Midiendo la distancia en M3

Los cúmulos globulares son peculiares en mil facetas de su historia y composición, y M3 no se queda atrás. Descubierto en 1764 por Charles Messier y catalogado con el número 3, fue en realidad el objeto que le hizo comprometerse con la elaboración de una lista de nebulosidades celestes para evitar confundirse en su búsqueda de cometas. Él sólo vio una nebulosa redonda sin nada en su interior, siendo William Herschel el primero en resolver sus estrellas.

M3 es un cúmulo antiguo, como la mayoría de su especie, datándose su origen en más de 11.000 millones de años (recordemos que el universo nació hace unos 13.700 millones de años y nuestro sol hace 4.500 millones de años. Se encuentra a casi 34.000 años luz de nosotros, más lejano incluso que el centro de nuestra galaxia,  lo forman unas 500.000 estrellas. Llama la atención, entre ellas, la presencia de un gran número de “blue stragglers”, cuya traducción aproximada sería “azules rezagadas”. Este tipo de estrellas parecen ser relativamente jóvenes, con un espectro azulado que contrasta enormemente con las anaranjadas y viejas estrellas que conforman el grueso del cúmulo globular. Se piensa que se han formado al interactuar con el núcleo denso de estrellas, perdiendo su envoltura externa (lo que viene siendo echar una cana al aire).

Es, además, el cúmulo con mayor número de estrellas variables, habiéndose observado casi 300 de ellas. Destacan 188 variables de tipo RR lyrae, que han tenido y tienen una gran importancia en la medición de distancias en el cosmos. Hay diversas maneras para conocer la distancia que nos separa de los objetos en el universo, que se han ido desarrollando con el transcurso de los años y mejoría de la tecnología. Uno de estos métodos se basa en este tipo de estrella variable, cuyo prototipo de estrella, la primera que se descubrió, es precisamente RR lyrae, en la constelación de Lira. Son variables de período corto de tiempo (desde horas a 2 días) y una variación pequeña en su brillo (menos de dos magnitudes entre el mínimo y el máximo). Son estrelFoto M3las que han pasado su fase de gigante roja y han consumido el hidrógeno en su interior, de manera que su principal fuente de energía es ahora el helio, que fusionan formando carbono y otros elementos más pesados. Presentan un volumen equivalente a la mitad de nuestro sol, y sufren periódicamente variaciones en forma de pulsos, la estrella se contrae y se expande a un ritmo relativamente rápido, cambiando de esa manera su brillo. El brillo no varía directamente por presentar un mayor volumen (el volumen adquirido es insuficiente para ser apreciable desde grandes distancias), sino porque se expande la temperatura en su interior disminuye, disminuyendo así su brillo. Cuando la estrella se contrae el volumen debe ocupar un espacio más reducido, aumentando su temperatura al igual que ocurre en una olla express (tenemos ejemplos para todo sin movernos de nuestro planeta).

Este curioso comportamiento es utilizado por los astrónomos porque hay una relación entre la magnitud absoluta de la estrella (el brillo total, que no depende de la distancia) y la frecuencia de los pulsos, de manera que, conociendo dicha frecuencia podemos conocer la verdadera magnitud de la estrella. Conociendo esta magnitud absoluta y la magnitud relativa (la que vemos desde la tierra), un sencillo cálculo nos permite averiguar su distancia a nosotros. De esta sencilla manera podemos calcular las distancias de M3 y de otros cúmulos y galaxias cercanas, convirtiéndose este tipo de estrellas en “candelas” estelares (al igual que las cefeidas y otros objetos que iremos viendo poco a poco).

Esta observación es de la pasada primavera, y he creído conveniente rescatarla para tener una oportunidad de despedirnos de M3, ahora que empieza a esconderse de nosotros por el horizonte al comienzo de la noche. Se encuentra a medio camino entre Arturo y Cor Caroli, siendo fácil de encontrar saltando de estrella a estrella desde la brillante alfa Bootis. Bien visible con prismáticos en casi cualquier condición, se aprecia perfectamente su forma redondeada y muy densa, sin estrellas resueltas.

M3

A 65 aumentos ya se nos muestra como uno de los más espectaculares cúmulos globulares del hemisferio norte. Es grande, con tantas estrellas salpicadas que es imposible contarlas todas. Su núcleo, muy denso, burbujea plagado de puntos luminosos, que se van difuminando en su camino a la periferia, sin una gran diferencia de gradiente como se puede apreciar en otros. La mejor imagen la obtuve a 125 aumentos, porque la atmósfera algo turbulenta no me permitía obtener una imagen completamente clara a mayores aumentos. Es un objeto digno de observar una y otra vez, y es de esas visiones que siempre consiguen arrancar una exclamación al invitado menos entusiasta.

Superhéroes en Andrómeda

No, no vamos a hablar de la Galaxia de Andrómeda. Ella tendrá su momento de gloria en otro momento, pero hoy le toca el turno a tres objetos de su propia constelación que tienen el valor de plantarle cara con sus interesantes detalles. Vamos a hablar de dos peculiares galaxias (NGC 891 y NGC 404) y una bonita nebulosa planetaria (NGC 7662), todas ellas accesibles a telescopios de pequeña abertura, aunque para distinguir ciertos detalles necesitaremos más anchura y, sobre todo, buenos cielos.

Comenzamos por una galaxia, NGC 891, que está incluida además en el catálogo Caldwell con el número 23. Tiene una importante peculiaridad: es una galaxia extremadamente similar a la nuestra, así que podemos apreciar cómo nos vería un extraterrestre desde una galaxia vecina, viéndonos de perfil (desde NGC 891 no podrían vernos, porque estaríamos ocultos por el plano medio de su “vía láctea”, tras oscuras nebulosas, como ahora veremos). Se encuentra a unos 32 millones de años luz, bastante lejos de los límites de nuestro Grupo Local, y mide 110.000 años luz de diámetro. Pertenece al denominado Grupo de NGC 1023, acompañando a esta y a otras 40 galaxias, que se alejan de nosotros a unos 500 km por segundo. Para hacernos una idea, cuando la luz de NGC 891 salió hacia nosotros, en la tierra ni siquiera existían los simios. Fue en esa época cuando se congeló la Antártida y los mamíferos se diversificaron y comenzaron a evolucionar rápidamente.

Foto - NGC 891

Su característica más llamativa, quizás, sea la impresionante franja oscura que atraviesa la galaxia de extremo a extremo, que puede apreciarse en todo su esplendor en fotografías de larga exposición. Además, se ven entrantes oscuros perpendiculares a esta línea, como desgarros violentos que son muestra de que el universo es cualquier cosa menos estático. Estos “dedos” oscuros pueden llegar a medir 4.500 años luz, y se deben probablemente a explosiones de supernovas. En su núcleo hay una gran región HII que hace patente su activa formación de estrellas y hace suponer, gracias a recientes estudios, la presencia de una barra central similar a nuestra galaxia.

Al telescopio es fácil de ubicar, al lado de la impresionante estrella Gamma Andromedae o Almach, que ya podemos aprovechar para ver de camino (dos componentes a 9.8’’ de distancia y con un contraste de color impresionante, azul y amarillo) y que merece una entrada a parte. NGC 891 es una galaxia de relativo bajo brillo superficial, cosa que hay que tener en cuenta al buscarla. Una vez en el ocular, obtengo la mejor visión a 125 aumentos, como la mayoría de los objetos que he visto últimamente (el Hyperion 13 mm es una maravilla…). Se aprecia perfectamente su silueta de perfil y un brillo de mayor intensidad en el núcleo, que se va perdiendo hacia los extremos. Es grande, más de lo que parece en un primer momento. La primera vez que la vi no tenía apuntado ningún detalle sobre ella, así que tuve que pestañear y volver a mirar varias veces para convencerme de que estaba viendo una línea oscura que la atravesaba por el centro, de modo similar a NGC 4565 (un poco más débil, según recuerdo). Mayores aumentos disminuyen el brillo global pero no hacen desaparecer la barra oscura.

NGC 891

El siguiente objeto es NGC 7662, una nebulosa planetaria a medio camino entre las constelaciones de Andrómeda y Lacerta, situada a una distancia de 2.000-6.000 años luz. Es una nebulosa de forma circular que brilla con una magnitud de 8.6.  El núcleo de su estrella central, una enana azul, es de los más calientes que se conocen, con una temperatura cercana a los 75.000 grados. Además, esta estrella es variable, cambiando su magnitud de 12 a 16, por lo que en algunas ocasiones no podremos ver rastro de ella (de hecho es difícil de ver incluso en sus máximos, ya que se halla parcialmente cubierta por una capa de gas).

A 65 aumentos ya muestra su aspecto redondeado, mayor que las estrellas que la rodean, pero no deja ver ninguna irregularidad. Una pequeña pelota que flota en un campo no especialmente rico en estrellas. A 125x la imagen mejora considerablemente, aumentando el tamaño de NGC 7662. Ver o no el detalle interno depende de la noche, tanto de la oscuridad del cielo como del seeing. El 10 de septiembre, en lo alto de un monte cerca de Granada, las condiciones fueron suficientemente buenas como para apreciar el anillo interno, más pequeño y de mayor brillo que el resto de la nebulosa, que resaltaba especialmente con mirada periférica. Una tímida estrella brilla en su centro, así que puedo considerar afortunado por observarla en un buen momento. Poniendo el ocular de 7 mm, con 214x, la imagen no pierde excesivo brillo (NGC 7662 aguanta bien los aumentos), pero las turbulencias me impedían visualizar correctamente el anillo interno. Los filtros tampoco me ayudaron mucho. Me he dado cuenta de que cuando la noche es buena no suelo apreciar mejoría en las nebulosas planetarias con el OIII, es más, incluso empeora el contraste (me refiero a las planetarias pequeñas y densas, claro, no a los Velos o la Hélice, por ejemplo). Como siempre, dediqué unos minutos a recrear en mi mente e imaginar el escenario desde un punto de vista más cercano, la diminuta estrella ionizando esa inmensa capa de nubes e impregnándola de un brillo fantasmagórico (se estima un diámetro de 0.8 años luz a la nebulosa).

NGC 7662

Para terminar esta sección de superhéroes hay que nombrar a NGC 404, también conocida como el fantasma de Mirach, por encontrarse lindando con dicha estrella, Beta Andromedae. El espectáculo de ver una estrella tan brillante y con ese tono a medias entre amarillo oscuro y anaranjado, junto con una débil mancha de luz redondeada y difusa, no tiene precio. Esa luz difusa no es sino una galaxia lenticular que se encuentra a 10 millones de años luz, muy cerca de nuestro Grupo Local pero sin estar atraída por él. Este tipo de galaxias se caracteriza por presentar una población de estrellas en fase avanzada de evolución, con abundantes gigantes rojas. Sin embargo, recientes estudios han encontrado dos anillos de estrellas azules y jóvenes concéntricos al núcleo de la galaxia, así como regiones de hidrógeno, que son reflejo de un proceso importante de formación estelar. ¿Cómo es posible que una galaxia “vieja” esté creando estrellas? Parece ser que NGC 404 era anteriormente una galaxia espiral que, hace mil millones de años, colisionó con otras galaxias, alterando su estructura y reactivándose su proliferación de estrellas. Un agujero negro reina en su interior, con una masa de entre 100.000 y 400.000 soles.

NGC 404

Al telescopio la vista es sobrecogedora a cualquier aumento. El fuerte brillo de Mirach no es suficiente para eclipsar a NGC 404, que da la cara como una mancha difusa y perfectamente redondeada, con un núcleo brillante. Cualquier aumento es bueno para observar a este par, ya que la galaxia resiste altos aumentos sin ningún problema. Su alto brillo superficial la hace un buen objetivo para observar desde ciudad, y su cercanía a Mirach la hace idónea para no perderse. No hay excusa para no saludarla siempre que rondemos cerca.

De espirales y destellos (M33)

El tercer miembro en tamaño de nuestro Grupo Local se encuentra a 2.8 millones de años luz de nosotros, dentro del campo gravitacional de la Galaxia de Andrómeda. M33, conocida como la galaxia del Triángulo o NGC 598, se acerca a nosotros a 200 km por segundo (velocidad relativamente pequeña). Se han encontrado puentes de hidrógeno neutro y estrellas entre M33 y M31, lo cual parece ser testimonio de una interacción entre ambas que tuvo lugar entre 2 y 8 mil millones de años atrás. Se estima que en 2.500 millones de años sufrirán una colisión más violenta (y un tiempo después le tocará a la Vía Láctea…).

M33 es una galaxia espiral menor que la nuestra, con un diámetro de 60.000 años luz y una población que ronda las 40 mil millones estrellas (diez veces menos que la Vía Láctea). Fue descubierta por el italiano Giovanni Battista Hodierna cien años antes de que Charles Messier diera cuenta de ella en su catálogo. Sin embargo, no se conoció su estructura espiral hasta 1849, cuando Lord Rosse la describió como tal. Pasarían décadas hasta que se conociera su verdadera naturaleza extragaláctica.

Foto M33

Su luz llega a nosotros con una inclinación de 55º, si estuviera completamente de frente sería mayor el espectáculo. En fotografías de larga exposición podemos ver una miríada de pequeñas regiones rosadas y condensaciones, que corresponden a regiones HII en las que se están formando estrellas. Algunas de ellas, como veremos a continuación, son visibles con el telescopio, especialmente una que cuenta con un puesto propio en el catálogo NGC: NGC 604. Es una inmensa nebulosa de emisión con una composición similar a la de la Nebulosa de Orion, y de un tamaño mucho mayor, que llega a los 1.500 años luz. No es, por el contrario, una galaxia rica en supernovas (ocurre, de media, una cada 147 años), y sin embargo se han detectado casi 200 remanentes de supernova en sus brazos, los restos de anteriores supernovas, la mayoría de las cuales produce intensas emisiones de Rayos X. Se ha encontrado también en M33 el mayor agujero negro de masa estelar conocido hasta la fecha, que forma sistema binario junto a una estrella, eclipsándola cada 3.5 días, que se ha denominado M33 X-7.

M33 es, al ocular, un objeto tremendamente grande (su diámetro equivale a dos lunas llenas) y un brillo superficial, por ende, muy bajo. Tener en cuenta estos detalles será básico para verlo. Con prismáticos se puede apreciar sin ningún problema, cerca de Alfa Triangulum o Ras al Muthallath, como una difusa nube grisácea, más evidente con visión indirecta.

La primera vez que apunté mi Dobson 305 mm a M33 recuerdo sentir un poco de decepción. Había unos focos cercanos, y apenas distinguí en ella nada más que una vaga nebulosidad. Tuve que esperar a estar bajo mejores cielos para maravillarme con su estructura y sentir verdadero vértigo. A 65x apenas distingo detalles, pero a 125 aumentos sus brazos aparecen como por arte de magia. En primer lugar dos bien definidos, con forma de “S”, uno de ellos terminando en una brillante condensación que corresponde a NGC 604, la inmensa nube de gas ya comentada. El filtro OIII mejora un poco su visión, pero bajo buenos cielos me parece totalmente innecesario.

M33

Unos minutos más bastaron para darme cuenta de que otros dos brazos hacían su aparición desde el brillante núcleo, más cortos y tenues pero perfectamente visibles, mejorando su visión con mirada periférica. Entonces, para rematar, fue cuando comencé a ver que había varias condensaciones que se dejaban notar en sus brazos, perfectamente definidas. Cogí la imagen que llevaba impresa y comprobé que coincidían con zonas HII con nombre propio y, en medio de la emoción, comencé a plasmarlas en el dibujo. Fue el plato fuerte de esa noche (y de otras que le han seguido).

Os muestro el dibujo con anotaciones acerca de los objetos NGC observados para que sirva de referencia, hay muchas más regiones que no pude ver, necesitando mejores cielos y mayores aberturas, pero el hecho de ver estos detalles en un mundo que está a 2.8 millones de años luz…

M33-detalles

PD: ayer encontré un detalle que me llamó mucho la atención, un dibujo que hizo Lord Rosse (el primero en distinguir su estructura espiral). No pude evitar sonreír cuando vi el gran parecido con mi dibujo, y me hizo pensar lo importante que es plasmar todo lo que vemos, el vínculo que se crea con alguien que vio lo mismo que tú hace 200 años, o en el otro hemisferio del planeta…

Dibujo M33 1800