david bahena, PhD
Conocer al cosmos es esencial para la supervivencia humana. Acompañados de nuestra música, voluntad, imaginación y libertad viajaremos en caravana por una parte del universo observable. No llevamos telescopio
ni nave espacial, la palabra describirá lo que miremos, fotografiando todo con la mente, para registrarlo en la bitácora de navegación y reflejarlo en la conciencia.
1- Introducción
Primero subiremos al volcán. Somos juglares del cosmos, reloxeros de las estrellas y no tenemos edad ni patria. Estamos sobre el cráter del Xinantépetl. El viento rasga al espacio, empezamos a volar. Desde lo alto miramos a los lagos del Sol y de la Luna.
La tierra es una orilla del espacio cósmico. Antes, la tierra firme estaba junta rodeada por el mar; hoy, los continentes se han diferenciado. Desde el siglo III a.C., Erastótenes planteó la redondez de la Tierra y, por primera vez, midió el tamaño de la misma.
El cosmos significa el orden del universo. En la Biblioteca de Alexandría pensadores como Hiparco, Euclides, Arquímedes, Ptolomeo, Hipatía, Apolonio y otros tenían ideas muy serias sobre el saber. Hoy conocemos que solo somos una mota de polvo en la inmensidad del espacio, apenas un instante en el tiempo.
Desde el año 600 a.C. los fenicios habían navegado alrededor de Africa. En el siglo I d.C., Estrabón propuso la idea de “otra parte” del mundo que podría estar habitado. Mil 300 años después, la “Empresa de Indias” fue un proyecto mundial para explorar cómo llegar a las Indias saliendo desde Iberia. En 1492, Colón llegó a América. Después, en 1520, Magallanes recorrió los mares viajando por el sur de los continentes. En la actualidad, la Tierra está explorada completamente.
2- La Tierra
La Tierra es un lugar pero no el único. Estructuralmente, tiene un núcleo de hierro y níquel, rodeado por una capa de éstos elementos fundidos y otra de rocas densas, después un manto parcialmente fundido y, luego, una litósfera cubierta por una corteza de rocas ligeras. La Tierra rota sobre su eje en 24 horas, tiene una temperatura superficial media de 15 grados centígrados y se encuentra a una (1) unidad astronómica, es decir, a 150 millones de kilómetros del Sol.
Desde lo alto se ve como una esfera envuelta en nubes. Es la atmósfera formada por varias capas, la más próxima es la “troposfera” generalmente asociada con el clima. Más arriba la rodea un cinturón magnético que atrapa a las partículas cargadas eléctricamente y a los rayos cósmicos provenientes del Sol.
El objeto más próximo es la Luna. Ambos cuerpos forman un sistema que se mueve sincronizadamente. Desde la Tierra, la Luna presenta siempre la misma cara. A simple vista y durante los eclipses se aprecian las fases y la 2009 kosmos 1 (5) 3
redondez del satélite. Desde la Luna, la Tierra se mira azul, con nubosidades y fases, girando sobre su eje y alrededor del Sol.
La Luna muestra cráteres, como los vio Galileo en 1609. Los cráteres lunares serían el resultado de los impactos de meteoritos que todavía siguen ocurriendo. Con los viajes a la Luna y las observaciones astronómicas hoy sabemos más de su composición, aunque allí no hay vida. Desde la Luna se alcanza a mirar a Marte, el planeta vecino a la Tierra.
3- El sistema solar
A la distancia, nuestra casa se mira azul y cada vez se hace menor, apenas como una bolita en movimiento que da vueltas de día y noche, girando a la vez de oeste a este y luego al revés, dándole vuelta al Sol que se ve amarillo y brillante. Somos parte del sistema solar y, como lo propuso Copérnico y lo demostró Kepler y Galileo, la Tierra no está en el centro sino el Sol.
Al éste no lo podemos mirar directamente porque nos quemaría la retina, necesitamos filtros apropiados, o bien, mirarlo en rayos X, a distintas temperaturas. El Sol se encuentra a 8.32 minutos-luz de la Tierra, es decir, el tiempo que dura la luz en llegarnos viajando a una velocidad de 300,000 kilómetros por segundo (km/s). El diámetro del Sol es 110 veces más que el terrestre y pesa 330 mil veces más que la Tierra; su masa se considera como la unidad de masa solar.
Cerca del Sol gira Mercurio y luego Venus, vecino de la Tierra. Del otro lado está Marte y vamos hacia allá.
El tamaño de Marte es la mitad de la Tierra, pesa apenas el 11% de ésta, es muy frío, su temperatura es de menos 63 grados centígrados, rota en 25 horas, su distancia al Sol es de 1.5 unidades astronómicas y tiene dos lunas: Fobos y Deimos. Marte tiene un núcleo de níquel rodeado por un manto de rocas densas, una corteza de rocas ligeras y una atmósfera gaseosa delgada.
Volcanes, valles de dislocación, tormentas de arena se han observado en el planeta rojo. Acercándonos a los polos de éste da la impresión que alguna vez hubo agua. Algunas estructuras sugieren un pasado muy activo.
Adelante está un cinturón de objetos fragmentados girando en la órbita solar. Se trata de una franja de 6 mil asteroides entre Marte y Júpiter, y algunos sobre la órbita de éste. Son rocas de distintas formas y tamaños. Existe un asteroide mexicano llamado Eugenio Mendoza.
En la Tierra, frecuentemente se observan meteoros. Son materiales provenientes del espacio exterior en forma de partículas, polvo o rocas. Cuando son pequeños atraviesan la atmósfera y se incendian dando la impresión de una “lluvia de estrellas”. Cuando pesan más de 1 kg, se llaman meteoritos, algunos rocosos son el Marruecos y el Allende, que cayó en México. Otros meteoros grandes al impactar la Tierra han producido enormes cráteres, como en Arizona hace 22 mil años, Tunguska en 1908, y Chicxulub, ocurrido en Yucatán, México, hace 65 millones de años.
Después, imponente está Júpiter, el planeta mayor con una masa de 318 veces la terrestre y una temperatura de menos 121 grados centígrados. Lo acompañan Io, Europa, Calixto y Ganímedes, las cuatro lunas que descubrió Galileo, pero se han descubierto 16 y podrían ser 60. Júpiter tiene un núcleo de hierro, rodeado de hidrógeno metálico líquido, después hidrógeno molecular y una atmósfera gaseosa. Distingue a Júpiter un sistema intrincado de zonas y cinturones y una enorme mancha roja, con vientos y tormentas, y una estructura de 3 anillos.
Luego está Saturno que tiene una forma oblata porque está en rápida rotación. Algunas de sus lunas son Titán, Encélado, Tetis y Mimas. Saturno también tiene un núcleo de hierro, rodeado de agua líquida, metano y amoníaco, después hidrógeno líquido metálico, hidrógeno molecular y una atmósfera gaseosa. Este planeta tiene una masa de 9.5 la terrestre, es muy frío pues su temperatura superficial media es de menos 180 grados centígrados, rota en 10 horas, está a una distancia de 9.5 unidades solares, tiene 18 lunas y 7 anillos.
Urano está a 19 unidades astronómicas, tiene una masa de 14.5 veces la terrestre y un movimiento retrógrado de rotación de 18 horas, posee 17 lunas y 10 anillos. Su temperatura media es de menos 193 grados centígrados. Una de sus lunas es Ariel.
Neptuno está a 30 unidades astronómicas, tiene una masa de 17 veces la terrestre, una temperatura de menos 200 grados centígrados y rota en 19 horas; posee 8 lunas y 6 anillos. Urano y Neptuno tienen una composición similar especialmente de hidrógeno molecular.
Más allá está Plutón, al que no se reconoce como planeta clásico pero allí está, orbitando al Sol y a veces intersecando la órbita de neptuno. planeta es pequeño, apenas 2 milésimas de la masa terrestre, muy frío, está a menos 230 grados centígrados; su distancia al Sol es de 39 unidades astronómicas y posee 3 lunas: Caronte, Nix e Hidra. A la distancia de Plutón estamos a 5.47 horas-luz de la Tierra.
Después de Urano empieza un cinturón de más de 800 objetos helados exteriores en órbitas estables, así, como los objetos transneptunianos. Es el cinturón de Kuiper que rodea al sistema solar y se extiende desde 30 hasta 100 unidades astronómicas. Se cree que este cinturón es una fuente de cometas de período corto.
Los cometas son objetos espectaculares y consisten de dos partes: un núcleo y una coma, más una o dos colas. El núcleo está compuesto de metano, amoníaco, agua y dióxido de carbono, es rocoso rodeado por un manto de hielo sucio. Algunos cometas muy conocidos son Kohoutek, West, Bope Hale, Halley y Lulin.
Cuando el cometa se aproxima a una distancia crítica del Sol el hielo se vaporiza y forma una enorme bola de gas fluorescente que se expande. La coma es la parte visible en la Tierra.
La cola se forma porque la presión de radiación empuja a las partículas de polvo embebidas produciendo un viento solar. Entonces, aparece apuntando radialmente lejos del Sol, que no necesariamente corresponde a la dirección del movimiento del cometa. El Halley retorna periódicamente cada 76 años.
La fuente de los cometas de período largo son las Nubes (interior y exterior) de Oort que están a una distancia entre 1,000 y 100,000 unidades astronómicas, rodean al sistema solar y parecen envolverlo totalmente. En la Nube podría haber 100 mil millones de cometas formados de hielo, metano y amoníaco.
Ya estamos a la distancia de 1 año-luz de la Tierra y, desde aquí, el sistema solar se ve pequeñito. Vamos a seguir adelante.
Planetas clásicos: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno; y planetas enanos: Ceres, Plutón y Eris, del Sistema Solar según la definición de la Unión Astronómica Internacional,4- Estrellas
A 4.36 años-luz se encuentra la estrella más cercana a nosotros, “Alfa Centauri”, en la constelación del Centauro. A simple vista parece una pero son tres. Alfa Centauro A es una estrella amarilla como el Sol, Alfa Centauro B es una estrella naranja tipo K y ambas giran alrededor de su centro de masa. La tercera, “Próxima Centauro”, gira alrededor de las anteriores.
Después, a 5.9 años-luz, se encuentra la estrella de Barnard. Es una enana roja que se aproxima a la Tierra a una velocidad de 106.8 km/s y en el año 11,800 será la estrella más cercana a nosotros.
A 8.6 años-luz, está Sirio, la estrella más brillante vista a simple desde la Tierra y que está en la constelación del Can Mayor. Sirio A, de 3 masas solares, es la quinta estrella más cercana a la Tierra y se aproxima a la velocidad de 27.36 km/h. Se trata de un sistema doble y se conoce que existe una estrella enana blanca llamada Sirio B. Se dice que el calendario maya comienza un 26 de julio cuando Sirio y el Sol “amanecen” al mismo tiempo.
La constelación de Orión es la más conocida por nosotros porque desde la Tierra podemos ver a simple vista a sus principales estrellas. Mintaka, una de las estrellas más brillantes del cinturón de Orión está a 915 años-luz de nosotros. Arriba a la izquierda se ve a Beltegeuse una estrella gigante roja y, abajo a la derecha, la estrella más brillante llamada Rigel que es un sistema triple cuya estrella más brillante es una gigante azul. Las estrellas de Orión están a diferentes distancias y en la región se encuentran nubes moleculares, donde se forman las estrellas, así como nebulosas.
En una de las mitologías, Orión persigue a Las Pléyades. Estas son estrellas también visibles a simple vista, están a 450 años luz de la Tierra, en la constelación de Tauro y forman un cúmulo de 500 estrellas azules jóvenes. Desde la antigüedad fueron observadas, el calendario maya Tzolkin está basado en el ciclo anual de Las Pléyades.
En la constelación de La Quilla está una de las estrellas más masivas conocidas en la Vía Láctea: Eta Carina. Se trata de una estrella binaria, que tiene entre 100 y 150 masas solares, con una edad aproximada de 3 millones de años y una luminosidad de 4 millones de veces más que el Sol.
Eta Carinae es una estrella variable luminosa azul que es inestable y propensa a violentas erupciones de materia formando dos lóbulos y está rodeada por la nebulosa del Homúnculo. Como la estrella está evolucionada podría explotar relativamente pronto como una supernova o hipernova.
Estamos a 7,500 años-luz de casa y vamos cantando, como dice el poeta.
Hacia adelante, una de las estrellas más brillantes de la Vía Láctea es V838 Monocerotis, en la constelación del mismo nombre, que está a 20 mil años-luz de nosotros. En 2002, exhibió una explosión muy importante que produce un eco de luz que puede registrase.
Mientras seguimos nuestro camino vamos a mirar lo que hay en el medio interestelar.
Estrella Eta Carinae. Fuente: NASA, HST, WFPC2, J. Hester (ASU)
Estrellas Cantaura A y Centauro B. FOTO: Marco Lorenzi en kencrosswell.com 
Estrella V838 Monocerotis. Fuente: HST
5- Nebulosas
Las nebulosas son regiones del medio interestelar formadas por gases, principalmente, hidrógeno y helio, y polvo. Son regiones donde nacen las estrellas, o bien, remanentes de supernovas.
Cuando las estrellas son de baja masa o intermedia, terminan su vida convirtiéndose en Gigantes Rojas y, luego, en Enanas Blancas, expulsan sus capas externas y forman un objeto gaseoso llamado nebulosa planetaria.
Algunas de las nebulosas que miramos en derredor en esta caravana son las siguientes:
En la constelación de Monoceros (Unicornio) está la nebulosa de emisión La Roseta a 4,700 años-luz. La nebulosa de absorción Cabeza de Caballo está situada a 1,500 años luz en la constelación de Orión. La nebulosa del Aguila es un cúmulo abierto, asociado con una nebulosa de emisión difusa, y es una región de formación estelar, a 7,000 años-luz, en la constelación del Serpentario.
A la distancia de 6,000 años-luz se encuentra la nebulosa Trífida, caracterizada porque está formada de tres lóbulos separados por oscuras líneas de polvo. Es una nebulosa de emisión y reflexión ubicada en la constelación de Sagitario.
Su apariencia es cuadrada pero es un cilindro hueco, como un anillo, es una nebulosa bipolar con un alto grado de simetría. Se le conoce como la nebulosa de la Retina, está a 5,000 años-luz en la constelación de Lupus.
Otra nebulosa parecida es la nebulosa bipolar del Cuadrado Rojo que en el cielo aparece como una caja roja con un núcleo blanco brillante que estaría a punto de explotar como supernova. La nebulosa rodea a la estrella MWC 922 que se encuentra a 5,000 años-luz en la constelación del Serpentario.
A 2,000 años-luz, en la constelación de Vela, está la nebulosa Anillo del Sur. Uno de los ejemplos más cercanos y espectaculares es la nebulosa Hélice u Ojo de Dios, ubicada a 700 años-luz de la Tierra en la constelación de Acuario.
Una nebulosa esférica es Abell 39, en la constelación de Hércules, a 7,000 años-luz de la Tierra. Tiene una atmósfera tipo solar, es una de las mayores esferas de la Galaxia y su estrella central es una enana blanca.
La nebulosa Ojo de Gato tiene una estructura compleja y está a 3,000 años-luz en la constelación del Dragón. Cada anillo es una burbuja esférica proyectada contra el cielo. La estrella eyectó sus capas en pulsaciones que crearon cáscaras de polvo.
A 1,000 años-luz, en la constelación de Casiopea, se encuentra la nebulosa de la Burbuja que aparece como una esfera azul de gas incandescente. Esta esfera de gas y polvo creada por fuertes vientos a partir de una estrella masiva, brillante y caliente tipo Wolf-Rayet.
En la constelación del Cisne a 1,400 años-luz de nosotros está la nebulosa del Velo, resultado de la explosión de una supernova.
Una de las nebuolsas más brillantes de la Vía Láctea, que pueden ver vistas a simple vista, es la de Orión, situada al sur del cinturón del Cazador. La nebulosa está relativamente cercana, a 1,500 años-luz, y es una gigantesca nube donde se están formando estrellas.
En la galaxia vecina, la Gran Nube de Magallanes se mira la nebulosa de la Tarántula, objeto muy luminoso conocido como 30 Dorado, a 170 mil años de luz, y es la región de formación estelar más activa en las galaxias del Grupo Local. En el centro de esta nebulosa está el cúmulo estelar compacto R136A que la hace visible.
Nebulosa M20 Trífida, en wikipedia.org 2009 kosmos 1 (5) 8
M1, Nebulosa del Cangrejo. Fuente: NASA/HST
IC 423, Nebulosa Cabeza de Caballo. Fuente: NASA/NOAO 6- Vía Láctea
Siguiendo nuestro camino vamos a apreciar a nuestra Galaxia compuesta de polvo, gas y estrellas. Los antiguos griegos, en una noche estrellada, habían visto una banda como si fuera un camino de leche, de allí el nombre de Vía Láctea.
La Galaxia tiene una estructura espiral barrada con dos brazos principales, el del Escudo Centauro y el de Perseo; además, tiene tres brazos menores y, en el Externo hay un pequeño desprendimiento llamado Espolón de Orión donde se encuentra el sistema solar. La Vía Láctea, entonces, es una proyección sobre la esfera celeste de uno de sus brazos espirales.
La Galaxia rota a 960 mil k/h, tiene una edad de 13 mil millones de años, un diámetro de 100 mil años-luz, la distancia del Sol al centro de la Galaxia es de 27,700 años-luz, su masa es de 1 millón de masas solares y hay más de 200 mil millones de estrellas.
En este sistema la mayoría de las estrellas visibles están sobre un gigantesco disco delgado. El sistema solar está casi en la mitad de este disco, esto es, el Sol no es el centro de la Galaxia como alguna vez se creyó, su ubicación está sobre el brazo de Orión en la dirección de Tauro. El Sol da un giro alrededor de la Galaxia en 225 millones de años moviéndose a 270 km/s.
La forma y el tamaño de nuestra Galaxia fueron descubiertas en 1918 por Harlow Shapley, utilizando el método de contar estrellas. La Galaxia tiene tres componentes principales: un disco delgado de estrellas jóvenes de la Población I, gas y polvo, un bulbo central y un halo de estrellas viejas o de la Población II, distribuidas en una forma esférica y fuera del plano central, conocida como cúmulos globulares.
Por medios ópticos no es posible ver al centro galáctico pero sí por medio de las técnicas de radio, infrarojo, rayos X y rayos gamma. El núcleo de la Galaxia es una región donde están ocurriendo eventos muy energéticos y donde existen interesantes objetos estelares como la estrella masiva Pistola y el Quintuplete. El centro tiene una forma esferoidal achatada y gira como un sólido rígido. Allí existe una radiofuente, Sagitario A, que podría indicar la presencia de un agujero negro de 4 millones de masas solares.
7- Galaxias
La Vía Láctea tiene decenas de galaxias satélites, entre otras, las Nubes de Magallanes. Junto con éstas, la galaxias de Andrómeda (M31) y del Triángulo (M33), las galaxias M32 y M110 (satélites de Andrómeda), galaxias y nebulosas más pequeñas y otros sistemas menores, forman un grupo vinculado por la gravedad llamado Grupo Local. A partir de los datos del Telescopio Espacial Spitzer podría haber 75 galaxias vecinas.
Andrómeda y la Vía Láctea se acercan a una velocidad de 500 mil km/h y podrían colisionar dentro de 3 a 5 mil millones de años. Andrómeda se encuentra a una distancia de 2 millones 700 mil años-luz. Otras galaxias menores llegan hasta 5 millones 200 mil años-luz.
De las más cercanas, pertenecientes a la Vía Láctea, la Gran Nube de Magallanes está a 165 mil años-luz y la Pequeña Nube de Magallanes a 195 mil años-luz, la primera en la constelación del Dorado y, la segunda, en la constelación del Tucán.
La galaxia de Barnard está a 1.5 millones de años-luz en la dirección de la constelación de Sagitario. A 2.9 millones de año-luz se encuentra la galaxia del Triángulo. A 7 millones de años-luz se encuentra una de las galaxias espirales del grupo del Escultor.
A 13 millones de años-luz está la galaxia elíptica del Centauro que contiene estrellas jóvenes azules y fuentes de radio, con un cinturón de polvo en su alrededor. Tal vez, esta galaxia es el resultado de una colisión. La galaxia es activa y podría contener a un agujero negro central. Algo similar sería con la galaxia del Toroide.
A 28 millones de años-luz, la galaxia espiral del Sombrero es una de las más grandes en la constelación de Virgo. Ya estamos muy lejos y seguimos cantando; la forma de esta galaxia nos recuerda a nuestra tierra y a nuestra música.
A 31 millones de años-luz está la galaxia espiral del Remolino, una de las más brillantes, en la constelación del Perro Cazador.
Las galaxias también se agrupan formando cúmulos y aún estructuras mayores como los supercúmulos. Tres son: el cúmulo de Virgo, el de 2009 kosmos 1 (5) 10
Coma y el de Hércules. El primero está a 59 años-luz con 1,300 galaxias, el segundo, a 321 años-luz y contiene 1,000 galaxias y, el tercero, tiene 100 galaxias a 500 millones de años-luz.
Formando parte de un grupo de galaxias situadas a 500 millones de años-luz se encuentra la galaxia Rueda de Carro, formada por un anillo de estrellas masivas azules, relativamente jóvenes y muy brillantes, que se formó cuando una galaxia enana cruzó el centro de otra espiral más grande.
A 650 millones de años-luz está la galaxia del Colibrí, resultado de una triple colisión, formada por dos galaxias espirales y una irregular que da la apariencia de un inmenso colibrí cósmico.
Más adelante, Abel 1689 es un supercúmulo de galaxias localizado a 2 mil 300 millones de años-luz. Visto en luz visible, el supercúmulo muestra arcos debidos al efecto de las lentes gravitacionales. A 2 mil 600 millones de años-luz se sitúa el supercúmulo Abell 901/902, con 60 mil galaxias distantes, el cual muestra pruebas indirectas de materia oscura.
En los confines del universo encontramos objetos muy luminosos. Son los cuasares, extremadamente lejanos, de estructura desconocida, se cree que son núcleos activos de galaxias y fuentes emisoras de radio. A 3 mil millones de años-luz de distancia se encuentra el cuasar 3C 273, una intensa fuente de luz que tendría en su centro a un agujero negro.
A 7 mil millones de años-luz, el Telescopio Espacial Hubble (HST) ha detectado un cuasar quíntuple producido por lentes gravitacionales en un cúmulo lejano de galaxias.
A 10 mil millones de años-luz, en la constelación de Pegaso, está la Cruz de Einstein, un cuasar en forma de cruz cuya imagen es producida por el efecto de lentes gravitacionales. En este efecto, el emisor o fuente es generalmente un cuasar, la lente formada una o varias galaxias o un agujero negro. Debido a la deflexión gravitatoria la luz sigue varias direcciones produciendo “imágenes” amplificadas de la fuente.
El Telescopio Espacial Hubble ha observado varios Anillos de Einstein de lentes gravitacionales. La galaxia central es la lente que distorsiona a la luz emitida por las fuentes que se encuentran en el fondo formando un arco. Un objeto masivo como una galaxia curva el espacio-tiempo, distorsiona a la luz y crea una lente.
Estamos ya en los límites observacionales del universo.
M104, Galaxia del Sombrero. Fuente: HST8- El Universo observable
El Campo Profundo de Hubble es una imagen del universo de una región pequeña en la constelación de la Osa Mayor realizada en 1995 con base en las observaciones del Telescopio Espacial Hubble. La mayoría de los 3 mil objetos son galaxias en varias etapas de evolución muchas de ellas jóvenes. En 1998, se incluyó al Campo Profundo Sur del Hubble. La similitud entre ambas regiones indicaría que a gran escala el universo es uniforme. En 2004, se obtuvo una imagen conocida como el Campo Ultraprofundo de Hubble que es la más sensible tomada en longitudes de onda visibles.
El Gran Atractor es una entidad distante que parece tirar hacia él a decenas de miles de galaxias, incluyendo a la Vía Láctea, a una velocidad de 22 millones de km/h. Un extremo de la “pared” estaría en la dirección de la estrella Mu Vellorum, el otro, en la vecindad de Al Dhanab en la constelación de Grus. En el medio se mezcla con el cúmulo de Norma (ACO 3627) en la constelación del Triángulo; este cúmulo marca el centro de masa del Gran Atractor.
Hace 20 años, John Huchra, Margaret Geller y colaboradores anunciaron que las galaxias se aglomeran en “paredes” y “huecos” en el universo.
La Gran Pared, descubierta en 1989, es la segunda estructura conocida más grande, está a 250 millones de años luz de la casa y contiene unos 12 mil millones de galaxias. Mirando a 1,057 galaxias o 2,500 de éstas da la impresión de ver a una figura humana que parece estar bailando y levanta los brazos como diciendo “hasta aquí se puede mirar … por el momento”. Esa “figura” en la “pared” se parece a un “mexicano”, el “charro mexicano” le dicen coloquialmente.
Pero detrás de esta pared, usando los datos del Sloan Sky Digital Survey (SSDS) de más de 11 mil galaxias, en 2005 fue identificada por Richard Gott, Mario Juric y colaboradores, a 1 mil millones de años-luz, la mayor estructura conocida: la Gran Muralla Sloan, y se piensa que las estructuras se forman siguiendo hilos de materia oscura en forma de redes.
¡Caray! “¡Que lejos estoy del suelo donde he nacido!” Pero no, que no entre la nostalgia. Mejor vamos a hacer un alto para un momento de reflexión junto a este camarada que nos hemos encontrado en la “Gran Pared” a 250 millones de años-luz de nuestro pueblo. Hemos venido desde muy lejos y es pertinente ondear nuestra bandera con una proclama ¡como debe de ser!
“Nosotros, ciudadanos del mundo en resistencia independiente proclamamos que el cielo es de todos, que es real, es hermoso, es de ahora y es de lucha. No basta interpretar al mundo es necesario transformarlo. La humanidad tiene fe en el futuro y vencerá porque nuestro camino tiene corazón”. A la manera de Cervantes, “firmamos esta cédula los integrantes de la caravana del kosmos, en cualquier día o noche, y desde los confines del universo observable. Testigos: nuestro corazón, nuestra memoria y nuestro entendimiento”.
Ahora vamos a regresar, antes de que se haga tarde, no sin antes registrar que el mundo es más grande de lo que pensamos y nuestras preocupaciones pueblerinas palidecen ante su grandiosidad.
Estamos mirando hacia atrás, no alcanzamos a ver todavía más lejos pero el universo está en expansión, más aún, en aceleración. La expansión puede ser observada ya que las galaxias distantes se alejan cada vez a mayor velocidad. Pero la aceleración no puede ser observada y teóricamente se atribuye a la llamada energía oscura, cuya naturaleza se desconoce.
Cuasar La Cruz de Einstein. Fuente: VLT 9- Evolución estelar
Cada vez vemos más del universo pero no todo sino una pequeña parte. De hecho, la mayor parte del universo no se ve. El universo visible es menos del 1 por ciento. A los 380 millones de años del comienzo de la expansión empezó a brillar con la formación de las Primeras Estrellas.
Estas estrellas son estudiadas en el mundo, entre otros, por David Bahena, mexicano. Compuesta de hidrógeno y helio primordiales, fueron muy masivas, luminosas, calientes y compactas, y autoprodujeron los primeros elementos de carbono, oxígeno y nitrógeno. Después explotaron como supernovas e hipernovas enriqueciendo químicamente al universo, reoinizándolo y dando lugar a la formación de estrellas de la siguientes generaciones que hicieron posible al universo como lo vemos hoy.
Como estas estrellas se formaron durante el colapso de halos de materia oscura, recientemente se ha propuesto que las Primeras Estrellas podrían haber sido estrellas de materia oscura, cuya energía antes de las reacciones nucleares de fusión podría haber sido suministrada por la aniquilación de la materia ordinaria y la oscura.
Actualmente, se considera que las estrellas se forman en grandes Grandes Nubes Moleculares que son extensas regiones en el interior de una galaxia con una densidad de materia suficientemente alta, y una temperatura suficientemente baja, para que exista hidrógeno molecular. La formación de estrellas ocurre cuando la nube sufre inestabilidades gravitacionales, entonces, se producen procesos de colapso y fragmentación que llevan a formar una o muchas protoestrellas.
Se trata de las estructuras galácticas conocidas de mayor tamaño. En la Galaxia existen varias de éstas, como en Tauro y en Orión que son regiones de estrellas azules jóvenes.
En la constelación del Serpentario, a 7 mil años-luz está la nebulosa del Aguila, región donde se forman estrellas. En la nebulosa hay pilares gigantes que miden varios años-luz de longitud y son tan densos que el gas interior se contrae para formar estrellas. El brillo tan intenso de las estrellas jóvenes hace que se evapore la materia de baja densidad.
Los objetos Herbig-Haro son nebulosas asociadas con estrellas de reciente formación en interacción con el medio interestelar. Estos objetos son muy variables, evolucionan muy rápido y fueron co-descubiertos por el astrónomo mexicano Guillermo Haro.
Cuando una estrella es formada empieza a brillar y se vuelve luminosa. La mayor parte de su vida permanecen en una banda llamada Secuencia Principal “quemando” hidrógeno.
Dependiendo de su masa inicial y composición química luego “quemarán” helio, carbono y oxígeno pudiendo “quemar” explosivamente a otros elementos pesados. Las estrellas de baja masa evolucionan convirtiéndose al final en Gigantes Rojas, formando una Nebulosa Planetaria, que luego se enfrían y se vuelven enanas blancas. Otras de mayor masa terminan su vida en un evento muy violento, explotando como supernovas, que dejan remanentes con una estrella de neutrones central o pulsar.
Durante su evolución las estrellas producen nuevos elementos en el proceso llamado nucleosíntesis estelar. Cuando ésta es explosiva, en los eventos de supernova, se producen los elementos más pesados, así como una gran cantidad de radiaciones.
La explosión de una supernova es un evento muy energético y espectacular que ocurre principalmente al final de la evolución de las estrellas masivas y muy masivas. Estos eventos han ocurrido desde que se formaron las primeras estrellas y durante la evolución galáctica.
En 1006 explotó una supernova a 7,200 años-luz de la Tierra. Fue un evento muy brillante en la constelación de Lupus. El remanente, resultado de la explosión, fue identificado en 1965 sin encontrar asociada ninguna estrella de neutrones. Otros remanentes de supernova son la nebulosa del Cangrejo debida a la explosión en la constelación de Tauro, a 6,300 años-luz, que ocurrió en 1054 y su luz fue observada durante el día. Esta nebulosa posee un pulsar central.
También están los remanentes de la supernova de Tycho Brahe de 1572, a 11 mil años-luz, en la constelación de Casiopea, y de la supernova de Kepler de 1604, a 20 mil años-luz, en la constelación del Serpentario.
Recientemente ocurrió una brillante explosión debida a la supernova 1987A en la constelación de El Dorado, cerca de la nebulosa de la Tarántula, en la Gran Nube de Magallanes, a una distancia de 168 mil años-luz. Se considera que la estrella precursora de esta supernova fue una supergigante azul. En el remanente que dejó la explosión no se ha identifica a ninguna estrella de neutrones pero si una emisión de neutrinos, y se han registrado los ecos de luz simulando las ondas de choque producidas por la explosión.
Cuando las estrellas son muy masivas pueden concluir su vida colapsando directamente en agujeros negros, que son regiones del espacio-tiempo provocados por una gran concentración de masa. El intenso campo gravitacional impide escapar a toda partícula material incluyendo a la luz. La curvatura del espacio-tiempo produce una singularidad envuelta por una superficie cerrada llamada “horizonte de eventos” que se para al agujero negro del resto del universo.
Se cree que los agujeros negros ocurren en el los núcleos activos de galaxias y pueden ser supermasivos o de masas estelares. En las cercanías de un agujero negro se forma un disco de acreción y se observan chorros (jets) de plasma eyectados por los campos magnéticos ubicados en el borde del agujero negro. En 2004 se reportó de una fuente de radio, el blazar Q0906+6930, con un agujero negro de diez mil masas solares en el centro de una galaxia distante, a 12,500 millones de años-luz. Cuando los jets son observados se trata de un blazar. Los objetos que emiten jets, que se extienden a grandes distancias, se conocen como Núcleos Activos de Galaxias. Es el caso de la radiogalaxia M87, ubicada en el cúmulo de Virgo, que emite radiación de sincrotrón que se extiende a una distancia de 5 mil años-luz.
Ahora bien, volviendo a las estrellas de baja masa o intermedia, es decir, menores de 9 masas solares, éstas no explotan sino que, al final de su vida, se convierten en Gigantes Rojas. Durante la etapa de Secuencia Principal, la estrella quema hidrógeno en las capas superficiales aumentando el volumen de la estrella, enfriando su superficie y volviéndola de un color rojizo. Es la fase de subgigante. Luego, la atmósfera alcanza una temperatura crítica y la estrella alcanza una gran luminosidad y aumenta su radio hasta 100 millones de km. Entonces se convierte en Gigante Roja.
Cuando la estrella agota su combustible nuclear no es capaz de “quemar” su carbono y oxígeno, entonces, se comprime debido a la fuerza gravitacional produciendo una nebulosa planetaria y formando como remanente a una estrella conocida como Enana Blanca. Estas son muy brillantes debido a su alta temperatura pero después se enfrían convirtiéndose en Enanas Negras.
M42, Nebulosa de Orión. Fuente: NASA 10- Llegada a casa
De regreso a casa se siente una radiación que proviene de todas direcciones. Es la radiación de fondo de microondas que viene desde el comienzo de la expansión del universo. Al principio era muy caliente, actualmente se ha medido con mucha precisión por los satélites especializados, como el COBE y el WMAP, y tiene una temperatura de 2.7 grados Kelvin. Un grado Kelvin equivale a menos 273 grados centígrados, de manera que, el universo se está enfriando.
El proyecto WMAP lanzó en 2001 una sonda a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra y ha estado produciendo muchos datos que permiten estimar la edad del universo en 13,600 millones de años, así como, la curvatura del espacio estimándose que es casi plano a gran escala consistente con un modelo inflacionario de universo. También se ha determinado la cantidad de materia oscura y energía oscura resultando que la mayor parte del universo no se ve. Asimismo, se ha identificado la época de la formación de las Primeras Estrellas.
Acercándonos a la casa encontramos a Venus, el otro planeta vecino, el cual tiene un núcleo de níquel rodeado de un manto rocoso denso y una corteza de rocas ligeras, así como, una atmósfera delgada. Tiene una masa menor a la Tierra, está a una distancia del Sol de 0.72 unidades astronómicas, tiene una temperatura de 482 grados centígrados y un movimiento de rotación retrógrado.
Venus, la luz del alba, fue observado y estudiado por los mayas, quienes calcularon su movimiento, predijeron y probablemente vieron el tránsito del planeta al pasar delante del Sol cuando los tres cuerpos están alineados. En la época contemporánea, este fenómeno ocurrió en 2004 y volverá a ocurrir en 2012 como preludio al paso de las Pléyades por el cenit, el 22 de diciembre de ese año, marcando el inicio de la Era del Sexto Sol.
Un extraordinario mito dice que Kukulcán desciende desde Venus y regresa a la Tierra para humanizarse, después se oculta en los bajos fondos para volver a aparecer como la “estrella” de la mañana. Este fenómeno se puede observar en los equinoccios de primavera y otoño, el 21 de marzo y el 22 de septiembre, al atardecer. Sobre la alfarda norte de la pirámide de Chichén Itzá la luz solar proyecta un movimiento serpentario consistente en siete triángulos de luz invertidos como resultado de la sombra que proyectan las nueve plataformas de la pirámide al ponerse el Sol.
Astrónomos mexicanos son sucesores de los mayas, tales como, Guido Munch (Chiapas), Arcadio Poveda, Luís Felipe Rodríguez y Margarita Rosado, de Yucatán.
Ya volvemos a mirar al planeta azul, el único hogar que conocemos. La Tierra se formó hace 4,500 millones de años, al mismo tiempo que el sistema solar, tiene una masa 1 millón de veces menor que el Sol y una forma llamada “geoide”. El 71% de la Tierra está cubierto por agua y es el único planeta del sistema que presenta una tectónica de placas activa. En la Tierra hay cielos azules, bosques, mares, agua, huracanes y muchos recursos, como el petróleo, que duró millones de años en formarse y, la mitad, ha sido “quemado” y dilapido en tan solo los recientes cien años.
En la Tierra se oye el murmullo de un suspiro, es el único lugar que conocemos donde la materia se ha hecho viva y conciente. Es, también, el lugar donde la irracionalidad capitalista ha destruido la capa de ozono alterando artificialmente al clima, donde se fabrican potentes armas de exterminio humano y se promueven guerras de agresión con todos sus horrores.
Hemos llegado a ésta nuestra realidad. Ya estamos otra vez en tierras mexiquense, la tierra de Sor Juana, lugar de un pasado grandioso, de muy bonitas tradiciones, donde también se destruyen monumentos arqueológicos y se promueven shows mediáticos. Ya estamos de vuelta a casa después de echarle una mirada al cielo. El suceso ha sido extraordinario. Gracias a todos (as) por haber viajado en esta caravana.
Conocer al cosmos es esencial para la vida. Cuando el hombre miró al cielo por primera vez alzó la vista, se puso de pie y clausuró para siempre su animalidad volviéndose humano. Lo primero que hizo fue enamorarse de Dulcinea, la más bella de todas las estrellas y, desde entonces, decidió luchar por la libertad.
Referencias
• Clayton D.D. 1983, Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis, University of Chicago Press.
• Figer D.F., Najarro F., Morris M., McLean I.S., Geballe T.R., Ghez A.M., Langer L. 1998, ApJ 506, 384
• Gott R.J., Jurić M., Schlegel D., Hoyle F., Vogeley M., Tegmark M., Bahcall N., Brinkmann J. 2005, Astrophys. J. 624, 463.
• Huchra J.P., Geller M.J., de Lapparent V., Corwin Jr. H.G. 1990, Astrophys. J. Suppl. Ser. 72, 433.
• Imágenes: NASA, HST, ESO, WMAP, Spitzer, 2df, SSDS, Chandra, NOAO, VLT.
• Información general, en www.wikipedia.org
• Klapp J., Bahena D., Corona-Galindo M.G., Dehnen H. 2005, en Gravitation and Cosmology: 2nd Mexican Meeting on Mathematical and Experimental Physics, AIP Conf. Proc., Vol. 758, p. 153.
• Maddosx S.J., Estafthiou G., Sutherland W.J., Loveday J. 1990, Mon. N. Royal Astron. Soc. 242, 43.
• Narlikar J.V. 2000, Las Siete Maravillas del Cosmos, Cambridge University Press.
• Shu F. 1982, Physical Universe: An Introduction to Astronomy, University Science Books.
El Campo Profundo de Hubble. Fuente: HST
