Amina Helmi y la evolución de la Vía Láctea

En el blog hemos comentado más de una vez que las galaxias evolucionan. Esto no es algo que siempre se haya sabido: cuando yo era chico, las galaxias estaban ahí en el cielo, desde siempre, tranquilas y haciendo su vida estelar. Hoy sabemos que chocan, explotan en estrellas, se apagan, y mucho más. Buena parte de esto lo hemos aprendido a partir de las imágenes del telescopio espacial Hubble, que en la década de 1990 empezó a mostrarnos galaxias en todas las situaciones posibles de colisión:

Además, tenemos una galaxia muy cerca, tan cerca que estamos adentro. ¿Habría chocado también la Vía Láctea, en algún momento de su milenaria existencia? ¿Podríamos detectarlo observando cómo se mueven las estrellas a nuestro alrededor? También lo hemos comentado, y hoy sabemos que sí, que la Vía Láctea se formó y creció hasta convertirse en una gran galaxia chocando con otras, y fundiéndose con sus poblaciones estelares. Lo que yo no sabía es que la descubridora crucial de estos fenómenos fue una chica argentina, de Bahía Blanca, graduada en la Universidad de La Plata: Amina Helmi.

Tiene un nombre inusual en Argentina, y tal vez por eso nunca había reconocido su origen. A fines de los noventas, mientras trabajaba en su doctorado en Leiden, Amina descubrió que una gran parte de las estrellas del bulbo de la Vía Láctea provenían de otra galaxia, una sola, que había colisionado con la nuestra en una época temprana de su formación. Esta galaxia era más pequeña que la Vía Láctea, y probablemente se parecía a la Enana de Sagitario, una de nuestras galaxias satélites, que había sido descubierta poco antes.

Helmi descubrió la evidencia de este choque en el movimiento tridimensional de las estrellas, catalogado por primera vez de manera masiva por el satélite europeo HIPPARCOS. Su trabajo consolidó una visión que empezaba a formarse en esos años: que las grandes galaxias se forman ensamblando precursoras pequeñas, que pasan a integrar buena parte de su bulbo y su halo, y que delatan su presencia en forma de corrientes (streams). Son como las corrientes marinas en el océano, pero corrientes de estrellas. La que descubrió Helmi se llama, por supuesto, corriente de Helmi. En su tesis complementó el estudio de la corriente estelar con simulaciones numéricas, es decir, experimentos hechos en la computadora, en base a las leyes de la física, para mostrar cómo evolucionan los sistemas estelares dejando estos restos fósiles. La disciplina que ayudó a fundar se llama, hoy en día, arqueología galáctica. Uno de los jóvenes astrónomos de la Universidad de Río Negro en Bariloche, Nico Maffione, trabaja precisamente en estos temas. 

El sucesor de HIPPARCOS fue el telescopio espacial Gaia, del cual también hemos hablado más de una vez, y que está revolucionando varios campos de la astronomía. Resulta que Helmi fue una de las principales científicas en el diseño, desarrollo y verificación de calidad de los datos de Gaia. Fue ella quien descubrió la galaxia llamada "Salchicha de Gaia", la más reciente gran fusión de la Vía Láctea, de la cual me ocupé hace poco y seguramente ahora tendré algo más para contar. Gaia terminó sus observaciones en mayo de este año, y se espera un nuevo monumental catálogo para diciembre de este año. 

¿Y cómo me enteré de que esta notable astrónoma es argentina, graduada de La Plata? Porque este año ganó el prestigioso premio Kavli, de la Academia Noruega de Ciencias, que cada dos años apoya y reconoce (con 1 millón de dólares) trabajos sobresalientes en los campos de la astrofísica, la nanociencia y la neurociencia. Es una especie de complemento de los premios Nobel, para tres ciencias que no suelen figurar entre las que eligen los vecinos suecos (hay excepciones, obviamente). Amina Helmi, definitivamente, revolucionó nuestro conocimiento de la evolución de la Vía Láctea.

 

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Los dos papers iniciales creo que son: Helmi et al., Debris streams in the solar neighbourhood as relicts from the formation of the Milky Way, Nature 402:53-55 (1999), y: Helmi et al., Finding fossils from the Milky Way's formation, capítulo en el libro The Galactic Halo: From Globular Cluster to Field Stars, editado por Noels y otros (Liege, Belgium, 2000).

La tesis es Helmi, The formation of the galactic halo, Universiteit Leiden (2000). Con ella ganó el Premio Christiaan Huygens, que premia tesis doctorales científicas extraordinarias en el país anteriormente llamado Holanda.

La página de Google Scholar de Amina Helmi reporta más de 79 mil citas a sus trabajos, con un índice de impacto de 114. Es un valor excepcional, que la posiciona en el tope a nivel mundial. Para ponerlo en contexto, un valor 20 es bueno, y 40 es extraordinario (el mío es 32). El de mi amiga Karina Caputi, compañera de Helmi en Groningen, es 91, el de mi también amigo Juan Martín Maldacena es 125.  

En la página de la Fundación Kavli hay una buenísima autobiografía, con muchas fotos de su vida en la Argentina. Hay una versión reducida en video también.

La imagen de galaxias en distintas etapas de colisión es de NASA/ESA/HST. 

La foto de Amina Helmi es de su página web en la universidad. 

El esquema de las estructuras de la Vía Láctea está adaptado de éste, del gran artista mendocino Pablo Budassi. 

Aves entre nubes de estrellas

Toda la prensa se la lleva el cometa interestelar 3I/ATLAS, pero mucho más lindo y fácil de observar me resultó el cometa C/2025 R2 SWAN, un cisne que hace un par de semanas pasó volando junto a la Nebulosa del Águila (M16), en plena Vía Láctea:

Una belleza. Esta foto fue hecha con el Seestar S50, un pequeño robot astrógrafo muy fácil de usar y de gran calidad. Si se fijan en la nebulosa, se distinguen los famosos Pilares de la Creación (apuntando hacia abajo y la derecha). Cerca del borde derecho de la imagen hay también un lindo cumulito (Trumpler 32) que parece muy lejano (me da más de 5000 años luz, sin hurgar demasiado). La nebulosa brilla con la característica fluorescencia roja del hidrógeno, y el cometa con el verde típico del carbono y quizás del cianógeno. Calibré los colores de esta imagen con la fotometría del monumental catálogo Gaia DR3 (en Siril), así que el color cian del cometa es probablemente más exacto que el verde que solemos ver en fotos no calibradas, como la que hice ese mismo día con la cámara y un tele de 200 mm:

El campo de esta imagen es más amplio, y aparece arriba otra linda nebulosa de Sagitario, la del Cisne (M17), y abajo a la izquierda un cúmulo más grande que el de la otra foto, el NGC 6604. Es impresionante la cantidad de estrellas que hay en esta foto (y todavía más en la de resolución completa). Estamos en una de las regiones más densas de la Vía Láctea, mirando casi hacia el centro de la galaxia. La concentración de estrellas que se ve en el ángulo superior izquierdo es parte de la "pequeña nube estelar de Sagitario" (M24, no confundirla con la "gran nube de Sagitario", que es como el vapor que sale del pico de la Tetera). Es una porción del bulbo central de nuestra galaxia, que asoma tras una ventana en las nubes de polvo oscuro del ecuador galáctico. 

El cometa, vale la pena decir, era completamente invisible a simple vista, y con binoculares se veía como una nubecita sin color y sin cola. En la foto apenas se distingue un poquito de cola hacia arriba (una semana antes tenía una cola más prominente). Todavía no pude observar el otro lindo cometa que hay en estos días, el C/2025 A6 Lemmon, que recién ahora está pasando al cielo austral, si bien ya está perdiendo lustre. Trataré de verlo en los próximos días. 

Definitivamente, el cometa de moda es el mucho menos conspicuo 3I/ATLAS, un objeto interestelar que saltó a los medios porque hay quienes dicen que se trata de una nave extraterrestre. Podría ser, por supuesto (con una probabilidad bajísima), pero todo lo que viene haciendo 3I ATLAS indica que se trata de un cometa nomás. Todas las cosas que hizo son las que hacen los cometas, incluyendo la anticola, la aceleración no gravitacional, el aumento de brillo en el perihelio y el cambio de color. No se dejen engañar por titulares sensacionalistas: estas cosas son las que hacen los cometas, y no "sorprenden a los científicos". Está atravesando nuestro sistema solar a enorme velocidad, y será apenas desviado un poquito por la gravedad del Sol. El siguiente gráfico, compilado por Marshall Eubanks, muestra que su brillo (observado por una variedad de instrumentos) se ajusta muy bien a las predicciones de los modelos de cometas (líneas roja continua y azul cortada):

Es apenas el tercer objeto interestelar que hemos descubierto, y realmente sería fascinante poder estudiarlo en detalle. Se hará lo que se pueda, observando de bastante lejos. En estos días lo estará observando el robot europeo Juice, en camino a Júpiter, y hacia fines de mes lo observarán los grandes telescopios desde la Tierra. Veremos si hay algo interesante para destacar. En ningún momento estará cerca de la Tierra, así que se verá extremadamente tenue, pero por supuesto intentaré fotografiarlo si hay oportunidad. 

Los astrónomos calculan que todo el tiempo hay varios cientos de estos objetos interestelares atravesando el sistema solar, sólo que no los vemos. La nueva generación de telescopios gigantes de survey, como el Rubin, permitirán seguramente descubrir una docena por año en lugar de uno cada varios años. Cuando hayamos visto una buena población, veremos si lo que está haciendo 3I/ATLAS es inusual o no, para este tipo de objetos. Ojalá algún día uno de ellos sea una nave interestelar, pero nadie debería ilusionarse demasiado.  

 

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Los nombres ATLAS, SWAN y Lemmon no son caprichosos, sino que identifican a los robots que descubrieron los cometas. ATLAS es el Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System, un sistema que procura detectar pequeños asteroides antes de que impacten en la Tierra. SWAN es el instrumento Solar Wind Anisotropies, a bordo del telescopio solar espacial SOHO. Lemmon se refiere al Mount Lemmon Survey, un sistema automático en el Observatorio Mt. Lemmon en Arizona, que ha descubierto más de 160 mil asteroides y cometas. 

Cuando se dijo que "la NASA activó el sistema de defensa planetaria" para el 3I/ATLAS, es falso. La NASA no activó nada, la NASA está en shutdown, y ni siquiera puede distribuir las fotos que le tomaron desde Marte. La noticia más reciente de Planetary Defense es de septiembre. La ESA, en cambio, sí recurrió a su Oficina de Defensa Planetaria. Eso no significa más que usar su red de telescopios para observar el cometa. 3I/ATLAS no presenta ningún riesgo: cuando leas "se acerca a la Tierra", tené presente que su máximo acercamiento será a casi 300 millones de kilómetros (es como decir que cuando salgo de mi casa "me acerco a África", pero peor). 

Encuentro cercano

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

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

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

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

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

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

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

 

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

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

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

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

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

Nuevo cometa interestelar

Por tercera vez en la historia hemos detectado, en el sistema solar, un visitante interestelar. El primero fue el extraño objeto 'Oumuamua, descubierto en 2017, cuando ya estaba alejándose. El segundo fue el cometa Borisov, en 2019. Y ahora, un sistema automático llamado ATLAS, creado para detectar objetos peligrosos, ha descubierto el tercero, que ha recibido el nombre 3I/ATLAS (tres-i, no 31). También es un cometa, con una coma y una pequeña cola, aunque todavía está más allá de la órbita de Marte. ¿Cómo sabemos que estos objetos son interestelares? ¿Realmente vienen de otras estrellas? Las observaciones telescópicas permiten calcular sus órbitas, con una técnica inventada por Gauss hace más de 200 años. Miren las de los tres interestelares (la roja es la de ATLAS):

Hace siglos, Kepler descubrió que las órbitas de los planetas tienen forma de elipse. Cien años más tarde, Newton explicó por qué, y mostró que, además, las órbitas de los cometas tienen forma de parábola (en algunos casos, de elipse muy estirada). Pero además, las leyes que descubrió Newton permitían la existencia de órbitas en forma de hipérbola. Las hipérbolas son parecidas a las parábolas, pero mucho más abiertas. Tiene esa forma que se ve en la figura: son como dos líneas rectas unidas por un arquito. Esas rectas se pierden en el infinito. Así que son las trayectorias que siguen los objetos que vienen de más allá del dominio gravitacional del Sol: atraviesan la inmensidad del espacio interestelar, acercándose a una estrella cada muerte de obispo. 

ATLAS fue descubierto cuando todavía se está acercando. Tendrá su máxima aproximación al Sol a fines de octubre, entre la órbita de la Tierra y la de Marte, cuando se encontrará en el vértice de esa curva tan estirada (el perihelio), para luego alejarse de nuevo hacia el infinito. 

En la trayectoria de entrada tendrá una aproximación cercana con el planeta Marte, en el perihelio pasará a poco más de media unidad astronómica de Venus, y en la salida pasará muy cerca de Júpiter. Ninguno de los tres encuentros, de todos modos, afectará significativamente su órbita. Lástima, porque si quedara "capturado" podríamos ir a visitarlo. En su órbita actual, se está moviendo tan rápido que no hay chance de interceptarlo. Para colmo, cuando esté en el perihelio y su cola cometaria sea máxima, reflejando más luz solar, la Tierra se encontrará del otro lado del Sol. Las mejores observaciones ocurrirán un poco después, hacia fin de año, seguramente. 

A diferencia de sus predecesores, la trayectoria de 3I/ATLAS está apenas inclinada con respecto al plano de las órbitas de los planetas:

Si uno enviara una nave interestelar a explorar otro sistema solar, esa trayectoria sería la mejor, porque permite visitar de cerca varios planetas. De hecho, ATLAS parece, además, ajustado para pasar muy cerca de uno de los planetas gigantes y uno de los rocosos, y encima para que el único planeta habitado esté del otro lado de la estrella, como para evitar un contacto cercano. Estas caracterísiticas (entre algunas otras) lo llevaron a Avi Loeb (un profesor de Harvard notorio por sus afirmaciones controversiales) a sugerir que 3I/ATLAS podría ser una nave alienígena que viene a explorarnos. Un disparate, pero quién te dice, sería lindo que en noviembre lo veamos prender los cohetes y frenar, ¿no?

¿De dónde viene ATLAS? En base a lo que sabemos del movimiento de las estrellas en la galaxia (principalmente gracias a Gaia), parece que viene del disco grueso, que es donde viven estrellas más viejas que las del disco delgado, donde estamos nosotros. Así que este cometa es seguramente muy antiguo, más antiguo que el Sol, la Tierra y todo el sistema solar. La siguiente figura muestra las probables trayectorias del Sol (en amarillo) y de ATLAS (en rojo), a lo largo de algunos cientos de millones de años:

Es importante señalar que esas órbitas son conjeturales, no están medidas y hay que tomarlas con pinzas. Pero son razonables. Fíjense que la del cometa ya no es un hipérbola: es una hipérbola su movimiento con respecto al Sol, pero en la galaxia sigue una trayectoria enroscada, como todas las estrellas, cúmulos y nebulosas. Aquí, vistas de costado, se ve cómo la del cometa interestelar se extiende más hacia arriba y hacia abajo del plano de la Vía Láctea, que la del Sol:

Después de la aparición inesperada de 1I/'Oumuamua los astrónomos se interesaron por estos objetos, y han calculado que todo el tiempo debe haber una gran cantidad dentro del sistema solar. En los próximos años los grandes surveys descubrirán muchos de ellos. Especialmente el nuevo telescopio Rubin, que vio a 3I/ATLAS antes que ATLAS, cuando todavía estaba haciendo observaciones de prueba y nadie se dio cuenta. La Agencia Espacial Europea tiene planes de construir un robot interplanetario para interceptar alguno de ellos, y tenerlo estacionado en el espacio profundo, hibernando hasta que llegue el momento de activarlo. Todavía es un sueño, pero ojalá lo hagan, sería fantástico poder analizar algún visitante de otra estrella. De hecho, es también posible que algunos de los que vinieron en el pasado hayan sido capturados y estén en órbita solar. Claro, habría que identificarlos. Hay candidatos, pero nada definitivo por ahora. 

 

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Las primeras imágenes las hice con Celestia. Las otras son de una nota de prensa del paper en la Royal Astronomical Society:  Hopkins et al., From a Different Star: 3I/ATLAS in the context of the Otautahi-Oxford interstellar object population model, arxiv.org/abs/2507.05318v1.

El cúmulo clavijero

No sé por qué, pero tenía guardada desde la pandemia esta foto del cúmulo estelar NGC 6231 sin mostrar:

Este hermoso cúmulo abierto está a unos 5600 años luz, en la constelación es Escorpio, y forma el "clavijero" de la "guitarra eléctrica" que mostré hace algunos años, y que a veces llaman "falso cometa" (pero mírenlo en binoculares, realmente parece una guitarra Gibson).

NGC 6231 es un cúmulo muy joven, de menos de 6 millones de años, y tiene un montón de estrellas masivas, azules y luminosas. Es encantador de observar con cualquier instrumento, ya sean binoculares o telescopios. Alberga una cantidad inusual de estrellas de las clases espectrales O, B y Wolf-Rayet. Quince son de clase O, y teniendo en cuenta que apenas una de cada 3 millones de estrellas son de esta clase, queda claro que es un objeto extraordinario.

La estrella más brillante del cúmulo es  ζ (dseta) 1 Scorpii, que es la estrella blanca de arriba a la derecha, un poco separadita de la parte más poblada de abajo a la izquierda (más al norte):

Dseta 1 Sco es una hipergigante de clase B, con una masa de más de 50 veces la del Sol, y 860 mil veces (o más) su luminosidad. ¡Es una de las estrellas más luminosas de la Vía Láctea! Es tan furiosa que pierde una gran cantidad de materia en forma de viento, emitiendo en un minuto lo que a nuestro Sol le lleva un año y medio. Es candidata a convertirse en luminous blue variable, una categoría rara de estrellas muy luminosas (es decir, tiene todas las características, salvo la variabilidad). Dseta 1 forma un hermoso par contrastante con Dseta 2 (si tenés buena vista, podés distinguir ambas sin necesidad de instrumentos). Dseta 2  es una gigante naranja mucho más cercana, a 135 años luz, y mucho más vieja, ya a 5800 millones de años. Su vecina HD 152293 también está más cerca.

Hay otras estrellas interesantes en NGC 6231, y marqué varias en la foto. Tres de ellas son Wolf-Rayet, que es una clase especial de estrellas, muy masivas, muy luminosas, muy "evolucionadas" y cerca del final de sus vidas (típicamente explotando como supernovas). Una de ellas es HD 152270, que es además binaria con otra estrella de clase O. Están apretadísimas, completando una órbita cada 8 días. Como ambas son muy luminosas, producen fuertes vientos, que en el medio chocan, recalientan el gas y producen rayos-X (como Eta Carinae y su compañera).

Otra Wolf-Rayet es la de arriba, HD 151932. Pesa 22 veces más que el Sol, brilla 630 mil veces más y su superficie está a 50000 K (¿se podrá poner 50 kK?). La tercera, llamada HD 152408, quedó fuera de la foto, está a mitad de camino hacia el cuerpo de la guitarra. 

Marqué también una estrella extremadamente roja. No tiene un nombre sencillo, sólo una designación de catálogo. A pesar de su color tan rojo, está catalogada como supergigante amarilla (clase FII). En el catálogo Gaia DR3 tiene una paralaje de 0.1982 milisegundos de arco, lo que corresponde a una distancia de unos 16000 años luz, lo cual la pone muy por detrás del cúmulo. En la versión DR2 tenía una paralaje bastante mayor, compatible con las demás estrellas del cúmulo. Andá a saber. Esperaremos a Gaia DR4, para zanjar la cuestión.

Dseta Sco y su cúmulo son muy fáciles de encontrar en la cola del Escorpión:

Ya se la puede ver después de la medianoche. Y si se quedan dormidos, anótenla para verla más temprano, más entrado el invierno.
 

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La estrella roja es Gaia DR3 5966502635575970304 (identificada como NGC 6231 92 en Simbad). Las fotos son mías.

M73: Esto no es un objeto

Todos los catálogos astronómicos tienen errores. Hace poco señalé que un cúmulo globular de la Nube Menor de Magallanes aparece como galaxia en el catálogo LEDA. ¿Y si se equivocan los robots que hacen los catálogos modernos, cómo no se iban a equivocar los astrónomos humanos que hicieron los primeros? El año pasado conté que la galaxia NGC 2903 estaba increíblemente ausente del catálogo de Charles Messier, del siglo XVIII. Si bien no es exactamente un error, el que voy a contar hoy sí lo es.

Recordemos que Messier era un cazador de cometas, y que compiló "con el mayor cuidado" (como dice ahí en la presentación) su Catálogo de Nebulosas y Cúmulos Estelares para tener una lista de objetos que podían confundirse fácilmente con cometas, para no equivocarse. Casi todos ellos son nebulosas, galaxias, cúmulos abiertos y globulares que, efectivamente, se ven como un cometa a través de un telescopio pequeño. Casi todos. Porque además está Messier 73:

¿Qué estabas pensando, Messier? ¡Son cuatro estrellas! Efectivamente, en el catálogo original aparece descripto así:

«Cúmulo de tres o cuatro estrellitas, que parece una nebulosa a primera vista, contiene un poco de nebulosidad; este cúmulo se sitúa sobre el paralelo de la nebulosa anterior; la posición fue determinada por la misma estrella Nu Aquarii.»

En sus Unpublished Observations of Messier's Nebulae and Clusters (1783), William Herschel señala sobre M73: «Consiste en unas pocas estrellas dispuestas en forma triangular. Ninguna nebulosidad entre ellas.» Su hijo John incorporó M73 a su General Catalogue, con el número GC 4617, y vemos que le resultó sospechoso porque codificó su aspecto como: Cl??; eP; vlC; no neb (que significa: Cúmulo??; extremadamente pobre; muy poco aplastado; sin nebulosidad). El trabajo de los Herschel fue completado por John Dreyer, autor del New General Catalogue. Y allí aparece M73 con el número NGC 6994, que por alguna razón perdió los signos de interrogación que delataban la duda de Herschel: Cl, eP, vlC, no neb; = M73.

Cualquier otro asterismo como éste no habría llamado la atención de nadie. Pero como estaba en los catálogos, los astrónomos siguieron preguntándose si sería un cúmulo o no hasta tiempos muy recientes. Hace algunos años salieron dos papers, con pocos meses de diferencia, acerca de la naturaleza de M73. Adivinen. ¡Uno de ellos decía que claro que sí, y el otro decía que obvio que no! Usando las ediciones recientes del catálogo de Gaia es fácil comprobar que no: M73 no es un cúmulo, sus estrellas están a distancias muy distintas de nosotros:

Esta es una buena época para observar M73. No es gran cosa, tiene sólo un valor histórico. La siguiente carta muestra su ubicación entre Acuario y Capricornio (el rectangulito gris es la foto que mostré al principio, que mide un poquito más que 1 grado de ancho. 

En esta carta, que está orientada con el Norte hacia arriba y el Este a la izquierda, se ve que M73 está muy cerquita y justo al Este de M72 (que sí es un lindo cúmulo globular), tal como lo dejó descripto Messier en el catálogo. Es decir, si uno apunta a M72 y se distrae, y deja pasar 5 minutos (porque fue a sacar la pava del fuego, ponele) y vuelve a mirar, se encuentra con M73 en el ocular. Tal vez eso es lo que le pasó a Monsieur Messier, y cuando vio el grupito de estrellas dijo "¡apa! ¿y esto?", y sin pensarlo dos veces, lo anotó, y M73, que no es un objeto, quedó inmortalizado. 

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Los papers que mencioné sobre M73 son:

CCD photometry in the region of NGC 6994: the remains of an old open cluster, de Bassino, Waldhausen y Martínez (todos ellos de la UNLP) (arxiv del 13/1/2000).

NGC 6994: an open cluster which is not an open cluster, Carraro (de Padova) (arxiv del 24/3/2000).

La foto del campo de M73 es del Sloan Digital Sky Survey (descargada en Cartes du Ciel, donde hice el mapita).

La captura de pantalla del final es del servicio Simbad del CDS, cuya escueta descripción: NGC 6994 - Not an object, me recordó los cuadros de Magritte "Esto no es una pipa".

Los recortes del catálogo de Messier son de la Connoissance des temps para el año 1784, que se consigue online.

El agujero negro ω Cen*

El cúmulo globular Omega Centauri es extraordinario, y aparece seguido acá en el blog. No sólo es el más grande de la Vía Láctea, sino que se encuentra relativamente cerca nuestro, de manera que es enorme en el cielo. Tiene una población de estrellas muy rica y compleja, lo cual hace sospechar que se trata del cúmulo central de alguna de las muchas galaxias pequeñas que fueron incorporadas a la Vía Láctea, cosa que también hemos contado. Ahora bien, si es el residuo de una galaxia, ¿no debería tener en el centro un agujero negro? No te digo uno gigante, de millones de masas solares, como el de la Vía Láctea. Sino más bien uno medianito, adecuado para una galaxia enana. Durante años se lo buscó, y hasta hubo varios anuncios de su descubrimiento, que resultaron apresurados y falsos. Pero ahora parece que lo descubrieron. Los agujeros negros centrales de la Vía Láctea y de M87 se designan con un asterisco: Sgr A* (sagitario-a-estrella) y M87* (eme-ochenta-y-siete-estrella). Así que este debería llamarse ω Cen* (omega-centauri-estrella), aunque todavía no vi a nadie llamarlo así.

Un grupo de astrónomos muy internacional han revisado más de 20 años de fotos tomadas con el telescopio Hubble, las han complementado con cientos de miles de observaciones hechas con el VLT del Observatorio Europeo Austral, y han compilado un catálogo del movimiento de casi un millón y medio de estrellas individuales del cúmulo. Es un trabajo impresionante, considerando que las estrellas están tan apretadas en Omega Centauri. Ya han publicado varios trabajos con sus resultados, y uno de ellos precisamente se trata del agujero negro central. Se han concentrado en el movimiento de un puñado de estrellas especialmente veloces de su catálogo, muy cerca del centro. Son las que están marcadas en esta imagen, fíjense la resolución:

Como se ve en la figura, las velocidades son enormes, del orden de 100 km/s. De hecho, son velocidades tan grandes que podrían directamente escapar del cúmulo. La única alternativa es que están retenidas por un objeto en el centro que no emite luz (en el centro del círculo celeste), pero que ejerce su atracción gravitatoria: el tan buscado agujero negro "de masa intermedia". 

Voy a mostrar el movimiento de la más rápida de estas estrellas, la que se mueve a 113 km/s (tres segundos de acá a Neuquén, ponele), para que se vea la exquisita resolución de estas mediciones:

Las fotos de la derecha muestran fotogramas del movimiento de la estrella, marcada con un símbolo rosa. Entre 2002 y 2023 la vemos moverse varios pixels hacia arriba y la izquierda, a lo largo de la rayita rosa. ¡Pero vean la escala! El ancho total del recorte es 0.8 segundos de arco (un pelo a 25 metros). Con estas mediciones está construido el gráfico de la izquierda, que es la posición en el cielo, desde el extremo azul hasta el amarillo a medida que pasa el tiempo. Es una línea recta de 100 milisegundos de arco. A 17700 años luz de distancia, es fácil calcular cuánto se movió, usando trigonometría. Me da 600 unidades astronómicas. ¡En 20 años! Es decir, esta estrella se movió 20 veces más que la distancia del Sol a Neptuno, en el tiempo en que Neptuno recorrió apenas un octavo de su órbita.

¿Cuánto pesa el agujero negro central? No es fácil decirlo. Las trayectorias observadas, tal como se ve en el caso que mostré, son rectas, sin atisbo de aceleración, que permitiría calcular la masa central. Se conjetura que son órbitas elípticas muy elongadas, y que eventualmente, en las próximas décadas, se podrá medir directamente la curvatura, y calcular la aceleración y luego la masa. Mientras tanto, hay bastante incerteza. Pero vean lo siguiente. Es una comparación entre el movimiento de las siete estrellas de este trabajo, con el de las estrellas que están en órbita de Sagitario A*, el agujero negro gigante del centro de la Vía Láctea:

Los desplazamientos son parecidos, ¿no? Son 20 años en Omega Centauri, y 2 años en Sgr A*, diez veces menos. Como el período y el desplazamiento al cuadrado deben corresponder a la masa central, la de Omega Centauri debe ser 100 veces menor que la de Sgr A*, que es de 4.3 millones de masas solares. Así que el agujero negro de ω Cen debe ser de unas 40 mil masas solares. Estudios de la década pasada, basados en la dinámica del cúmulo, apuntaban a una masa precisamente en este rango. Los autores del actual trabajo calculan un límite inferior de 8200 masas solares, de manera que la única explicación es la de un agujero negro. La masa exacta sigue siendo una incógnita, pero no tengo dudas de que habrá cálculos más precisos basados en estas observaciones. 

¿Y cuál será la galaxita de la cual Omega Centauri era el núcleo? Acá me llevé otra sorpresa, porque los autores apuntan nada menos que a la galaxia de Gaia-Enceladus, la conocida Salchicha de Gaia que comenté recientemente. En aquella nota mencionaba que el núcleo de esa galaxia podría ser el cúmulo NGC 5286, también gigante. Efectivamente, estuve revisando, y hay bastante evidencia también a favor de que Omega Centauri sea el núcleo de la Salchicha. Tal como comenté, estas identificaciones son inciertas. La "arqueología galáctica" está todavía en pañales. El único que parece firme es M 54, como núcleo de la galaxia llamada Enana de Sagitario.

Los dejo con un zoom al centro (aparentemente vacío) de Omega Centauri:

Hay otro trabajo reciente, teórico éste, que muesta cómo se podrían formar agujeros negros en el centro de globulares verdaderos, por fusión de estrellas en la primera etapa de formación del cúmulo (un mecanismo que evita que salga despedido por interacción de muchos cuerpos). A lo mejor empiezan a detectarlos en todos los globulares.

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El paper es Häberle et al., Fast-moving stars around an intermediate-mass black hole in ω Centauri, Nature 631:285 (2024). De allí, o de notas de prensa relacionadas, son las imágenes.

El paper comienza de una manera que me llamó mucho la atención, porque yo trato de evitarlo en el blog. Empieza con una letra griega:

Yo, en estos casos, tiendo a usar el nombre de la letra, en lugar del símbolo, para poder ponerlo en mayúscula, Omega. Más que nada, porque no todo el mundo está familiarizado con las letras griegas. Si uno deja el símbolo griego, ¿habrá que convertirlo a mayúscula, Ω? Pero en astronomía (y en todas las ciencias), el símbolo en minúscula no es intercambiable con el mismo en mayúscula. Qué lío. Estuve revisando, y cada revista tiene su propio criterio para esto. 

Sobre la filiación de Omega Centauri, ver por ejemplo: Pfeffer et al., The accreted nuclear clusters of the Milky Way, MNRAS 500:2514–2524 (2021).

El paper sobre formación de agujeros negros en cúmulos globulares es Fujii et al., Simulations predict intermediate-mass black hole formation in globular clusters, Science 384:1488-1492 (2024).

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.

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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:

La galaxia Salchicha

Las galaxias no fueron siempre gigantes, como la Vía Láctea, la de Andrómeda, Centaurus A o Messier 87. Como ya hemos contado, fueron creciendo al chocar entre sí y fusionarse, algo que sigue ocurriendo. ¿Cómo habrá sido la historia del crecimiento de la Vía Láctea? Los astrónomos tratan de desentrañarlo revisando el movimiento de grandes poblaciones de estrellas, algo que recién ahora es posible gracias a las mediciones del telescopio espacial Gaia, de la Agencia Espacial Europea. La mezcla de las estrellas "canibalizadas" es gradual, de manera que se las puede identificar aunque hayan pasado miles de millones de años de la colisión que desintegró la galaxia de la que provenían.

Y no sólo estrellas. La semana pasada mostré una foto de la Nube Menor de Magallanes, en la que veíamos varios de sus cúmulos globulares. A medida que la Vía Láctea fue absorbiendo a sus galaxias satélites, los cúmulos globulares (similares a los de la Nube Menor) no se desarmaron, y pasaron a integrar la población de globulares de la Vía Láctea. También ellos tienen movimientos peculiares (y composición química) que los delata. Uno de ellos es éste, NGC 5286:

Es un lindo cúmulo para observar en la constelación del Centauro, especialmente porque contrasta su multitud de estrellitas con la mucho más cercana estrella M Centauri, que está a apenas a 4 minutos de arco de él en el cielo. Claro que el cúmulo está a 36 mil años luz, en el halo de la galaxia, mientras que M Cen está a sólo 260 años luz, en el disco. 

NGC 5286 ha sido identificado como perteneciente a una galaxia satélite grandecita (tipo Nube Mayor de Magallanes, ponele) llamada "la Salchicha de Gaia". La colisión de la galaxia Salchicha fue derecho por el medio de la Vía Láctea, de manera que sus estrellas, hasta el día de hoy, tienen velocidades que apuntan fuertemente en la dirección radial, y tienen órbitas muy elongadas. Imaginen la diferencia entre las órbitas de los cometas del sistema solar (muy elongadas) y las de los planetas (bien redonditas, como también es la órbita del Sol en la galaxia). El nombre de la galaxia viene justamente del aspecto de sus estrellas cuando se grafican las velocidades en un diagrama de velocidades como éste:

Es un esfuerzo de imaginación, ya sé. Pero el nombre pegó. La Salchicha habría colisionado hace mucho tiempo, tal vez 8 mil millones de años o más, contribuyendo con una cantidad significativa de estrellas y gas a la (entonces) joven Vía Láctea. Hay otro cúmulo, en Carina, que ha sido identificado como su posible núcleo: NGC 2808. Es extremadamente pesado y grande, un rival de Omega Centauri, sólo que mucho más lejano y por eso menos vistoso en el cielo. No tengo fotos, pero he aquí una del Hubble:

Y otro posible cúmulo que heredamos de la Salchicha es uno que mostré la semana pasada, NGC 362, el "otro" globular vecino a la Nube Menor de Magallanes:

Se cree que la colisión con la Salchicha fue la últma colisión "grande" de la Vía Láctea, pero un paper de hace pocos días sostiene que hubo otra más reciente. Esta arqueología galáctica se está desarrollando rápidamente (y Gaia sigue midiendo), así que se están detectando nuevas poblaciones y reclasificando algunas. NGC 5286, por ejemplo, también ha sido clasificado como perteneciente a una colisión más reciente, llamada Pontus. Lo que sí es seguro es que viene de otra galaxia. Qué cosa extraordinaria, ¿no?

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Los papers originales de la galaxia Salchicha creo que son: Belokurov et al., Co-formation of the disc and the stellar halo, MNRAS 478, 611–619 (2018), y Helmi et al., The merger that led to the formation of the Milky Way's inner stellar halo and thick disk, Nature 563:85-88 (2018). El gráfico anotado con la Salchicha es de la nota de prensa de Carnegie Melon, que adapta una figura del pprimero de ellos. 

La identificación de NGC 5286 es otro paper del mismo grupo: Myeong et al., The Sausage globular clusters, ApJL 863:L28, (2018). Hay otro, de este año: Belokurov et al., In-situ versus accreted Milky Way globular clusters: a new classification method and implications for cluster formation, MNRAS 528, 3198–3216 (2024).

La reclasificación de NGC 5286 como miembro de la galaxia Pontus está en: Malhan, A New Member of the Milky Way’s Family Tree: Characterizing the Pontus Merger of Our Galaxy, ApJL 930:L9 (2022).

La foto de NGC 2808 es de NASA/ESA/STSci/Hubble. Las demás son mías.

Vamos de nuevo: la estrella más lejana

Por cuarta vez vamos a ocuparnos de la estrella más lejana visible a simple vista. ¡Y no será la última! Es que la distancia a las estrellas es difícil de medir, como conté en Viaje a las Estrellas. El método más exacto es el de la paralaje, basado en el sutil cambio de perspectiva que sufre la posición de las estrellas a medida que la Tierra circula alrededor del Sol. Desde hace más de 10 años un telescopio espacial europeo, Gaia, está midiendo paralajes (y otros parámetros) de más de mil millones de estrellas con una precisión sin precedentes (como distinguir un pelo a 1000 km). Y cada tanto publica una nueva versión de su catálogo, ampliada y mejorada. En la nota de 2019: La estrella más lejana (posta) habíamos usado la segunda versión del catálogo, Gaia DR2. Ahora, que tenemos disponible la versión final de la tercera edición, DR3, vamos a revisar aquellos datos. 

Las principales contendientes al récord son las estrellas ρ (rho) Cassiopeiae (que suele figurar como estrella más lejana, especialmente en sitios de habla inglesa o del hemisferio norte), y x (equis) Carinae, una estrella austral muy visitada por los aficionados (aunque no la conozcan por su nombre) porque está pegada a uno de los cúmulos abiertos más lindos del cielo, NGC 3532:

Sí: esta foto está muy buena. Tan buena que la voy a comentar la semana que viene. Hoy nos ocupa sólo x Car, que vemos arriba a la izquerda, junto a NGC 3532, el Pozo de los Deseos.

Ambas son estrellas visibles a simple vista, si bien x Carinae (magnitud visual 3.8) se distingue más fácilmente, incluso desde una ciudad. La he visto sin problema desde la ciudad de Buenos Aires, por ejemplo. Es una hipergigante amarilla del tipo variable cefeida clásica. Las cefeidas son estrellas muy luminosas que varían de manera muy regular, y que se usan para calibrar el segundo escalón de la escalera de distancias cósmicas, ya que se las puede distinguir en muchas galaxias cercanas. 

Estas son las distancias (en años luz), de acuerdo a DR2 y DR3:

Estrella	Magnitud	Distancia DR2	Distancia DR3
x Car	3.83	5890	14642
ρ Cas	4.59	3444	-
V766 Cen	6.8	8916	13265

La distancia a x Car, de acuerdo a DR3, es enorme: ¡más de 14 mil años luz! Tengan en cuenta que la inmensa mayoría de las estrellas que vemos a simple vista están apenas a algunos cientos de años luz:

Es un valor bastante mayor que el del catálogo DR2, e incluso mayor que el que encontré la primera vez que la discutimos, en La estrella más lejana (reloaded). Lamentablemente, la distancia a rho Cas no puede calcularse con DR3, ya que la paralaje dio negativa (–0.05 mas, milisegundos de arco). En el catálogo anterior, DR2, su paralaje era 0.947 mas, bastante mayor (y por lo tanto más cercana) que la de x Car. Es el valor aceptado oficialmente en el Centre de Donnés Astronomiques de Strasburg, y el que usé en el gráfico. En el catálogo Hipparcos su paralaje era 0.28 mas (como 11 mil años luz), pero con un enorme error del 75%. En estas condiciones, es difícil decir cuál es su distancia verdadera. Habrá que esperar a Gaia DR4, en un par de años.

En la tabla puse otra estrella notablemente lejana, que podemos encontrar en nuestro cielo entre los Punteros de la Cruz y el Saco de Carbón: V766 Centauri. Según Gaia DR3, es casi tan lejana como x Car. Pero, como ven, estas mediciones son bastante inciertas, así que bien podría estar más lejos que ella. De todos modos, con una magnitud visual de 6.8, es mucho más tenue, así que yo no la consideraría "visible a simple vista". La marqué en la foto que ilustró la nota de 2019, porque en esa ocasión fue la ganadora:

Mientras tanto, x Carinae reina victoriosa: bien visible y fácil de encontrar, nos ilumina tenuemente con fotones que partieron a fines de la última Era Glacial, cuando los primeros humanos estaban llegando a Sudamérica.

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Los datos de Simbad y de Gaia son fácilmente accesibles online, en los links que marqué arriba. Ojo: tanto los seres humanos como los catálogos pueden confundir a x Car con X Car. Por las dudas, dejo identificaciones alternativas de las tres estrellas. x Car es HD 96918, rho Cas es HD 224014, y V766 Cen es HD 119796.

El gráfico está hecho con el catálogo Hipparcos (otro telescopio espacial que midió paralajes), más algunas estrellas agregadas a mano (rojas) y en amarillo las que comenté aquí.

Los suburbios del sistema solar

Los sistemas gravitatorios de tres o más cuerpos tienden a volverse caóticos. Lo hemos comentado aquí en el blog, y también es el tema de una popular nueva serie, llamada precisamente El problema de los tres cuerpos. Por esa razón, la predicción de la evolución del sistema solar, o la reconstrucción de su historia lejana, resultan problemas muy difíciles de afrontar, tanto teórica como computacionalmente. Sabemos, por el registro geológico y fósil, que la Tierra ha sufrido variaciones grandes en algunos de sus parámetros orbitales, que a escala humana nos parecen constantes y eternos. Pero inclusive antes de chocar con ese horizonte de predictibilidad (que está a unos 100 millones de años) ¿qué habría pasado si el sistema solar hubiera sido perturbado de manera externa? Cien millones de años es mucho tiempo, lo cual permite que las estrellas se muevan apreciablemente en su circulación galáctica. Si bien es extremadamente improbable que dos estrellas choquen, la gravedad es una fuerza de largo alcance y, si dos estrellas se acercan, pueden perturbar sus sistemas planetarios y desatar un caos. 

Me interesó un paper que discute precisamente esto, analizando la órbita de la Tierra a medida que las estrellas del vecindario solar, cuyas velocidades hoy se conocen con gran precisión gracias al telescopio espacial Gaia, pasaron relativamente cerca. Entre ellas se destaca HD 7977, una estrella similar al Sol que hace 2.8 millones de años pasó a algunos miles de unidades astronómicas, bien dentro de la nube de Oort, y suficientemente cerca como para afectar las órbitas de los planetas. Esta figura, que forma parte de un lindo video de los autores, muestra la dispersión en la órbita de la Tierra, tras unos 50 millones de años de simulación, cuando existe una incerteza de ¡un centímetro! en las órbitas de los planetas, cuando HD 7977 pasa cerca. Cuando la estrella no pasa, la dispersión es casi inexistente. 

Esto me recordó algo que conté hace años: el misterio de los sednitos. Varios de los objetos del cinturón de Kuiper (Sedna y otros) tienen sus órbitas particularmente alineadas, como si alguien las hubiera soplado de costado. Una hipotética razón para esto es que exista un planeta todavía desconocido en el sistema solar, el Planeta Nueve (llamado a veces Planeta X, lo cual es entre confuso y gracioso):

Mike Brown (descubridor de Sedna, Eris, etc. y experto transneptuniano) está convencido de que el Planeta Nueve  existe, y muestra en sus charlas y sus escritos la cantidad de propiedades inusuales de estas órbitas que resultan explicadas por las perturbaciones que éste produce en el sistema solar exterior. Más aún: estas propiedades le permiten calcular la órbita de Planeta Nueve, tal como aparece dibujada ahí arriba. 

A propósito: fíjense qué ridícula es la órbita misma de Sedna. Compárenla con la de Neptuno, que aparece ahí en el medio. ¿Cómo puede existir un casi-planeta en una órbita que parece la de un cometa, casi desligada del sistema solar? ¿Quién lo puso ahí? ¿Quién lo sostiene sin que el caos lo eyecte? Y bueno, después están los sednitos, una cosa lleva a la otra, qué se yo. Vean el webinar de Brown que enlacé arriba, vale la pena.

Pero claro, la naturaleza caótica de la dinámica hace que la posición del planeta en esta órbita no sea tan fácil de predecir, así que el planeta podría estar en cualquier lugar de la eclíptica. ¿En cualquier lugar? En realidad no: es más probable que se encuentre en algunos lugares que en otros. Precisamente un paper reciente de Brown muestra que ya ha podido eliminar prácticamente toda la franja eclíptica, basándose en las observaciones del survey Pan-STARRS. 

Esto puede interpretarse de dos maneras, una optimista y una pesimista. Por supuesto, Brown toma la posición optimista, y dice que tiene al Planeta Nueve "acorralado", y que lo va a encontrar en esas partes coloridas del mapa celeste. Está seguro de que esto ocurrirá con ayuda del telescopio Vera Rubin, y el fantástico Legacy Survey of Space and Time que producirá en los próximos años. Es decir, el descubrimiento no será como el de Neptuno, cuando el matemático le dijo al astrónomo "apunte para ahí", el astrónomo apuntó y ahí estaba el planeta. Si existe, lo van a encontrar con fuerza bruta, fotografiando todo el cielo cada 3 días.

Ahora, ¿y si pasan 10 años y el Planeta Nueve no aparece? Esa sería la interpretación pesimista del mapa de arriba: la región donde puede estar el Planeta Nueve es tan pequeña porque —lo lamento, Mike— el Planeta Nueve no existe. Es lo que yo creo, aunque me encantaría que hubiese una supertierra en el sistema solar, por supuesto. Mi intuición es que una estrella, de las muchas que han pasado cerca del cinturón de Kuiper en la historia del sistema solar, peinó las órbitas de los sednitos. Veremos veremos. 

Mientras tanto, voten en los comentarios ¿existe o no existe el Planeta Nueve? ¿Eh?

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El paper sobre el paso de HD 7977 es: Kaib et al., Passing stars as an important driver of paleoclimate and the solar system’s orbital evolution, AJLetters, 962:L28, 2024 February 20.

El paper del Planeta Nueve acorralado es: Brown et al., A Pan-STARRS1 search for Planet Nine, arXiv:2401.17977v1, 31 Jan 2024.

Por si alguien se lo pregunta: la primera figura no muestra la trayectoria de la Tierra, sino sus parámetros orbitales: en la dirección radial, la elipticidad, y en la dirección angular, la dirección del perihelio. Cada color es una simulación.