El rayo de Herschel

Hace 11000 años, no lejos de Jericó, a alguien se le ocurrió por primera vez plantar trigo, moler el grano, y hacer pan. Fue la más profunda revolución en la historia humana, tal vez más que la industrial, la electrónica, o la inteligencia artificial. Como para celebrar el acontecimiento, en el cielo apareció una estrella nueva, que llegó a ser brillante como la Luna. Fue una supernova: el final explosivo de una estrella mucho más masiva que el Sol. A 900 años luz de distancia, fue una de las más cercanas a la Tierra en tiempos recientes. La explosión destrozó la estrella, y hoy podemos ver una enorme nebulosa, el SNR de Vela, de unos 8 grados de diámetro, en forma de burbuja caótica, expandiéndose en su lugar. Es muy tenue, no se ve nada a simple vista ni en telescopios, pero en fotos de larga exposición es impresionante:

Las estrellas brillantes en esta foto son Regor y Suhail, ambas de segunda magnitud en la constelación de las Velas. Entre ellas hay 11 grados (como un puño con el brazo estirado), y el zafarrancho de la explosión son los filamentos rojos y azules que ocupan todo ese espacio. Marqué también la posición del púlsar de Vela, la estrella de neutrones que resultó de la supernova. Es un objeto interesante en sí mismo, tal vez en otro momento volvamos sobre él.

Pero hoy quería focalizarme en NGC 2736 (también marcada), un pedacito de filamento del resto de supernova, que es su parte más brillante. "Más brillante" entre comillas. Fue descubierta por John Herschel en 1835, quien la describió como:

«eeF, L, vvmE (en su notación: muy extremadamente tenue, grande, muy  muy muy extendida); un rayo extraordinariamente largo y delgado, de luz excesivamente tenue. Al menos 20 minutos de largo, extendiéndose mucho más allá de los límites del campo.»

Es imposible ver este objeto en mi telescopio, nunca intenté fotografiarlo, y jamás se me hubiera ocurrido hacerlo desde el balcón de casa en medio de las luces urbanas del centro de Bariloche. ¿Pero con el Seestar S50? ¿Por qué no? Así que en cuatro sesiones, en febrero y en marzo, acumulé unas 4 horas de exposición, y quedé sorprendido:

Ahí está. incluso con sus colorcitos que delatan la presencia de hidrógeno (rojo) y oxígeno (verde). La presencia de hidrógeno es una señal de que la supernova fue de tipo II: una estrella gigante al final de su vida, pero todavía con una envoltura substancial de hidrógeno, y no de tipo Ia: la detonación de una enana blanca, que ya no tiene nada de hidrógeno, y es puro carbono y oxígeno. Estas explosiones son las que reciclan, en el medio interestelar, los elementos forjados en el núcleo de las estrellas, haciéndolos disponibles para las generaciones sucesivas de estrellas, planetas... y gentes. Así salieron nuestros propios átomos de las entrañas de una supernova, de muchas supernovas, hace miles de millones de años.

NGC 2736 se llama a veces nebulosa Lápiz, aunque "el Rayo de Herschel" sería un nombre mucho mejor.  La Wikipedia dice que se está moviendo a 644000 km por hora. Multiplicando esa velocidad por 11000 años, da un desplazamiento de unos 6 años luz (aunque seguramente no se ha movido a velocidad constante). 

Y aunque las comparaciones son siempre odiosas, pongo también una foto hecha con el telescopio MPG/ESO de 2.2 metros en La Silla, Chile. Tiene una cámara de 67 Mp, no de 2 Mp como el S50, una apertura 2000 veces más grande, y está a 2400 m de altura en el desierto de Atacama. Poderoso el chiquitín.

Desde Jericó no se vio la supernova, ni siquiera con la precesión de los equinoccios de hace 11000 años, así que el primer panadero no la vio. Por si quieren ubicar esta región en el cielo, les dejo una imagen de Cartes du Ciel, donde puse mi foto. Si alguien quiere observar con sus propios ojos estos objetos, se recomienda un telescopio de 16 pulgadas y un filtro OIII.

---

La imagen del SNR de Vela es de DSS/Gendler/Colombari (salió en APOD en 2019). La de NGC 2736 es de ESO.

El sandwich del vampiro

Me encanta cuando los astrónomos les ponen nombres de fantasía a sus descubrimientos, como el Homúnculo de Gaviola, por ejemplo. Los nombres pueden parecer caprichosos, pero responden a una necesidad real: hablar de las cosas. Los objetos astronómicos ancestrales tienen nombres: las constelaciones, las estrellas, los planetas, e incluso encantadoras historias que ayudan a fijarlos en la memoria. Los objetos de la astronomía moderna tienen, en cambio, designaciones de catálogo. Son igualmente eficientes para identificarlos de manera unívoca, pero son absurdos para hablar de ellos. Así que cuando una astrónoma uruguaya y uno transilvano descubrieron juntos un objeto interesante, identificado como IRAS 23077+6707, lo bautizaron... ¡el Chivito de Drácula!

El Chivito (DraChi le dicen en el paper, pero yo voy a decir Chivito) es un disco protoplanetario. Es decir, es una estrella joven que está formando a su alrededor un sistema planetario. El material que acabará en los planetas es por ahora un disco grueso de polvo oscuro, con material más brillante a uno y otro lado. Es el más grande de su tipo jamás observado, y lo vemos casi justo de canto, de manera que parece un sandwich, un chivito uruguayo (lo que en Argentina, en Córdoba en particular, se llama "lomito"). Por arriba y por debajo del disco de polvo, el material brillante y menos denso es inusualmente caótico y forma varias estructuras en forma de filamentos o, para decirlo directamente, de colmillos de un vampiro, que parecen ser el envoltorio nebular que dio origen a la estrella, y que se encuentra en proceso de disiparse. 

El Chivito se encuentra a 1000 años luz de nosotros, en la constelación de Cefeo (no la vemos desde acá, está al norte de Andrómeda). Mide como 3200 unidades astronómicas de diámetro (50 veces el sistema solar hasta el cinturón de Kuiper, o de Fernández, ya que estamos de temática oriental), y tiene una masa de un quinto del Sol. La estrella central es el doble de masiva que nuestro Sol. No está asociado a ninguna de las grandes regiones de formación estelar, pero está cerca del borde de lo que parece ser una burbuja de expansión de una supernova, cuya compresión tal vez disparó la formación de la nueva estrella y su sistema. 

En definitiva, el Chivito de Drácula es un objeto excepcional para estudiar la formación de sistemas planetarios, algo que se entiende a grandes rasgos pero que tiene todavía muchos huecos (¿cómo se pasa del metro de diámetro? ¿a dónde va a parar el momento angular? ¿cómo termina la etapa colisional? ¿eh?). No es el primer objeto de este tipo que se conoce, pero son muy pocos. Un ejemplo anterior es la Hamburguesa de Gómez, descubierta por el chileno Arturo Gómez:

Siendo chileno, no sé por qué no lo llamó completo. El Completo de Gómez; he ahí una oportunidad perdida. Como ven, hay una temática gastronómica que se repite. No veo la hora de que un astrónomo argentino estudie uno y le ponga por nombre Choripán. 

 

---

El paper original es: Ciprian Berghea (el transilvano), ... Ana Mosquera (la uruguaya), et al., Dracula’s Chivito: discovery of a large edge-on protoplanetary disk with Pan-STARRS, ApJL 967 L3 (2024).  Entre los autores hay uno, Thomas Petit, que se identifica como "Amateur astronomer". Las fotos allí son más feas que la que hizo el telecopio Hubble en 2025. 

Tanto la foto del Chivito como la de la Hamburguesa son de NASA/ESA/STScI/HST. 

Ese es mi pollo

En el cielo austral hay muchas maravillas. Hay tantas, de hecho, que algunos objetos que serían notables en otra parte del cielo, pasan casi desapercibidos. Es el caso de la nebulosidad que rodea Lambda Centauri, una estrella de tercera magnitud que se encuentra entre Acrux y la Nebulosa de Carina.

Lambda Cen es una estrella de clase B, pero fronteriza con las A, y se la ve casi blanca. Es bastante cercana (470 años luz), y su posición y movimiento la caracterizan como miembro del enorme Cinturón de Gould que rodea el sistema solar. La nebulosa que la rodea tiene varias partes y números de catálogo. La región alrededor de la estrella se designa IC 2944. La parte más brillante, que abraza un cúmulo de estrellas, es IC 2948. Todo el conjunto está mucho más lejos que Lambda Centauri, a 6500 años luz, en el brazo de Carina de la Vía Láctea, como su vecina nebulosa de Carina. 

El cúmulo de estrellas de IC 2948 se formó, hace pocos millones de años, a partir del material de la propia nebulosa. Hoy en día son estrellas jóvenes, que brillan intensamente en radiación ultravioleta, y producen la característica fluorescencia roja del hidrógeno de la nebulosa. Pero la formación estelar no se ha detenido. En la foto pueden verse varias regiones pequeñas y bien oscuras:

Estos glóbulos son las partes más densas del mismo material interestelar, que se encuentran colapsando, por su propia gravedad, y en su interior van a formar nuevas estrellas (si la radiación del cúmulo no los disipa antes). En esta imagen del Very Large Telescope son espectaculares:

Estos fragmentos compactos y oscuros de una nebulosa se llaman, en general, glóbulos de Bok. Pero estos, por su descubridor, se llaman glóbulos de Thackeray. David Thackeray fue un astrónomo de Cambridge que hizo casi toda su carrera en Sudáfrica. En la década de 1950 descubrió estos glóbulos, y también estudió la nebulosa que rodea la estrella Eta Carinae, menos de 10 grados hacia el oeste. En su forma identificó una barba, pero como sabemos, el nombre que se consagró fue el que le puso, en la misma época, nuestro Enrique Gaviola: el Homúnculo. 

Alguien vio una vez, no sé si en las estrellas del cúmulo o en la silueta de la nebulosa, la figura de un pollo corriendo, y a la nebulosa le quedó el nombre Running Chicken. Yo la verdad que no lo veo. Pero me hizo gracia que, en una inesperada vuelta de tuerca, descubrí en mi foto una nebulosa planetaria, que es el otro extremo de la vida de las estrellas, la fase final de estrellas como el Sol: 

Por supuesto, la descubrí para mí: ya estaba descubierta. Y resulta que su nombre de catálogo es Hen 2-78, y hen significa gallina. Relindo, la gallina y el pollo que se le escapa. 

 

---

La foto fue la primera luz de mi nuevo Seestar S50 operando en modo ecuatorial, y también la primera luz del modo mosaico. Qué maravilla, hace todo el stacking y la composición de manera interna. Hice la foto en el Centro Atómico Bariloche, con mi amigo Eduardo Andrés, una linda noche en que además vimos pasar un cohete chino recién lanzado, emitiendo una encantadora pluma de gases brillantes. Pollo, gallina, pluma...

La designación Hen 2-72 corresponde a un catálogo compilado por Karl Henize, astrónomo y astronauta americano. También se la designa PN Hf 69.

Lamassu microscópico

Cuando conté sobre la estrella enana roja más brillante, que se encuentra en la constelación austral del Microscopio, comenté que se trata de una de las regiones más pobres del cielo: ¡sus estrellas más brillantes son apenas de magnitud 5! Y, por encontrarse lejos del plano de la Vía Láctea, tampoco tiene objetos notables del cielo profundo. Así que no tuve mucho para comentar sobre ella. Sin embargo, encontré recientememente que tiene un objeto extraordinario, descubierto recién en 2023 por un par de aficionados, uno de los cuales sospechó su existencia revisando un survey en ultravioleta, y el otro la encontró de casualidad haciendo fotos con un pequeño teleobjetivo de 135 mm. Lo bautizaron Lamassu, y les llevó 1 año y medio y 400 horas de exposición en telescopios en dos continentes, para retratarlo así:

Esta notable nebulosa tiene todo el aspecto de ser un resto de supernova, con filamentos de oxígeno e hidrógeno ionizados, ocupando unos extraordinarios 9 grados en el cielo. La nebulosa se extiende más allá de lo que muestra esta fotografía, de 3 grados de ancho. La foto es, además, de una belleza y calidad inusuales. El siguiente es un recorte que uno de los autores posteó en su cuenta de Instagram, y que muestra la delicadeza de los filamentos de gas brillante, el abundante polvo de la región, y hasta una lejana galaxia espiral:

En Astrobin cuentan la historia del descubrimiento y la complicada exposición, y muestran varias imágenes de campo amplio, donde sospechan que se encuentran otras partes de la nebulosa. La siguiente animación corresponde a un survey de H-alpha, en la cual señalan una cantidad de filamentos que podrían ser parte de ella:

Microscopio es una constelación tan pobre, que la estrella más brillante de la foto es 6 Piscis Austrini, una estrella de sexta magnitud de la constelación de al lado. La posición de Lamassu en el Microscopio es la siguiente:

Dicen los autores que, si se confirma su naturaleza como un resto de supernova, sería la que tiene la latitud galáctica más elevada, a más de 40 grados. Esto es extremadamente raro, ya que la mayor parte de las supernovas ocurren cerca del plano medio de la galaxia, donde están las regiones de formación estelar. Las estrellas más masivas viven poco, y acaban explotando cerca de donde nacieron. Cabe sospechar que su posición se debe a que es muy cercana. ¿A qué distancia estará? ¿Cuándo habrá explotado? ¿Habrá afectado de alguna manera la vida en la Tierra?

El nombre que eligieron para la nebulosa se debe a la forma de ala que tiene la parte más brillante, y que se parece a las alas del personaje mitológico asirio Lamassu, un toro o león alado, con cabeza de señor barbudo, que aparece en muchos portales como guardián y protector de ciudades o palacios:

---

Las fotos de la nebulosa Lamassu son de Brian Falls, Marcel Drechsler y Aygen Erkaslan.

La foto del Lamassu asirio es del usuario Trjames en Wikipedia.

La explosión de Orión

Hace unos meses se publicó una notable imagen de la región central de la Nebulosa de Orión, vista por el telescopio Webb. Es una imagen familiar, pero también distinta. Webb, usando el poder de la radiación infrarroja, es capaz de ver dentro del polvo que llena la nebulosa, y también ver la filigrana de polvo que delata el pasado caótico y dinámico de esta enorme región de formación estelar. Hice una combinación de las dos bandas infrarrojas, usando las longitudes de onda más largas como capa de luminosidad sobre la del infrarrojo cercano. Es una imagen gigantesca, 100 veces más grande que la que voy a mostrar acá:

Cerca del centro vemos el Trapecio, y lo vemos como lo que en realidad es y raramente vemos: un cúmulo muy rico de muchas estrellas jóvenes. La gruesa franja diagonal es el frente de ionización que ya hemos comentado en otra oportunidad. Pero lo más notable, y que me llamó la atención inmediatamente porque no la conocía, es una estructura en forma de explosión, un poco arriba y a la derecha del Trapecio:

Los dedos de la explosión parecen surgir de una estrella excepcionalmente brillante, que en el infrarrojo lejano que el Webb puede ver, supera a las luminarias del Trapecio, vean:

Esa fuente infrarroja tiene la luminosidad de unos 20 mil soles, y se llama objeto BN (Becklin-Neugebauer). Es invisible en luz visible por estar embebida en una parte densa de la nebulosidad, y parece ser una estrella joven expulsada del Trapecio hace unos 4000 años, por interacciones gravitatorias en su componente más grande y brillante, Theta 1 Orionis C, una gigantesca estrella de 40 masas solares. Hay junto a él otro objeto muy oscurecido, sólo visible en radio, llamado Source I (parece ser una estrella de 22 masas solares), que habría sido expulsado por BN hace apenas 500 años. Son todas estrellas enormes las que hay en esta región, y todas ellas parecen haber contribuído al intenso flujo de gas que vemos en infrarrojo como una explosión, llamada región KL (Kleinmann-Low). Así la ve Alma en radio de longitud de onda milimétrica, un poco más allá del infrarrojo lejano de Webb:

Toda la región está siendo intensamente estudiada en los últimos años, gracias a los nuevos instrumentos que ven más allá del rojo, y encontré muchos trabajos publicados sobre este fenómeno poco conocido en el medio de una región tan familiar del cielo, tan visitada por aficionados y astrofotógrafos. 

Los dedos, en la imagen de Webb, se ven magníficos, así que pongo una imagen en más resolución para mostrar un detalle (imagen rotada respecto de la original):

Estos dedos son el resultado de una explosión descomunal, con la energía de un milésimo de supernova. Sabemos mucho de explosiones al final de la vida de las estrellas, pero prácticamente nada de las que, como ésta, ocurren durante su nacimiento. Se trata de un fenómeno poco entendido que ocurre durante la formación estelar, en particular en regiones de nacimiento de muchas estrellas simultáneamente. Los dedos son ondas de choque en el medio interestelar, pero incluso su propia dinámica sólo recientemente ha sido modelada físicamente, gracias a los avances de instrumentación que permiten la visualización detallada. Todavía no vi trabajos detallados con los resultados del Webb, pero seguramente será una contribución importante a la comprensión del fenómeno.

Para comparación, hice un recorte de la misma región vista por el telescopio Hubble en luz visible. Vean qué pocas estrellas se ven, a diferencia de la imagen del Webb, y nada de la explosión KL.

 

---

Las imágenes del Webb son de NASA/ESA/CSA. La imagen de radio es de ALMA, similar a la del paper: Bally et al., The ALMA view of the OMC1 explosion in Orion, arXiv:1701.01906v3 (pero la descargué de Wikipedia porque estaba en colores).

El pulso del cangrejo

El telescopio Webb publicó hace poco una imagen extraordinaria de la Nebulosa del Cangrejo, un resto de supernova que puede verse sin dificultad en la constelación de Tauro, ideal para el verano austral, agéndenla. Aunque uno no supiera nada de las explosiones de supernova, se haría una idea con este zafarrancho de 5 años luz de diámetro:

Como todas las del Webb, la imagen está hecha a partir de la radiación infrarroja, que destaca principalmente el polvo (silicatos y compuestos de carbono) que forman la compleja estructura de filamentos. Llenando el espacio entre ellos se ve una niebla blancoazulada, resultado de la radiación de sincrotrón, que emiten electrones libres girando como locos en el campo magnético de la nebulosa.

Este campo se origina en el objeto central, una estrella de neutrones, que es lo que queda del núcleo de la estrella que explotó. Un recorte de la imagen de máxima resolución, la muestra en medio de un vórtice de radiación:

Los arcos concéntricos que se pueden ver en esta tenue niebla se deben a que la estrella de neutrones no está quieta, sino que pulsa: es un púlsar. Así de inocente como se ve, vale la pena cerrar los ojos, contener la respiración y tratar de imaginárselo: tiene la masa del Sol, comprimida al tamaño de una montaña, y gira a la velocidad de una licuadora. 

Pueden volver a respirar. 

Las estrellas de neutrones son increíbles. Durante el colapso del núcleo de la estrella que le da origen, los electrones de los átomos se meten dentro de los núcleos, combinándose con los protones para formar neutrones y una cantidad descomunal de neutrinos, que en su paroxismo explosivo (nada detiene un neutrino) desgarran todas las capas exteriores de la estrella, formando el caos filamentoso que vemos en la foto. El colapso sólo se detiene gracias a la degeneración de los neutrones, similar a lo que ocurre en las enanas blancas que ya hemos contado. Durante esta contracción tan extraordinaria, la rotación del núcleo se acelera muchísimo por la conservación del momento angular, como cuando una patinadora aprieta los brazos contra el cuerpo, pero en una escala millones de millones de veces mayor. Si el Sol, que mide un millón de kilómetros de diámetro y da una vuelta por mes, se achicara hasta medir 10 km de radio, acabaría girando a \((500000 \mbox{ km}/10\mbox{ km})^2\times 1\mbox{ vuelta}/(30 \mbox{ días} \times 86400 \mbox{ segundos/día}) = 965\) veces por segundo. Es lo que le pasa a las estrellas de neutrones. Si bien no son tan rápidas, esa es la magnitud de lo que ocurre; el púlsar más rápido que se conoce gira 716 veces por segundo. El del Cangrejo pulsa 30 veces por segundo. Una estrella girando como una minipimer, ponele.

Los púlsares fueron descubiertos aquí, en Cambridge, a un par de kilómetros de donde me encuentro escribiendo estas líneas. En la década de 1960 dos astrónomos del Laboratorio Cavendish, Martin Ryle y Antony Hewish, inventaron unas técnicas que les permitieron hacer radiotelescopios con resolución similar a la de los telescopios ópticos. Pero no se imaginen enormes parabólicas como las de la película Contact; sus antenas parecían campos para sembrar lúpulo: líneas de postes de madera con un tendido de alambres entre ellos. Finalmente hicieron uno enorme: el Four Acres Telescope (cuatro acres son unas dos hectáreas).

La mayor parte de la construcción y la puesta en funcionamiento estuvo a cargo de la chica irlandesa que vemos en la foto. Se llama Jocelyn Bell, y estaba haciendo su trabajo de doctorado con Hewish. En julio de 1967 terminó de construirlo, lo puso a andar, lo calibró y empezó a medir. A medir quasars, que para eso lo habían construido, y que eran la especialidad de Cambridge. Un día de verano registró algo raro, viniendo de un pedacito de cielo en la constelación de Vulpecula.

Pasaron meses, y el 28 de noviembre (esta semana se cumplen 56 años) la midió de nuevo. "The weather was very cold", dice en la página 222 de su tesis.

Cambiando la velocidad del registro (que se hacía con una lapicera sobre papel, en ese entonces) notó que era una señal repetitiva, un pulso cada 1.34 segundos, con enorme exactitud. 

Los radiotelescopios, por supuesto, son muy susceptibles a detectar señales espurias de origen artificial, porque muchos aparatos y máquinas producen ondas de radio. Pero rápidamente Bell pudo descartar un origen terrestre o astronáutico de su anomalía, ubicándola a por lo menos 200 años luz. Como parecía artificial, de manera preliminar la designó LGM-1, little green men one (en el registro dice CP 1919, por Cambridge Pulsar RA 19h 19', pero en la tesis cuenta lo de LGM). De todos modos en el trabajo que publicaron en seguida (salió en febrero de 1968), ya conjetura que seguramente se trata de una estrella de neutrones, y arriesga que está pulsando radialmente (hoy sabemos que están girando). Antes de fin de año había encontrado otra. Y el 7 de enero, primer día después de las vacaciones de invierno, encontró dos más. El sueño de cualquier estudiante de doctorado: descubrir un nuevo fenómeno de la naturaleza. Good for her.

En 1974 Hewish y Ryle recibieron el Premio Nobel en Física por el descubrimiento de los pulsars. Fue un escándalo. ¿Por qué no habían incluido a Bell? Fred Hoyle, respetadísimo y controversial astrofísico de Cambridge fue uno de los que más se indignaron. Empezaron a llamarlo "el premio No-Bell". Ella siempre dijo que fue porque era estudiante, no porque fuese mujer. Mmmmnosé.

De todos modos, Bell recibió muchísimos otros reconocimieentos, tanto académicos como del Estado. Y en 2018 le dieron el premio Breakthrough, de 3 millones de dólares, que donó integramente para fomentar la participación en la ciencia de las minorías menos representadas. ¡Bravo!

La nebulosa de la Nebulosa de Orión

«Que se quede el infinito sin estrellas.»
Trío Los Panchos, Piel canela

El día que nos encontramos en la Costanera para observar el cometa ZTF, mi amigo y astromago Javo Fabris me contó sobre el programa StarNet, que remueve las estrellas de las fotos astronómicas. Me encantó, y lo apliqué a la foto de la Nebulosa de Orión que mostré hace poco. Acá está la nebulosa, sólo la nebulosa de la Nebulosa de Orión:

Como comenté en aquella ocasión, las estrellas suelen salir demasiado grandes en las fotos astronómicas. Hay tres razones principales: la inestabilidad de la atmósfera (el seeing, siempre malo en Bariloche), el diseño del telescopio (el límite de difracción), y la precisión del guiado (mi mayor limitación). Así que esta técnica nos permite disfrutar de la encantadora nube cósmica sin que nos distraigan exageradas estrellas. Algunas partes de la Nebulosa de Orión tienen nombres propios que se usan de manera más o menos informal:

Lo que vemos con el ojo en el ocular son las partes más brillantes y más verdeazuladas de esta nube de gas y polvo interestelar. El color verdoso de ambas alas y de la región de Huygens (donde está el Trapecio) suele ser apreciable. Pero hace poco, usando mi telescopio de 20 cm en un sitio muy oscuro, por primera vez en mi vida alcancé a distinguir un rojo muy profundo, muy al límite de mi visión, junto al Ala este.

El nombre de la nube oscura de donde parten ambas alas alude a un pez escalar o ángel, que alguna gente reconoce en la silueta de M 42. Esta necesidad de darles nombres a las partes de un objeto complejo es natural, y sirve para intercambiar información y apreciaciones entre observadores sin tener que decir "la partecita finita de acá" o la "cosa redonda de allá". Hace 200 años John Herschel trató de sistematizarlo para esta nebulosa, comparando las descripciones que habían hecho observadores anteriores. Su propio dibujo está muy bueno, y me gusta que tiene las estrellas chiquititas, como las vemos en el ocular. Aquí lo comparto, invertido y negativo del original. ¿Ven el pez?

En su artículo, Herschel describe la silueta como «la cabeza, hocico y mandíbulas de algún monstruoso animal —un parecido ya sugerido por [Guillaume Le] Gentil». Y también deja una versión anotada, con la nebulosa apenas delineada, con su propuesta de nombres (acá sin invertir, para que se lea el texto):

Allí bautiza la Boca del pez como Fauces seu Sinus magnus, es decir Garganta o Gran bahía. Este último nombre todavía puede encontrarse en algunas cartas topográficas, como ésta de Patricio Domínguez Alonso:

La filigrana oscura de la Boca del pez (y el resto de la nube oscura que separa M 42 de M 43) es medio fantasmagórica, y hoy podríamos llamarla el Dementor. En fotos del Hubble es magnífica.

La Barra (que aquí vemos cerca del borde inferior del recorte) es interesante. Es una de las regiones más brillantes, y marca una transición muy brusca entre la zona verde y la roja. Hay allí un verdadero acantilado (que vemos desde arriba) que nos muestra la burbuja de gas ionizado por la radiación de las estrellas azules del Trapecio. Es un "frente de fotodisociación": del lado verde el gas es hidrógeno ionizado, mientras que del rojo es hidrógeno molecular e hidrocarburos. Una imagen súper reciente del telescopio Webb (no difundida oficialmente) muestra esta región en detalle jamás visto:

Para terminar, otra región interesante se encuentra del lado de la Vela. Un fenómeno ubicuo en la naturaleza, desde la formación de nubes en forma de onda, o rulos en el mar o en la atmósfera de los planetas gigantes, u olas en el mar. Es una inestabilidad de Kelvin-Hemholtz, que forma ondas en la superficie de la nebulosa, allí donde "sopla" el viento estelar (del Trapecio, que está bastante lejos hacia la izquierda, a varios años luz).

Esta imagen contiene información infrarroja (del Telescopio Muy Grande), ya que en luz visible las ondas no se destacan tanto. Pero con ganas se pueden adivinar incluso en mi fotito:

¡Habrá más sobre la Nebulosa de Orión, próximamente!

---

El paper de Herschel es Account of observations made with a twenty-feet reflecting telescope, y está disponible online. De allí son sus dos ilustraciones.

La topografía de M 42 es de Patricio Domínguez Alonso (2011). Domínguez Alonso fue un paleontólogo español, gran amante de la astronomía y divulgador científico.

El paper sobre las ondas KH es: Berné et al., Waves on the surface of the Orion Molecular Cloud, Nature (2010) (disponible también como arxiv.org/abs/1011.0295).

Hay un par de recortes de fotos del Hubble, del Webb y del VLT, fácilmente reconocibles (más que nada por el numero de puntas de las estrellas: 4, 6 y 0). Las demás fotos son mías.

El cúmulo de Orión

«The most remarkable of the nebulae are, that in the
sword-handle of Orion, and that in the girdle of Andromeda.»
John Herschel, Account of Observations (1826)

¡Se me acaba el verano y no publiqué nada sobre la constelación estival favorita de los aficionados australes! Hice una foto de la Gran Nebulosa de Orión, una noche con bastantes dificultades técnicas, en el observatorio de mi amigo Daniel Chiesa, en Ñirihuau Arriba. Con mi propio telescopio, fui sólo de visita, eh, así que todo culpa mía. Pero unas exposiciones que hice de Orión salieron sorprendentemente buenas (debe haber sido mérito de Marcelo Álvarez, que me ayudó). Así que las procesé, y aquí está la foto:

Ya sé: guau, buenísima, ¿cómo la hiciste? ¿esos colores son reales? ¿es como la veríamos de cerca? etcétera etcétera. Me ocuparé de algunas de esas cuestiones otro día. Para hoy rescaté algunas estrellas individuales, que vemos siempre mezcladas en el ordenado caos nebular de Messier 42.

Hace poco, en una velada con amigos desde un lugar extremadamente oscuro, estuvimos observando la nebulosa a través del telescopio. Y lo que se ve con el telescopio es muy distinto de una foto. Tal vez lo más llamativo sea lo pequeñas que se ven las estrellas, apenas chispitas de luz azul, infinitesimales, sobre el terciopelo nebular. Las fotos son muy lindas y coloridas, pero son otra cosa. Y ninguna de las técnicas que conozco para "achicar las estrellas" en post-procesamiento se acerca siquiera a algo parecido, así que las dejé como estaban.

Las estrellas que vemos aquí (y muchas más) forman parte de un gigantesco racimo estelar que a veces se llama Cúmulo de la Nebulosa de Orión. Todas ellas nacieron en, y del, Complejo de Orión, una de las grandes regiones de formación de estrellas de la Vía Láctea, y la más cercana a nosotros (1400 años luz). La Nebulosa de Orión (M 42) es una especie de burbuja reventando en una de sus componentes, llamada Orión A (en Orión B están la Llama y la Cabeza de caballo, junto a la estrella Alnitak, y hay más nubes, abarcando toda la constelación de Orión).

Las responsables del reventón que nos permite ver dentro de Orión A son miembros de la notable estrella múltiple Theta 1 Orionis, conocida como el Trapecio. ¡Se ven tan bien en el telescopio! Aquí se las muestro en una foto anterior:

La más brillante, la C, es la responsable de casi todo el brillo de la Nebulosa de Orión. Pero no son siquiera las 4 que vemos en el telescopio, ni las 6 que se distinguen en esta foto. El Trapecio es un cumulito más que una estrella múltiple: una veintena son las más brillantes, pero hay un centenar más de estrellitas. Son las recién nacidas del Cúmulo de Orión, tienen menos de un millón de años, y su berrinche de viento estelar y ultravioleta está erosionando el gas y polvo del que nacieron. 

Junto a ellas, Theta 2 Orionis forma un triplete de estrellas alineadas, también de menos de un millón de años (la más brillante es de magnitud 5, comparable a Theta 1 Ori C). Cuando las vemos en el telescopio, inevitablemente todo el mundo cree que son las Tres Marías. ¡No son! Todas las estrellas (y la nebulosa) de mi foto de arriba, TODAS ellas, son lo que a simple vista vemos como una única estrellita de morondanga en medio de la Daga de Orión. Las Tres Marías están cerca, pero a otra escala. Lo que revela un telescopio es increíble, imagínense cómo se habrá caído sentado Galileo, si nos pasa a nosotros que ya sabemos todo sobre la vida, el universo y todo lo demás. Esta es la Daga entera, que a simple vista es tan poca cosa, apenas tres estrellitas:

La otra estrella bien brillante de la región es Nu Orionis, responsable del brillo de M 43 (que parece separada de M 42 por una nube fría y oscura que se interpone, pero forma parte de la misma nebulosa). Es una estrella de magnitud 4 (comparable al Trapecio entero), así que podríamos verla individualmente a ojo desnudo, si su luz no se mezclara con la de sus numerosas vecinas. Es también una estrella joven, pero no tan joven como las del Trapecio. En medio de la nube oscura se destaca solitaria una estrella muy roja: Brun 862, con un índice de color 2.37. Se trata de una supergigante roja (una estrella pesada al final de su vida, como Betelgeuse o Antares). Así de roja como se la ve, es una estrella de clase K, que debería verse más bien anaranjada (con B-V 1.5). Si quieren buscar una parecida, busquen Pi Puppis, a mitad de camino entre Sirio y Canopus. A Brun 862 la vemos mucho más roja porque está dentro de la nube de polvo, como cuando vemos el Sol a través del humo de un incendio. 

Para el otro lado que estas dos vemos, en medio de una región con menos estrellas, a V 372 Orionis. No sé si me gusta porque es miembro de una clase de estrellas jóvenes de brillo irregular llamadas "variables Orión", o porque vive en medio de una zona que combina los colores azul y rojo de la nebulosa de manera encantadora. Es algo irresistible para un cuervo:

Me da la impresión de que esta parte de la nebulosa podría estar brillando por reflexión de la luz estelar, y no por fluorescencia como casi todo el resto. Pero tal vez me equivoque. Si alguien lo sabe, que comente. 

La última estrella notable que marqué, T Orionis, también es una variable Orión, una estrella muy joven de brillo irregular. En este caso se trata incluso de una estrella pre-secuencia principal (clase Herbig Ae/Be). Es decir que está brillando por contracción, pero todavía sin fusionar hidrógeno en su núcleo, y que aún no terminó de separarse de la nebulosa en la cual se formó como proto-estrella. La Nebulosa de Orión tiene la más rica colección de estrellas pre-secuencia principal en un entorno de miles de años luz de nosotros, así que son particularmente importantes para estudiar la formación estelar.

De todos modos, así como vemos la nebulosa rebosante de estrellas bebé, se ha descubierto recientemente que la formación estelar ocurre de manera episódica (lo mencionamos en el caso de la Tarántula hace poco). Un estudio cuidadoso de colores y brillos (complicado, porque como vimos, la nebulosa distorsiona los colores), muestra que hay al menos tres episodios de formación estelar distinguibles en el cúmulo de Orión, que vienen ocurriendo cada millón y pico de años. El Trapecio y sus vecinas (y otras que no vemos, dentro de la nebulosa) serían una nueva ola. Y hay además tantas proto-estrellas que la actividad va a seguir todavía por bastante tiempo.

Más sobre la Nebulosa de Orión, en breve. (PS: Aquí.) 

---

Las fotos son mías, salvo la de V 372 Orionis, que es de NASA/ESA/Hubble, dada a conocer muy recientemente, a principios de 2023.

El paper sobre los pulsos de formación estelar en el cúmulo de Orión es: Beccari et al., A Tale of Three Cities: OmegaCAM discovers multiple sequences in the color-magnitude diagram of the Orion Nebula Cluster, Astronomy & Astrophysics (2017) (disponible en arXiv). Hay incluso estudios anteriores.

"Theta" se pronuncia zeta (con la lengua entre los dientes, como en español ibérico). No seta, y mucho menos tita, como suele escucharse entre mis colegas. Es la inicial de palabras latinas que empiezan con th en inglés y con t en castellano, como teatro, etc. Es una de las dos zetas del griego. La otra es la dseta, que se pronuncia como la z del francés: como una z española pero con la lengua contra el paladar en lugar de entre los dientes. Es la inicial de palabras castellanas que comienzan con zeta, como zoología, etc.

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.

---

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.