Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre las estrellas

He aquí una nueva entrega de Doce cosas, que viene a acompañar a las Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre el Big Bang, las Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre el Sol y las Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre las constelaciones. Va a haber algunas parecidas al Sol, porque el Sol es una estrella, pero igual sirven para repasar.

1. A simple vista se pueden ver unas 10 mil estrellas, pero no todas a la vez ni desde cualquier lugar de la Tierra.  La cantidad que se pueden ver desde cada punto del planeta depende de la latitud. Desde cada polo se pueden ver la mitad de las 10 mil, cualquier noche del año. Desde el ecuador se pueden ver todas las 10 mil, pero naturalmente no a la vez (porque sólo la mitad del cielo está sobre el horizonte), sino gradualmente a lo largo del año. Desde Bariloche, a 41 grados de latitud, se pueden ver el 87% de las estrellas del cielo (a lo largo del año). Al transcurrir la noche la Tierra gira, cambia la vista, y durante una larga noche de invierno, desde Bariloche, se alcanzan a ver una buena parte de todas las que están a nuestro alcance. En una noche de verano, mucho más corta, se pueden ver bastante menos. Por supuesto, las estrellas no están distribuidas uniformemente, así que el cálculo es aproximado. Además, desde las ciudades se ven bastante menos estrellas que desde el campo (o durante un corte de luz). Desde una ciudad mediana, el 10000 se reduce a unas 500 apenas. Desde el centro de una gran ciudad, a 100 o menos.

2. Las estrellas brillan porque están calientes, tal como los carbones del asado o los alambres del tostador eléctrico. El calor del Sol lo sentimos en el rostro los días de verano, y en cambio a las estrellas no las sentimos calientes. Pero eso es sólo porque están muy lejos. En sus colores, y no en la intensidad de su luz, está codificada su temperatura: desde un par de miles hasta decenas de miles de grados.  

3. Las estrellas no son eternas. La fuente de su calor es la radiación que surge de sus centros, como resultado de reacciones nucleares que convierten elementos livianos en otros más pesados. Esos "combustibles" nucleares duran un tiempo y se agotan, así que necesariamente las estrellas mueren, o se extinguen. Algunas lo hacen de manera tranquila (como ocurrirá con el Sol), otras de manera violenta. 

4. Las estrellas más grandes y pesadas tienen centros muy calientes, por lo cual las reacciones nucleares ocurren más rápido. Así que, aunque tienen mayor cantidad de combustible nuclear, lo agotan más rapidamente y sus vidas son más cortas que las de las estrellas más livianas. Una estrella como Alnilam (la del medio de las Tres Marías), que pesa casi 30 veces más que el Sol, vive unos 6 millones de años. El Sol, en cambio, vivirá 10 mil millones de años, más de 1500 veces más.

5. Las estrellas más livianas, en cambio, queman su combustible nuclear a un ritmo tan tranquilo que viven incluso más que el Sol. Algunas de ellas son tan antiguas como la Vía Láctea, y andá a saber cuánta cuerda les queda todavía. Se conoce una que tiene 13500 millones de años, una estrellita de morondanga de 14% de la masa solar; su hidrógeno le va a durar un millón de millones de años, quizás más. A pesar de ser tan vieja, es todavía un bebé.

6. La inmensa mayoría de las estrellas son más pequeñas y más livianas que el Sol. El Sol no es una "estrella típica", como se dice a veces. El 95% de las estrellas de la galaxia son más pequeñas que el Sol.

7. Durante la abrumadora mayoría de sus vidas, las estrellas convierten hidrógeno en helio. Pero incluso la enorme temperatura en sus centros es insuficiente para producir la reacción de fusión de dos núcleos de hidrógeno. Como son dos cargas positivas, se repelen, y la temperatura no les da suficiente energía para acercarse lo necesario para que actúen las fuerzas nucleares. La reacción se produce por "efecto túnel", que es un fenómeno cuántico que permite penetrar una barrera repulsiva incluso sin tener la energía suficiente. Es como atravesar una pared sin romperla, o pasar a través de la gente como el fantasma de Canterville. Este descubrimiento crucial lo realizó George Gamow en 1928. Esa noche salió con su novia. Sentados en el banco de una plaza pensaba cómo contárselo. Entonces la novia dijo algo así: “¡Ay, George, mirá qué lindo cómo brillan las estrellas!”. Gamow vio la oportunidad y replicó: “Sí, y esta noche, en todo el mundo, ¡yo soy el único que sabe cómo brillan! ¿Te cuento?” Se casaron y fueron felices, y se escaparon de la Unión Soviética (tras dos intentos frustrados ¡en kayak!). La próxima vez que sientas el calorcito del Sol en la piel, pensá que se lo debés a un fantasma cuántico.

8. La fusión de cuatro núcleos de hidrógeno produce un núcleo de helio (de una manera complicada, ya que son varias reacciones encadenadas), pero además produce radiación electromagnética y neutrinos. La radiación es un fotón muy energético (un rayo gamma), al cual le cuesta cientos de miles de años salir del centro de la estrella, luchando contra la materia estelar que lo desvía incesablemente, lo absorbe y lo reemite. En cada una de esas interacciones va calentando de a poquito su estrella, y lo que vemos es la luz con la que brilla la capa más superficial. Los neutrinos, en cambio, salen del centro en un santiamén, no los frena nada, y empiezan su viaje interestelar hasta que unos muy poquititos pueden ser detectados en la Tierra. Son la única fuente de información directa que tenemos de lo que ocurre en los núcleos de las estrellas.

9. Estas reacciones nucleares sólo agregan helio a la composición primordial que viene del Big Bang (esencialmente 75% hidrógeno, 25% helio). La fusión de un helio con un hidrógeno daría un elemento de masa 5, y la de dos helios, daría uno de masa 8. Pero no existe ningún elemento estable con esas masas atómicas. La existencia de todo el resto de los elementos más pesados recae en una reacción nuclear extremadamente improbable: la fusión de tres helios, dando carbono-12. Es tan improbable que esto ocurra que, cuando fue originalmente propuesta de manera teórica, se dejó en claro que necesitaba un efecto amplificador desconocido en el momento, llamado "resonancia". Una vez propuesta, fueron a medirla en experimentos de física nuclear, y allí estaba la resonancia. Como efecto secundario, el carbono se puede fusionar con otro helio, dando el oxígeno. Así que toda la biología (y la tecnología y la economía), tan arraigadas en la química del carbono y del oxígeno, deben su existencia a esa resonancia. Sin ella, el universo sería aburridísimo, lleno de estrellas de hidrógeno y helio, y planetas gaseosos sin vida. Esa reacción se llama triple alfa, que a los argentinos inmediatamente nos hace pensar en otra cosa (que, obviamente, no sería posible sin ella).

10.  Todas las estrellas pierden una parte significativa de su masa al envejecer. Las más livianas (hasta un par de masas solares) lo hacen suavemente, en forma de nebulosa planetaria. Las más pesadas pierden masa en forma de fuertes vientos estelares, y finalmente de manera explosiva, como supernovas. Tanto unas como otras dejan tras de sí residuos estelares, que se conocen informalmente como estrellas enanas blancas y estrellas de neutrones. Estrictamente, estos residuos no son estrellas, ya que no se mantienen infladas por las reacciones nucleares. Brillan porque están calientes, y se van enfriando muy lentamente. Sólo las (poquísimas) estrellas súper-pesadas, cuando explotan, producen un agujero negro, que ni siquiera es materia, sino pura geometría.

11. Casi todas las estrellas tienen planetas a su alrededor, así que hay más planetas que estrellas en la Vía Láctea. Sabemos también que alrededor del 20% de todas las estrellas similares al Sol (o sea, las tipo G y K, descartando las inmensas y las pequeñitas), tienen al menos un planeta similar a la Tierra (rocoso) en su zona de habitabilidad (donde podrían tener agua líquida en la superficie). Esto daría, en toda la Vía Láctea, miles de millones de planetas potencialmente habitables por una biología como la terrestre (ya sea puros microbios, o hasta seres pensantes). Sólo tenemos evidencia de uno solo, pero creemos que hay más, y por eso seguimos buscándolos.

12. Hemos mencionado que las estrellas mueren, pero también que nacen. Las estrellas nacen de la materia que llena el espacio interestelar, que no está vacío. Al final de sus vidas devuelven buena parte de su materia, reciclada, al medio interestelar, desde donde pasará a formar parte de nuevas generaciones de estrellas. Hay un reciclado permanente de materia en la galaxia, del cual nosotros mismos formamos parte. No sólo somos descendientes de estrellas de generaciones anteriores al Sol, sino que somos antepasados de estrellas (y planetas, lunas, ¿gentes?) de un futuro lejano.

Para referencia, aquí están las entregas de Doce cosas:

• Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre el Big Bang
• Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre el Sol
• Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre las constelaciones
• Doce cosas que (tal vez) no sabías sobre las estrellas 

 

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La ilustración del Sol junto a la enana roja Trappist-1 es de ESO. 

La imagen de Gamow y el efecto túnel la tomé de Muy Interesante, de una nota que trata precisamente sobre esto. 

La ilustración de 800 exoplanetas terrestres conocidos es de Martin Vargic. 

La imagen de la Nebulosa de Carina que reciclé para ilustrar el reciclado, es de NASA/ESA/JWST. 

El link del Fantasma de Canterville lleva a la versión grabada en vivo en Adiós Sui Generis. El sonido es bastante malo, pero vale la pena para escuchar la hermosa voz que tenía Charly cuando era joven. La versión de estudio es la de PorSuiGieco, y el sonido es buenísimo. Pero canta Gieco, no Charly.

A los pies del Tucán

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 

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

Cúmulos y nebulosas de Carina

La semana pasada comentamos la lejanía de la estrella x Carinae, la más lejana visible a simple vista. La encontramos en el cielo junto a un famoso cúmulo abierto, NGC 3532, el Pozo de los deseos, vecino a la magnífica Gran Nebulosa de Carina. Mostré esta foto, que hice en enero desde la estepa patagónica, una noche de inusual airglow:

Es una región magnífica del cielo austral. La escena mide unos 6 grados de ancho, más o menos como los tres dedos medios con el brazo extendido. Está dominada por la Nebulosa de Carina (NGC 3372), una gran región de formación estelar a 7500 años luz de nosotros. Brilla con los colores característicos de la fluorescencia del hidrógeno (rojo) y del oxígeno (azulado). Sus átomos son irradiados por la radiación ultravioleta de cientos o miles de estrellas jóvenes, muchas de ellas monstruosamente grandes, como la extraordinaria Eta Carinae. Arriba y a la izquierda está el otro protagonista de la escena, el gran cúmulo abierto NGC 3532, un ejambre de centenares de estrellas a unos 1500 años luz de la Tierra. A alguien le parecieron las monedas que se tiran a una fuente para pedir deseos, y lo bautizó wishing well cluster, que en castellano se traduce en general "el pozo de los deseos", aunque tendría más sentido "la fuente de los deseos", ¿no? A su lado, pero mucho más lejos y sin relación física con él, está la coloradita cefeida x (equis) Carinae, que a 14 mil años luz es la estrella más lejana visible a simple vista. Las de 3532 son estrellas jóvenes, si bien no tanto como las que están embebidas en la nebulosa; tienen todas ellas unos 300 millones de años, y unas cuantas ya se ven de un color rojo que delata su madurez. Una de ellas me llamó la atención por ser mucho más colorada. Resultó ser una estrella de carbono. Acá la marqué en un recorte, además de x Carinae:

Un pedacito de NGC 3532 fue la primera imagen tomada por el telescopio espacial Hubble, la que dejó a todos diciendo "algo no está bien".

La gran nebulosa 3372 y el cúmulo 3532 se roban la escena, pero hay una cantidad de personajes secundarios que completan el encanto de esta densa región de la Vía Láctea. Hice una versión anotada para guiarnos:

NGC 3293 es otro de los cumulitos que rodean a la Nebulosa de Carina. Es más denso y más joven que 3532. Sus estrellas son casi todas gigantes azules, salvo una supergigante roja, que debe ser muy masiva para haber evolucionado tan rápido (el cúmulo tiene 12 millones de años apenas). Algo de nebulosidad se extiende hasta allí, y el cúmulo parece estar asociado al vecino NGC 3324, cuya propia nebulosidad está catalogada como IC 2599. Su forma redonda parece un perfil (mirando hacia la derecha en la foto), y a veces se la llama Nebulosa Gabriela Mistral, porque se le parece. Fue una de las primeras imágenes difundidas por el telescopio Webb, hace un par de años. 

Otros dos cúmulos embebidos en la nebulosidad de la cual nacieron están completamente desconectados de esta compleja región: NGC 3603, 3579 y 3576. Más chiquito aún, el 3572.

Y las estrellas brillantes de esta región son también hermosas, variadas y coloridas. Eta Carinae es la monstruosa estrella de 100 masas solares que hace 200 años explotó casi como una supernova, y sobrevivió. Su capullo de polvo caliente, llamado el Homúnculo, es lo que vemos brillando de color naranja. Cuando lo disipe (dentro de pocos años) seguramente la veremos de un azul rabioso. Brillando a magnitud 4, y a 7500 años luz de distancia, también es una estrella muy lejana visible a simple vista. 

Parecida en brillo y color es otra estrella gigante (variable tipo Mira), w Carinae. La vemos superpuesta a la nebulosa, pero es mucho más cercana, a 1400 años luz. Y otra estrella parecida en brillo, pero más blancuzca (es una subgigante amarilla), es u Carinae, todavía más cercana, a apenas 95 años luz. Con y Carinae se completa un arco de estrellas de cuarta magnitud w-η-u-x-y que es fácil de identificar en el cielo (hace poco una de las chicas de Osiris me decía que siempre le parece que forman una corona). 

Y ahora, algunos detalles técnicos. La foto fue hecha con mi Canon T7i (sin modificar) y un teleobjetivo Canon 200mm 1:2.8 L, diafragmado a f/3.2. Como era la primera vez que lo usaba hice exposiciones a 2.8, 3.2 y 4.0. La verdad que funciona muy bien incluso completamente abierto a f/2.8. Para esta imagen usé las de 3.2 porque tenía más exposiciones (son 20 de 30 segundos). 

Además de nueva cámara y lente, usé un nuevo software de procesamiento, Siril. ¡Es buenísimo! Es bastante fácil de aprender (hay tutoriales) y muy poderoso. Me resultó más fácil e intuitivo que PixInsight, por ejemplo, e igualmente versátil. El procesamiento que hice es bastante básico, y el resultado es buenísimo. Entre varias cosas que me gustaron:

• Convierte las imágenes raw a fits y hace todo el procesamiento en 32 bits, lo cual preserva el rango dinámico que requieren las fotos astronómicas aún mejor que los tif de 16 bits (como los que produce Sequator, que después hay que seguir procesando en Photoshop o Gimp).

• Permite calibrar el color usando fotometría online: con el nombre del objeto fotografiado, identifica las estrellas y corrige el color, lo cual es magnífico. 

• La identificación de estrellas, que en inglés se llama plate solving por razones históricas (en castellano se podría decir calibración astrométrica, pero se usa plate solving), permite superponer una grilla y un catálogo de objetos en la imagen:

• Puede usar StarNet para separar las estrellas de la nebulosidad, lo cual permite procesar ambas por separado, y después recombinarlas. Esto es buenísmo, porque algunas de las herramientas que usamos para aumentar el contraste en las nebulosas, por ejemplo, producen defectos en las estrellas, y viceversa. 
  

• Tiene una cantidad de herramientas de postprocesamiento que apenas empecé a explorar, pero las que usé son muy fáciles y útiles. Por ejemplo, se puede hacer zoom en el histograma y representarlo en escala logarítmica, para ajustar los tonos, cosa que en Photoshop es medio a ciegas. Y muchas cosas más: remoción interactiva del brillo del cielo, saturación protegiendo el fondo, descomposición en wavelets para un contraste selectivo por escalas, gran velocidad en todo lo que hace, en fin, me encantó.

Creo que me queda todavía una foto más de la sorprendentemente productiva noche en Los Juncos. Ya aparecerá.

Raras estrellas en Carina

Hace un par de semanas conté una simpática casualidad: a apenas 1.5 grados de Eta Carinae, una de las estrellas más raras de la Galaxia, hay otra estrella del mismo tipo de rareza, AG Carinae. 

Mientras revisaba la bibliografía sobre esta clase de estrellas, llamadas LBVs (variables luminosas azules), me empezaron a aparecer las otras poquitas que se conocen. Tenían nombres raros, de catálogos muy especializados. Me llamó la atención en primer lugar Hen 3-519, porque decían que era una gemela de AG Car. ¿Dónde estaría en el cielo? Me llevó un buen rato encontrarla, y resultó que estaba... ¡también en Carina! ¡A tan sólo 16 minutos (media luna) de AG Car! Es una estrella de décima magnitud, y sólo pude identificarla en el caos de estrellas de Carina gracias al catálogo Gaia cargado en Cartes du Ciel y mi foto registrada en Astrometry.net:

Hen 3-519 está a más de 20 mil años luz de nosotros, y tal como Eta Car y AG Car, también tiene una nebulosa alrededor, producto de una erupción anterior:

También está catalogada como WR 31a, donde las iniciales significan "Wolf-Rayet", que es una clase de estrellas gigantes que tienen espectros con líneas de emisión, además de las líneas de absorción comunes en todas las demás estrellas (como las líneas de Fraunhofer del Sol). Las estrellas LBV son parecidas a las WR, y si bien no está del todo clara la relación entre ambas, se cree que son etapas consecutivas, muy breves, en la evolución final de las estrellas muy masivas. 

En un artículo de revisión sobre LBVs encontré una tablita con las estrellas de esta clase que tienen "homúnculos" alrededor. Se conocen sólo 9 en la Vía Láctea y 5 en la Nube Mayor de Magallanes (LBVs, entre seguras y candidatas, se conocen unas 50 en todo el universo). En la lista estaban, obviamente, Eta Car, AG Car y Hen 3-519. Estaba también P Cygni, una estrella famosa que tuvo su erupción en el año 1600, cuando fue clasificada como "nova" (antes era invisible, en la era pretelescópica). ¿Y las otras? Atención a esto: estaba también HR Carinae. ¡Otra LBV en Carina! ¿Y las otras? ¿Sher 25? ¡En Carina! ¿Wra 751? ¡En Carina! De las nueve, seis están en Carina, muy cerca entre sí, y todas aparecen en mi foto de 2016:

La única que no se llega a distinguir individualmente (en esta foto hecha con un teleobjetivo de 100 mm) es Sher 25, que está en un pequeño cúmulo con nebulosidad designado NGC 3603:

Sher 25 es la estrella arriba y a la derecha del cúmulo, rodeada de unos filamentos de nebulosidad. Hace rato que tengo anotado este cumulito para fotografiarlo con el telescopio. Ahora que sé que alberga a esta estrella notable subrayo la anotación. A ver cuándo.

¿Por qué tantas de las variables luminosas azules están apretadas en 6 grados de cielo? No tengo ninguna explicación, salvo tal vez que la Gran Nebulosa de Carina es una de las regiones más grandes de formación estelar de la Vía Láctea. Me detengo aquí, con el asombro de la casualidad.

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La foto de Hen 3-519 es de NASA/ESA/Hubble/Judy Schmidt. La de Sher 25 es de NASA/ESA/O'Connell/Paresce/Young/WFC3/STScI/AURA. Las otras son mías.

El interesante artículo sobre LBVs es un preprint de 2020 bastante mal escrito, espero que cuando salga publicado sea más legible: Weis & Bomans, Luminous Blue Variables, arXiv:2009.03144v1.

El futuro del Homúnculo

No se hagan los rulos: Betelgeuse no está a punto de explotar como supernova, como los medios sensacionalistas repitieron hasta el cansancio justo antes de la cuarentena covid en 2020 (y también en 2011). Le faltan como 100 mil años. Conocemos estrellas que están mucho más cerca de explotar. Una vieja conocida es Eta Carinae, una estrella descomunal que en el siglo XIX ya tuvo una explosión y sobrevivió. Durante esa erupción produjo la notable nebulosa Homúnculo, tal como la bautizó Enrique Gaviola. Eta Carinae está en medio de la Gran Nebulosa de Carina, rodeada por un diamante de grandes cúmulos estelares, en una de las regiones más hermosas de la Vía Láctea austral.

Hay pocas estrellas como Eta Carinae (hasta hace no mucho creíamos que era única). Yo no tenía mayor idea de cuáles eran, sólo había leído que eran apenas un puñado. El telescopio espacial Hubble me sorprendió con su foto aniversario 2021, precisamente con una estrella tan parecida a Eta Carinae que hasta tiene su propio "homúnculo" alrededor.

Esta es AG Carinae, y se calcula que la nebulosa fue producida en una erupción similar a la de Eta Carinae (la masa es similar a la del Homúnculo, unas 15 masas solares), pero hace 10000 años. Muy posiblemente así se verá el Homúnculo dentro de 100 siglos. AG Carinae tal vez esté un poco más cerca del final que nuestra vieja conocida Eta Car. ¡No hay que perderla de vista!

La nebulosa es preciosa y me dieron ganas de fotografiar la estrella, pero lo que me llamó la atención fue que AG Carinae, por supuesto, ¡también está en la constelación de Carina! ¿Acaso ya la tendría fotografiada? Resultó que sí, porque AG Car está apenas a un grado y medio de Eta. ¡Está en la foto que puse arriba! Por suerte AG Car es una estrella relativamente brillante y no me costó encontrarla:

AG Carinae es una estrella notable, casi tan extraordinaria como Eta Car. Es inmensa, con una masa inicial estimada en 100 masas solares como Eta, y una masa actual de más de 50 masas solares. También, como Eta, brilla con una luminosidad de casi un millón de veces la de nuestro solcito. El nombre, AG, delata que se trata de una estrella variable. Cuando hice la foto, en 2016, brillaba a magnitud 7, por debajo del umbral que permitiría verla a simple vista, pero en sus irregulares máximos ha alcanzado la magnitud 5.5:

Así que, oficialmente, AG Car califica como estrella visible a simple vista, al menos durante los máximos. ¿A qué distancia está? Hay una controversia sobre esto, pero me inclino a pensar que está muy lejos, realmente lejos. Es lo que indican los sucesivos catálogos de Gaia, cada vez más exactos y precisos. Según Gaia DR3 (recién publicado), AG Car se encuentra a 16000 años luz. ¡A la pucha! ¡Habrá que revisar la nota sobre la estrella más lejana! (En la foto señalé también a x Carinae, una de mis favoritas candidatas a estrella más lejana, que a magnitud 4 se encuentra a 15 mil años luz según DR3.)

Eta Car y AG Car pertenecen a una clase especial de estrellas, llamadas LBVs (iniciales de variables luminosas azules, en inglés). Son azules, son variables y son muy luminosas, pero no hay una caracterización completa de ellas, precisamente porque se conocen tan poquitas. En un par de semanas cuento algo más, porque hay otra sorpresa.

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A propósito del Homúnculo, me contó recientemente Santiago Paolantonio durante su visita a Bariloche, que han identificado las placas de vidrio originales de fotos y espectros hechas por Gaviola a principios de los 1950s. Lo cuenta en una nota de su blog Historia de la Astronomía. Siendo una nebulosa tan joven, con una evolución tan rápida, seguramente son muy valiosos estos originales, que podrán ser estudiados con tecnología moderna.  

La curva de luz de AG Carinae está hecha en la AAVSO.

La foto de la nebulosa de AG Carinae es de NASA/ESA/STScI.

Pretty pictures

Pasando el plumero al archivo de fotos me encontré con tres que hice a manera de prueba con el pequeño Orion ST80, un refractor acromático de 80 mm (F/5), que normalmente uso como telescopio de guiado. Las voy a compartir aquí, aunque no sean nada del otro mundo, porque son lindas fotos y ponen en evidencia las posibilidades y ciertas limitaciones de un refractor bastante bueno.

Primero lo primero: la Gran Nebulosa de Carina. A falta de guiado, tuve que hacer exposiciones cortas: son 103 de 7 segundos, unos 12 minutos en total. No está mal, pero la aberración cromática en las estrellas azules es bastante fea.

Esta foto mide unos 3 grados de ancho, como 6 lunas: se aprecia el enorme tamaño de la nebulosa en el cielo, algo que con el SCT de 20 cm no alcanzo a fotografiar. La nebulosa está cruzada por dos grandes brechas oscuras que forman una V, fácilmente visible a simple vista en el telescopio. No son regiones faltas de nebulosidad, sino nubes oscuras y frías, de gas pero también de lo que los astrónomos llaman polvo, y que es más bien un humo: granos submicrométricos de moléculas di- o triatómicas, o incluso más complejas. En el interior de estas nubes, y a partir de su material, se forman nuevas estrellas y sus planetas. Hay otras nubes oscuras de formas caprichosas dispersas en el gas brillante de la nebulosa. La más llamativa es la que tiene forma de ojo de cerradura, dentro de la V. A su alrededor está la parte más brillante de la nebulosa, cuyo gas está excitado por varios cúmulos de estrellas jóvenes muy energéticas. Entre ellas se destaca, a la izquierda de la Cerradura, la famosa Eta Carinae, una de las estrellas más notables del universo, envuelta en su propia nebulosa. Es una estrella naranja, pero la aberración cromática la hace aparecer azul en la foto. 

Todos los aficionados saben que la Gran Nebulosa de Carina está rodeada por cuatro grandes cúmulos, que están entre las joyas del cielo austral: Theta Carinae, enorme por su proximidad, NGC 3114, NGC 3532 ("soberbio" lo llama Burham), y el pequeño pero encantador NGC 3293. Esa noche, después de la nebulosa, le tocó el turno a NGC 3532, a veces llamado el Pozo de los Deseos:

Son 7 exposiciones de 7 segundos. El efecto de difracción en las estrellas brillantes está agregado en postproducción, como para probar. La más brillante (arriba y a la derecha del cúmulo) es x Carinae, una cefeida clásica de cuarta magnitud (V382 Car). Es también una estrella extraordinaria: una rara hipergigante amarilla, tan luminosa que es la estrella más lejana que vemos a simple vista. Ya hemos escrito sobre ella, pero corresponde actualizar su distancia. Hace un par de años reportamos que de acuerdo a la segunda edición de datos de Gaia estaba a 6597 años luz. Resulta que según la tercera edición, la distancia es más bien de 14946 años luz. ¡A la pipeta! Es el doble de la distancia a Eta Carinae. Vamos a revisar estas cosas, en algún momento. El cúmulo está a unos 1500 años luz.

Para terminar nos movemos hacia la Cruz del Sur, y aprovechamos el gran campo visual del ST80 para meter en la misma foto a la estrella Mimosa y el encantador cúmulo Joyero, ambos habitués del blog:

Cerquita de Mimosa (Beta Crucis) vemos la también notable DY Crucis, el Rubí de la Cruz, la estrella más roja del cielo. Está cerquita, justo arriba de Mimosa.

El ST80 es un telescopio muy lindo para observar, y también funciona fenómeno como telescopio guía. Para fotografía, como se ve, tiene bastante aberración cromática. Es el telescopio que usé para fotografiar el eclipse solar del 2019, pero lo reemplacé por una lente de fotografía un poco más corta pero menos aberrante, para el eclipse de 2020.

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Si se ponen a buscar datos sobre x Carinae, no la confundan con X Carinae, que es otra estrella, mucho más cercana. Es mejor usar sus sinónimos: V382 Car o HD 96918. La nomenclatura estelar es medio de locos.

Las fotos son mías, y las puse en resolución completa para quien quiera descargarlas y revisarlas en detalle.

Ciencia en foco

Sin mayores expectativas mandé fotos al concurso Ciencia en Foco, organizado por el Ministerio de Ciencia. ¡Y dos de ellas fueron preseleccionadas! Ahora están expuestas para la votación del público en este enlace. Hay fotos buenísimas, y se puede votar por una en cada categoría: Más allá de nuestros ojos, A simple vista, Bajo el agua, y Ciencia en pandemia. ¡Los invito a votar por las mías! Hay tiempo hasta el lunes 27 de septiembre. Las comparto aquí con sus epígrafes, junto al resto de las fotos que mandé.

Eyección de masa coronal (categoría Más allá de nuestros ojos)

Durante el eclipse solar total del 14 de diciembre de 2020 se produjo una erupción en la superficie del Sol que condujo a la eyección de una enorme cantidad de materia y energía hacia el espacio interplaneterio. En esta imagen la vemos formando una burbuja en forma de lágrima, propagándose en medio de la corona solar, la atmósfera eléctrica que el campo magnético del Sol "peina" en forma de filamentos, visibles a simple vista sólo durante los eclipses totales. Cerca del borde de la Luna vemos también enormes protuberancias solares, de color rojo, que son erupciones menores de materia en la base de la dinámica atmósfera solar.

Aprovecho para recuerdarles que está disponible una charla pública que di hace poco sobre el fenómeno: Sorpresas del Gran Eclipse Patagónico. También publiqué un trabajo técnico, accesible libremente en la revista Papers in Physics: Serendipitous observation of a coronal mass ejection during the total solar eclipse of 14 December 2020.

Plano galáctico (categoría A simple vista)

La primavera en Bariloche nos trae la vista de la Vía Láctea arqueándose sobre la cordillera de los Andes. En esta vista la vemos sobre la ciudad de Bariloche y su cúpula de luz urbana. En este panorama de varias fotos, elegí poner el punto de fuga en la Vía Láctea, en lugar del más habitual del horizonte. Esto hace que el lago Nahuel Huapi aparezca imposiblemente curvado hacia arriba, y a la vez endereza la Vía Láctea, que así aparece como lo que realmente es: una galaxia espiral vista de costado.

En esta categoría hay también una linda foto de mi amigo Pablo Barrios, Una montaña en el cielo.

Las siguientes no fueron seleccionadas, pero igual las comparto aquí.

Mientras el Balseiro duerme

Las oficinas del Grupo de Partículas y Campos, en el Instituto Balseiro, una noche de verano. Vemos parte de la Vía Láctea austral, con la Cruz del Sur y la brillante Nebulosa de Carina. En su interior brilla la gigantesca Eta Carinae, la estrella favorita de Enrique Gaviola, pionero de la física y la astronomía argentinas y una de las figuras prominentes de los primeros años del Balseiro. Las observaciones fotográficas y espectroscópicas de Gaviola contribuyeron a entender lo que pasaba con esta estrella, que en el siglo XIX se había convertido súbitamente en la segunda más brillante del cielo nocturno. De día, estas oficinas se llenan de científicos que investigan la naturaleza de los rayos cósmicos, los misterios de los agujeros negros y la estructura fundamental de la materia.

 

El nuevo edificio de Ingeniería en Telecomunicaciones, en el Instituto Balseiro, una noche de verano. Vemos la franja de la Vía Láctea austral, con la Cruz del Sur junto al Saco de Carbón, y la brillante Nebulosa de Carina. En su interior brilla la gigantesca Eta Carinae, la estrella favorita de Enrique Gaviola, pionero de la física y la astronomía argentinas y una de las figuras prominentes de los primeros años del Balseiro. Las observaciones fotográficas y espectroscópicas de Gaviola contribuyeron a entender lo que pasaba con esta estrella, que en el siglo XIX se había convertido súbitamente en la segunda más brillante del cielo nocturno. El cielo se tiñe con el alumbrado urbano de los barrios cercanos al Centro Atómico Bariloche.

Polvo en el viento (solar) 

En Bariloche, la primavera se anuncia con la Vía Láctea arqueándose sobre la cordillera de los Andes, como una invitación a salir de noche y acercarse al cosmos. En esta ocasión me sorprendió el fantasmal resplandor de la luz zodiacal, alzándose sobre el cerro Capilla. Poco antes había visto la corona solar con mis propios ojos durante un eclipse total, cuya extensión en el espacio interplanetario forma esta banda de luz. Fue una experiencia maravillosa, como estar en casa en el sistema solar, con la galaxia más allá.

¡Vayan y voten! La página no funciona muy bien, espero que la arreglen en los próximos días. Aparecen fotos superpuestas, y recomiendan recargar con F5 hasta que aparezcan todas 🤦‍♂️🤷‍♂️. Hay que votar en las cuatro categorías y ahí te toma el voto.

Nova Carinae 2018

Hace un año observé esta estrella, Nova Carinae 2018. A través del telescopio la vi así, con las estrellas de comparación para medir su magnitud:

Una estrella, en medio de un mar de estrellas. ¿Qué tiene de especial? Que no siempre estuvo allí, por eso se llama nova:

Nova Carinae 2018 no es una estrella "nueva", sino una estrella que explotó, y tuve la suerte de observarla casi en su brillo máximo. No es casualidad que tenga una foto de unos meses antes del mismo sitio para comparar: se trata de una de las regiones más fotogénicas del cielo, donde está la Gran Nebulosa de Carina. Así que hice, además de la imagen telescópica para registrar la magnitud, una foto de campo ancho para mostrar el contexto:

No es una graaaan foto, pero ahí está, desde el balcón no se puede hacer mucho mejor. Y tenemos la nova junto a nuestras lejanas conocidas x Carinae y η (eta) Carinae.

Los astrónomos pudieron identificar a la precursora de la estrella que explotó como una estrella de magnitud 20 en el catálogo Gaia DR2. Así que aumentó 14 magnitudes su brillo, unas 400 mil veces. Su paralaje es de apenas 0.15 milisegundos de arco, lo cual da una distancia de 21 mil años luz.* ¿Decíamos que equis y eta eran lejanas? ¡Tomá mate! A magnitud 6, Nova Car 2018 se convirtió durante algunos días en la estrella más lejana visible a simple vista.

* El catálogo de Bailer-Jones da una distancia estimada de 11 mil años luz, ya que la incerteza en la paralaje es bastante grande. 

¿Qué pasó tras la explosión? Como toda nova, la estrella fue perdiendo brillo. Curiosamente, en el año transcurrido no ha desaparecido de todo, y se mantiene 10 mil veces por encima de su brillo anterior.

La explosión parece que tiene un doble pico, ¿no? ¿Por qué? ¿Tuvo "llamaradas", como las novas lentas? (Mi observación está ahí en medio, señalada con una florcita de cuatro hojas anaranjada.) Además, ¿por qué no volvió a magnitud 20? ¿Será una especie de nova permanente? De hecho, las observaciones espectroscópicas de los primeros días la señalan como una nova de un tipo raro, el tipo P Cygni (¡la otra vieja conocida súper lejana!), a diferencia de las novas clásicas. Estas estrellas, de las que se sabe poco porque son muy raras, parecen ser similares a eta Carinae, estrellas muy masivas, muy inestables, con erupciones tipo nova muy brillante, con abundante emisión de materia, antes de su final definitivo en forma de supernova.

Nova Car 2018 todavía está allí, y pude identificarla en esta foto reciente plagada de estrellas, que muestra la Vía Láctea austral alzándose tras la peculiar silueta del Valle Encantado del río Limay.

Gran foto, eh.

Ahora que la estrella vuelve a estar alta en el cielo, tal vez valga la pena seguir registrando su brillo y reportar a la AAVSO.

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Las fotos son mías. La curva de luz está hecha con la herramienta on-line de la AAVSO.

Si buscás en la web información sobre esta estrella, poné "nova carinae 2018" o su nombre de descubrimiento "asassn-18fv", porque si ponés "nova car 2018" te aparecen resultados así:

Mientras el Balseiro duerme

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

¡Habrá más fotos de esta sesión!