Gran Nebulosa de Carina

Estuve reprocesando unas fotos de la Gran Nebulosa de Carina que tomé en 2008. Es una región extraordinaria del cielo, que nuestros colegas del hemisferio norte se pierden por completo. Por esa razón tiene menos fama que la Gran Nebulosa de Orión, por ejemplo. Considerando que es 15 veces más brillante que la de Orión (a pesar de que se encuentra 5 veces más lejos), que es cuatro veces más grande en el cielo, que aloja y la rodean enormes racimos de estrellas jóvenes y brillantes, y que se agita en su interior una estrella monstruosa, una de las más pesadas del universo, a punto de estallar en pedazos, no cabe duda de que la Nebulosa de Carina es uno de los objetos más facinantes del cielo, tanto para el aficionado ocasional, como para el astrofotógrafo entusiasta, o para el astrofísico más riguroso. Esta foto muestra la región más brillante e interesante de la nebulosa. Definitivamente, deben clickear la imagen para verla más grande (de todos modos, menor que la foto original de 3k pixels de ancho).

El campo de la foto de arriba abarca algo menos de 1 grado de ancho, dos Lunas. Para darles una idea del contexto, aquí tenemos una foto tomada con un campo más amplio, de unos 15 grados. La nebulosa se destaca en el centro, con su color rosado de hidrógeno fluorescente, en medio de las innumerables estrellas de esta región de la Vía Láctea. Filamentos de polvo frío y oscuro se entrecruzan entre las estrellas. Tres grandes cúmulos estelares la rodean: NGC 3532 arriba a la izquierda, NGC 3114 abajo a la derecha, e IC 2602 (las "Pléyades australes") abajo a la izquierda. La Cruz del Sur queda fuera de la imagen hacia la izquierda, más allá de esa otra nebulosa roja y chiquita (IC 2948). Una docena más de cúmulos estelares son visibles, pero la enumeración es innecesaria. (Pueden ver el análisis automático hecho por astrometry.net aquí.)

El motivo de reprocesar esta imagen fue la curiosidad de compararla con un extraordinario panorama hecho por el telescopio Hubble. Así que recorté y acomodé la imagen para ponerlas una junto a la otra. Aquí están. Elegí la imagen anotada del Hubble, pero en la página original hay otras (inclusive una maravilla zoomeable).

Me encanta la comparación. Ni qué decir que la imagen del telescopio espacial tiene mejor resolución: mi telescopio es mucho más chico y está en el fondo de un océano de aire turbulento. Pero los msmos ingredientes están ahí: estrellas multicolores, filamentos de gas brillante, pilares y montañas de polvo disolviéndose ante el embate de la furiosa radiación de las estrellas jóvenes. Inclusive cosas que creí que eran artificios del procesamiento, como esas bandas oscuras paralelas abajo y a la derecha de la nebulosa "ojo de la cerradura", son reales. Muchas de estas líneas brillantes son ondas de choque de supernovas recientes, que sacuden el gas de la nebulosa disparando un incesante proceso de formación de nuevas estrellas, reciclando el material de la galaxia. Se estima que hay casi un millón de masas solares en polvo y gas en la nebulosa, reciclándose constantemente en estrellas. La estrella superpesada Eta Carinae está señalada en la imagen de Hubble, y brilla de color naranja/rosado en la mía. Lo que vemos es, en realidad, un capullo incandescente que se formó alrededor de la estrella a consecuencia de su erupción casi devastadora en el siglo XIX. Se llama Nebulosa Homúnculo, y volverá a aparecer por acá dentro de poco.

No tengo dudas de que puedo mejorar esta imagen con la nueva técnica de autoguiado. Así que volverá a aparecer por acá el próximo verano, seguramente. Stay tuned.

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La imagen del telescopio Hubble es de HST/NASA/ESA. Las imágenes telescópicas de la Nebulosa de Carina son mías (hay versiones de más resolución disponibles). La imagen de la región alrededor de la nebulosa, aunque le puse mi copyright, me parece que fue tomada por mis amigos Martín Moliné y Rafael Montemayor. Por favor, citen a ellos como autores si usan la foto. Para usar cualquier foto del blog, recuerden pedir permiso via e-mail. Pedid, y os será dado.

De Crux a Carina

Hace mucho que no comparto aquí alguna astrofoto mía. Falta de tiempo y de buen cielo en Bariloche, por un lado. Y las pocas que tengo están sin terminar de procesar. Pero tengo algunas, y simplemente fueron quedando postergadas. Hoy traigo estas dos, de una de mis regiones favoritas del cielo: de la Cruz del Sur a la Gran Nebulosa de Carina. Si bien desde nuestra latitud están permanentemente sobre el horizonte, en esta época del año están muy bajitas de noche y altas de día. Aquí están, así no las extrañamos.

Es impresionante la cantidad de estrellas ¿no? Todo el mundo sabe reconocer la Cruz del Sur, aunque es la constelación más chiquita del cielo. En esta foto puede costar un poco identificarla. Desde un sitio oscuro podemos ver que está directamente sobre la banda difusa de la Vía Láctea. Aunque a simple vista nuestros ojos no logran distinguirlo, en las fotos la Vía Láctea muestra su verdadera naturaleza, compuesta por muchísimas estrellas.

Además de estrellas vemos varias regiones nebulosas rojas. He aquí una versión anotada:

La mayor de estas nebulosas, enmarcada por cuatro grandes cúmulos estelares, es naturalmente la Gran Nebulosa de Carina, el hogar de Eta Carinae y su Homúnculo, que ya hemos visitado. Vale la pena también decir que las regiones oscuras (la más prominente es el Saco de Carbón) no son zonas con menos estrellas, sino verdaderas nubes interestelares, frías y oscuras, que ocultan el brillo de las estrellas que se encuentran detrás. También ya han aparecido por aquí.

Un mes antes había hecho una foto, con otra lente, sólo de la nebulosa y su entorno. Aquí está:

Sí, es impresionante la cantidad de estrellas. Intenté contarlas (no a ojo, de manera automática por supuesto) pero los resultados que obtuve eran claramente subestimados. No sé cuántas estrellas hay.

En esta foto se ven más claramente los cúmulos cercanos a Eta Carinae. Los aficionados los conocen bien, porque son maravillosos vistos con pequeños telescopios. NGC 3532 es uno de los cúmulos más extraordinarios del cielo, y junto a él está x Carinae, la estrella más lejana visible a simple vista. NGC 3114 apenas se queda atrás, y NGC 3293, que es mucho más compacto y cercano a la Nebulosa, suele verse destacado junto a ésta con oculares de poco aumento y ángulo amplio. Theta Carinae (las "Pléyades del Sur") es magnífico también en binoculares.

Pero la reina de la foto es, sin duda, NGC 3372, la Gran Nebulosa de Carina. Es 15 veces más brillante que la Nebulosa de Orión y 3 veces más grande (una docena de Lunas se necesitarían para eclipsarla). Bandas de gas y polvo oscuro cruzan la nebulosa, formando un archipiélago de gas fluorescente bien conocido por los aficionados australes. Varios cúmulos estelares extremadamente jóvenes han nacido del gas de la nebulosa, que es probablemente la mayor región de formación de nuevas estrellas de la Galaxia.

En esta foto descubrí un par de objetos que no conocía, y que tal vez valga la pena fotografiar con el telescopio a fines del verano: Un arquito verdoso arriba a la derecha es la parte más brillante de NGC 3199, una burbuja de gas ionizado soplada por una energética estrella de Wolf-Rayet cerca de su centro, WR18 (V500 Car, HIP 50368). Las estrellas WR son masivas y extremadamente calientes e inestables. Se cree que son una categoría que incluye a las variables luminosas azules, a la cual pertenece Eta Carinae. Están a punto de explotar como supernovas.

El otro objeto es una pequeña región de formación estelar, formada por NGC 3576 y NGC 3603. La primera tiene una banda oscura que en fotos de alta resolución (no ésta) semeja la Estatua de la Libertad. Es una nebulosa muy linda, y en cualquier otra parte del cielo se destacaría mucho más. Ya la tomaré de cerca.

El fantasma de Carina

El Observatorio Europeo Austral publicó recientemente una extraordinaria imagen de la Gran Nebulosa de Carina en infrarrojo. Está tomada con el telescopio VISTA, un instrumento con un espejo de 4 metros de diámetro ubicado junto al cuarteto VLT (cuatro telescopios de 8 metros), que observa en luz visible. VISTA tiene una única cámara, VIRCAM, que pesa tres toneladas, está enfriada a 200 grados bajo cero y toma 67 megapixels cubriendo un campo enorme, de más de 1 grado y medio en el cielo (¡nueve lunas!). La imagen publicada debe ser una composición de tres o cuatro, porque a resolución completa tiene 140 megapixels (VIRCAM genera 315 GB de datos cada noche). Ésta es la versión de escritorio:

Descargala para verla sola, porque en esta columna está comprimida. Pero si querés perderte en un mar de estrellas, descargate la original. Ojo: mirarla en el teléfono es como escuchar una sinfonía de Beethoven interpretada por un cuarteto de grillos.

Recorté un pedacito al azar, de 50×50 pixels, y conté 23 estrellas. Extrapolando a la imagen completa, hay más de un millón de estrellas en la foto. En la nota de prensa dicen que en 2014 usaron VISTA para identificar 5 millones de estrellas dentro de la nebulosa. También hice un recorte al 100% de una parte con bastante nebulosidad, para mostrar la principal característica de estas imágenes infrarrojas: el aspecto fantasmal que adquieren el gas y polvo interestelares. En infrarrojo podemos ver dentro (y detrás) de estas nubes en las que están naciendo estrellas.

Naturalmente, los colores deben ser tomados con imaginación y un grano de sal: nuestros ojos no pueden ver la radiación infrarroja, cuya longitud de onda es mayor que la de la luz visible (entre 1 y 2 micrones en el caso de VISTA). La imagen digital es convertida en pixels de colores visibles para que podamos verla. De todos modos, el enrojecimiento es un fenómeno real: la nube dispersa las longitudes de onda más cortas (por eso son opacas en el visible) y lo que hay detrás se ve más rojo, como el sol detrás de la nube de un incendio.

La nebulosa de Carina es tan densa que, aún en infrarrojo, podemos reconocer su forma característica, surcada por dos grandes bandas de polvo oscuro que delimitan un cuadrante, el más brillante en gas fluorescente y cúmulos estelares, que todo aficionado reconoce. Hice un montaje de esta parte junto a una de mis propias fotos de la nebulosa:

La Gran Nebulosa de Carina se encuentra a unos 7500 años luz de nosotros, no lejos de la Cruz del Sur. Se ve a simple vista como una manchita difusa desde cielos suburbanos, y es notable con cualquier instrumento. Es la región de formación estelar más grande de nuestra galaxia. Contiene cientos de estrellas monstruosamente grandes y brillantes, incluyendo la extraordinaria Eta Carinae y su nebulosa Homúnculo. Éstas son mucho más brillantes en infrarrojo que en visible: son la mancha brillante cerca del ángulo de la V oscura, junto al también notable Ojo de la Cerradura.

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Las imágenes infrarrojas son de ESO/J. Emerson/M. Irwin/J. Lewis. Emerson fue el investigador que propuso esta imagen. Irwin y Lewis hicieron la reducción de datos.

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.

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.

Polvo de estrellas

En pleno invierno, en una accidentada noche de observación, nos metimos con el auto entero en un pozo con 30 cm de barro cubiertos de 10 cm de hielo. Es lo malo del invierno. Lo bueno es que oscurece tan temprano que, una vez rescatados, estábamos todavía a tiempo de llevar a cabo nuestra sesión astrofotográfica.

Pero en realidad, lo realmente bueno del invierno, es que se cierne sobre nuestras cabezas el magnífico centro de la Vía Láctea, que uno podría pasarse la vida observando y fotografiando. En esta ocasión fue la gran nebulosa oscura que, desde los alrededores de la estrella ρ Ophiuchi (léase "ro ofiuqui" en español), extiende sus tentáculos hacia la Vía Láctea. Aquí está:

Se trata de una de las nebulosas más extraordinarias del cielo. Es completamente invisible a simple vista, aún a través de un gran telescopio, y sólo se la puede disfrutar fotográficamente. Forma parte de la maraña de filamentos de polvo frío que se entrecruzan en el plano del disco de nuestra galaxia, y que son característicos de todas las galaxias espirales. Estas nebulosas oscuras están compuestas de gas y polvo (finísimo, como si fueran partículas de humo, más que polvo) muy, muy frío. Cuando digo frío digo 250 grados bajo cero. Son inmensas, abarcando el espacio interestelar por cientos de años luz, oscureciendo con su manto de tinieblas estrella tras estrella tras estrella.

La nebulosa de Rho Oph no es completamente oscura, como resulta evidente en la fotografía. Muchas de las estrellas que abarca contribuyen a iluminarla. Pero no se trata del efecto de fluorescencia como el que vemos en tantas otras nebulosas notables, como la de Orión, la de Carina, o la de la Laguna. Es simplemente luz reflejada de las estrellas. Así que los colores son variados, como en un escenario teatral iluminado por una batería de luces. El fenómeno le da a esta región del cielo un multicolor inusual. Veamos un detalle:

Ésta es la región más luminosa y colorida. Se destaca la estrella Antares (la supergigante roja del Escorpión), iluminando con su luz dorada la región más austral del complejo de nubes. Cerca de Antares vemos dos cúmulos globulares, ambos muy lejanos: el gran M4 (a 7200 años luz) y el más pequeño NGC 6144 (a 30 mil a.l.). La estrella σ (sigma) Scorpii es una gigante azul suficientemente energética para producir una fluorescencia roja de hidrógeno. Otras tres estrellas muy brillantes proveen la mayor parte de la luz azul de la nebulosa. Son todas ellas estrellas múltiples: 22 Scorpii, HD147889, y la que le da nombre a la nebulosa, ρ Ophiuchi, en la constelación de Ofiuco, el Encantador de Serpientes.

En la foto señalé varias regiones oscuras con sus nombres propios. Las que tienen una letra B corresponden al catálogo de Edward Barnard, un gran astrónomo de principios del siglo XX quien fue el primero en estudiar sistemáticamente la Vía Láctea usando fotografías. Su Atlas es accesible digitalmente, y su foto de esta región del cielo aparece en la placa 13. La naturaleza de estas regiones oscuras era desconocida en tiempos de Barnard. ¿Eran regiones vacías de estrellas, o verdaderas nubes oscuras ocultando las estrellas del fondo? En su descripción de la Placa 13 dice: "la nebulosa [brillante] es en sí misma un objeto hermoso. Con sus conexiones laterales y la mancha oscura en la que se ubica, y los carriles oscuros que es extienden hacia el Este, da toda la evidencia de que oscurece las estrellas que se encuentran detrás." Y también, en un artículo publicado en 1919: "Para mí es concluyente la evidencia de que existen masas oscuras en el espacio, [si bien] cuál sea la naturaleza de esta materia es otra cuestión."  

Hoy sabemos que estas nubes forman el medio interestelar en la región del disco de la galaxia. Son gas y polvo fríos, resultado de la evolución y muerte de estrellas de generaciones anteriores. Y son el material del que se forman las nuevas estrellas. La nebulosa de Rho Ophiuchi es, de hecho, la región de formación estelar más cercana a la Tierra (a pocos cientos de años luz). Escudriñándola en radiación infrarroja se puede ver dentro del polvo oscuro, y se han identificado cientos de estrellas bebés, de apenas un par de millones de años de edad, algunas de pocos cientos de miles de años, y otras recién condensándose a partir de la nebulosa.

Las nubes oscuras identificadas con una letra L corresponden al catálogo de nebulosas oscuras elaborado en la década del '60 por Beverly Lynds, usando el extraordinario survey del cielo realizado desde Monte Palomar en la década anterior. Hay muy poca información en la web sobre Beverly Lynds. Me costó bastante identificar su nombre, y hasta su sexo, ya que sus trabajos están firmados B. T. Lynds. Según puede leerse en su artículo sobre las nebulosas oscuras, las calcó a mano a partir de los negativos de vidrio de Palomar. El procesamiento de datos lo hizo con una IBM 1620, una de las primeras computadoras accesibles a los científicos. Era un armatoste primitivo, con una arquitectura decimal en lugar de binaria como tienen todas las computadoras modernas. No tenía sistema operativo; o mejor dicho: el sistema operativo ¡era el operador! Hay una fascinante nota sobre la máquina en Wikipedia, con una cantidad pasmosa de detalles. Rescato, además de lo que comenté, este dial que se parece sorprendentemente al de mi lavarropas (quizás más inteligente que la IBM 1620). Hay también una foto de una chica manipulando el dial, que uno se imagina podría ser Beverly. Según leí allí también, varios paneles de 1620s se usaron para la escenografía de la genial película Colossus: El Proyecto Forbin.

En esta época del año ya Ofiuco y Escorpio se empiezan a esconder antes del anochecer, así que tienen poco tiempo para observarlas. Pero es obligatorio dedicarles al menos una noche el año que viene.

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El Atlas Fotográfico de Regiones Seleccionadas de la Vía Láctea está online, como dije. De allí reproduje la Placa 13. Un artículo interesante, con una foto preciosa en colores de la zona, es Star Formation in the rho Ophiuchi Molecular Cloud. El paper de Lynds es Catalogue of Dark Nebulae.

La UNESCO debería declarar patrimonio de la Humanidad la colección de miles de placas de vidrio que constituyen el survey de Monte Palomar, en el cual están basados la mayoría de los catálogos astronómicos hasta fines del siglo XX. Hay varias maneras de consultarlo, por ejemplo en el STScI.

La nursery de Carina

La Gran Nebulosa de Carina es una de las mayores regiones de formación estelar de nuestra galaxia. Ya ha aparecido aquí muchas veces: es el hogar de la estrella gigante Eta Carinae y del Homúnculo de Gaviola. El día que fotografié la supernova en Centaurus A, mientras esperaba que la galaxia subiera un poco en el cielo, me dediqué casi una horita a Carina. Aquí está. La imagen es gigante, 5K pixels de ancho, así pueden descargarla para escudriñarla a piacere. Y en 16:9 para usar de fondo de escritorio:

La nebulosa entera no cabe en el campo de mi telescopio, así que esta foto muestra la región central, la más brillante, caracterizada por la nebulosa oscura Ojo de la Cerradura, la estrella brillante y anaranjada Eta Carinae, y las dos franjas oscuras que forman un ángulo recto al sur de ambas. Estas tres características se ven a ojo en el ocular del telescopio. Pero la cantidad de detalles que tiene la foto es extraordinaria. Así que vale la pena una versión anotada:

La nebulosa está a unos 7500 años luz de nosotros, y mide como 1000 años luz de cabo a rabo. Casi todo el gas que vemos brillando es hidrógeno, el elemento más abundante del universo, que fluoresce en color rojo. Pero hay tantas estrellas jóvenes tan energéticas en esta nursery estelar que vemos también un color azul, correspondiente al oxígeno. Los dos principales cúmulos estelares que energizan la nebulosa son Trumpler 16 (al que pertenece Eta) y Trumpler 14, ambos señalados.

Muchos de estos objetos son únicos y extraordinarios. Trumpler 14 es el cúmulo estelar más joven que se conoce: tiene entre 300 mil y 500 mil años de edad. Para comparar, otro cúmulo "joven" conocido por todos es el de las Pléyades, de 100 millones de años. Eta Carinae, ya se sabe, es una de las estrellas más masivas y brillantes de la Vía Láctea, con una agitada existencia como impostora de supernova a fines del siglo XIX. Cualquier día de estos explota de verdad. La rodea el Homúnculo, un objeto único en la Galaxia, la fuente de radiación infrarroja más intensa del cielo (después del Sol, claro está). La estrella WR25, también señalada, es la estrella más luminosa conocida de la Vía Láctea: es más de 6 millones de veces más brillante que el Sol. Semejante furia fotónica está muy aplacada por las nubes de polvo oscuro que la envuelven, así que no es visible a simple vista. Eta Carinae, con 5 millones de luminosidades solares con el velo apenas del Homúnculo, puede verse a simple vista incluso desde el centro de Bariloche.

Esta región de la nebulosa ha sido fotografiada en exquisito detalle por el telescopio espacial Hubble, y la imagen es famosa en su reconocida paleta de colores. Me dio ganas de combinar ambas: mi foto, coloreada con la paleta del Hubble. Aquí está, en un recorte algo menor que el de arriba:

Y en versión anotada, en la que empiezan a reconocerse (mejor que en mis colores originales) las formaciones famosas:

La Montaña Mística es una de las regiones actualmente más densas de la nebulosa. En su interior se están formando estrellas que pueden verse en infrarrojo (en otra famosa foto del HST), con sus característicos jets protoestelares. Es notable el efecto de iluminación que produce Tr 14 (abajo a la izquierda, justo fuera de este recorte) en esta nebulosa, dándole un aspecto tridimensional que justifica su nombre. Hay una estrella formándose justo en la "cima", que en esta orientación de la imagen es un triangulito delgado que proyecta su cúspide hacia abajo y la izquierda, que es la dirección de donde recibe los vientos estelares de Tr 14.

La Oruga es uno de los varios glóbulos oscuros, de polvo frío, que han quedado dispersos en el cuerpo de la nebulosa tras la erosión que han producido sus estrellas jóvenes y las numerosas supernovas que ya explotaron en su interior. Muchos de los filamentos que vemos son testimonio de la reverberación de sus ondas de choque en el material interestelar. La Oruga se destaca por su borde brillante y un montón de patitas (casi imperceptibles en mi foto).

El Dedo de Dios es otro de estos glóbulos. Más que dedo, es una mano entera con sólo el índice extendido (el pulgar queda del lado del Ojo de la Cerradura). Busquen estos nombres en la web para verlos en las imágenes del telescopio Hubble, vale la pena.

Mientras tanto, aquí está la foto del Hubble superpuesta a la mía. Parece tener menos estrellas, pero es una ilusión: la nitidez es tan grande que las estrellas son casi puntos, mientras que en mi imagen, bueno... mi telescopio tiene 20 cm, cuesta menos de mil dólares, y observa desde el fondo de un turbulento océano de aire...

La imagen original puede explorarse en una versión zoomeable de-no-cre-er acá, así como detalles de las formaciones que mencioné y muchas otras.

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Todas las imágenes son mías. Las pueden descargar para explorar y usar en casa, pero si quieren usarlas en público, agradeceré que me las pidan amablemente.

El Leoncito, reloaded

Me quedaban fotos sin procesar de la excursión al Observatorio de El Leoncito. Son fotos de la Vía Láctea austral, en la región de la Cruz del Sur y de Carina. Me gustó el resultado, así que aquí están, sin mayor presentación. Para quienes no conozcan esta región del cielo, baste decir que es una de las más espectaculares. Hay para todos los gustos y todos los instrumentos, desde binoculares hasta telescopios. Estas fotos están tomadas con la cámara montada en un trípode, tomando múltiples exposiciones de apenas 30 segundos (la de campo más ancho), 15 segundos (la intermedia) y 5 segundos (la de campo más angosto). Me encantan, a pesar de las pequeñas trazas de las estrellas.

Primero la de campo ancho, para ver el panorama:

La imagen abarca unos 70 grados de ancho, con la banda de la Vía Láctea cruzándola de manera oblicua. En el centro vemos la Cruz, con la mayor de las nebulosas oscuras visibles desde nuestro planeta, el Saco de Carbón, junto a ella. A la izquierda de la Cruz, sobre la Vía Láctea, están los dos Punteros, Alfa y Beta del Centauro. Más allá se extienden más filamentos de polvo oscuro y frío de la galaxia. A la derecha de la Cruz, en medio de una maraña de regiones oscuras y brillantes, y estrellas formando multitudes de cúmulos, el resplandor rojo de hidrógeno fluorescente de la Nebulosa de Carina.

Pasemos a un zoom sobre las protagonistas, Cruz y Carina:

En esta imagen se ve más claramente que una de las estrellas de la Cruz es mucho más roja que las otras: la de la cabecera, Gacrux. En el centro de la foto brilla otra nebulosa, más chiquita, con muchas estrellitas dentro. Es la región en torno a Lambda Centauri. Sí: Centauro envuelve a la Cruz por varios lados. La Gran Nebulosa de Carina, a la derecha, no necesita presentación. Los tres grandes cúmulos que la rodean son NGC 3114 (el de más a la derecha), NGC 3572 (el de arriba a la izquierda) y Theta Carinae, las Pléyades del Sur, por abajo. Los tres son individualmente magníficos, y juntos no tienen parangón en ningún lugar del cielo.

Por último, un primer plano de la Cruz y el Saco de Carbón. Esa región que, a simple vista o a través de instrumentos parece tan vacía de estrellas, en fotos como ésta deja ver muchísimas estrellas detrás del velo de polvo. Los incas veían una perdiz en la silueta del Saco de Carbón, una de las "constelaciones oscuras" de la Vía Láctea. La Cruz está un poco rotada con respecto a las fotos de arriba: Gacrux está ahora a la derecha. La estrella que forma el "brazo derecho" de la Cruz, que aquí vemos cerca del centro de la imagen, es Beta. Junto a ella (a su izquierda) se destaca un cúmulo estelar que, de tan compacto, en esta foto casi parece una estrella. Es el Joyero, que de hecho tiene también un número de catálogo como si fuera una estrella: Kappa Crucis.

Beta Crucis tiene el encantador nombre propio de Mimosa. Junto a ella me encontré con una sorpresa, pero la dejo para la semana que viene...

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 Homúnculo del cielo austral

¿Cómo es una supernova antes de explotar? Así:

Esta rara nebulosa, que vemos a simple vista en la constelación de Carina, tiene en su interior a una de las estrellas más extraordinarias que conocemos, la enigmática Eta Carinae. Es una súper pesada, tal vez la más pesada de la galaxia.

¿Cómo sabemos que es la más pesada de la galaxia? Simplemente porque estrellas más pesadas no pueden existir. Estas estrellas gigantescas son increíblemente brillantes, radian con furia millones de veces más intensamente que el Sol. Están al borde de desintegrarse a sí mismas venciendo a su propia fuerza de gravedad. En cada galaxia hay una docena, como mucho. Cuando yo era chico Eta Carinae era la única conocida (decíamos que era la más pesada del universo). Hoy en día se conocen un puñado más.

Durante algún tiempo viven una vida loca, inestable como la de ningún otro tipo de estrella. Pero tienen los días contados. Inevitablemente agotan su combustible nuclear, que las mantiene infladas, y terminan sus vidas en un santiamén, en un paroxismo explosivo más allá de la pesadilla pirotécnica más desaforada. Pero eso lo contaré otro día. Volvamos al objeto nebuloso que envuelve a Eta Carinae.

Lo llamamos "el Homúnculo", vale decir "el hombrecito". Lo bautizó así nuestro Enrique Gaviola, genial físico y astrónomo argentino, pionero de ambas ciencias en nuestro país, y tremendamente respetado internacionalmente. Es uno de los héroes lamentablemente ignorados de nuestra ciencia. Durante sus años como director del Observatorio de Córdoba estudió minuciosamente la nebulosa que rodea a Eta Carinae, que se conocía desde principios del siglo XX, y publicó sus análisis en 1949. Allí lo describe como un hombrecito gordo, con cabeza, piernas y brazos cruzados:

Sus imágenes fotográficas lo muestran así en la figura 1 del artículo:

El nombre que le dio Gaviola pegó en la comunidad internacional y fue inmediatamenta adoptado. Hay que decir que otro astrónomo famoso, el inglés Andrew Thackeray, publicó el mismo año sus propias observaciones hechas desde Sudáfrica, dándole a la nebulosa un nombre mucho menos marketinero al compararla con un barba roja tipo collar (red spade-beard, el estilo de barba de Lincoln). No fue trending topic, en cambio #homunculus sí.

¿Podemos ver esta extraña nebulosa? ¡Claro que sí! Hasta en Bariloche, donde la turbulencia de la atmósfera no permite usar grandes aumentos, en noches calmas he visto al homúnculo como un par de disquitos anaranjados, uno más intenso ocultando parcialmente a uno más oscuro, realmente muy parecido a la imagen que puse al principio (sin los detalles extraordinarios que logra el telescopio Hubble, claro). Un día, hace varios años, me propuse fotografiarlo. Hice una secuencia de fotos con distintas exposiciones (1 a 10 segundos), tal como hizo Gaviola y las combiné. El resultado fue sorprendentemente bueno.

Para comparar mi foto con la del Telescopio Hubble hice un gif animado que pasa de una foto a la otra, usando a Eta y a las otras dos estrellas que aparecen junto a ella para alinear las imágenes. Me encantó. Hasta me parece que veo estructuras en los dos lóbulos esféricos y en los "bracitos".

Como siempre, hay muchas cosas para decir sobre el Homúnculo, pero me las guardo para otro día. Porque lo mejor es salir a verlo. ¿Dónde está? Para quienes no sepan encontrar a Eta Carinae hice este zoom, usando otras fotos mías de la zona, que es una de las favoritas de todos los aficionados australes. En la foto del fondo se ven la Cruz del Sur y sus Punteros, que todo el mundo debería saber encontrar en el cielo. Cerca de la Cruz está la gran Nebulosa de Carina (también llamada de Eta Carinae) pero el Homúnculo es mucho más chiquito. En medio de la gran nebulosa hay una región oscura llamada el Ojo de la Cerradura, y cerca de éste la estrella más brillante, naranja, es Eta (η) Carinae. A mirar con cuidado, con paciencia, con buen aumento y con cielo calmo (no necesariamente muy oscuro, yo la veo regularmente desde el balcón de casa, donde también saqué las fotos).

Bueno, pero ¿qué es el Homúnculo? Paciencia. Otro día.

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La imagen del Homúnculo (la buena, no la mía) es de NASA/ESA/HST. Las otras son mías, mías, mías.

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.