X-1 Cyg, o cómo ver un agujero negro

En 1964 un cohete suborbital detectó por primera vez en la historia una fuente de rayos X que provenía de una región en la constelación del Cisne. Imaginad la emoción que sentiría el mundo entero, dejándose llevar por la imaginación en una época en la que no se habían recibido todavía señales extraterrestres. No fue hasta 1971 cuando se empezó a desentrañar el misterio de ese “faro estelar” que emitía rayos X a una velocidad pasmosa.

Estamos hablando de la fuente de rayos X conocida como X-1 Cygnus, situada a 6.070 años luz de nuestra isla particular, formando parte de una inmensa región de estrellas conocida como Cygnus OB3, que viajan juntas por la galaxia como una bandada de pájaros. Sin embargo, al apuntar con telescopios visuales a X-1 Cyg no se apreciaba nada, salvo una estrella cercana a la fuente original. Cuidadosas observaciones posteriores pusieron en evidencia que esa solitaria estrella formaba en realidad parte de un sistema binario, siendo su compañera no una estrella, sino la invisible y esquiva fuente de rayos X. Ante la existencia de un objeto desconocido se barajaban dos opciones para explicar su naturaleza. Por un lado podría ser una estrella de neutrones, la última fase de una estrella que ha colapsado, de una masa igual a 8-10 masas solares. Sin embargo se comprobó que la masa de X-1 Cyg debía equivaler aproximadamente a 15 soles, dejando atrás la hipótesis de la estrella de neutrones. Un cuerpo de estas características cumplía todos los requisitos para ser considerado un agujero negro, y así fue, convirtiéndose en el primero de dichos objetos de los que se tuvo constancia.

Entonces, ¿qué es realmente un agujero negro? Para entenderlo tenemos que comprender que una estrella mantiene su estado gracias a dos fuerzas. Una es el resultado de múltiples explosiones, reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en ella, en las cuales se fusionan dos moléculas de hidrógeno y forman helio, generando una gran cantidad de energía de “dentro a fuera”. La otra fuerza es la gravedad, que a diferencia de la anterior, tienda a mantener la estrella comprimida, es una fuerza de “fuera a dentro”. Cuando todo el hidrógeno se consume y se forma helio, éste a su vez reacciona (con más dificultad que el hidrógeno) y da lugar a carbono, formándose a continuación, en las estrellas muy masivas, otros elementos más pesados. Una vez que se forma níquel, la capacidad de fusión se anula, con lo cual la estrella pierde su “fuerza interior” y la gravedad actúa entonces en todo su auge, comprimiendo la estrella rápidamente. Esto da lugar al colapso de una estrella y a una gran explosión que se denomina supernova. Toda la masa original de la estrella (restando los gases que salen despedidos y forman los remanentes de supernova, de los cuales ya veremos algunos) queda comprimida en un espacio de apenas 40 km. La densidad es entonces tan inmensa que atrae todo lo que hay a su alrededor, no dejando si quiera escapar la luz. Estos párrafos sirven para introducir el informe de observación, si queréis una explicación más completa y clara os recomiendo visitar el siguiente enlace del blog “Ciencia de Sofá”: http://cienciadesofa.com/2013/04/agujeros-negros-acelerador-particulas.html.

De todo lo anterior podemos deducir que es imposible ver X-1 Cyg, y es cierto, Sin embargo, nada nos impide ver a la estrella azul que forma sistema binario con ella, ya que cuenta con una generosa magnitud 9, al alcance de prismáticos y telescopios.

X-1 Cyg

Tenemos que dejar paso a la imaginación y a ver a esa gigante azul, deformada por estar dejándose, de forma literal, la piel por su compañero. X-1 Cyg está absorbiendo las capas superficiales de la estrella, girando en un continuo baile que durará más que nosotros, completando una vuelta en tan sólo 5.6 días. Es uno de esos objetos que tenemos que “ver” con la mente para sacarle provecho, y cuando alguien nos pida ver un agujero negro, ya sabemos a dónde apuntar.

Cygnus_X-1

Antepasados (IC 2003 y NGC 1514)

La semana pasada hizo una de esas noches en las que el calor no deja descansar. La casualidad quiso que tuviera el telescopio montado en la terraza (cubierto por una manta) y, a las 05:00 de la madrugada, decidí salir al fresco y aprovechar lo que pudiera. El cielo estaba limpio, aunque la enorme luna al 80% brillaba en el cénit, enmascarando la mitad de las estrellas que hay normalmente, pero a veces hay que adaptarse. Busqué en mi lista algunas nebulosas planetarias, que son objetos que normalmente resisten bien la contaminación lumínica. Aprovechando que Perseo y Taurus estaban entre la luna y el horizonte, apunté a ellos con mi Dobson 305 mm.

Comencé con IC 2003, también conocida como PK 161-14.1, a los pies de Perseo. Es una nebulosa planetaria, el exoesqueleto de una estrella que murió hace miles de años, probablemente millones. La verdad es que apenas he encontrado nada publicado de esta nebulosa, salvo su distancia (unos 15.000 años luz) y alguna fotografía sin mucho detalle.

En un campo poco llamativo, aparece como una estrella más a 65x, aunque al verla, “se sabe” que no es una estrella. Es a partir de 125x cuando se aprecia un discreto aumento de tamaño y su forma perfectamente redonda. El filtro OIII oscurece el fondo y resalta aún más la nebulosa, aunque de ninguna manera pude ver la estrella central (es de magnitud 15.3 y la luna no deja lugar para acrobacias esa noche), habrá que probar otro día. A 214 aumentos, aprovechando que el seeing no era malo, me extrañó, tras permanecer un rato al ocular, que a veces me parecía notar cierta forma anular, como si fuera una versión más pequeña y tenue de M57. Miré nuevamente fotografías en Internet, en las que no pude ver ningún detalle salvo un disco uniforme y redondo… Tendré una nueva cita con ella para corroborarlo bajo algún cielo más oscuro y sin luna.

IC 2003

El siguiente objeto no entraba en la lista, pero en el atlas (Triatlas C) lo vi redondeado con fosforescente, captando mi atención. Me refiero a NGC 1514, otra nebulosa planetaria situada un poco más al sur, en la constelación de Taurus. Encontré la zona sin grandes dificultades y saltó a la vista conforme me asomé al ocular. A diferencia de IC 2003, NGC 1514 es bastante mayor en cuanto a tamaño, destacando como una importante nebulosidad con forma redonda en cuyo centro brilla una estrella brillante. Fue descubierta en 1790 por William Herschel, que hasta entonces estaba convencido de que todas las nebulosas eran en realidad aglomeraciones de estrellas tan tenues que no se podían distinguir de forma individualizada. Al mirar NGC 1514, no pudo evitar su asombro cuando vio una estrella bien definida con una “atmósfera débilmente luminosa de forma circular”. Es una nebulosa que soporta bien los aumentos, aunque la luna y la contaminación lumínica no me dejaron adivinar su estructura algo irregular. Aun así me ha resultado un objeto bastante agradecido.

NGC 1514

En realidad la nebulosa se ha formado en torno a dos cercanas estrellas que forman un sistema binario muy cerrado. En 2010 el telescopio WISE encontró que conformaba una extraña estructura compuesta por dos anillos, muy distinta a las imágenes tradicionales que de ella tenemos. Cómo se habrá formado, es un misterio. Probablemente el hecho de ser una estrella binaria y el encuentro con objetos de su propio sistema hayan contribuido a ello.

NGC 1514 - foto

El cielo de otoño trae consigo una buena muestra de estos gigantes cadáveres que se van de este mundo por lo más alto, contribuyendo con ello a la formación de nuevas estrellas. Debemos tenerles un gran respeto, pues los elementos que forman nuestro vulnerable cuerpo proceden de estas enormes explosiones, son realmente nuestros antepasados más antiguos. Somos, sin lugar a dudas, hijos de las estrellas.