de colores que guardan en la Städtische Galerie im Lenbachhaus, Munich.

La más antigua reproyección de M31 que encontré (¡de las apenas 2 que encontré!) está en An optical study of stars and dust in the Andromeda Galaxy, de Walterbos y Kennicutt, Astronomy and Astrophysics (1988). Antes de la era de los observatorios espaciales. Allí observan que en la reproyección no se aprecia una estructura de 2 o 3 grandes brazos espirales, como esperaban.