1 de Marzo, 2009


LA NUEVA VÍA LÁCTEA

Publicado en General el 1 de Marzo, 2009, 2:52 por feyerabend

La Nueva...

“La galaxia no es otra cosa que congregados de innumerables estrellas distribuidas en cúmulos.” Galileo Galilei (Siderius Nuncius, 1610)

 Por Mariano Ribas

De la mano de nuevos instrumentos y nuevas técnicas, los herederos de Galileo siguieron sus pasos y se lanzaron de cabeza a la titánica faena de trazar el complejo perfil de nuestra galaxia. Su tamaño, su forma, su estructura, su masa y hasta la posición de nuestro Sistema Solar, irremediablemente perdido en ese remolino de cientos de miles de millones de estrellas.

Durante los últimos años, los astrónomos han afinado el lápiz. Y gracias a una serie de flamantes descubrimientos y mediciones muy precisas, hoy podemos celebrar el Año Internacional de la Astronomía con una Vía Láctea más grande, más elegante, más compleja y más asombrosa. Toda una nueva galaxia.

De Herschel a Hubble

Es muy difícil saber cómo es realmente la Vía Láctea. De hecho, en el cielo apenas vemos parte de su perfil. Y la razón es tan simple como inevitable: vivimos hundidos dentro de ella, inmersos en sus profundidades. Es como querer conocer la forma y el tamaño de un enorme palacio, viviendo siempre encerrados en uno de sus más insignificantes rincones. Sólo tenemos una ventana. Y desde allí podemos intentar algo. Uno de los primeros que se arriesgó a mirar un poco más allá, justamente, fue William Herschel, un “caza-cometas” aficionado a la astronomía.

Todos lo conocemos por ser el descubridor de Urano (en 1781), pero Herschel hizo muchas otras cosas. Entre ellas, y con la ayuda de su hermana Carolina, se cargó al hombro la titánica tarea de mapear, con un telescopio, la distribución de las estrellas en distintas regiones del cielo. Herschel suponía que todas las estrellas eran parecidas al Sol. al que creía en el centro de la galaxia; los Herschel armaron un crudo boceto de la Vía Láctea, que la presentaba como una suerte de lente vista de perfil, y cuyo largo era unas 5 veces mayor que su espesor. Para empezar, no estaba nada mal.

Durante el siglo XIX, el modelo “lenticular” de la Vía Láctea tuvo algunos retoques y mejoras. E incluso ciertos intentos por determinar su tamaño y su cantidad de estrellas. Pero para el siguiente hito, verdaderamente significativo, hubo que esperar hasta comienzos del siglo XX, cuando Jacobus Cornelius Kaptein se despachó con un estudio cuantitativo que, entre otras cosas, sugería que la Vía Lactea medía unos 50 mil años luz de diámetro, por unos 10 mil años luz de espesor.

Y algo nada menor: el Sol, lejos de estar en el centro, se encontraba perdido hacia la parte media de su estructura. A esta misma conclusión llegó su colega, el estadounidense Harlow Shapley, ya en la década de 1920, cuando estudió la distribución de los “cúmulos globulares” de la galaxia (enormes agrupaciones esféricas de decenas o miles de millones de estrellas).

Mientras tanto, Edwin Hubble confirmaba que el Universo estaba en expansión, que la Vía Láctea era apenas una galaxia más y que las galaxias venían en distintos tamaños y formas: elípticas, espirales e irregulares, dando pistas sobre el posible aspecto de la nuestra.

La Gran Espiral

Ya en los años ’40, el alemán Walter Baade notó que las estrellas más brillantes y calientes (las azules) solían ser más abundantes en los brazos de las galaxias espirales que había observado. Otro buen indicio. Enseguida, William Morgan tomó la posta de Baade y, junto a sus colegas del Observatorio Yerkes, se lanzó a un meticuloso mapeado de la estructura de la Vía Láctea, tomando como referencia, justamente, las distancias y la distribución de estrellas azules. Pero también la posición de las grandes regiones de formación estelar (“nebulosas de emisión”).

Al juntar las piezas, Morgan y los suyos se dieron cuenta de que, en realidad, y tal como muchos sospechaban, la Vía Láctea era una galaxia espiral (y ya no un disco uniforme, de aspecto lenticular), con un núcleo enorme y masivo, y a su alrededor algunos brazos espiralados. En 1951, Morgan presentó formalmente su nueva Vía Láctea ante la Sociedad Americana de Astronomía (www.aas.org). Y recibió una estruendosa ovación de pie.

El modelo de Morgan mostraba 3 brazos espiralados, que por entonces fueron bautizados “Perseo”, “Orión” y “Sagitario” (tomando en cuenta aproximadamente las regiones del cielo que ocupaban). No hubo mayores cambios durante las décadas siguientes: en los años ’60, ’70 y ’80, varios grupos de científicos usaron radiotelescopios para trazar la estructura de la Vía Láctea.

Y si bien llegaron a resultados diversos, la maqueta general era esencialmente la misma: una galaxia espiral, de unos 100 mil años luz de diámetro por 20 mil de espesor (en su parte central), formada por unas 200 mil millones de estrellas. ¿Y el Sistema Solar? Estábamos perdidos a casi 30 mil años luz del centro galáctico, en el brazo menor (o sub-brazo) de Orión.

2005: “la Barra”

Uno de los grandes problemas a la hora de sondear las profundidades de la Vía Láctea son sus densas nubes de gas y polvo, que se concentran especialmente hacia su núcleo. La luz visible no puede traspasar esa bruma galáctica, que actúa como verdadera muralla para los telescopios convencionales. Pero hay un truco que nos permite ver lo que la galaxia parece no querer dejarnos ver: la luz infrarroja.

Porque la luz infrarroja sí puede traspasar esas pesadas cortinas de gas y polvo. Y de esa manera, los telescopios infrarrojos ven a unas y otras. Así fue como en los años ’90, y muy especialmente a comienzos de 2000, los telescopios infrarrojos penetraron la densa y polvorienta zona central de la Vía Láctea. Y ahí vino la sorpresa.

En 2005, y con la ayuda del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA (www.spitzer.caltech.edu/espanol), un grupo de astrónomos estadounidenses, encabezado por Robert Benjamin (Universidad de Wisconsin, en Whitewater), confirmó algo que, hasta entonces, era apenas una sospecha: la Vía Láctea no es una galaxia espiral clásica. Es una galaxia espiral barrada. Su núcleo está atravesado por una inmensa barra de unos 25 mil años luz de diámetro, formada por miles de millones de estrellas, y nubes de gas y polvo.

Una gruesa barra de cuyos extremos, sí, parten los brazos espirales. De pronto, la Vía Láctea se nos presentaba mucho más parecida a clásicas galaxias barradas, como NGC 1365 o NGC 1300. Y ya no tanto a galaxias espirales más simétricas y convencionales, como por ejemplo M74. Otro ajuste de tuercas en la descripción de su compleja morfología. Pero había más.

2008: solo 2 grandes brazos

La Vía Láctea era una espiral barrada. El cambio no era menor. Pero todavía parecía tener 4 brazos principales: el de Escudo-Centauro, el de Sagitario, el de Norma y el de Perseo (más algunos sub-brazos, como el de Orión, que incluye al Sistema Solar). Pero el año pasado, Benjamin y los suyos tomaron unas 800 mil imágenes infrarrojas de distintas zonas de la galaxia. Nunca antes se había encarado semejante mapeo galáctico. Y la cuestión es que, luego de cotejar distancias y distribuciones de todas esas estrellas, los científicos descubrieron que su cantidad aumentaba alevosamente en dirección al brazo de Escudo-Centauro, pero no en dirección a los supuestos brazos de Sagitario y de Norma, menores y menos densos.

Así, la Vía Láctea se quedó con sólo dos brazos mayores: el de Escudo-Centauro y el de Perseo. Ambos parten de los extremos de la barra central. Y tienen, por lejos, la mayor cantidad de estrellas jóvenes, azules y muy brillantes, pero también de estrellas rojas y viejas. Los demás son brazos menores, sub-brazos o simples escisiones. Sobre la base de estos nuevos datos, la NASA preparó un nuevo bosquejo de la Vía Láctea. Una mezcla de ciencia y arte que es, justamente, la ilustración que acompaña a este artículo.

2009: mas grande y masiva

Evidentemente, nuestra imagen de la Vía Láctea ha cambiado durante estos últimos años. Pero muy recientemente han llegado novedades que tienen que ver con asuntos literalmente más pesados, y ya no tanto de estructura o de silueta. Ahora también parece que la galaxia es más grande y más masiva de lo que creíamos. Tan es así que, lejos de ser la “hermana menor” de Andrómeda (una espectacular galaxia espiral de la que nos separan “apenas” casi 3 millones de años luz), resulta que la Vía Láctea sería absolutamente equiparable a su vecina.

El anuncio se hizo en enero, una vez más durante un encuentro de la Sociedad Americana de Astronomía (celebrado en Long Beach, California). Allí, el astrónomo Mark Reid (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) presentó las más flamantes y directas mediciones de la masa (cantidad de materia) de la Vía Láctea jamás realizadas.

Sintéticamente, lo que hicieron Reid y sus colegas fue medir las distancias y movimientos de casi 20 regiones de la galaxia con muy intensa formación estelar (llamadas radio masers), en un radio de unos 10 mil años luz del Sistema Solar. Y para eso utilizaron una poderosa red de diez radiotelescopios: el Very Long Baseline Array (www.vlba.nrao.edu), que se extiende desde Hawai hasta Nueva Inglaterra. Con esos datos calcularon a qué velocidad se movían los masers en torno del centro de la galaxia.

Y resultó que lo hacían más rápido de lo esperado: a 270 km/segundo (en lugar de unos 240 km/segundo). ¿Conclusión? Si la galaxia (o sus partes) gira más rápido, debe ser porque toda la Vía Láctea es más masiva (más adelante se entenderá por qué lo de “toda”). Es simple: a mayor velocidad de giro, mayor debe ser la masa que debe haber entre cada región y el centro de la galaxia (que es el “eje” de giro) para evitar que esas regiones se escapen al espacio intergaláctico.

En resumen: Reid y sus colegas estimaron que la Vía Láctea tiene 3 billones de masas solares (3 millones de millones). Ni más ni menos que un 50 por ciento más de lo que se creía hasta hace muy poco. Y que su disco principal (la espiral, con la barra y los brazos) es un 15 por ciento más grande: en lugar de medir algo más de 100 mil años luz de diámetro, llega al menos a 120 mil años luz.

Pero volvamos a la terrorífica cifra de 3 billones de masas solares, porque aquí subyace una trampita: resulta que apenas el 10 por ciento de esa cifra corresponde a la galaxia visible, a la elegante espiral barrada que aquí vemos dibujada, formada por estrellas, nebulosas y cúmulos estelares. En definitiva, lo que vemos directa o indirectamente. El resto... bueno, el resto es algo literalmente oscuro.

Oscuros misterios

La galaxia pesa 3 billones de veces más que el Sol. Pero lo que vemos y medimos es 10 veces menos. El resto es la dichosa “materia oscura”, una entidad desconocida que baña todo el universo, superando holgadamente a la “materia normal”. Y que, tal como lo dice su nombre, es invisible, aunque puede detectarse por su influencia gravitatoria. En el caso de la Vía Láctea, desde hace algunas décadas los astrónomos saben que su estructura visible y espiralada está envuelta por una especie de burbuja (o “halo”) de materia oscura.

Y algo similar parece ocurrir en tantísimas otras galaxias. En todas las escalas cósmicas, la materia oscura es moneda corriente. Y otro capítulo aparte es “Sagitario A”, el súper agujero negro que domina el núcleo de la galaxia (Futuro ya se ha ocupado de este tema en 2008). Esta bestia gravitatoria pesa 4 millones de masas solares.

Lo cierto es que después de todos estos ajustes, de masa, tamaño y de materia oscura, ya no tenemos nada que envidiarle a nuestra vecina Andrómeda. Ambas galaxias son –cabeza a cabeza, y por lejos– los dos pesos pesado del “Grupo Local”, un conglomerado de 50 galaxias: nuestro barrio galáctico. “Hasta ahora pensábamos que Andrómeda era la dominante del Grupo Local, y que la Vía Láctea era su hermana menor –dice Reid–, pero parece que, en realidad, ambas son hermanas gemelas.” Vivimos en una galaxia premium. Un poco de caricias para nuestro orgullo astronómico, tan vapuleado desde los tiempos de Copérnico y Galileo.

Y a propósito: ¿qué diría Galileo de todo esto? Hoy, la humanidad está celebrando sus proezas científicas, su valentía y su honestidad intelectual. Hace cuatro siglos, Galileo perforaba el cielo y sus apariencias, telescopio en mano. Observó la Luna, las manchas del Sol, y descubrió las fases de Venus y los satélites de Júpiter. Pero también, claro, se le animó a la Vía Láctea, aquel mar de “innumerables estrellas”. Nuestra casa en el Universo. Esa isla inmensa, espiralada, barrada, elegante y súper masiva. Galileo estaría muy contento de conocerla tan bien como nosotros.