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Observa el cielo este mes

Las estrellas en mayo: Canes Venatici, Coma Berenices y Virgo

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Por Tomás Ruiz Lara

Twitter: @owl_astroCabecera_el_cielo_del_mes_Mayo

Si al reciente cambio de hora le sumamos el hecho astronómico de que realmente desde latitudes norte estamos “mirando” en estos momentos al sol… ¿Qué obtenemos? Pues mayo (y junio, por supuesto), noches muy cortas con atardeceres tardíos. Para un astrónomo profesional la observación durante los meses de mayo y junio supone menos horas de observación, lo que traducimos en una menor cantidad de datos. Sin embargo, para un astrónomo aficionado, mayo y junio suponen noches agradables, y sobretodo, empezar la observación cenado 😉 Yo personalmente tengo grandes recuerdos de preciosas puestas de sol desde algún recóndito rincón de la sierra, alejado de la rutina diaria y rodeado de nuestros amigos de la asociación, intercambiando risas y, cómo no, víveres. Por pocas cosas en esta vida cambiaría dichos momentos… así es que ya sabéis, animad a los miembros de vuestras asociaciones a pasar grandes momentos con la astronomía como excusa y su compañía como motivo real.

Durante este mes nos centraremos en las constelaciones de Canes Venatici, Coma Berenices y Virgo, y eso es sinónimo de galaxias. Algunos de vosotros diréis: “Qué pesado con las galaxias, en todas las entradas lo mismo. Que si durante estos meses se ven menos estrellas de lo normal. Que si se debe a que nuestra Galaxia tiene forma de disco y estamos ahora mirando en dirección perpendicular a dicho disco. Que si en dicha dirección la extinción del polvo es menor ya que el polvo se encuentra esparcido por el disco de nuestra Galaxia y esto nos permite observar galaxias…” Pues sí, seré pesado, pero parece que ha surtido efecto y lo habéis aprendido perfectamente 😉 ¡no esperaba menos de vosotros! Si recordáis, el mes pasado empezamos una mini serie de artículos dedicados a la “física de galaxias”. En dicha entrada introdujimos lo que es una galaxia y cómo ha cambiado históricamente nuestra visión de estos objetos, así como también os presentamos a los miembros de nuestro Grupo Local. Este mes hablaremos ligeramente sobre la estructura a gran escala del Universo y la formación de estos sistemas.

Galaxias (II): Antes de empezar con este paréntesis sobre “astrofísica galáctica” os recomendamos leer de nuevo el apartado correspondiente al mes pasado, pero como me gusta que cada entrada sea autoconsistente, empezaré con un breve resumen de lo explicado en meses anteriores. Las galaxias son grandes sistemas formados por gas, estrellas, polvo, campos magnéticos y materia oscura. La galaxia más popular es sin ninguna duda aquella en la que nos encontramos, la Vía Láctea. Nosotros nos encontramos en uno de los brazos espirales de esta espectacular galaxia espiral de la que, evidentemente, no tenemos imágenes desde fuera, pero sí podemos inferir algunos aspectos de su morfología mediante observaciones tanto fotométricas como espectroscópicas. Nuestra Galaxia, junto con M31, M33 y un buen número de galaxias enanas, forman el denominado Grupo Local. Sin embargo, simples observaciones fotométricas de M31 o M33 (o de cualquier galaxia) no nos muestran evidencias claras de tratarse de galaxias externas a la nuestra, mientras que observaciones más complejas permitieron a los astrónomos de principios del siglo XX determinar la distancia a las mismas rompiendo con el debate de si estos objetos eran miembros de nuestra Galaxia o “universos isla” (galaxias externas). Las galaxias de las que hablaremos durante esta entrada tienen masas y tamaños similares a nuestra Galaxia, y se encuentran a distancias inimaginables para nuestras humildes mentes.

 

milleniumImágenes de la simulación Milennium. La fila superior muestra la distribución de materia visible (bariónica), mientras que la fila inferior muestra la distribución de materia oscura. A la derecha estructura a gran escala en forma filamentada. A la izquierda un zoom en el nudo de filamentos central correspondiente a un cúmulo de galaxias, cada puntito sería una galaxia como la nuestra.

Para hablar de formación de galaxias y de estructura a gran escala del Universo, que es lo que toca hoy debemos de empezar por el principio, por el Big Bang. Ni soy un experto ni hoy toca hablar del Big Bang, aunque me lo apunto para meses siguientes 😉 Lo que sí os puedo decir es que el Big Bang es el punto en el que TODO comienza. Desde los primeros elementos hasta la materia bariónica, oscura, energía y el largo etcétera de componentes que forman nuestro Universo. Como he dicho, creo que este tema lo vamos a tratar en otro mes, o incluso en una serie de meses, ya que es un tema lo suficientemente importante y amplio como para ello. Pero centrémonos ahora en lo que este mes nos interesa… ¡cómo me gusta irme por los cerros de mi pueblo (Úbeda)!

Una vez que la materia y la energía se encuentran desacopladas y por tanto la luz puede viajar grandes distancias sin ser abosrbida por la materia, se empiezan a formar las primeras estructuras, no sólo simples elementos, sino estrellas y complejos de estrellas irregulares y de tamaño reducido como son las galaxias enanas. Pero todo este proceso de formación viene determinado (y dominado) por la distribución de materia oscura en el Universo. La simulación Millennium es uno de los proyectos más ambiciosos para estudiar cómo se distribuye la materia oscura (y por lo tanto también la bariónica) desarrollado en el superordenador de la Max Planck Society’s Supercomputing Centre en Garching (Alemania). Esta simulación parte del Big Bang y es capaz de encontrar la distribución a gran escala del Universo actual, así como su evolución con el tiempo. En aquellas zonas donde se concentra la materia oscura (fila inferior de la figura 1) también encontramos acumulaciones de materia bariónica (visible, fila superior de la figura 1). Como podéis ver en dicha figura, la estructura a gran escala del Universo (imagen inferior derecha) se encuentra formando filamentos y en su interior se forman galaxias (acumulaciones de materia bariónica). En concreto, en cada filamento encontramos una gran cantidad de galaxias y no sólo eso, en cada “nudo” de filamentos (zonas de mayor densidad, amarillas) lo que encontramos son cúmulos y supercúmulos de galaxias, de hecho, cada circulito (azul o rojo) de la imagen superior izquierda es una galaxia entera como nuestra Vía Láctea o aún mayor.

En estos filamentos o “nudos” de filamentos, las primeras estructuras que se crean son sistemas irregulares poco masivos llamados galaxias enanas. Por el simple efecto de la gravedad dichas galaxias enanas se acercan las unas a las otras fusionando y formando así sistemas más masivos. Estos sistemas más masivos, conforme van acretando galaxias enanas, se van convirtiendo en lo que denominamos galaxias espirales (sistemas formados por estrellas, gas y polvo en forma de disco que exhiben aglomeraciones de estrellas en formación a lo largo de estructuras que denominamos brazos espirales) y la fusión de éstas nos llevará a la formación de lo que denominamos galaxias elípticas (sistemas formados por estrellas fundamentalmente en forma de balón de rugby). A la teoría que explica la formación de estructuras de esta forma se denomina “formación jerárquica de estructuras” y es la teoría hoy día aceptada en astrofísica estelar sobre cómo se forman las galaxias.

Para comprender mejor cómo las galaxias se forman y evolucionan, los astrónomos utilizamos ordenadores y complejas simulaciones. El objetivo de estas simulaciones no es otro que generar galaxias (u otros sistemas) artificiales pero formadas siguiendo las leyes de la física que hoy en día conocemos. La comparativa de estas simulaciones con observaciones de galaxias reales nos permiten inferir información acerca de cómo estos sistemas se han formado y evolucionado.

Pero como esta entrada ya se está extendiendo bastante y aún no hemos mirado al cielo, voy a dejar la evolución de galaxias así como los tipos de galaxias que podemos observar para la entrada del mes que viene, mes en el que aún será posible observar galaxias pero que nos reconfortará mucho más la observación del cielo de verano que se nos echa encima.

Yo creo que una vez que todos estos conceptos astronómicos están más o menos claros (o al menos eso he intentado) las observaciones que os voy a proponer a continuación os van a parecer más gratificantes aún. En una noche típica de mayo podremos observar cómo las constelaciones de Géminis y Áuriga van perdiendo altura para dar paso a un cielo más humilde en cuanto a densidad de estrellas se refiere. Cáncer, Hidra o Leo son algunas de las constelaciones que acompañarán a las tres elegidas durante este mes. Hacia el Este poco a poco van ganando altura las constelaciones típicas de finales de primavera y verano como son Hércules, Ofiuco o la Lyra. En cuanto a la región circumpolar respecta, es una muy buena época para observar la Osa Mayor y parte del dragón. Como hemos dicho muchas veces, si algo cabe destacar del cielo de este mes, es la ausencia de estrellas brillantes y la observación de la Vía Láctea en paralelo al horizonte. Tres de las constelaciones que mejor podemos observar durante este mes, y en las que nos vamos a centrar en esta entrada son Virgo, Canes Venatici y Coma Berenices.

all_mayCielo típico de una noche del mes de mayo. Fuente: Stellarium, http://www.stellarium.org/es

Virgo y Coma Berenices:

Empecemos describiendo la constelación de Virgo. Nos encontramos ante la 2ª constelación que más área ocupa en el firmamento nocturno con sus 1294 grados cuadrados. Aunque es una constelación pobre en estrellas brillantes (siendo Spica su estrella más brillante con una magnitud aparente de 0.98), se trata de una de las más gratificantes a la observación telescópica. Como curiosidad podemos destacar las 20 estrellas conocidas con planetas en órbita alrededor (la constelación con más exoplanetas conocidos hasta la fecha) y los 11 objetos Messier: Messier 49 (M49, NGC 4472), Messier 58 (M58, NGC 4579), Messier 59 (M59, NGC 4621), Messier 60 (M60, NGC 4649), Messier 61 (M61, NGC 4303), Messier 84 (M84, NGC 4374), Messier 86 (M86, NGC 4406), Messier 87 (M87, NGC 4486), Messier 89 (M89, NGC 4552), Messier 90 (M90, NGC 4569) y Messier 104 (M104, NGC 4594, galaxia del sombrero).

virgoDetalle de Virgo. Fuente: Stellarium, http://www.stellarium.org/es

La constelación de Coma Berenices ocupa 386 grados cuadrados en el cielo (puesto 42 en nuestro ranking de área). Si de Virgo decíamos que estaba dominado por estrellas poco brillantes, esto es también cierto para el caso de Coma, cuya estrella más brillante es la beta de Coma Berenices con una magnitud de 4.26. Esta constelación contiene también un buen número de ojetos Messier, concretamente ocho: M53 (NGC 5024), la galaxia del ojo negro (the Black Eye Galaxy, M64, NGC 4826), M85 (NGC 4382), M88 (NGC 4501), M91 (NGC 4548), M98 (NGC 4192), M99 (NGC 4254) y M100 (NGC 4321).

com_berenicesDetalle de Coma Berenices. Fuente: Stellarium, http://www.stellarium.org/es

En estas dos constelaciones se encuentra el conocido cúmulo de galaxias de Virgo-Coma. Yo creo que tras la explicación anterior todos somos unos expertos en la estructura a gran escala del Universo. La idea básica es que las galaxias no se encuentran arbitrariamente distribuidas, sino siguiendo la filamentación de los halos de materia oscura. Cada halo de materia oscura (nudo de filamentos) es capaz de albergar cientos y miles de galaxias, dando lugar a los cúmulos y supercúmulos de galaxias. Nuestra Galaxia, al igual que el resto de galaxias del Grupo Local, forma parte de este cúmulo de galaxias. El centro de este cúmulo se encuentra aproximadamente a unos 53.8 millones de años-luz. Cabe destacar la segregación de tipos morfológicos de galaxias en este (al igual que en otros) cúmulos de galaxias. Galaxias elípticas (fruto de interacción entre galaxias espirales) se encuentran localizadas hacia su centro, mientras que galaxias espirales son localizables hacia la periferia de este cúmulo. En la figura adjunta mostramos un detalle de este cúmulo de galaxias, no pretende ser un mapa completo de localización de objetos, simplemente para hacernos una idea de la riqueza de objetos que rodea a esta zona del firmamento.

detalleDetalle del cúmulo de Coma-Virgo. Fuente: Stellarium, http://www.stellarium.org/es

Algunos de los objetos a destacar de estas constelaciones son:

– M87: Una galaxia supergigante elíptica localizada muy cerca del centro del cúmulo de Coma-Virgo. Con una magnitud de 9.59 es una de las galaxias más fáciles de localizar del cielo nocturno a partir de la línea recta entre Vindemiatrix (epsilon Vir) y Denébola (en Leo). Se encuentra a 53.5 millones de años-luz y en breve fusionará con M86, galaxia hacia la que se está aproximando a altas velocidades.

– M104: Se trata de una de las galaxias más conocidas del cielo nocturno, conocida como la galaxia del Sombrero. Debe su nombre a su gran halo estelar (visible con pequeños telescopios) ya que su visión de perfil nos recuerda a esta prenda de vestir. Especialmente llamativa es su espectacular banda de polvo a lo largo del plano de su disco (también fácilmente observable). Con una magnitud de 8.98 y localizada a 29.3 millones de años-luz es una de las galaxias más fácilmente localizables del firmamento. Esta galaxia contiene entre 1200 y 2000 cúmulos globulares. Se trata de un claro ejemplo de galaxia lenticular (a caballo entre las galaxias espirales y las elípticas) ya que contiene un pronunciado y fácilmente observable halo (componente esferoidal) y un disco con un alto contenido en polvo.

m104

Imagen de M104, la galaxia del Sombrero. Destacar el halo estelar, el disco de esta galaxia así como la banda de polvo. Photo: NASA, ESA and The Hubble Heritage Team

Canes Venatici:

Con sus 465 grados cuadrados ocupa la posición número 38 según su área en el cielo. Los perros cazadores (traducción de Canes Venatici) es una modesta constelación en cuyo interior podemos encontrar objetos tan conocidos como M51 (galaxia de la que ya hablamos en nuestra entrada sobre la región circumpolar norte en su primera entrada), M63 o M3. Otros objetos Messier localizables en esta constelación son M94 y M106. De nuevo continuamos con la tónica habitual de este mes, estrellas poco brillantes, de hecho, la estrella más brillante de este constelación (Cor Caroli) es una binaria eclipsante que varía entre las magnitudes 2.84 y 2.98. La traducción literal del nombre de esta estrella es “corazón de Carlos”, y fué así nombrada por el matemático y físico Charles Scarborough en honor a Carlos I, rey que fue ejecutado tras la Guerra Civil Inglesa.

canes_venaticiDetalle de Canes Venatici. Fuente: Stellarium, http://www.stellarium.org/es

Por nombrar algunos objetos de esta constelación, podemos hablar de:

– M3: Un espectacular cúmulo globular localizable a partir de Arturo (alpha de Bootes). Tiene una magnitud de 6.2 y se encuentra a 33900 años-luz, contiene unas 500000 estrellas y tiene una edad aproximada de 8 mil millones de años.
– M63: También conocida como la galaxia del girasol, es una bonita galaxia espiral de magnitud aproximada 9.3 y localizada a 37 millones de años-luz. Esta galaxia no pertenece al cúmulo de Coma-Virgo como todos los anteriores, sino al grupo de M51 del que ya hablamos cuando tratamos la región circumpolar norte (primera parte).

Con esto terminamos este rápido viaje por las constelaciones de Virgo, Coma Berenice y Canes Venatici que nos ha permitido conocer aún más acerca de los ladrillos del Universo, las galaxias. En la siguiente entrada me centraré en las constelaciones de Bootes, Libra y Corona Borealis y terminaré esta serie de artículos sobre la física de galaxias con algunos matices de morfología de galaxias y evolución galáctica.

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