El punto más lejano (3C 273)

La naturaleza del ser humano es preguntarse hasta dónde puede llegar, cuáles son los límites… El atleta intentará superar su tiempo constantemente, así como el agricultor tratará de obtener la mayor cosecha posible. De la misma manera, no es raro que nosotros nos preguntemos, con cierta lógica, hasta qué distancia podemos llegar con nuestros telescopios. Vemos estrellas a simple vista situadas desde decenas a varios miles de años, y todos hemos contemplado galaxias a través de diferentes instrumentos (e incluso a simple vista). La mayor parte de estas galaxias está a un segundo nivel de distancia, a millones de años luz, estando la mayoría de nuestros objetivos situados por debajo de los 200 o 300 millones de años luz. Siempre que pienso en estas enormes distancias me gusta imaginar una línea del tiempo desde el Big Bang, hace unos 13.700 millones de años, hasta nuestros días. Mentalmente, la divido en 14 porciones, cada una representando 1.000 millones de años, y sitúo en cada celda los principales acontecimientos. Cuando veo una galaxia, por ejemplo, a 300 millones de años luz, me voy a esta escala del tiempo y soy consciente de que la luz que salió de esas estrellas lo hizo hace un porcentaje respetable con respecto a la edad del universo. Hay que tener cuidado, claro está, de no confundir los años luz con la unidad de tiempo,  aunque se puedan relacionar rápidamente una vez entendidos.

Sin embargo, el límite de nuestros instrumentos no está a 300 millones de años luz. Es cierto que en instrumentos de pequeña abertura las galaxias más lejanas visibles estarían, como mucho, a esa distancia (y sólo se podrían ver las más brillantes), ampliándose progresivamente a medida que el tamaño del telescopio aumenta. Pero la pregunta no es cuál es la galaxia más lejana visible con un instrumento de aficionado, sino cuál es el objeto más lejano que podemos ver. ¿Hay entonces objetos más brillantes que las propias galaxias? En cierto modo, sí. Para visualizarlo centrémonos en la escala temporal situada en horizontal, como un camino de 14 metros de largo en cuyo extremo nos situamos nosotros y en el otro el comienzo de nuestro universo. La mayoría de galaxias visibles se sitúan en los primeros 50 cm, fácilmente alcanzables estirando nuestro brazo. Ahora es cuando debemos de dar un salto para alcanzar ese límite de pequeños instrumentos. Dejamos rápidamente atrás el primer metro, el segundo, y vamos a parar entre este último y el tercero. 2.443 millones de años luz de distancia es la respuesta a la pregunta que llevamos persiguiendo desde el principio. Si lo miramos en perspectiva, la luz salió de ese lugar cuando el universo tenía un 82% de su edad. Es decir, estamos viajando en el tiempo una quinta parte hacia el comienzo de todo. Últimamente hemos escuchado noticias de que el Hubble ha podido ver galaxias tal cual eran hace 13.000 millones de años. No está mal, entonces, poder acercarnos con un modesto telescopio a los 2.500 millones de años.

Foto 3C273.jpg

Pero vamos a centrarnos ya en el objeto en cuestión. Se denomina 3C 273, y fue descubierto como una fuente de radio y catalogado con ese nombre en el “Third Cambridge Catalog of Radio Sources”, un catálogo con fuentes emisoras de radio publicado en 1959. Poco después se consiguió relacionar dicha emisión con una pequeña estrella que apenas llegaba a la magnitud 13, situada en la constelación de Virgo. No parecía ser una estrella corriente, ya que mostraba un espectro totalmente diferente a los ya conocidos. De hecho, compartía ese espectro característico con otras fuentes emisoras de radio distribuidas por todo el cielo. Fue en 1963 cuando el misterio no hizo más que aumentar. Se descubrió entonces que las líneas de emisión que tan extrañas parecían eran líneas de emisión de elementos conocidos, principalmente hidrógeno, pero tan desplazadas en la línea espectral hacia la izquierda que parecían ser totalmente diferentes. Ese desplazamiento al rojo o redshift ya se había descubierto previamente y utilizado por Edwin Hubble para demostrar que las galaxias eran objetos ajenos a la Vía Láctea. Pues bien, el gran desplazamiento al rojo que presentaba 3C 273 la situaba, sin precedentes en aquélla época, a unos 3.000 millones de años luz de distancia, alejándose de nosotros a 47.000 kilómetros por segundo (un 15% de la velocidad de la luz). Debía ser, por tanto, un objeto extremadamente brillante, mucho mayor que cualquier otro conocido hasta la fecha. Posteriormente se descubrió que muchas de esas fuentes de radio previamente catalogadas también se encontraban a distancias colosales, y pasaron a conocerse con el nombre de Quásar (derivado de “Quasi-stellar”)

Hoy ya hemos podido aprender bastante sobre ellos, aunque en algunos aspectos siguen siendo una incógnita. Los cuásares pertenecen a la categoría de Núcleos Activos de Galaxias (entre los que ya conocemos a las galaxias Seyfert, por ejemplo). Son, realmente, el núcleo de galaxias extremadamente lejanas, en cuyo interior reside un agujero negro con una masa gargantuesca, con un disco de materia (disco de acreción) rotando a su alrededor. Esta materia va cayendo hacia el agujero negro, atraída por la gravedad (o dejándose llevar por la deformación del espacio-tiempo producida por el agujero negro, ahora que tenemos evidencia de las ondas gravitacionales), alcanzando velocidades muy próximas a la luz, y gran parte de ella es despedida en todas direcciones en forma de energía electromagnética, abarcando desde ondas de radio hasta rayos gamma, pasando por la luz visible que nosotros podemos percibir.

Los cuásares, además, presentan una importante variabilidad de brillo que va desde unos días a varios años, y son sus períodos cortos de variación los indicadores de que su tamaño es extremadamente pequeño, de apenas un año luz. Para hacernos una idea, 3C 273 ocupa el tamaño de nuestro sistema solar, pero su masa es de 900 millones de soles. No hay equivalentes cerca de nuestra Vía Láctea. De hecho, si 3C 273 estuviera a 30 años luz de nosotros, brillaría tanto como el sol, impidiéndonos observar el cielo (realmente, si estuviera a 30 años luz de nosotros la radiación y la gravedad harían totalmente imposible la aparición de cualquier forma de vida en la Tierra).

Foto 3C273 chandra.jpg

3C 273 tiene, además, un chorro o jet, visible en fotografías de larga exposición, formado por partículas que han sido eyectadas bruscamente desde el agujero negro. Una sustancia atraída por el quásar rotará cada vez más deprisa, y muchas de ellas “resbalarán” por su superficie en dirección a los polos (si no atraviesa el horizonte de sucesos tras el cual nada puede escapar), adquiriendo una velocidad aún mayor, saliendo disparadas hasta distancias colosales. De hecho, el jet de 3C 273 tiene la increíble longitud de 200.000 años luz, un tamaño bastante mayor que nuestra propia galaxia.

Ahora ya sabemos lo que buscamos. El brillante agujero negro que reside en el interior de una galaxia elíptica tan lejana que es invisible a grandes telescopios, eclipsada por el quásar que domina su centro. Su localización no es fácil, pudiendo buscarla a partir de c virginis, una estrella doble de magnitud 4.96 con su compañera de 11.60 brillando débilmente a una distancia de casi 140 segundos de arco. Saltaremos de estrella en estrella con ayuda de un atlas hasta llegar al Quásar en cuestión. Una vez lo tengamos a tiro, miraremos por el ocular y… no veremos nada. Bueno, realmente veremos varias estrellas de débil magnitud, destacando una de magnitud 10. Y allí, en el centro, está nuestro objetivo. Una de esas estrellas es 3C 273, brillando con una tímida magnitud de 12.9 y el tamaño aparente de una estrella. Por más aumentos que usemos su apariencia no cambiará, pero no resulta extraño si somos conscientes de la distancia que estamos contemplando Hagamos un ejercicio mental y coloquemos a esas estrellas que pueblan el campo a unos 100 años luz de distancia, 200 como mucho. Veamos ahora a 3C 273 como lo que es, un punto que brilla a 2.443.000 de años luz. Poniendo todas las cifras uno puede comparar con más facilidad, y si lo hacemos bien puede que sintamos algo similar al vértigo. Ese “punto” que tan fascinante puede llegar a ser es el resultado indirecto de uno de los agujeros negros más densos que vamos a poder contemplar por nuestro telescopio, una muestra de las enormes fuerzas que pueden reinar en el cosmos y que empalidecen a cualquier fenómeno que tengamos en nuestra vecindad galáctica. Es difícil ser conscientes plenamente de lo que estamos viendo, pero intentemos dejarnos llevar por ese débil punto. 3C 273 es un objeto que se ve con la mente, no sólo con los ojos, y nos permite viajar en el tiempo a una época en la que nuestro planeta, aún carente del oxígeno suficiente, estaba poblado por seres unicelulares que, poco a poco, empezarían a transformar nuestra atmósfera y a cambiar el curso de la evolución.

3C 273

3C 273 es tan sólo el más brillante de los quásares que conocemos, pero hay otros muchos de menor magnitud, accesibles a telescopios de mayor abertura. El límite de nuestro instrumento, por tanto, no tiene por qué restringirse a 2.500 millones de años luz, y sólo necesitaremos una noche bien oscura para poder viajar en el tiempo miles de millones de años atrás.

3 Respuestas a “El punto más lejano (3C 273)

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