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?

 

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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) 

A los pies del Tucán

De un lado de la Vía Láctea están el Cuervo y la Hidra (cuya simpática historia ya hemos contado), y del otro están el Tucán y la Hidra Macho. Curioso lo de "macho", ya que la hidra es un animal no binario. Pero en fin, la constelación es Hydrus, la Hidra Macho. Ambas son constelaciones intrascendentes, cuyas estrellas más brillantes no alcanzan ni la magnitud 3. Pero en la frontera entre ambas... ¡ah!

En la frontera están estas dos maravillas del cielo austral: la Nube Menor de Magallanes (galaxia satélite de la Vía Láctea) y el cúmulo globular NGC 104, más conocido como 47 Tucanae (acento en la primera a). Esta linda foto también es de la noche del airglow. Y justamente, en la foto del verde brillo del aire, se lucen ambas galaxias satélites (la nube menor es la de abajo, la de arriba es la mayor, cuya propia foto ya comenté):

Es interesante notar la diferencia de color entre las estrellas de la Nube Menor (azules) y el cúmulo globular (blancas y rojas). Delata las distintas edades de ambas poblaciones estelares. Las estrellas más azules son en general más jóvenes, y nos muestran que la Nube, a pesar de ser una galaxia mini, tiene la dinámica de las galaxias más grandes, con generación constante de estrellas nuevas. El cúmulo globular, en cambio, tiene una población de estrellas antiguas: tuvo estrellas jóvenes, brillantes y azules hace miles de millones de años, pero ya explotaron o evolucionaron, cambiando el color del conjunto hacia el rojo. 

47 Tuc es un cúmulo extraordinario, el segundo más brillante del cielo (tras Omega Centauri). Ninguna foto le hace justicia: es notable con binoculares, y con cualquier telescopio te vuela las medias. A 15 mil años luz, es uno de los más cercanos al sistema solar, y con un diámetro de 120 años luz y la masa de 700 mil soles, es uno de los más grandes de la Vía Láctea. Si se fijan, hay otro cúmulo globular, cerca del borde inferior de la foto, NGC 362:

Se lo ve como una versión en miniatura de NGC 104. Si estuviera en otra parte del cielo, sería él mismo un objeto notable. Después de todo, no es mucho más chiquito que M 13, que los aficionados del hemisferio norte llaman pomposamente "el Gran Cúmulo de Hércules" (pobres, no saben lo que es un buen cúmulo globular). Pero aquí, entre su hermano mayor y la mini-galaxia, pasa casi desapercibido.

En la foto marqué otros objetos. Si uno los mira con cuidado (sobre todo en la versión a máxima resolución, que no es la que está insertada acá), tienen también ellos pinta de cúmulos globulares. ¡Y varios lo son! Son cúmulos globulares de la Nube Menor, que como toda galaxia, tiene su propia población de globulares. Pero los dos más brillantes no son globulares: NGC 330 es un cúmulo abierto inmenso (50 mil masas solares) de estrellas jóvenes (no más de 40 millones de años). Y NGC 346 es más joven todavía, ya que lo vemos envuelto en la nebulosa que le dio origen (que tiene su propio nombre, N 66). Es una región de formación estelar enorme, comparable a la Nebulosa de Carina en nuestra propia galaxia: 200 años luz de diámetro, con más de 300 estrellas masivas (decenas de ellas de la rara clase O), algunas de apenas 2 millones de años de edad. Hay una foto notable hecha con el telescopio de 2.2 m de La Silla (que recomiendo ir a ver en máxima resolución):

Pero los otros: NGC 416, 411, 121 y 339, sí son cúmulos globulares de la Nube Menor. Todos ellos se encuentran a unos 190 mil años luz de distancia, y por eso se ven apenas como manchitas en mi foto (tomada a través de una lente de 200 mm). NGC 339 fue fotografiado exquisitamente por el telescopio espacial Hubble, quien lo vio con mucho más detalle:

Es un cúmulo raro, hay que decir. Su edad calculada es de 6 mil millones de años. Es antiguo, como corresponde a un globular, pero no tan antiguo como la inmensa mayoría de los globulares conocidos, de nuestra propia galaxia y de otras, que tienen 10 a 12 mil millones de años (sí: los globulares son antiguos como las galaxias). Pero algo pasó hace 6 mil millones de años que fabricó algunos globulares más, ya que NGC 339 no es el único con esa edad. Qué cosa, ¿no?

Hice un recorte alrededor de 47 Tuc en más resolución, para mostrar otros dos objetos interesantes (el recorte está rotado con respecto a la foto de arriba):

A la derecha está NGC 121, uno de los globulares de la Nube Menor, ya mencionado. Y a la izquierda, ahora etiquetado ESO 28-19, está el objeto que en la imagen de arriba marqué LEDA 260239. LEDA es un catálogo de galaxias. Me parecía raro que de la "galaxia" LEDA 260239 no hubiera ninguna información, ni nada publicado, siendo que en muchas fotos se distinguen estrellas individuales. Yo la miraba y la miraba, y me parecía un cúmulo globular (hay una foto extraordinaria de Germiniani en Astrobin, que no quiero reproducir sin autorización, donde NGC 121 y LEDA 260239 se ven casi idénticos). Finalmente localicé este otro nombre de catálogo, ESO 28-19, que lo identifica como cúmulo globular. Es un error de catálogo LEDA; en el servicio del CDS se ve que son el mismo objeto:

Ahora no tengo dudas de que es un cúmulo globular de la Nube Menor. Sus estrellas tienen la misma velocidad de 135 km/s alejándose de nosotros, comparable a la de los otros globulares y a la de la Nube misma. Encontré un estudio sobre él, y también tiene la rareza de tener una edad de unos 6 mil millones de años. Usaron unas fotos tomadas por el telescopio Hubble, pero como no había ninguna publicada para difusión, fui a buscarlas al catálogo MAST (extraordinario, les dejo el link por si no lo conocen). Son dos exposiciones de 1900 segundos, una en verde y otra en infrarrojo. Las combiné para hacer una imagen en pseudo color. No tiene ningún otro embellecimiento, y se ven muchos defectos de las imágenes crudas:

Ahí está: es un cúmulo globular, no hay más que decir. Por supuesto, como en toda imagen del Hubble, si uno rebusca encuentra curiosidades. Esta es la que más me gustó (cerca del ángulo inferior izquierdo en la foto de arriba):

Una encantadora galaxia espiral de canto, como nuestra propia Vía Láctea, y otra galaxita que bien podría ser su satélite, como nuestra Nube Menor de Magallanes. Ambas tendrán sus propias poblaciones de cúmulos globulares como los que hemos repasado aquí. ¿Habrá alguien allí blogueando sobre ellos?

 

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Las fotos mías son mías. Las que no son mías son las de NGC 346 (ESO), NGC 339 (NASA/ESA/STScI/Hubble) y ESO 28-19 (NASA/ESA/STScI/Hubble).

Los glóbulos de la nubécula

La Vía Láctea tiene más de 150 cúmulos globulares: antiguos enjambres de cientos de miles de estrellas, casi minigalaxias, en órbitas muy inclinadas con respecto al disco de la galaxia. Todas las grandes galaxias los tienen, incluso la Nube Mayor de Magallanes. Uno de ellos es esta preciosura fotografiada hace poco por el Telescopio Hubble, NGC 2210:

La exquisita visión del Hubble permite ver muchísimas estrellas individuales (incluso en la versión reducida para esta columna) a pesar de que se encuentra 10 veces más lejos que los familiares globulares de la Vía Láctea, como Omega Centauri, 47 Tucanae o el Cúmulo del Pavo. Un paper de hace pocos años, linkeado en la nota de prensa, incluso ha construído detallados diagramas de brillo vs color de sus estrellas*:

* No he escrito aquí en el blog mucho sobre estos diagramas, pero pueden revisar mi nota en Si muove, la revista del Planetario de la Ciudad de Buenos Aires. Algún día lo comentaré aquí.

Con estos diagramas se pueden calcular muchas propiedades de la población estelar. En particular, usando las estrellas que destacan en celeste, han calculado sus edades. NGC 2210 resulta ser el más joven, con 11600 millones de años. Es decir, son tan antiguos como los cúmulos globulares de la Vía Láctea, tan antiguos como las galaxias y casi como el universo mismo. Algún día tenemos que entender qué son estos cúmulos globulares, si son todos ellos núcleos de galaxias antiguas, o si se formaron así como los vemos. (La banda de estrellas celestes se llama rama horizontal, y es una fase estelar que se encuentra entre las gigantes rojas y la rama asintótica que ya comenté.)

Como recientemente fotografié la Nube Mayor de Magallanes desde la estepa patagónica, quise ver si había salido alguno de estos cúmulos. 

Para quien se tome el trabajo de explorarla, la NMM está llena de cúmulos estelares; incluso algunos que parecen globulares, como los que marqué en la foto. Pero ninguno de ellos es de los que están en el estudio de arriba. Son cúmulos abiertos gigantes, con pinta de globulares y a veces clasificados como tales, pero jóvenes. NGC 1850, por ejemplo, tiene 140 millones de años. Es posible que se haya formado de manera similar al que está naciendo en la Nebulosa Tarántula, que ya hemos comentado. 

Tuve que recurrir a la foto de gran angular, la del airglow que mostré el mes pasado, para señalar las posiciones de estas minigalaxias en órbita de nuestra galaxia vecina. Vean qué lejos están:

Habrá aún más fotos de la expedición a Los Juncos.

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La foto de NGC 2210 es de NASA/ESA/STScI.

El paper es: Wagner-Kaiser et al., Exploring the nature and synchronicity of early cluster formation in the
Large Magellanic Cloud – II. Relative ages and distances for six ancient globular clusters, MNRAS 471, 3347–3358 (2017).

Oíd, mortales

Hace un año, en una caminata otoñal, anduve por la ribera occidental del lago Moreno. Allí, cuando baja el lago, se hace inmensa una playa de pastos y juncos que sólo puede recorrerse bien antes de que vuelvan las lluvias. El paisaje hacia el sur está dominado por la torre norte del cerro López:

No todos saben el nombre completo: es el cerro Vicente López. El autor del himno nacional argentino. ¿Por qué se llama así? Ahí detrás está el cerro Goye, que lleva el nombre de los pioneros de Colonia Suiza. La cima del cerro Catedral parece una catedral. Otto Meiling hizo una travesía durante las fiestas de fin de año en 1936 y bautizó los cerros Navidad, Inocentes, Tres Reyes y Gordo (sí: por la lotería). Los ventisqueros del Tronador atruenan. Es negro el cerro Negro, blanco el Blanco, y la vista es hermosa desde la cima del Bella Vista. La isla Corazón parece uno. ¿Qué hace acá un escritor y político decimonónico?

Se dice que fue bautizado así por Francisco Moreno. No encontré ningún documento que lo acredite, pero puede ser. Moreno llegó a la cabecera oriental del lago Nahuel Huapi en 1876, a los 23 años (antes de ser el Perito Moreno), tras cruzar el País de las Manzanas y hacerse amigo de Saihueque. Allí (donde hice esta foto), dicen que izó la bandera argentina, y es posible que cantara el himno. Tal vez allí decidió bautizar al cerro López, que se ve lejano al otro lado del lago (pero ni aislado, ni particularmente prominente, justo está marcado en aquella foto). Tal vez esté contado en alguna de las memorias del viaje, que creo que publicó en los Anales de la Sociedad Científica Argentina, pero no las conseguí escaneadas.

Cuando tomé esa foto otoñal imaginé otra: al comienzo de la noche debería verse la Vía Láctea alzándose sobre los cerros. Así que este año fui a hacerla. Aquí está.

No salió exactamente como había imaginado. Por un lado, los muchos juncos conspiran contra el reflejo de la galaxia en el lago. Por otro lado, las luces de Bariloche impiden alargar la exposición para mostrar un poco más del cerro. Pero no está mal. Las dos galaxitas vecinas, justo sobre el cerro, no me las había imaginado y quedan muy bien. Y llega a entrar la zona de la nebulosa de Carina, donde la Vía Láctea se hace finita, así que está bien. Tal vez valga la pena un intento en invierno a ver si se puede capturar todo el arco de la galaxia, pero es muy difícil: el centro de la Vía Láctea pasa por el cenit en Bariloche, demasiado alto para la composición. Habrá que ver. 

 

Hice más fotos esa noche, incluso la que usé hace un par de semanas para mostrar la ventana entre los brazos de Carina y Perseo. La semana que viene muestro más.

Territorio Tarántula

Estoy verde.
Charly García

Durante unos días en la tórrida Buenos Aires volví a procesar unas viejas fotos de la Nebulosa Tarántula (que figuró anónimamente la semana pasada), y aproveché para sorprenderme una vez más con esta maravilla del cielo austral. 

La Tarántula está a 165 mil años luz, en la vecina galaxia Nube Mayor de Magallanes. A diferencia de lo que digo cada vez que muestro fotos de otra galaxia, en este caso la mayoría de las estrellas que vemos aquí no están en nuestra galaxia. 

Como se ve, se trata de una compleja maraña de nebulosidad y cúmulos estelares. Es una región de intensa formación de nuevas estrellas, la más grande del universo cercano. Tiene de todo: desde el gas a partir del cual nacen las estrellas, pasando por estrellas en todas las etapas de sus vidas, hasta supernovas, sus restos y agujeros negros de masa estelar. A su distancia, mi foto abarca casi 3000 años luz de ancho. Si estuviera a la misma distancia que la bien conocida Gran Nebulosa de Orión, la Tarántula sería tan brillante que haría sombras en el suelo, y ocuparía en el cielo un tamaño mayor que una mano abierta. Es un objeto tan extraordinario que vale la pena repasar algunos detalles. He aquí una versión anotada con los chirimbolos que comentaré a continuación:

Para empezar, ¿por qué es verde? Es una región de formación estelar, y más de una vez hemos dicho que el ultravioleta de las estrellas jóvenes hace fluorescer el hidrógeno de la nebulosa de la cual nacieron con un color rojo característico, correspondiente a una específica transición electrónica (H-alfa) del hidrógeno, su principal componente. En este caso, la radiación es tan intensa que otras transiciones atómicas abruman el rojo: la H-beta, de 486 nm y color celeste, y las transiciones prohibidas del oxígeno doblemente ionizado (llamado OIII en notación espectroscópica): 500 y 496 nm, ambas verdecitas. El color verde de la Tarántula es evidente cuando uno la observa en un buen telescopio.

La región central y más brillante está designada NGC 2070. Las características de esta región son extraordinarias en el universo actual (el que vemos cerca nuestro), y es sólo comparable a regiones de starburst observadas en épocas más jóvenes del universo (a redshift grande, donde "grande" es 1). 

En el corazón de la Tarántula se encuentra el principal responsable de su brillo: el cúmulo R136. Son tantas estrellas, unas 100 mil, tan apretadas, que durante mucho tiempo se las veía como una sola estrella monstruosa miles de veces más pesada que el Sol. Era imposible, por supuesto, y los grandes telescopios modernos finalmente revelaron que era un gran cúmulo de estrellas extremadamente jóvenes (unos 1-2 millones de años), muchas de ellas gigantescas. La Tarántula tiene unas 50 estrellas 1 millón de veces más luminosas que el Sol, mientras que la región más grande de formación estelar de la Vía Láctea tiene... ¡cinco! Para hacerse una idea, es como si entre acá y Alfa Centauri hubiera miles de estrellas, cada una miles de veces más brillante que el Sol. Así lo ven los telescopios del Observatorio Europeo Austral:

Algunas de las estrellas de R136 son increíbles. Hasta no hace mucho se creía que las estrellas no podían ser más pesadas que unas 150 masas solares (basado en el estudio del cúmulo Arches en el centro de la Vía Láctea, y consideraciones teóricas). La razón es que la violencia de la radiación producida por estrellas tan grandes simplemente vence la gravedad y destroza la estrella. En R136, sin embargo, hay numerosas estrellas mucho más pesadas, de hasta 300 masas solares inicialmente. Cómo se las arreglan para disipar la radiación que producen es un campo de activa investigación actual. Parece que mucha convectividad permite disipar la radiación sin frenar el crecimiento. R136a1 es la mayor de todas, actualmente con 265 masas solares, y una masa inicial de 320. Su temperatura superficial es de 40 mil grados, y brilla con la ferocidad de 5 millones de soles. Ella solita irradia la Tarantula con 50 veces más potencia que todo el cúmulo que existe dentro de la Nebulosa de Orión. Es una estrella Wolf-Rayet, de las que comenté bastante el año pasado. Es posible que sea binaria, pero para satisfacer el límite de 150 masas solares cada una, deberían ser casi iguales, lo cual está descartado por otras propiedades (la ausencia de un choque de vientos estelares intensos, por ejemplo). 

Este es un diagrama luminosidad-temperatura hecho con varios surveys de la Tarántula. Observen la cantidad de estrellas de más de 40 masas solares, y hasta más de 200. Muchas de ellas (sobre todo las más pesadas) son todavía jóvenes, sin haberse movido hacia la derecha siguiendo las líneas de evolución marcadas para cada masa.

En el diagrama se ve que también hay estrellas maduras, que sí se han movido a la derecha (siguiendo las líneas de 10 a 25 masas solares). Es que la formación estelar en la Tarántula comenzó hace unos 20-30 millones de años, que es la edad de otro cúmulo grande que vemos cerca de R136, llamado Hodge 301. Aquí ya 40 estrellas han explotado como supernovas, mientras que en R136, ninguna. 

A la izquierda de la cavidad que aloja a R136 marqué otra estrella notable, R145. Es una binaria de Oes, ambas Wolf-Rayet, ambas de más de 50 masas solares (100 iniciales), ambas de más de 2 millones de veces la luminosidad del Sol. Y un poco más arriba encontramos R144, una binaria espectroscopica, también ambas WR, con una luminosidad combinada de 6 millones de veces la del Sol. Sus masas están en el rango 90-170 y 95-205 para la primaria y la secundaria, respectivamente (iniciales 260 y 175). Tiene un movimiento propio que parece indicar que fue eyectada de R136. En estos cúmulos densos ocurren interacciones ("choques") estelares que son inusuales en la inmensa mayoría del espacio galáctico. 

También marqué la estrella VFTS 102 (mucho menos brillante en la foto). Es una estrella O que rota extraordinariamente rápido, tal vez la máz rápida conocida. En su ecuador la velocidad es de 610 km/s (¡son 2 millones de km/h!). Como consecuencia de esto debe estar muy achatada, con un disco de plasma escapando justo en el ecuador. Una cosa así:

Otra estrella que marqué es BI 264 (arriba, en la imagen completa). Está rodeada de una nebulosidad en forma de V que me llamó la atención. Está catalogada como una estrella muy evolucionada, de las que también hemos hablado: una estrella de la rama gigante asintótica. La nebulosidad es seguramente su propia atmósfera eyectada hace algunos miles de años, que pronto se convertirá en una nebulosa planetaria cuando su núcleo quede desnudo, formando una enana blanca. En este recortecito superprocesé un círculo alrededor de la estrella para destacar la nubecita.

Otra estrella interesante es VFTS 243. Así de inocente como parece, es una monstruosa estrella clase O a 36000 K, que a su alrededor tiene un agujero negro de 10 masas solares. Es el único agujero negro "silencioso" que se conoce (que no emite rayos X como Cygnus X1, ponele). En un par de millones de años más la estrella O también producirá un agujero negro, y el par resultante radiará ondas gravitatorias durante unos miles de millones de años hasta fusionarse. Los detectores de ondas gravitacionales ya han observado un centenar de fusiones de este tipo, por lo cual la comprensión de la dinámica por la que se forman es particularmente interesante. Más aún, este sistema tiene evidencia (que los astrónomos llaman no-kick) de que el agujero negro se formó por implosión directa, ¡sin que la progenitora explotara como supernova! Aunque deben ser muy abundantes, estos sistemas son difíciles de detectar, y éste es el único identificado sin lugar a dudas. En un futuro cercano muchos sistemas como éste deberían permitir afinar los modelos evolutivos que producen estos fenómenos. 

También están marcados en mi foto dos cúmulos más periféricos: NGC 2100 y KMHK 1137. Tienen características de cúmulos globulares, a pesar de haber nacido de la Tarántula. R136 también, parece en camino a convertirse en un cúmulo globular. Lo cual es un poco misterioso, porque también se sospecha que muchos globulares son núcleos de galaxias fagocitadas por la galaxia principal. A lo mejor hay dos tipos de cúmulos globulares. No sé.

Para terminar, marqué la posición de la supernova SN 1987A, la única supernova visible a simple vista en tiempos recientes. Yo la vi, brillando como una estrella de tercera magnitud en la periferia de la Nube Mayor, una cosa extraordinaria. Donde explotó la estrella los grandes telescopios han visto evolucionar una nebulosa notable, en forma de "collar de perlas", que se "encendió" algunos meses después de la explosión, cuando el material preexistente fue alcanzado por la radiación. Así lo vio el Telescopio Espacial Hubble:

Este anillo es de color rojo, y es bastante fácil de localizar su posición en relación a estrellas vecinas, gracias a esta foto del Hubble:

También la pude localizar registrando mi imagen en Cartes du Ciel (usando el servicio de astrometría on line):

Hace años, cuando procesé por primera vez estas fotos, no pude localizar la SNR 1987A. Pero ahora no tengo dudas, ahí está. En la posición correcta, y con el colorcito rosado correcto (calibré los colores con Regim, que lo hace muy bien). Mi foto está bastante mal enfocada (algunas estrellas se ven triangulares, pero eso es otra cosa, llamada coma). Así que ahora tengo ganas de rehacerla con más cuidado, para poder registrar bien este resto de supernova que literalmente vi nacer.

Este recorrido por una región tan luminosa del cielo me hizo parecer templada la tórrida Buenos Aires.

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Recomiendo el review: Crowther, Massive stars in the Tarantula Nebula: A Rosetta Stone for Extragalactic Supergiant HII Regions, Galaxies (2019). Disponible en arXiv:1911.02047v2. De allí tomé la foto que hace zoom en R136 (ESO/P. Crowther/C.J. Evans) y el diagrama HR. Material menos técnico está en R136a1 FAQ, y en Stars just got bigger.

El paper sobre el agujero negro es: Shenar et al., An X-ray-quiet black hole born with a negligible kick in a massive binary within the Large Magellanic Cloud, Nature Astronomy 6:1085–1092 (2022) (preprint: arXiv:2207.07675).

La ilustración de la estrella de rotación rápida VFTS 102 es de ESA/Hubble. La de la estrella azul con el agujero negro es de ESO/L. Calçada. Las fotos del anillo alrededor de SN 1987A son también del Hubble: NASA/ESA/STScI.

Las demás imágenes son mías. La foto de la Tarántula es una exposición múltiple de 28 minutos a F/6.3, combinada con una exposición única de 14 s para el cúmulo R136.

Magallanes y la circunnavegación del cielo

Nuestros ojos tienen un par de centímetros de diámetro y nos permiten observar luz de 0.4 a 0.7 micrones de longitud de onda, y así disfrutar de una noche estrellada. Tal vez, si fueran mucho más grandes, podríamos ver otras "luces", que hoy nos resultan invisibles. Si pudiéramos ver microondas del tamaño de las que están en el horno, o de las que usan los celus, el cielo se vería muy distinto. En lugar de estrellas, veríamos el brillo del hidrógeno neutro que llena el espacio interestelar irradiando a 21 cm. Su movimiento, por efecto Doppler, produce variaciones de esta longitud de onda, que se verían como distintos colores. Esta imagen es una composición un poco chapucera (pero razonablemente aproximada) de lo que veríamos sobre la 9 de Julio en primavera:

Para hacerla usé un mapa del cielo de hidrógeno hecho por el consorcio HI4PI (hache uno cuatro pi), que en su totalidad se ve así:

Este mapa de todo el cielo está en coordenadas galácticas, con la franja de la Vía Láctea recorriendo el ecuador. La principal diferencia entre los colores verdes y púrpuras de los filamentos que llenan todo el cielo se debe a la rotación de la galaxia. La mancha más anaranjada que vemos en el hemisferio sur galáctico es donde están las Nubes de Magallanes. Vemos que hay una cantidad de gas asociado con ellas, que no sólo las envuelve y las conecta, sino que se extiende hacia el polo sur galáctico. Esta corriente magallánica es todavía más grande que lo que vemos en este mapa. Abarca más de 200 grados en el cielo, y podemos verla mejor en este mapa que la superpone a una imagen de luz visible de la Vía Láctea:

Este chorro de hidrógeno fue descubierto en la década de 1970, y con el correr de los años se identificaron varias partes: un puente entre ambas Nubes de Magallanes, una cola larga y coherente hacia el sur (llamada corriente), y una estructura más fragmentada, ancha y corta hacia el lado opuesto (llamado brazo delantero). Es tan prominente en el cielo de hidrógeno que sería la estructura dominante si pudiéramos verla con nuestros ojos. Sería como una segunda vía láctea cruzando el cielo, y desde las latitudes australes sería impresionante. El radioastrónomo Rhys Taylor ha montado el cielo de hidrógeno con mayor precisión que la que usé yo para la imagen del Obelisco, y muestra esta vista de la corriente magallánica en el cielo de Sydney. Así la veríamos también en la Argentina.

Esta estructura tan coherente es el resultado de fuerzas de marea actuando sobre las galaxias magallánicas. La evidencia actual parece favorecer un escenario en el cual ambas Nubes están acercándose por primera vez a la Vía Láctea, habiendo tenido un encuentro cercano entre sí recientemente (hace menos de 250 millones de años). Esa colisión puede haber formado la corriente, que luego fue estirada por la fuerza de la Vía Láctea. Pero no todas las observaciones encajan con este escenario, y bien podría ser que las Nubes ya estén hace tiempo en órbita de la Vía Láctea y que ésta sea la responsable de la marea que produjo la corriente de hidrógeno.

En el futuro, cuando las Nubes crucen sucesivamente el disco de la Vía Láctea, habrá un pandemonio. Si la corriente sobrevive estos encuentros y se incorpora al disco, su masa de miles de millones de masas solares de puro hidrógeno podría aumentar considerablemente el ritmo de creación de nuevas estrellas de la Vía Láctea. Nuestra galaxia podría convertirse en una starburst. ¡Qué espectáculo!

 

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La imagen del cielo de hidrógeno sobre Buenos Aires es una composición de una de Goolge Earth con una de la colaboración HI4PI.

La composición de la Vía Láctea con la corriente magallánica es de Nidever et al. (2010), NRAO/AUI/NSF, Mellinger (2009), Leiden-Argentine-Bonn Survey, Parkes Observatory, Westerbork Observatory, Arecibo Observatory. La encontré en el siguiente interesante review:

E D'Onghia, The Magellanic Stream: Circumnavigating the Galaxy, Annual Review of Astronomy and Astrophysics (2015).

La composición del paisaje de Sydney con la corriente magallánica es de Rhys Taylor, quien es un especialista en hidrógeno neutro (trabajó en el Observatorio de Arecibo) y ha hecho lindas composiciones de este tipo en su blog.

Sobre la colisión entre las dos Nubes hay un paper de este año: Choi et al, The recent LMC-SMC collision: Timing and impact parameter constraints from comparison of Gaia. arXiv:2201.04648v1.

Constelaciones perdidas del sur

Durante la fugaz visita a Piedra del Águila, y durante la misma noche que hice la foto del quasar PKS 0405-123, hice también esta foto de las Nubes de Magallanes, perdidas en el tapiz de estrellas del cielo austral.

Las Nubes de Magallanes son galaxias satélites de la Vía Láctea, y seguramente serán fagocitadas por ella en el futuro. Están a 160 y 170 mil años luz de nosotros, y sus estrellas no se distinguen a simple vista. Las vemos como nubecitas difusas, y como magníficas galaxias en fotos y con instrumentos. Son la envidia de nuestros colegas aficionados del hemisferio norte, que no tienen nada siquiera parecido a esto.

Esta foto abarca un campo muy ancho en el cielo, unos 60 grados. Se ve aumentar la densidad de estrellas hacia arriba y la izquierda, porque allí empieza la banda de la Vía Láctea. La única estrella destacable en esta inmensidad es Canopus (arriba a la derecha), la estrella más brillante de la constelación de Carina y la segunda más brillante del cielo. Junto a la Nube Pequeña, lo que parece una estrella es el cúmulo globular 47 Tucanae, otra de las maravillas del cielo austral. Se le nota un color blanco cremita, carácterístico de las estrellas extremadamente antiguas de los cúmulos globulares. Canopus, por contraste, es una estrella blanco-azulada de tipo espectral A. Por lo demás, no se distinguen constelaciones en este mar de estrellas. Pero están ahí, a ver quíen las conoce:

No son los seres mitológicos que estamos acostumbrados a ver en el cielo de los pueblos de la Antigüedad clásica. Son bichos y cosas, constelaciones inventadas durante los viajes de descubrimiento del Renacimiento, o incluso la Revolución Científica y la Ilustración. Está Octans (el Octante), donde se encuentra el Polo Sur Celeste (sin estrella brillante que lo marque). A su alrededor el Pavo (donde también hay un líndo cúmulo globular), el Tucán, Hydrus (la Serpiente Acuática), Mensa (el cerro Mesa en Ciudad del Cabo), Volans (el Pez Volador), el Retículo (de un ocular de de Lacaille, mirá qué piola), el pez Dorado (¿el del Paraná?), el mutante Camaleón (donde vemos unas nubes oscuras, que forman parte de su complejo de formación estelar, el más cercano a nosotros), Apus (el Ave del Paraíso, aparentemente "sin pies"), la Mosca, Horologium (el Reloj de Péndulo) y Pictor (el Caballete del Pintor, aunque perdió el caballete del nombre en el camino). ¿Las conocías? El mapa de aquí al lado es la carta 49 de la Uranometría de Bayer, de 1603. La roté para que tenga más o menos la orientación de mis fotos.

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La foto es un stack de 11 frames de 120 segundos cada uno, F/2.8, menos darks, Canon T3i, Tokina 14-20 F2.0 sobre iOptron SkyTracker.

Mientras el Balseiro duerme

Durante la luna nueva de enero me pasé dos noches haciendo fotos en el campus del Instituto Balseiro y Centro Atómico Bariloche. Durante la primera hice fotos de los edificios con el cielo nocturno, aprovechando que en algunas partes (¡cada vez menos!) del enorme predio todavía hay pocas luces. El nuevo edificio de Ingeniería en Telecomunicaciones, todavía en obra, resultó uno de los mejores lugares. Hice esta foto con la Vía Láctea austral de fondo.

La Gran Nebulosa de Carina, el Saco de Carbón, la Cruz del Sur y los Punteros apenas empezaban a elevarse en medio del verano. Es una de las mejores regiones del cielo, y a partir del otoño está magníficamente posicionada en el cielo para observarla desde nuestras latitudes. (Foto única de 10s a F/2.2 ISO3200, F14 con el Tokina 14-20 F/2.)

Lo que sí estaba bien alto en el cielo de verano eran las Nubes de Magallanes, las estupendas galaxias satélites de la Vía Láctea. Tuve que ponerme a ras del suelo para hacer esta foto de las Nubes, Mayor y Menor, sobre el frente histórico del Laboratorio de Bajas Temperaturas. Con su frente de ladrillos, es un raro edificio del Centro Atómico. Bajas Temperaturas está de aquí hacia la derecha. Justo detrás de estos ventanales está también el Laboratorio de Fotónica y Optoelectrónica, y a la izquierda la Gerencia de Física. Era medianoche. Me pregunto si habría algún estudiante de doctorado dormitando junto a su experimento.

Me pasé varias horas recorriendo edificios para fotografiar, y voy a seguir haciéndolo en otras épocas del año para tener distintos cielos. Ya volverán a aparecer por aquí.

La noche siguiente me instalé junto a la obra de Telecomunicaciones (el de la primera foto), que es uno de los sitios más oscuros (¡por ahora!), para hacer fotos del cielo profundo. Usé el tele Canon de 100 mm F/2, stoppeado a 2.8, con la cámara en la monturita motorizada SkyTracker bien alineada con el polo sur celeste (valiéndome de σ Octantis). Y como las Nubes de Magallanes estaban tan altas era inevitable hacer esta foto:

Son 65 exposiciones de 15 segundos. Foco perfecto logrado con una máscara de Bahtinov tallada en la tapa de un tarro de Nescafé que entra justo en el frente del lente. El apilado está hecho en Sequator, un nuevo programa extremadamente bueno y fácil de usar, capaz incluso de apilar astrofotos con paisaje.

Volviendo a la Nube, salió bastante bien. El color naranja del cielo suburbano está eliminado en postprocesamiento, así como unos halos rojos que me hace el 100 mm cuando está perfectamente en foco. Me gusta la cantidad de detalles que se ven en los muchos cúmulos estelares que adornan la periferia de esta galaxia, especialmente la región de 30 Doradus, donde está la extraordinaria Nebulosa Tarántula. En la imagen a resolución completa encontré cosas muy interesantes. Éste es un detalle que se encuentra justo a la izquierda (el Este) del extremo de la barra de la galaxia:

Señalé algunos de los objetos interesantes que participan en la vertiginosa profundidad de campo de este tipo de imágenes. Para empezar, arriba a la izquierda hay una estrella brillante, Nu (ν) Dor (mag 5), que está a 300 años luz de nosotros, por supuesto en nuestra propia galaxia. En el extremo derecho vemos una de las abundantes regiones de intensa formación estelar de la Nube: NGC 2122, cúmulo con nebulosidad. Arriba, NGC 2157 parece una estrella pero es un cúmulo jóven en la Nube, sin nebulosidad (100 millones de años de edad). Más interesante aún es NGC 2210, nada menos que un cúmulo globular de nuestra galaxia vecina. En la foto, haciendo un buen zoom, se aprecia su carácter. Lo mismo ocurre con un cúmulo anónimo (que luego identifiqué como Hodge 11).

Todos estos objetos se encuentran a 160 mil años luz de nosotros, en la Nube de Magallanes. Pero de golpe, en medio de la maraña de estrellas, ¡en el centro de la imagen identificamos galaxias aún más lejanas! Hay un par, NGC 2187, muy juntitas pero sin signos de estar en interacción, a 182 millones de años luz. Y otra, NGC 2150, un poco más lejana. Las encontré a ojo, porque son claramente galaxias, y las identifiqué sin problema en Cartes du Ciel. Ver galaxias a través de otra galaxia (porque aquí estamos viendo a través de los suburbios de la Nube) es no sólo fascinante, sino también muy interesante para los astrónomos porque permite estudiar el polvo y el gas fríos e invisibles que pueblan el espacio entre las estrellas.

Finalmente, cerca de mi presunto cúmulo globular anónimo, Cartes me mostró que había otra galaxia colada, mucho más tenue (no tiene nomenclatura NGC, sino que está en el catálogo más completo PGC, de fines del siglo XX). No está calculada su distancia, pero puede consultarse su redshift, z  = 0.038. Convertido prima facie a distancia cosmológica son 500 millones de años luz. Reguau. Esos fotones iniciaron su largo camino cuando recién aparecía la vida multicelular en la Tierra, a comienzos del Cámbrico.

¡Habrá más fotos de esta sesión!

Gaia ve la Nube Mayor de Magallanes

Gaia es un telescopio espacial de diseño inusual (parece un sombrero, ¡y los espejos son rectangulares!), ya que está dedicado a un propósito muy específico: medir con precisión sin precedentes la posición y el movimiento de más de ¡mil quinientos millones de estrellas! Será una revolución en nuestro conocimiento de la estructura y la dinámica de la Vía Láctea. Y mucho más.

Gaia está observando sus millones y millones de estrellas desde hace ya cuatro años. En 2015, en base al primer año de observaciones, se publicó el primer catálogo de resultados. La imagen de aquí arriba no es una foto del cielo, sino una representación gráfica de aquel catálogo (notar las bandas que muestran cómo se iba cubriendo todo el cielo).

Sabiendo que faltaba poco para la publicación del segundo catálogo revisé el sitio de Gaia: será esta semana, el 25 de abril. Más de 1300 millones de estrellas entre las magnitudes 3 y 21 tendrán su posición determinada en 3D con precisión asombrosa, de algunos microarcosegundos. Un microarcosegundo es la millonésima parte de un segundo de arco. La Luna mide en el cielo 1600 segundos. Reguau. 10 microarcosegundos es como ver un pelo a 2000 kilómetros. Es como ver una estampilla en la Luna.

Millones de estas estrellas tendrán además determinada su velocidad en el espacio, con precisión de un par de cientos de metros por segundo. Más de mil millones de estrellas tendrán, además, su brillo y su color determinado con precisión de milésimos de magnitud, al estilo del telescopio Kepler. Nunca la Humanidad tuvo semejante cantidad de datos astronómicos de tanta precisión. Será una mina de oro.

Aparte de estrellas, por supuesto, habrá decenas de miles de asteroides, estrellas variables, supernovas y la mar en coche. Cualquier cosa que brille en el cielo habrá sido observada por Gaia en estos años. Habrá un tercero y un cuarto catálogos rellenando los huecos que queden y mejorando las mediciones, en 2020 y 2022.

No todas las estrellas de Gaia son de la Vía Láctea: en la imagen se distinguen perfectamente las Nubes de Magallanes. Husmeando en la web de la European Space Agency encontré esta extraordinaria imagen de la Nube Mayor, tal vez mi galaxia favorita. No es una foto: es el catálogo de Gaia, versión 1. Nunca había visto la estructura de la barra y la espiral de la Nube de Magallanes con tanta claridad. En la página de Gaia hay una versión mucho más grande que ésta.

Esperamos ansiosos el Gaia Data Release 2 dentro de pocos días.

Update: Los datos de Gaia fueron publicados, y habrá pasta para años. Esta preciosa visualización en 360 grados (usen el mouse para mover la imagen) es la versión actualizada del mapa de arriba. No es una foto, es un mapa de los datos medidos por Gaia.

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Las imágenes son de ESA/GAIA. Bueno, la de la Luna es mía, Gaia no observa la Luna.

Nubecula Minor

Ya se sabe que en este blog somos fanáticos de la Nube Mayor de Magallanes: una galaxia grande, cercana, visible a simple vista y una delicia para explorar con cualquier instrumento. Su presencia permanente en los cielos australes, como si fuera un pedacito desprendido de la Vía Láctea, apenas opaca la otra galaxia de tipo magallánico (o enana irregular) satélite de la nuestra: la Nube Menor de Magallanes. Aquí está, ésta es:

La Nubecula Minor no podría ser más hermosa. Ostenta grandes regiones de formación estelar, una barra densa bien notoria y un "ala" en dirección a su vecina, la Nube Mayor. La barra es triangular (como se ve en mi foto), y nunca me quedó claro si es un efecto de perspectiva o si es realmente afinada. Su tamaño es de unos 7000 años luz, con una masa de algunos miles de millones de masas solares. En el cielo ocupa unos 3°, así que es ideal para observarla con binoculares bien apoyados. En todas estas características es como la mitad de la Nube Mayor. Hay quien sospecha que la Nube Menor es en realidad dos galaxias enanas que vemos alineadas, formadas por fragmentación de una galaxia original. Dada la existencia de un puente de gas y estrellas que conecta las dos Nubes de Magallanes, me pregunto si ambas nubes habrán sido también una sola galaxia hace mucho tiempo, cuando la fuerza de marea de la Vía Láctea empezó a distorsionarlas y fragmentarlas.

Completando su atractivo la Nube Menor está flanqueada por dos magníficos cúmulos globulares. El más brillante (fácilmente identificable en la foto) es 47 Tucanae, a 16700 años luz de nosotros, segundo cúmulo globular en tamaño y brillo después de Omega Centauri. El otro es NGC 362 (arriba a la derecha de la Nube en la foto, hacia donde "apunta" la barra). Con magnitud 6.4, es probablemente visible a simple vista desde un sitio oscuro y con buena vista. Sería más famoso si no fuera por la presencia tan próxima de 47 Tuc. Se encuentra bastante más lejos, a 28 mil a.l. Ambos son muy parecidos, habiendo sufrido el colapso de su núcleo. Pero mucho más lejos está la Nube Menor: a 200 mil años luz es uno de los objetos más lejanos visibles a simple vista. Sólo lo supera la Galaxia de Andrómeda, que está diez veces más lejos pero que es mucho más difícil de ver, especialmente desde nuestras latitudes. La Nube Menor, en cambio, es fácilmente observable en los cielos australes durante todo el año, muy cerca del polo sur celeste.

La foto fue tomada desde la ribera sur de la Laguna Toncek en la noche del 30 de enero, cuando subí al cerro Catedral cargado de equipo fotográfico. La imagen es un apilado de 11 exposiciones de apenas 15 segundos cada una, porque todavía no le agarro del todo la mano a la montura SkyTracker, que aquí vemos esperando que caiga la noche. Fue la misma noche que hice la foto de Orión con las torres.

Un telescopio en la Luna

Estaba revisando la colección de fotos de las misiones Apollo, recientemente expuestas en su totalidad en Flickr, cuando vi esta imagen, usada como "tapa" del álbum correspondiente al magazine 114/B del Apollo 16. Hasta el más desprevenido de los lectores de este blog dirá, como yo: "¡Apa! ¡Eso es un telescopio! ¡En la Luna! ¡Es un TE-LES-CO-PIO-EN-LA-LU-NA!"

Es. Nunca había leído nada al respecto, pero no me costó averiguar que, efectivamente, Apollo 16 llevó a la Luna un telescopio ultravioleta. Ahí detrás se ve que Charlie Duke dejó el coche estacionado cerca, que es lo mismo que hago yo con el mío. El telescopio está a la sombra del módulo lunar Challenger para evitar el Sol (ya que no se iban a quedar hasta la noche). No puedo imaginarme la incomodidad de operar el instrumento usando el gigante traje lunar de los astronautas Apollo (véanlo acá tratando de levantar un martillo que se le cae). Claro que hay una ventaja: la rotación de la Luna es tan lenta que probablemente la montura está fija y no tuvieron siquiera que "ponerla en estación" (es decir, poner el eje de rotación de la montura paralelo al eje del rotación aparente de cielo, que en la Luna no es el mismo que en la Tierra...).

¿Por qué ultravioleta? Porque nuestra atmósfera es prácticamente opaca para la radiación ultravioleta. Y hay una cantidad de fenómenos interesantes que producen mucho UV, y para comprenderlos tenemos que verlos, fotografiarlos, medirlos, hacerles espectros. Si uno sale de la atmósfera, ¿qué mejor que llevar un telescopio UV? Así que Apollo 16 llevó el Far Ultraviolet Camera/Spectrograph, un telescopio de 3 pulgadas con película sensible entre 50 nm (nanómetros) y 160 nm (la luz visible está entre 400 y 700 nm). Fue el primer observatorio astronómico fuera de nuestro planeta. Al terminar la misión el cartucho de película fue retirado y traído a la Tierra. El telescopio todavía está en la Luna.

Las estrellas jóvenes son la principal fuente de UV, así que una de las observaciones planeadas fue de la Nube Mayor de Magallanes, que tiene la región de formación estelar más grande de nuestro rincón del universo. Tomé estas imágenes del paper donde se reportaron las observaciones. Ignoro si hay scans de mejor calidad. En todo caso, se reconoce la Nebulosa Tarántula, con su multitud de estrellas O y B jóvenes.

Hace pocos años el telescopio orbital de rayos gamma/ultravioleta Swift hizo un par de estupendos panoramas ensamblando miles de imágenes individuales de las dos Nubes de Magallanes. Así se ve la Nube Mayor, con casi un millón de fuentes individuales de radiación ultravioleta:

Es apreciable el inmenso avance técnico de 40 años. Pero estoy seguro de que a cualquiera de los astrónomos de Swift le hubiera encantado jugar un rato con el telescopio en la Luna.

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El paper de donde tomé la imagen es: The S201 far-ultraviolet imaging survey: A summary of results and implications for future surveys, G Carruthers, T Page, Pub. Astr. Soc. Pac. 96:447-462 (1984).

Hay una linda entrevista al astrónomo Paul Crowther en YouTube donde habla sobre las Nubes de Magallanes y cuenta sobre el telescopio en la Luna.

Hay un lindo montaje de esa foto con otras tres del mismo cartucho formando un panorama. No la pongo acá porque tiene todos los derechos reservados. Está en este link.