Curiosidades

Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año: unos 9,461 billones de kilómetros. Atravesar nuestra galaxia de punta a punta a la velocidad de la luz llevaría, por tanto, más de 100 000 años. Y no la vemos desde fuera, sino desde dentro y casi de canto: por eso la Vía Láctea se nos aparece como una franja difusa que cruza el cielo, y no como esas espirales redondas de las fotografías.

La NASA la clasifica como espiral barrada: las galaxias de este subtipo tienen una barra de estrellas que atraviesa el bulbo central, y los brazos arrancan de los extremos de esa barra en lugar de salir del propio bulbo. Desde Torrejón, con el cielo urbano, la banda es prácticamente invisible; hace falta alejarse a un lugar oscuro en una noche sin Luna, y entonces aparece sin necesidad de instrumento alguno.

Se llama Sagitario A* y está a unos 27 000 años luz de nosotros, en dirección a la constelación de Sagitario. La imagen la obtuvo el Event Horizon Telescope, una red de ocho radiotelescopios repartidos por el planeta —entre ellos ALMA y APEX, en Chile, y estaciones en España y Francia— que trabajan coordinados como si fueran una única antena del tamaño de la Tierra. Participaron más de 300 investigadores de 80 instituciones.

Lo que se ve no es el agujero negro, que por definición no emite luz, sino la sombra que su gravedad recorta en el gas brillante que lo rodea. Conviene decirlo con claridad porque el malentendido es habitual: Sagitario A* no está «aspirando» la galaxia. A la distancia a la que estamos, su gravedad se comporta como la de cualquier masa: si mañana el Sol se convirtiera en un agujero negro de la misma masa, la Tierra seguiría en la misma órbita.

Con magnitud aparente 3,1, M31 aparece como una manchita alargada y difusa en la constelación de Andrómeda. La escala de magnitudes funciona al revés de lo que parece: cuanto menor es el número, más brillante es el objeto, y el ojo llega hasta la magnitud 6 aproximadamente en un cielo verdaderamente oscuro. Desde Torrejón, con contaminación lumínica, conviene usar unos prismáticos; el mejor momento del año es el otoño, con noviembre como mes óptimo.

Lo que ve el ojo es solo el núcleo: un borrón de un cuarto de grado, la mitad del diámetro de la Luna llena. Las fotografías de larga exposición revelan los brazos exteriores y entonces la galaxia ocupa algo más de tres grados, unas seis veces la Luna llena. Está ahí arriba, enorme, y no la vemos entera porque su brillo superficial es bajísimo.

Abd al-Rahman al-Sufi trabajaba en Isfahán y revisó el catálogo estelar de Ptolomeo comparándolo con sus propias observaciones a ojo desnudo. Entre las anotaciones aparece esa manchita en Andrómeda que nadie sabía qué era. No podía sospechar que estaba describiendo un sistema de alrededor de un billón de estrellas situado a dos millones y medio de años luz.

Hicieron falta casi mil años para responder a la pregunta. Hasta la década de 1920, muchos astrónomos pensaban que aquellas «nebulosas espirales» eran nubes de gas dentro de nuestra propia galaxia. La luz que Al-Sufi vio en el año 964 había salido de Andrómeda unos dos millones y medio de años antes, mucho antes de que existiera la escritura, la agricultura o nuestra propia especie.

Dos billones son dos millones de millones. La cifra procede de un trabajo de 2016 dirigido por Christopher Conselice, que convirtió imágenes profundas del Hubble en modelos tridimensionales para contar galaxias en distintas épocas del universo y luego extrapoló cuántas quedan por debajo del límite de detección de nuestros telescopios.

Las observaciones del Campo Profundo del Hubble, en los años noventa, sugerían entre 100 000 y 200 000 millones de galaxias. El nuevo recuento las multiplica por diez. Además, el estudio muestra que cuando el universo tenía unos pocos miles de millones de años había unas diez veces más galaxias por unidad de volumen que ahora: eran más pequeñas y se han ido fusionando entre sí. Es una estimación, no un censo: conviene tomarla como el orden de magnitud mejor fundamentado hoy.

Se llama Campo Ultra Profundo eXtremo (XDF) y combina diez años de observaciones del Hubble sobre la misma región del cielo, dentro de la constelación de Fornax. La exposición total supera los dos millones de segundos, unos 23 días de luz acumulada. Los objetos más débiles que aparecen tienen magnitud 31: brillan una diezmilmillonésima parte de lo que el ojo humano puede percibir.

El detalle que mejor transmite la idea es el tamaño del recorte: menos de una décima parte del diámetro aparente de la Luna llena, alrededor de una treintamillonésima parte de todo el cielo. Y ahí dentro, 5 500 galaxias, algunas cuya luz partió hace 13 200 millones de años, cuando el universo tenía apenas 450 millones. Cualquier trocito de cielo que parezca vacío está igual de lleno.

La imagen, publicada en julio de 2022, muestra el cúmulo de galaxias SMACS 0723 tal como era hace 4 600 millones de años. Lo interesante no es solo lo que hay en el cúmulo, sino lo que hay detrás: la masa combinada de todas esas galaxias curva el espacio a su alrededor y actúa como una lente gravitatoria, desviando y amplificando la luz de galaxias mucho más lejanas.

Por eso en la foto aparecen arcos finos y estirados: son galaxias del universo temprano, deformadas por el efecto de lente que predijo la relatividad general. El cúmulo funciona como un telescopio natural que se suma al del Webb, y permite ver objetos que de otro modo quedarían fuera de alcance. Las lentes gravitatorias no son un truco de imagen: son un instrumento de trabajo cotidiano en la astronomía extragaláctica.

Las Galaxias Antena, NGC 4038 y NGC 4039, son el ejemplo clásico. Llevan cientos de millones de años entrelazándose y el Hubble ha identificado en ellas más de mil cúmulos de estrellas jóvenes y brillantes formados por el encontronazo. Las nubes de gas de una galaxia sí se topan con las de la otra, se comprimen y colapsan: es lo que los astrónomos llaman un brote de formación estelar o starburst.

Las estrellas, en cambio, están tan separadas en comparación con su tamaño que atraviesan la otra galaxia sin tocarse. Lo que cambia son sus órbitas. La gravedad arranca largas colas de estrellas y gas —las «antenas» que dan nombre al par— y, al final, los dos núcleos se fundirán en una única galaxia elíptica. Nada de esto es rápido: el proceso completo dura miles de millones de años.

La Gran Nube de Magallanes está a 163 000 años luz, una distancia medida con gran precisión por un equipo que usó estrellas dobles eclipsantes observadas desde el observatorio de La Silla (ESO) y publicada en Nature en 2013. Esa cifra importa mucho más de lo que parece: sirve de peldaño para calibrar las distancias a galaxias mucho más lejanas y, en última instancia, el ritmo de expansión del universo.

Desde Torrejón de Ardoz, a 40,5 grados de latitud norte, ambas Nubes quedan permanentemente por debajo del horizonte: hay que viajar al hemisferio sur, o al menos a latitudes tropicales, para verlas. Allí aparecen como dos manchas nubosas fijas que no se mueven con el viento. Su nombre recuerda la expedición de Magallanes y Elcano, cuyos tripulantes las describieron en el siglo XVI.

El equipo de R. Brent Tully definió Laniakea de una forma nueva. En vez de dibujar fronteras según dónde hay más galaxias, cartografiaron la velocidad con la que se mueven unas 8 000 galaxias cercanas y trazaron las líneas de flujo: pertenecen al mismo supercúmulo las galaxias cuyo movimiento converge hacia el mismo punto, como las gotas de lluvia que caen en una misma cuenca hidrográfica.

El trabajo se publicó en Nature en septiembre de 2014. Antes se situaba a la Vía Láctea en el Supercúmulo de Virgo, que resulta ser solo un apéndice de esta estructura mucho mayor. El nombre viene del hawaiano: lani, cielo, y akea, inmenso. Conviene precisar que Laniakea no está ligada gravitatoriamente como un todo: la expansión del universo terminará por desmembrarla.

La consiguió el Event Horizon Telescope combinando ocho radiotelescopios de todo el mundo, tres años antes de lograr la imagen de nuestro propio Sagitario A*. El de M87 es mucho más masivo —unas 1 600 veces más— pero está unas dos mil veces más lejos, y esas dos cosas casi se compensan: en el cielo, los dos anillos tienen un tamaño aparente parecido, y por eso el mismo instrumento pudo con ambos.

El anillo brillante es gas caliente girando muy cerca del horizonte de sucesos, y la mancha oscura del centro es la sombra que la gravedad proyecta al curvar los rayos de luz. Su tamaño coincide con lo que predice la relatividad general de Einstein para un agujero negro de esa masa. Es la primera vez que se pudo comprobar esa predicción mirando directamente, y no por sus efectos indirectos.