El viento de Sagitario A

Toda galaxia grande tiene un agujero negro supermasivo (de millones de masas solares) en el centro. Se cree que ambos se formaron más o menos al mismo tiempo en los albores del universo, y que la interacción entre ellos fue crucial en su evolución temprana. El principal mecanismo de esta interacción no es la gravedad, como podría imaginarse ingenuamente, sino los poderosos jets (chorros) que surgen del entorno del agujero negro o, más en general, lo que se llaman vientos. Esta actividad es particularmente intensa en los quasars, que tuvieron su época de gloria hace miles de millones de años, pero podemos verlos incluso en el universo cercano. Sin embargo, a pesar de la relativa proximidad del agujero negro central de nuestra galaxia, Sgr A* (se promuncia "sagitario-a-estrella"), su viento no se ha dejado ver. Es cierto que existen dos grandes burbujas de gas supercaliente, que brillan en radiación gamma, a un lado y a otro del plano de la Vía Láctea, delatando que hace añares nuestro agujero negro fue mucho más activo que ahora:

 

Pero por fin, el radio observatorio ALMA, que observa el cielo en la longitud de onda milimétrica con mayor resolución que cualquier otro, ha logrado verlo. Específicamente, lo que han visto es una gran región cónica vacía en la inmensa nube interestelar que rodea a Sgr A*, de al menos 1 pársec (unos 3 años luz) de largo: 

Este mapa es al menos 100 veces más sensible y con una resolución 80 veces mayor que lo que conocíamos, así que finalmente nos muestra en detalle la región que rodea al agujero negro central, que es una vasta nube de gas molecular caliente (la principal substancia para el estudio es monóxido de carbono, a unos 100 K, o sea 200 grados celsius bajo cero, que es caliente para el espacio entre las estrellas), y moviéndose a gran velocidad de manera muy organizada. El panel de la derecha de la figura de arriba muestra velocidades de acercamiento (en azul) y alejamiento (en rojo) de hasta 200 km/s. La estructura de los colores muestra que esta nube está en rotación y probablemente cayendo hacia el agujero negro, donde alimentará el disco de acreción que permite ver la silueta del agujero negro en las imágenes del Event Horizon Telescope.

En una imagen combinada de ALMA con el telescopio espacial Chandra, se puede ver que el cono vacío de monóxido (naranja en esta imagen) está lleno de gas a millones de grados, emitiendo en rayos X (azul):

Coincidentemente, el mes pasado también se publicó el descubrimiento de un par de jets en otra galaxia cercana, la galaxia elíptica Messier 60, en Virgo. Tiene uno de los agujeros negros más grandes conocidos, mil veces mayor que Sgr A*, pero que también está "dormido". 

La región central de la Vía Láctea es extremadamente compleja, y debido a nuestra ubicación en la galaxia, muy difícil de observar. De a pedacitos se va completando su imagen y su dinámica.

 

---

El paper es Gorski and Murchikova, The Discovery of an Active Wind from the Milky Way’s Central Black Hole, Astro. J. Let. 1004:L7 (2026).

El de M60 es: Cheng et al., A Jet from a Nearly Dormant Black Hole, https://arxiv.org/abs/2606.11900v1.

La imagen de Sgr A* es del Event Horizon Telescope (EHT). La de las Burbujas de Fermi es de NASA/Fermi.

Polillas astrónomas

Hace años conté el descubrimiento de que el escarabajo estercolero sudafricano, cuando se pierde, puede navegar observando la Vía Láctea. El trabajo mereció uno de los premios más prestigiosos de la ciencia, el premio IgNobel, que todos los años son una fuente de diversión e inspiración. Se publica ahora un trabajo similar, también referido a un insecto: ciertas polillas australianas migran en primavera unos 1000 km a un sitio que jamás visitaron, y regresan en el otoño a los sitios de reproducción, donde mueren. Los autores estudiaron las polillas y descubrieron que pueden orientarse exitosamente con el cielo estrellado.

Los investigadores hicieron los experimentos en un planetario para polillas, en cuyo domo proyectaron el cielo correspondiente a distintas épocas del año, e incluso un falso cielo de estrellas al azar, y observaron que la posición de la Vía Láctea (a la hora de vuelo), y especialmente la región brillante de la nebulosa de Carina, les permite navegar en la dirección correcta.

¿Y qué pasa si está nublado? Bueno, las polillas también sienten el campo magnético terrestre (algo que ya se sabía) y pueden orientarse también con éste. Para estudiar ambos métodos por separado, usaron unas bobinas para anular el campo terrestre en el simulador de vuelo. En la siguiente imagen se pueden ver los distintos dispositivos en el sitio del estudio: el planetario, el generador de campo magnético, y una polilla atada (para que vuele en el espacio limitado, sin irse de la arena del experimento):

Adicionalmente, midieron actividad neuronal, con electrodos en la corteza visual de los insectiles cerebritos. Rotando el cielo simulado con las polillas inmovilizadas, registraron actividad neuronal máxima cuando el cielo "natural" tiene cierta orientación (y ninguna bajo el cielo de estrellas aleatorias). Incluso estimulando artificalmente algunas neuronas, simulando el estímulo producido por la posición de la nebulosa de Carina, lograron la misma respuesta neuronal. Se diría que las polillas tienen una neurona de Carina, ¿no?. El estudio concluye que la navegación celeste responde a dos mecanismos: la detección de la forma alargada de la Vía Láctea, y la presencia de un punto brillante en la región de Carina. Hay que agregar que las polillas son capaces de navegar incluso en presencia de la Luna, que es también un punto brillante en el cielo. No está claro si las polillas son capaces de ver, con sus ojos compuestos, estrellas individuales. Los humanos y las aves sí las vemos, y podemos usar estrellas (y constelaciones) para navegar de noche. Parece que animales mucho más simples también son capaces de hacerlo, incluso sin verlas individualmente, o cuando el aspecto del cielo cambia a lo largo de la noche. 

Ya conocemos insectos astrónomos en África y en Australia. Me pregunto si tendremos alguno también en Sudamérica. 

 

---

El paper es: Dreyer et al., Bogong moths use a stellar compass for long-distance navigation at night, Nature (2025) (accesible libremente en: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09135-3).

El 18 de septiembre se entregan los premios IgNobel 2025. ¿Ganarán las polillas el premio de Biología astronómica? 

El origen de los cúmulos estelares

El cielo nocturno, además de la variedad de estrellas, alberga una cantidad de objetos interesantes que atraen tanto a aficionados como profesionales: los cúmulos de estrellas jóvenes, los cúmulos globulares de estrellas viejas, las nebulosas brillantes donde nacen nuevas estrellas, las lejanas galaxias... Me llamó la atención un trabajo reciente sobre el origen de los cúmulos estelares jóvenes cercanos a nosotros. Más de una vez he comentado que las estrellas nacen generalmente de a muchas, en grandes regiones de formación estelar (como la de Orión o la de Carina). Con el tiempo las estrellas disipan la nube de gas de la que nacieron y emprenden su viaje por la galaxia como grupos de estrellas, más o menos ligadas entre sí por la interacción gravitatoria que ellas mismas producen. 

En su órbita galáctica estos cúmulos van desarmándose, ya sea por interacciones internas, o con otras regiones de la galaxia que les toca atravesar. Unos astrónomos usaron los extraordinariamente precisos datos del telescopio espacial Gaia, de la Agencia Espacial Europea, para rastrear los orígenes de más de 200 cúmulos jóvenes, hoy dispersos en el vecindario del Sol. Una visualización interactiva permite ver cómo están distribuídos en 3D alrededor del Sol. Estas son sus estrellas, puestas en un planisferio de todo el cielo:

Es decir, tomaron las posiciones y las velocidades actuales de las estrellas que las componen, las pusieron en un modelo matemático de la dinámica de la Vía Láctea, y rastrearon hacia el pasado a ver de dónde habían salido. Una clave para un estudio de este tipo es la palabra "jóvenes". En este caso, lo hicieron con cúmulos de no más de 70 millones de años, de manera que no necesitan remontarse hasta un pasado de cientos o miles de millones de años (como en el caso de la dinámica de los cúmulos globulares). Este límite está impuesto por la dinámica compleja de los brazos de la galaxia, que funciona como una batidora, mezclando las trayectorias de manera caótica más allá de cierto horizonte temporal. 

¿Y qué encontraron? Encontraron que las órbitas de casi todos los cúmulos convergen en el pasado, hace unos 30 a 50 millones de años, hacia tres posiciones en la galaxia. Es decir, hace 50 millones de años existieron tres gigantescas regiones de formación estelar, que produjeron docenas de cúmulos cada una. Son las tres familias que aparecen identificadas en la imagen de arriba, que llaman Collinder 135, Messier 6 y Alpha Persei. La siguiente es una vista desde arriba mostrando sus posiciones en distintos momentos a medida que rotan alrededor del centro de la Vía Láctea:

Hay también una versión interactiva de ésta, donde se puede elegir el tiempo con un control deslizante, y ver cómo convergen las posiciones. 

Setenta millones de años no parece mucho tiempo para la vida de las estrellas (el Sol ya lleva casi 5000 millones). Pero en esos cúmulos tan grandes se deben haber formado no sólo estrellas como el Sol, sino también estrellas muy masivas que ya no existen: vivieron sus vidas rápido y explotaron como supernovas en unos pocos millones de años. Los autores calculan que unas 200 supernovas explotaron en estas tres familias. La descomunal energía (y la potencia, al producirse en un intervalo de tiempo relativamente breve), contribuyó a crear la "burbuja local" y otras estructuras que pueden verse hoy en día en los mapas tridimensionales del polvo interestelar a nuestro alrededor.

---

El paper es: Swiggum et al., Most nearby young star clusters formed in three massive complexes, Nature 631:49-53 (2024). (Está también en arxiv.)

La autora hizo también un lindo video de 3 minutitos resumiendo los resultados:

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.

El punto de fuga de Orión

Hace poco comenté lo que vemos observando en dirección tangente al brazo de Sagitario-Carina: una enorme cantidad de estrellas, nebulosas y cúmulos estelares, allí donde el brazo espiral interior a la órbita galáctica del Sol "pega la vuelta":

En coordenadas galácticas, esa dirección es la de 285° de longitud, que señalé en la figura con una línea. Hacia un lado de esta longitud (hacia la Cruz del Sur) vemos una densa Vía Láctea, porque miramos hacia el brazo de Sagitario-Carina. Hacia el otro lado, en cambio, estamos mirando hacia el espacio mucho menos denso entre brazos: el de Sagitario-Carina y el de Perseo, que en esa dirección vemos mucho más lejos. En esta foto, que abarca casi 90 grados a lo ancho, vemos a la izquierda la región de Carina (la tangente del brazo) y a la derecha una estrella brillante: Sirio. 

Repito lo que dije en la nota anterior: a simple vista esta diferencia de densidad de estrellas en la franja de la Vía Láctea se aprecia mejor aun que en fotos. Así que conviene salir a observar, y tratar de imaginarse en tres dimensiones la estructura de nuestra galaxia. 

Si se fijan en el diagrama de arriba, el espacio entre los brazos de Perseo y de Sagitario-Carina no está vacío de grandes estructuras: está el brazo Local, también llamado brazo de Orión, o espolón de Orión (Orion Spur). Está formado por todas las regiones de formación estelar y grupos de grandes estrellas en la proximidad del sistema solar. No está del todo claro su naturaleza: si es un brazo entero, si es un puente entre los dos brazos mayores, o qué. El consenso actual sostiene que es una estructura menor, como aparece allí dibujada. La cuestión es que, mirando hacia los 240° de longitud (es decir, 45 grados desde la Nebulosa de Carina hacia Orión), estamos mirando en la dirección en que el bracito de Orión se pierde en la distancia:

Aquí marqué aproximadamente el ecuador galáctico y algunas longitudes para orientarse, la constelación del Can Mayor, y unas siluetas de cómo serían los brazos. El Brazo Local se llama también de Orión porque la parte más cercana a nosotros es la de la constelación de Orión, y luego se pierde en la distancia justo sobre la cola del perro*. Detrás de él, más finito porque está más lejos, está el brazo de Perseo. 

* El otro punto de fuga del brazo de Orión está en la longitud galáctica 60°, en la dirección de Albireo, muy oscurecido por la nube molecular de Cygnus.

Estas estructuras han sido identificadas midiendo la distancia no sólo a estrellas, sino especialmente a las grandes nubes de hidrógeno que detectan los radiotelescopios. En un mapa se ve un verdadero caos:

Algunas de estas estructuras (creo que las amarillas en este mapa) son cúmulos estelares jóvenes. Si marco algunos en mi foto podemos verlos en el cielo. Algunos de ellos son bien conocidos por los aficionados:

Efectivamente, parece haber una buena concentración de cúmulos destacados en esa dirección. Hice un intento de mostrarlos en un mapa de Cartes du Ciel:

Este mapa abarca el mismo campo que mi foto. La dirección de 240° está justo donde encontramos a Messier 93 (NGC 2447, junto a la supergigante amarilla Xi Puppis). A su alrededor parece haber muchos cúmulos, que salpican el brazo de Orión perdiéndose en la distancia. En la tangente de Carina (285°) también hay muchos cúmulos, naturalmente, porque es una región densa del brazo correspondiente. Pero los vemos más amontonados porque están más lejos. 

Me pregunto si será posible ver esto de manera más cuantitativa, usando todos los cúmulos estelares conocidos, y no sólo los de los catálogos NGC/IC más habituales. Trataré de mostrarlo próximamente. 

---

Los diagramas de la Vía Láctea son de un sitio excelente sobre la estructura de la Vía Láctea, obra de Bruce MacEvoy, que ya recomendé (el primero está intervenido por mí). Las fotos son mías.

La tangente de Carina

Desde el mismo sitio oscuro donde vi el rojo profundo de la Nebulosa de Orión, hice una foto de una de mis regiones favoritas del cielo: la Vía  Láctea entre los Punteros de la Cruz y Carina. Voy a aprovecharla para contar algo que hace rato tenía ganas. Pero primero la foto.

¡La cantidad de estrellas que hay aquí! (y la foto está drásticamente reducida para esta columna). Imaginen alrededor de cada una de ellas un sistema con planetas de roca, de hielo, de gas, con montañas, glaciares, mares, nubes y volcanes, con lunas y asteroides, anillos y cometas...

Pero me voy por la tangente. Otra tangente, porque precisamente quiero comentar sobre una tangente, como dice el título de la nota. Hay algo que se distingue en la foto, pero que incluso se aprecia mejor a simple vista (desde un sitio oscuro). En la foto vemos que la nube de estrellas de la Vía Láctea es más densa y ancha a la izquierda y que se vuelve progresivamente menos densa y angosta hacia la derecha. Y de golpe, en la región donde está la Nebulosa de Carina (roja en la foto, a simple vista no se ve el color), hay como un manchoncito de mayor densidad de estrellas y más allá (a la derecha) es como que la Vía Láctea desaparece ¿Qué pasó acá? ¿Se apagó la Vía Láctea?

Lo que pasa es interesante y sorprendente, y es una de las pocas pistas que nos ayudan a imaginar la galaxia como un objeto tridimensional. Cuando vemos la banda luminosa de la Vía Láctea en el cielo, estamos viendo los brazos espirales de costado, y todos superpuestos. Si nos la imaginamos desde arriba, la situación es más o menos así:

Este diagrama muestra los cuatro brazos "consensuales" de la Vía Láctea, originados en el bulbo central ocupado por la barra. El sistema solar (SUN) está en medio de dos de estos brazos. Desde el Sol están dibujadas unas líneas visuales en las direcciones tangentes a los brazos, tal como los vemos desde la Tierra. Los números son direcciones en coordenadas galácticas, que empiezan en 0 grados apuntando hacia el centro de la Vía Láctea, y aumentan en dirección contraria a las agujas del reloj. Fíjense la línea visual que apunta a 285°: es tangente al brazo (rosa) inmediatamente interior a la posición del Sol. Este brazo se llama Sagitario-Carina, y la dirección a 285° es justo pasando la Nebulosa de Carina:

A la izquierda de los 285° estamos viendo en dirección al brazo de Sagitario-Carina, que se va curvando y alejándose de nosotros. Justo a 285° miramos tangente al brazo, y por lo tanto vemos en esa dirección muchas más estrellas, porque nuestra visual atraviesa el brazo a lo largo de la tangente. Y a la derecha de 285° estamos viendo entre el brazo de Sagitario-Carina y el siguiente hacia afuera, el de Perseo. Por eso, en esa dirección, vemos menos estrellas. 

En la imagen marqué también la dirección de 310°. En el diagrama vemos que esa dirección es la tangente al brazo siguiente hacia el centro, llamado de Scutum-Crux. En este caso no vemos una transición similar. ¿Por qué? ¡Porque el brazo de Sagitario-Carina está por delante! Sin embargo, en observaciones de radio (que son las que mejor permiten delinear las estructuras de los brazos espirales) se ve esto:

Acá sí se ve que a la izquierda de 310° también hay una transición: hay más densidad de fuentes de radio porque estamos viendo dos brazos superpuestos (y tres más allá de los 325°, donde se agrega el brazo de Cygnus-Norma, ver nuevamente el diagrama de arriba). He aquí una foto mucho más anotada (de Bruce MacEvoy):

La verdad que es un lío tratar de descubrir estas estructuras viéndolas desde adentro. Si les muestro un mapa de los marcadores que se usan para trazar los brazos se pueden hacer una idea:

Si les superponemos los cuatro brazos espirales tiene más sentido:

Pero igual se puede ver que hay materia de todo tipo entre los brazos. Esto es así, no hay vuelta que darle. Incluso cuando vemos una galaxia lejana con una estructura parecida a la de la Vía Láctea vemos este caos espiralado:

En esta galaxia (NGC 1232, que hasta tiene una compañera parecida a nuestra Nube Mayor de Magallanes) vemos espirales de regiones de formación estelar y de nubes oscuras, un poco entrecruzándose, y vemos también espolones y pedacitos de brazos espirales que conectan los principales, parecidos a nuestro espolón de Orión. Si la ponemos en perspectiva podemos hacernos una idea de cómo veríamos la Vía Láctea si el sistema solar no estuviera tan justo en medio del disco:

 ¡La vista que nos perdemos!

 

---

Mi foto es mía. La de NGC 1232 es de ESO/VLT. El resto de las ilustraciones son de un sitio excelente sobre la estructura de la Vía Láctea, obra de Bruce MacEvoy. Lo recomiendo.

El mapa de radio de regiones CO lo tomé de Damé et al., The Milky Way in molecular clouds: A new complete CO survey, The Astrophysical Journal 547:792-813 (2001).

Los brazos consensuales en los que se basan estos diagramas son los que describe Jacques Vallée en A guided map to the spiral arms in the galactic disk of the Milky Way, Astronomical Review, 13:113-146 (2017). Tengan presente que el consenso no es completo, y hay modelos de la VL con sólo dos brazos, por ejemplo.

La tangente que está a 285° se llama tangente de Carina. La Tangente de Sagitario es la que se encuentra hacia el otro lado del brazo. No es simétrica con respecto al centro galáctico porque el brazo es espiral, como se ve en el diagrama: está a 50° de longitud galáctica, y no vemos nada interesante hacia allí porque nos la tapa la nube oscura de Aquila. La parte más cercana del brazo de Sagitario-Carina está en la dirección de la Nebulosa de la Laguna.

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!

 

---

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.

El color de la galaxia

¿De qué color es el universo? Me lo preguntó mi amiga Maia Gattás, mientras fabricábamos espectroscopios y espiábamos las coloridas lámparas de descarga de gases elementales. Maia es una artista plástica interesada en todo lo que tiene que ver con los colores, y en particular con los colores astronómicos. Lo primero que se me ocurrió fue que las estrellas emiten la mayor parte de su luz en la región visible del espectro electromagnético, así que en promedio me imaginaba un grisecito. ¿De qué color es el universo? El paisaje desde mi ventana se vuelve monocromático cuando nieva. 

Pero este es un rincón muy chiquito del universo. Las fotos astronómicas son, en cambio, tan coloridas.

Son colores intensos, pero son muy tenues. Por mucho, la principal fuente de luz del universo son las estrellas, estrellas como el Sol. ¿De qué color es el Sol? ¿De qué color son las estrellas? ¿Podemos calcular un promedio, y averiguar de qué color es el cielo estrellado?

Para no sesgar mi averiguación con fotos que puedan estar manipuladas con criterios estéticos, recurrí al mejor catálogo de estrellas que tenemos en la actualidad: el catálogo DR3 de Gaia, recientemente completado. Gaia es un telescopio espacial dedicado exclusivamente a una tarea tediosa como pocas: observar sin parar miles de millones de estrellas, y registrar con exactitud sin precedentes sus posiciones, distancias, brillos y colores. Esta imagen, que comenté hace poco aquí en el blog, representa el cielo estrellado visto por Gaia:

Como ya conté, esta no es una foto: es una representación gráfica del catálogo, con brillos y colores incluídos. Reconocemos, por supuesto, la forma de la Vía Láctea, cruzada por filamentos oscuros donde el polvo frío nos oculta las estrellas que hay detrás. Vemos colores: rosados, anaranjados, blancuzcos, azulados... ¿Cómo promediarlos? Lo más ingenuo era promediar toda la imagen en Photoshop. Me dio esto:

Es un gris apenas azulado (en RGB es 128,133,137). ¿Es el color que me había imaginado? Más o menos. Pero también me di cuenta de que estaba promediando el color del fondo, que arbitrariamente usaron para el mapa. ¿Cómo desembarazarse del fondo, que es de un azul oscuro? De nuevo en Photoshop, hice promedios usando máscaras de brillo. El resultado fue este:

¡Ajá! Esto es otra cosa. Acá vemos claramente el tono cálido de las estrellas de la franja central de la Vía Láctea. El tono general es ahora un beigecito. La galaxia beige. La galaxia caqui. 

No quedé convencido. Si bien usé la imagen de mayor resolución (16000x8000 píxels), no están representadas las estrellas directamente sino algo que no sé qué es, porque no sé cómo la procesaron. Descargar las más de mil millones de estrellas de Gaia estaba fuera de discusión, especialmente con el ancho de banda de Bariloche. Podría usar una muestra representativa, eso sí. Leyendo la documentación me encontré con que los autores del catálogo ya previeron situaciones así: descargar una parte al azar del catálogo. Probé con 10000, como para empezar. Probé con un par de millones: lindo, y eran unos 70MB. Y bueno, al final descargué 2.6 millones de estrellas de Gaia. No todas las mediciones, apenas el brillo y la temperatura. Mi idea era convertir la temperatura en un color RGB, suponiendo la ley de radiación del cuerpo negro (las estrellas son muy aproximadamente cuerpos negros, aunque parezca mentira) y promediar las tres componentes usando los brillos como pesos. Hay muchas más estrellas rojas que azules en la galaxia, pero son muchísimo más tenues. ¿Alcanzaría su número para sesgar la cantidad de fotones hacia el rojo? Para saberlo, tenía que hacer un promedio pesado con el brillo. Lo hice en Mathematica (que tiene predefinida una función que convierte temperatura en color de cuerpo negro). El resultado es éste: 

Ahí tenés. El color de la Vía Láctea. La galaxia té con leche. En RGB es (244,230,219). Si querés una gama sin sesgar el tono quedan unos lindos chocolates:

Por supuesto, también googlié "color of the universe", a ver si alguien más ya lo había hecho. Y resultó que unos tipos de la Universidad Johns Hopkins lo habían hecho hace 20 años, pero usando los colores de 200 mil galaxias de la Australian 2dF Galaxy Redshift Survey. ¡El resultado también fue un beige! Bastante parecido al mío basado en Gaia, un poco menos rojo y tirando al champagne. Aquí puse los dos, ajustando el brillo para que sean comparables (el de Gaia es el de la izquierda):

No sé si es casualidad, pero en mi vestuario hay un montón de ropa de estos colores...

---

Los datos de Gaia son gratis y abiertos al público:

This work has made use of data from the European Space Agency (ESA) mission Gaia (https://www.cosmos.esa.int/gaia), processed by the Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC, https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dpac/consortium). Funding for the DPAC has been provided by national institutions, in particular the institutions participating in the Gaia Multilateral Agreement.

Una alternativa a usar la temperatura efectiva del catálogo (que no está medida, sino calculada) es usar las magnitudes por banda de color (pero habría que leerse la documentación correspondiente, para convertirlas a RGB), o el pseudocolour (también, andá a saber cómo convertirlo a RGB). No creo que haya mayores diferencias en el resultado.

Corte programado

Bariloche está conectado a la red eléctrica nacional de manera periférica, con una sola línea de alta tensión que viene de la central de Alicurá. Cuando tienen que hacer algún mantenimiento no hay alternativa: se corta el servicio a toda la ciudad. Es lo que anunciaron a principios de mayo: dos cortes, sábado y domingo, a partir de las 5 y hasta las 13. Inmediatamente vi la oportunidad de hacer una foto que tenía ganas hacía rato: el cielo estrellado sobre la Catedral. Allí estuve puntualmente a las 5:00 en la plaza de la Catedral, acompañado sólo por borrachines y mi compinche Víctor Hugo, cámaras montadas y esperando que se cortara la luz. La constelación de Escorpio era apenas visible sobre la iglesia, pero la Vía Láctea no llegaba a distinguirse por el brillo de las luces urbanas. ¿Para qué fui tan temprano, con el frío que hacía? Recién a las 6 y cuarto cortaron la luz. De golpe, en toda la ciudad, todas las luces desaparecieron salvo las de los pocos autos. Los edificios, los árboles, la Catedral, desaparecieron como en un acto de magia, se iluminó el cielo y apareció la Vía Láctea. Fue casi deslumbrante. Las fotos apenas pueden dar una idea del efecto.

La oscuridad del edificio religioso, como si fuese incapaz de conectar con el paisaje estrellado, remite al efecto similar que produce la pequeña iglesia a oscuras (en medio de las casitas con ventanas luminosas) que vemos en La noche estrellada, de van Gogh, que hemos comentado. En el cuadro es el ciprés, con su silueta similar a la arquitectónica, el que alcanza el cielo.

En el centro de Bariloche estos cortes no duran mucho. La Cooperativa de Electricidad tiene unos generadores de emergencia, que permiten abastecer los barrios donde están los hospitales (en el resto de la ciudad, arreglate como puedas). Así que tenía que apurarme. Hice un par de fotos desde ahí atrás, y me cambié de lugar para lograr un efecto distinto, y mostrar la aguja del hermoso edificio de Alejandro Bustillo pinchando el centro galáctico.

Las pocas luces que iluminan el edificio son de autos y aparatos de emergencia, y eran mucho más tenues que lo que parecen en estas fotos. Cuando estaba haciendo varias repeticiones de ésta, y planeando a dónde moverme a continuación, volvieron las luces. El efecto quedó capturado en secuencia.

En el mundo moderno hemos perdido el cielo nocturno. Es una lástima y una desgracia, porque el alumbrado público excesivo no sólo limita la apreciación de uno de los espectáculos naturales más inspiradores, sino porque altera los ritmos biológicos de la gente y los animales. La International Dark-Sky Association ha compilado recientemente una notable colección de casi 4000 trabajos científicos que así lo demuestran. Hay un resumen con el State of the Science 2022 por si quieren ver lo que sabemos científicamente sobre la contaminación luminosa.

En particular, es un gran desperdicio de dinero. Todos los watts que se van para arriba se pierden, no iluminan a nadie más que a los vapores y nubes de polvo que sobrevuelan las ciudades, pintando los cielos urbanos de naranja. Millones y millones de personas jamás verán el universo en el que vivimos, con la multitud de estrellas y la franja de la Vía Láctea cruzando el cielo. No es difícil, no sólo no cuesta nada sino que ahorra un montón de plata, al menos usar luminarias que apunten sólo hacia abajo.

Por suerte hay cada vez más de estas lámparas, pero todavía se ven muchas instalaciones, incluso en edificios públicos, con reflectores apuntando directamente hacia arriba. 

Aprovecho para compartir una más, que nunca había mostrado. Esta fue en un corte sin aviso. ¡Apenas me dio tiempo a sacar la cámara al balcón y disparar, y volvió el servicio en 10 minutos! Era una noche con alguna nubosidad. Pero salió encantadora la foto del cielo austral estrellado brillando a través de los cirrus. Los edificios están iluminados solamente por la Luna. Parece un paisaje diurno con cielo nocturno, una especie de versión opuesta de la serie de obras de Magritte, El imperio de las luces.

---

Las fotos son mías, pero en mi calidad de Embajador de los Cielos Oscuros, se las presto.

Esto no es una foto

Soy fan de Gaia, el telescopio europeo dedicado a medir la distancia y el movimiento de miles de millones de estrellas. Durante la cuarentena Gaia publicó una versión preliminar de su tercer catálogo, y es un tesoro, una mina de datos a disposición de quien quiera usarlos para desentrañar la forma, la dinámica y la historia de nuestra galaxia. Desde un punto de vista visual me impresionó la siguiente figura:

Si fuera una pintura de Magritte, se podría titular "Esto no es una foto". Porque no lo es: es una representación del flujo luminoso medido por Gaia. Si van a buscar la versión en resolución completa y hacen zoom al máximo, no verán estrellas individuales sino una grilla de puntos de color. Gaia no saca fotos, es un telescopio rarísimo, capaz que otro día cuento más.

En esta imagen es impresionante la red de nubes de polvo que nos rodea. Es una característica de las galaxias espirales, que tienen mucho polvo en el disco, y nuestro sistema solar se encuentra casi en el disco de la Vía Láctea. El centro de la imagen apunta directamente al centro de la galaxia, y podemos ver que está oculto por este polvo oscuro y frío. También podemos ver que hay una región muy brillante por debajo del centro, y que el polvo es más abundante por encima. Es como si el Sol, en lugar de estar exactamente en el disco, estuviera un poco por debajo, y pudiéramos ver un poquito más de las densas nubes estelares del centro galáctico. Al mismo tiempo, si estuviéramos debajo del disco, las nubes de polvo cercanas aparecerían por arriba del ecuador galáctico. ¿Será así? Creo que no, porque si uno busca la posición del Sol en la Vía Láctea, en todos lados dice que estamos algunas decenas de años luz por encima del medio del disco. Muy poquito, comparado con el espesor del "disco fino", que es de algunos cientos de años luz de "alto". Me parece que hay mucha incerteza en esto, de todos modos, porque un paper que encontré dice que estamos a 15∓17 parsecs por encima. ¿Qué significa 15 más/menos 17, por favor? Yo ni me hubiera animado a publicar eso. 

Para complicar el panorama está lo siguiente. Si el sesgo en la cantidad de nubes oscuras fuese un buen indicador de nuestra posición "vertical", deberíamos ver el mismo sesgo en todas direcciones. En particular, en la dirección opuesta al centro (el "anticentro", se llama) también deberíamos verlas más abundantes en el hemisferio galáctico norte. Pero no: es al revés. Usando la imagen de Gaia hice la siguiente comparación, mostrando las regiones alrededor del centro y del anticentro:

¡En el anticentro, las nubes oscuras están corridas hacia el sur galáctico! ¿Qué estará pasando aquí? La verdad que no lo sé. Tal vez sea un efecto local, y alrededor nuestro las nubes de polvo forman una especie de disquito un poco inclinado, y que no está justo en el centro del disco (del "disco fino") de la Vía Láctea. Algo así:

Tal vez este efecto esté relacionado con las estructuras de estrellas brillantes llamadas cinturón de Gould (¡que tiene el mismo sesgo, pasa por el norte del centro y por el sur del anticentro!), u onda de Radcliffe. No lo sé. Busqué y rebusqué y no encontré publicaciones al respecto. Si alguien sabe algo, o si tienen alguna hipótesis disparatada, déjenla en los comentarios.

El agujero negro en el centro de la Vía Láctea

El esperado anuncio de la imagen del agujero negro en el centro de la Vía Láctea me encontró en un congreso (el primero presencial en años), así que no tuve oportunidad de actualizar la nota del sábado pasado, que precisamente trataba sobre el abigarrado centro galáctico. A esta altura todos han visto la foto publicada por el Event Horizon Telescope:

Guau. Sabíamos que estaba allí, pero tener una foto es algo distinto, lo vuelve de golpe más real. Un agujero negro gigante, pesado como 4 millones de soles, capaz de enroscar la luz emitida por la materia caliente que tiene a su alrededor, y que produce esta silueta luminosa. Y que no te digan que no es una foto. Es cierto que no es luz visible, que son microondas de 1.3 mm. Pero las microondas y la luz son lo mismo, sólo que llamamos luz a la radiación electromagnética que podemos ver. Y es verdad que no fue hecha con una lente y una cámara: se usó un radiotelescopio del tamaño del planeta entero, y cinco años de cálculos matemáticos para convertir sus mediciones en una imagen. Pero una foto que hacés con el celu también es el resultado de un cálculo matemático que convierte electrones del sensor de la cámara en figuras de colores en la pantalla. Así que es una foto, qué embromar.

Por supuesto, es irresistible comparar esta foto de Sgr A* (se dice "Sagitario A estrella") con la del agujero negro central de M87, que "pesa" mil veces más. Fue observado durante la misma campaña en 2017 pero publicado mucho antes, en 2019. Acá están (ambos a la misma escala):

 Curiosamente, los dos son casi iguales en el cielo: miden unos 50 millonésimos de segundo de arco (como una pelo a 1000 kilómetros). Son parecidos, pero diferentes. Son parecidos, porque los agujeros negros son en el fondo todos iguales: son geometrías, más que objetos, soluciones de las ecuaciones de la Relatividad General. Pero lo que vemos no es el agujero negro, por supuesto, sino luz de la materia supercaliente, superrápida, en órbita a su alrededor. El anillo de M87* es bien circular, pero el nuestro está achatado. Y tiene tres regiones brillantes igualmente espaciadas, en lugar de las dos bien distintas del de M87. ¿A qué se deben estas peculiaridades? El movimiento de esta materia se encuentra entre los problemas más difíciles de la física: está descripto por la magnetohidrodinámica generalrelativista (GRMHD), que combina (léase con tono irónico) la naturaleza intuitiva de las ecuaciones de Maxwell con la sencillez de las ecuaciones de Navier-Stokes y lo baladí de la Relatividad General. Los autores argumentan que sus cálculos no son definitivos, pero la forma observada es compatible con un disco de materia completamente ionizada, con los electrones y los iones débilmente acoplados (así que pueden tener diferentes temperaturas en distinas regiones), y con los electrones produciendo la totalidad de la radiación por efecto sincrotrón. Estos cálculos pueden ser comparados con la observación, y muestran un ejemplo:

La imagen de la izquierda es una instantánea computada, la del medio un promedio temporal observado con la cadencia propia del EHT, y la de la derecha una reconstrucción de una hipotética observación de ella. En video el mejor modelo se ve así:

Este tipo de cómputos permite concluir que el agujero negro gira en la misma dirección que el disco de materia (y no muy rápido), que su eje de rotación está apenas inclinado hacia nosotros (lo vemos casi "de costado"), que se come entre 10^-9 y 10^-8 masas solares por año, y que radia 10³⁸ ergios por segundo (los astrónomos se empeñan en medir la energía con una unidad pequeñísima como el ergio, que encima no es del Sistema Internacional). La intensidad de la depresión oscura central, además, apoya la existencia de un horizonte de eventos; en otras palabras, que es realmente un agujero negro y no un objeto ordinario simplemente muy masivo (o una singularidad desnuda, o una estrella de bosones, o un agujero de gusano, qué sé yo). Es un agujero negro de Kerr común y corriente. Los cálculos permiten además visualizar el objeto que mejor se ajusta a las observaciones de maneras vistosas que ya no son "representaciones artísticas" sino modelos astrofísicos tridimensionales:

¿Y por qué se ve tan "fuera de foco"? ¿No lo pueden hacer mejor? Hay que decir que es tal como lo esperábamos, dado el diseño actual del EHT y las observaciones indirectas anteriores. Pero con longitudes de onda menores, o con más radiotelescopios, se podrá mejorar la resolución. Y también con telescopios fuera de la Tierra. ¿Se imaginan agregando un radiotelescopio en la Luna? ¡Aaaaaahhhh!

La razón por la cual esto llevó tanto tiempo (más del doble que para producir la imagen de M87*) es que, al ser más chico, la materia en órbita está más cerca y se mueve mucho más rápido (imaginen Mercurio y Júpiter, por ejemplo). El EHT observó Sgr A* durante 5 días, uno de los cuales coincidió con una explosión en rayos X (algo que Sgr A* hace cada tanto, y por supuesto fue monitoreado en paralelo). La imagen publicada corresponde a la observación del 7 de abril, y esperamos que en el futuro haya un mini video con las 5 observaciones. Incluso en su estado "tranquilo", Sgr A* es muy variable, con fluctuaciones de intensidad en escala de minutos (en comparación con los meses que le lleva a M87*). Esta es la "curva de luz" del 7 de abril:

Para finalizar, y completando la imagen que muestra la región del centro galáctico de la semana pasada, aquí está una versión actualizada con la nueva foto de Sgr A*. Noten la escala: la imagen total mide 20 grados de ancho (como una mano abierta con el brazo extendido). El pedacito de MeerKAT de Sgr A de la semana pasada mide 3 grados de ancho. A la misma escala Sgr A* sería menos de un pixel, así que está enormemente zoomeado 5000 veces:

Los agujeros negros "normales", de masa estelar, que hay en la Vía Láctea, son demasiado pequeños aun para el Event Horizons Telescope. ¡Es un telescopio para observar sólo dos objetos! Pero estos agujeros negros alimentan algunos de los fenómenos más energéticos del universo, y parecen haber jugado un rol crucial en la formación de las galaxias. Nunca los habíamos visto. Estoy seguro de que es un enorme avance para varias áreas de la astrofísica. Por otro lado, el logro tecnológico en sí mismo seguro que dará lugar a una multitud de avances en instrumentación, como suele ocurrir.

---

El artículo de donde extraje casi todos los detalles es el primero de una serie de seis:

Event Horizon Telescope Collaboration, First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole in the Center of the Milky Way, The Astrophysical Journal Letters, 930:L12 (2022).

Las imágenes son de los boletines de prensa de ESO y del paper. El modelo 3D es del paper V ("testing astrophysical models"). La composición final es de EHT+MeerKAT+APEX/ATLASGAL, hecha por mí.

Varios de los links en la nota llevan a preciosos e ilustrativos videos que están en material suplementario del anuncio. Búsquenlos.