Sirio, la estrella más brillante del cielo nocturno

Sirio (Alfa Canis Majoris) es la estrella más brillante que podemos ver a simple vista en el cielo nocturno y la séptima más cercana a nuestro sistema solar. A una distancia de 8,6 años luz, podríamos decir que, en términos estelares, está a "la vuelta de la esquina" en comparación a los enormes abismos que nos separan de otros cuerpos celestes. 

La constelación del Can Mayor y sus principales estrellas

Pese a su extraordinario brillo, Sirio A no es una estrella de gran tamaño.

En realidad, Sirio es un sistema binario, es decir, está formado por dos estrellas que gravitan en torno a un centro de gravedad común con un período de 50 años. Sirio A es la componente más grande y brillante del sistema, pues Sirio B -su compañera- es una enana blanca del mismo tamaño que la Tierra pero con 1/5 de la masa de nuestro Sol. Sirio B recibe el coloquial apodo del "cachorro" para distinguirla de la estrella principal y "madura" de la constelación. Respecto a magnitudes, Sirio A es unas 10.000 veces más brillante que su compañera enana. Ambos astros están separadas por una distancia promedio de unas 20 UA (Unidades Astronómicas), equivalente a la existente entre nuestro Sol y el planeta Urano. Para un observador terrestre, esta separación se traduce en un máximo de apenas doce segundos de arco, por tanto, es imposible distinguir a Sirio B a simple vista, pues queda anulada por el intenso fulgor de su compañera. Frederich Bessel, reputado astrónomo prusiano (fue el primero en utilizar el método de la paralaje, calculando la distancia a a la estrella 61 Cyg) sospechó de su existencia ya en 1844, al comprobar que la órbita de Sirio A se veía alterada en forma anómala, pero hubo que esperar hasta 1862, cuando el astrónomo estadounidense Alvan Graham logró avistar a Sirio B en forma totalmente casual.

Sirio A y B (NASA)

Es interesante mencionar que algunos creen que el sistema debe contener un tercer integrante: la hipotética Sirio C, que sería la única forma de explicar ciertas irregularidades orbitales del sistema Sirio. Se han realizado pesquisas, pero sin resultados positivos hasta ahora.

Sirio A, la componente principal, tiene una magnitud aparente de -1,43 y es la estrella más brillante que podemos contemplar en el cielo nocturno a excepción de la Luna, los planetas Venus, Júpiter y algunas ocasiones en que también Marte resulta ser más brillante. Su diámetro es un 70% más grande que nuestro Sol y es unas 25 veces más brillante, razón que contribuye (junto a su cercanía) a explicar porqué la vemos tan deslumbrante en el cielo nocturno. En términos de clasificación, Sirio A es una estrella típica de la secuencia principal (todavía utiliza hidrógeno como combustible principal) tipo A1V1, de un característico brillo blanco y una masa dos veces superior a nuestro Sol. Su temperatura en superficie ronda los 9.900 K, fría si la comparamos con la estrella Spica, que está a 20.000 K, pero bastante más caliente que nuestro Sol (a 5.700 K) o Aldebarán (a 3.000 K)

Sirio A rota sobre su eje con paso relajado: apenas 16 km/s, una baja velocidad en términos comparativos, por lo cuál su disco no presenta achatamientos hacia los polos. Según los cálculos, Sirio se está aproximando a nosotros y dentro de unos 60.000 años estará a unos 7,8 años luz, tan cerca, que su magnitud aparente será de -1,68, pero a partir de ese punto cambiará de rumbo y se alejará del sistema solar.

Sirio A y B rotan en torno a un punto de gravedad común en un período de 50 años. La órbita es una elipse bastante pronunciada (excéntrica) y durante el periapsis, que es el período de máximo acercamiento entre los dos astros, se reduce a unos 1.200 millones de kilometros, similar a la distancia que separa al Sol del planeta Saturno. Durante el máximo alejamiento -apoapsis- sube a unos 5.000 millones de kilómetros,

Del programa Celestia: La enana Sirio B brilla en primer plano a la izquierda, mientras divisamos el fulgor de Sirio A a la derecha, a unos 4.000  millones de km de distancia

Se ha calculado una edad de 300 millones de años para el sistema de Sirio, y se proyecta que brillará en  su forma actual por otros 1.000 millones de años más. En ese momento Sirio A, al ser más grande y caliente que el Sol, agotará sus reservas de hidrógeno y se convertirá en una gigante roja como en algún momento lo fue su fenecida compañera Sirio B. Nuestro Sol, con una edad de unos 5.000 millones de años, es unas 16 veces más viejo y todavía le queda cuerda  (otros 5.000 millones) para mucho rato más.

Comparación de tamaños entre Sirio B y nuestro planeta. Sirio B es un cádaver estelar, una estrella que ya salió de la secuencia principal, muy pequeña, pero caliente y densa.

Tan conspicua, Sirio  es fácilmente ubicable en el cielo nocturno, gracias a su fulgor deslumbrante. Sus coordenadas son A.R. 06h, 45m 0,89s DEC -16° 42' 58,017". Es visible para la mayoría de la población mundial y su acceso solo queda restringido a latitudes superiores a los +73°, donde, debido a la curvatura de la Tierra, nunca la ven alzarse sobre el horizonte. En contraste, en el hemisferio sur es circumpolar a partir de los -73°, lo que significa que nunca se hunde en el horizonte y es visible en cualquier época del año.

Sirio es una astro típico del verano del hemisferio austral. Durante los meses de Diciembre - Febrero es visible durante casi toda la noche, siguiendo con vigoroso paso la nocturna marcha de Orión el cazador. Durante los meses de invierno sólo es visible durante breves intervalos al atardecer o se hace presente a altas horas de la noche. 

La mayoría de quienes comienzan a  interesarse en la astronomía realizan sus primeras observaciones durante el verano, que es cuando las condiciones son óptimas. Yo hice lo mismo y mis primeras "salidas a terreno" estuvieron orientadas por dos faros: la constelación de Orión y el intenso brillo de Sirio. Para los interesados, dejo dos métodos que permiten localizar fácilmente a Sirio en la bóveda celeste:

1) Ubicar la inconfundible constelación de Orión. Fijarse en su cinturón (las populares tres Marías) y prolongar desde ahí una línea imaginaria que  llegará hasta Sirio

2) Divisar el triángulo formado por los astros Betelgeuse, Proción y Sirio. La más brillante de las tres es nuestra estrella.

Que bonita vecindad: el Grupo Local de Galaxias

Como tantos conceptos astronómicos, la noción de que las galaxias se agrupan en enjambres ligados por la fuerza de gravedad es una idea relativamente reciente. Hasta la década de 1920 se creía que solo existía una galaxia, la nuestra, que cobijaba en su seno todo el material visible del universo. A los astrónomos del período les parecía que todas las galaxias que podían ver a través de sus telescopios eran nebulosas o cúmulos pertenecientes a la propia Vía Láctea, de hecho, utilizaban la expresión "cúmulos espirales" para las galaxias espirales y contabilizaban a las galaxias irregulares como simples cúmulos globulares. Edwin Hubble sepultó esta idea, demostrando que la Vía Láctea es una más entre incontables miríadas de galaxias y el hombre perdió toda pretensión de ocupar una posición especial en el cosmos.

Se progresó velozmente y se descubrió que nuestra galaxia estaba unida por la gravedad a un conjunto de galaxias ubicadas en su periferia, entre ellas la gigante Andrómeda y una docena de otras galaxias más pequeñas. Pronto fue evidente que estas galaxias giraban en torno a un centro de gravedad común y el astrónomo alemán Walter Baade habría sido el primero en utilizar la expresión Grupo Local para denominar a todo el conjunto

El Grupo Local tiene un diámetro estimado de unos 10 millones de años luz, pero este dato varía enormemente según la fuente consultada. El número de integrantes ha ido aumentando, a medida que más miembros son descubiertos y sumados a esta vecindad estelar. En 1970 solo se conocía unas 18, al día de hoy se habla de unos 50 integrantes (casi todos los años se suman nuevos vecinos).

Representación tridimensional del Grupo Local con los componentes más importantes en color amarillo: La Vía Láctea, Andrómeda y la galaxia del Triángulo.

Contiene tres galaxias principales, todas de tipo espiral: Galaxia de Andrómeda, Galaxia del Trángulo y nuestra Vía Láctea. El resto son galaxias satélites, enanas e irregulares que orbitan alrededor de estas tres mayores. El centro de gravedad de todo el Grupo está situado entre las galaxias de Andrómeda y la Vía Láctea.

A continuación les dejo un listado de las galaxias pertenecientes al Grupo Local. No hay certeza de algunos datos, por ejemplo, no se sabe si algunas son realmente miembros del Grupo Local, o en caso de serlo, hay dudas sobre a que sistema pertenecen. 

Andrómeda (M31)
Andrómeda I
Andrómeda II
Andrómeda III
Andrómeda IV
Andrómeda V
Andrómeda VI
Andrómeda VII
Enana de Pegaso
NGC 147
NGC 185
M32 (NGC 221)
M110 (NGC 205)
IC 10 (?)
IC 1613 (?)
WLM (?)

Sistema de la Vía Láctea:
Gran Nube de Magallanes (visible a simple vista)
Pequeña Nube de Magallanes (visible a simple vista)
Leo I
Leo II
Leo IV
Leo V
Leo T
Enana de Carina 
Enana de Sextans
Enana de Draco
Enana de la Osa Menor
Enana elíptica de Sagitario
Enana del Can Mayor (a 25.000 años luz, galaxia más cercana a la nuestra)
Enana del Sculptor
Enana de Fornax
Enana del Fénix (?)
Enana del Boyero
Enana de Hercules
Canes Venatici I
Boyero II
Boyero III
Coma Berenices
Piscis II
Reticulum II
Segue II
Tucana II
Eridanus II
Grus

Sistema de la Galaxia del Triángulo
Enana de Piscis

Sistema de NGC 3109
Sextans A
Sextans B
Enana de Antlia

Miembros aislados del Grupo Local (pertenecen al Grupo, pero no son satélites de ningún sistema)
Enana de Tucana
Enana de la Ballena
Enana de Acuario
Enana irregular de Sagitario (la más distante de nosotros, a unos 4, 2 millones de años luz)
KKS 3
NGC 6822
Leo A

Voy a describir los componentes más importantes del Grupo Local, sin incluir a nuestra galaxia, que por derecho merece una entrada aparte.

Andrómeda, también conocida como M31 (objeto Messier 31) o NGC 224 (New General Catalogue 224)  es la galaxia más grande del Grupo Local. Situada en la constelación de Andrómeda, a unos 2,5 millones de años luz de nosotros, es una galaxia espiral visible a simple vista, de hecho, es el objeto más lejano que podemos ver a ojo desnudo. En las noches despejadas aparece como una tenue mancha de luz sobre la negrura del firmamento, pero un telescopio de mediana capacidad nos permitirá discernir algunos detalles. Andrómeda mide unos 200.000 años luz de diámetro, en contraposición, nuestra galaxia mide unos 100.000 A.L. 

Imagen del programa Celestia: tres integrantes del Grupo Local, Andrómeda (a la izquierda), M110 (al medio) y nuestra Vía Lactea, a la derecha.

Ya sabemos que en el universo no existe la quietud o el reposo absoluto. Las galaxias -siguiendo la expansión del universo- se alejan unas de otras a distintas velocidades, pero la galaxia de Andrómeda se acerca a la Vía Láctea a una velocidad de 500.000 km/h, y en algún momento, dentro de unos 3.000 millones de años, ambas galaxias colisionarán, fusionándose para formar una súper galaxia elíptica. El video que anexo abajo es una bonita representación de lo que ocurrirá en los cielos cuando llegue ese lejano momento.

Las coordenadas de M31 son  AR 00h 42' 44,3" Dec +41° 16' 09"

M31, La galaxia de Andrómeda.

La Galaxia del Trángulo, o M33 (objeto Messier 33) es una hermosa galaxia espiral situada a unos 2,8 millones de años luz. Ubicada en la constelación del Triángulo, es la tercera más grande del Grupo Local y tiene un diámetro de 50.000 años luz, aproximadamente la mitad de la nuestra.

Sus coordenadas son AR 01h 33' 50,9" Dec +30° 39' 37"

M33, la Galaxia del Trángulo, es la tercera más importante del Grupo Local

Las Nubes de Magallanes merecen también un párrafo aparte. Son dos galaxias enanas perfectamente visibles a simple vista desde el hemisferio austral, y son galaxias satélites de la nuestra. Deben su nombre al navegante portugués Hernando de Magallanes, que las avistó durante su viaje de exploración por los mares del hemisferio sur. La más grande, llamada "Gran nube de Magallanes" o "Nube principal de Magallanes" es una espiral barrada ubicada a unos 165.000 años luz y un telescopio de mediana capacidad nos permitirá resolver muchos de sus detalles. En 1987 una de sus estrellas explotó como supernova, la recordada 1987A, descubierta por Ian Shelton y Oscar Duhalde desde el observatorio de las Campanas en Chile. 1987A fue la supernova mas potente registrada a simple vista desde la supernova de 1604, dando un magnifico espectáculo de poder estelar.

Su hermana menor, La "Pequeña Nube de Magallanes", es una galaxia irregular ubicada a unos 200.000 años luz de distancia. Se encuentra entre las constelaciones de Tucán y la Hidra y es mucho más pequeña que nuestra galaxia, pues solo contiene unos cientos de millones de estrellas.

Desde la latitud de la ciudad de Temuco, (-38°) donde escribe este servidor, ambas galaxias son circumpolares, es decir, jamas se ocultan por el horizonte, pudiéndose observar durante todo el año.

Ambas nubes de Magallanes, a la izquierda de la fotografía. En el fondo el río lechoso de la Vía Láctea.

Situación del Grupo Local y los grupos vecinos.

Por último, agregar que nuestro Grupo Local es un humilde ladrillo más dentro del enorme entramado del universo conocido. Los grupos de galaxias como el nuestro se agrupan en cúmulos -enormes estructuras de miles de galaxias- que a su vez componen los supercúmulos. El Grupo Local pertenece al Cúmulo de Virgo, un conglomerado de unas 2.000 galaxias que está inserto en el Supercúmulo de Virgo, una megaestructura de unas 10.000 galaxias. Estos supercúmulos forman los filamentos, de quienes hablaremos en una entrada posterior, pero desde ya decimos que estos filamentos son los trazos de Dios dibujando el cosmos, las estructuras más grandes que el hombre ha podido reconocer.

El turbulento corazón de nuestra galaxia

El turbulento corazón de nuestra Galaxia.

La Vía Láctea es una construcción enorme, formada por 200.000 millones de estrellas que la convierten (junto a la galaxia de Andrómeda) en una de las estructuras más grandes del llamado Grupo Local de galaxias. Tiene la forma de un CD, un disco plano y abultado en el centro, con unos 100.000 años luz de largo y unos 1.000 años luz de ancho. 

La mayoría de nosotros, seamos aficionados o ciudadanos de a pie, hemos visto representaciones de la Vía Láctea, esa especie de remolino nuboso que se organiza alrededor de un luminoso bulbo central. Esa brillante zona es el centro, el corazón de nuestra galaxia

Todas las estructuras de la galaxia giran en torno a este centro de gravedad, con distintas velocidades y diferentes rutas. Nuestro Sol completa una vuelta alrededor del centro galáctico en 225 millones de años, período que se conoce como año galáctico.

Una galaxia espiral típica: se vislumbran los brazos y el corazón luminoso y denso del centro galáctico. Nuestra Vía Láctea tiene  un aspecto similar.

El centro de la galaxia mide unos 900 años luz de largo por 700 de ancho, con abundancia de estrellas masivas y estrellas rojas viviendo su vejez estelar. Es un sector abarrotado, denso, lleno de estrellas y enormes nubes de polvo, ajetreado como el centro de comercios de una importante ciudad. 

Para que nos hagamos una idea: el centro galáctico es tan rico en estrellas, que si nuestro planeta estuviese situado en el centro de la galaxia el cielo nocturno contendría un millón de astros visibles a simple vista (aquí solo podemos contar unas tres mil), y el brillo de su luz sería tal que la noche no existiría y viviríamos en un día perpetuo.

Nosotros no podríamos existir en este congestionado barrio: la cantidad de radiaciones cósmicas sería letal, sin mencionar los peligros de colisiones y la posibilidad de que alguna inoportuna supernova barriese con nuestro planeta. Nuestra situación a unos 26.000 años luz del centro galáctico, en un barrio tranquilo y remoto, ofrece mejores posibilidades para la supervivencia de nuestra civilización. 

Observatorio de Cerro Paranal: un rayo láser es apuntado hacia el sector del centro galáctico, oculto tras una densa cortina de nubes de gas y polvo.

Lo interesante es que el centro de la galaxia, con todo su caos y espectacularidad, es una región invisible a simple vista. Está velado por grandes nubes de gas y polvo opacos que oscurecen la visión del disco en el espectro visible. La cantidad de polvo en nuestra galaxia es tal que absorbe la mayor parte de la luz emitida por las estrellas, como la metáfora de los árboles que no nos dejan ver el bosque.  Habría sido imposible deducir muchas cosas si solo contásemos con el auxilio de la astronomía óptica y gran cantidad de información se la debemos a los radiotelescopios. En consecuencia, la mayoría de los estudios se han realizado gracias a la emisión de rayos gamma, infrarrojos y ondas de radio que provienen del centro galáctico.

La cruz marca el centro de nuestra galaxia, entre las constelaciones de Escorpión, Sagitario y Ofiuco. Es la ubicación de un monstruoso e invisible agujero negro.

Uno de los descubrimientos más interesantes es que en el centro de nuestra galaxia existe un monstruoso agujero negro llamado Sagitario A (se abrevia Sgr A* y se lee "estrella sagitario A") con una masa que es cuatro millones de veces superior a la del Sol. Su existencia era sospechada desde 1974, pero habría sido confirmada ("más allá de toda duda razonable") por científicos alemanes en Diciembre de 2008, gracias a telescopios ubicados en el norte de Chile.

Los agujeros negros son objetos fantásticos e invisibles, pero Sagitario A es una poderosa fuente de ondas de radio y genera trastornos gravitatorios entre las estrellas cercanas que nos permiten inferir su existencia. 

Hace eones, Sagitario A fue una estrella que explotó como supernova y se colapsó en un agujero negro que devora el material que cae dentro de su esfera de influencia. Es una bestia que desayuna nubes de hidrógeno por la mañana y cena estrellas por la noche, completando un giro sobre su eje en unos 10 minutos. Su descomunal fuerza de atracción captura enjambres de estrellas y las pone a danzar a su alrededor, generando fenómenos que podemos observar desde la Tierra. Todo lo que se acerca demasiado al agujero negro y traspasa su "horizonte de sucesos" es absorbido por este monstruo de densidad infinita, del cuál ni siquiera la luz puede escapar. El material que se precipita dentro del agujero negro se calienta a temperaturas extremas, cuando esto sucede, emite intensas ondas de radio y en el infrarrojo que nos permiten precisar su ubicación.

Interesante video: el corazón invisible de nuestra galaxia y el insaciable agujero negro que lo habita.

El centro exacto de la galaxia (que coincide con la ubicación de Sgr A*) está ubicado entre las constelaciones de Escorpión, Sagitario y Ofiuco. Sus coordenadas son: AR 17h 45m 40.045, Dec -29° 00' 28.1". Toda la región es invisible debido a la presencia de enormes cantidades de polvo y gas que lo ocultan a nuestra vista, no obstante, la dirección que señala el centro galáctico es densa en estrellas y contiene interesantes objetos de espacio profundo. El invierno austral nos brinda el privilegio de mostrar la banda central de nuestra galaxia alta sobre el horizonte, una condición especialmente valiosa para los astrofotógrafos.

Los titanes del cosmos

Los titanes del cosmos: las estrellas más grandes descubiertas hasta ahora.

"Egipto es un regalo del Nilo" decía Herodoto, padre de los historiadores. Con tales palabras quería expresar que toda la economía y el esplendor del Egipto faraónico dependía de la agricultura generada por el recorrido del río Nilo hasta el mar mediterráneo. De la misma forma, toda la vida en la Tierra es un regalo de nuestro Sol, fuente de energía y luz que es, en última instancia, el sostén de toda nuestra civilización.

El Sol nos atiende con solicita generosidad, permitiendo nuestra existencia, pero a escala cósmica es una modesta estrella en un remoto sector de la galaxia. Tiene un tamaño promedio, ni muy grande ni muy pequeña, y no puede presumir de récords o características especiales. Es una estrella amarilla de tipo G con un diámetro de 1.324.000 km., un tamaño sorprendente si lo comparamos con la Tierra, pero modestísimo si lo enfrentamos con otras monstruosidades que viven en las lejanías de nuestra Galaxia. 

Para empezar este recuento podemos pensar en Sirio (alfa canis maioris), la estrella más luminosa del cielo nocturno. Ubicada en la constelación de Canis Majoris, Sirio es una característica estrella blanca a unos 8,6 años luz de la Tierra. Es vez y media más grande que nuestro Sol (poco) y su intenso brillo (magnitud aparente -1,46) se debe exclusivamente a su cercanía.

Nuestro Sol frente a Sirio. A este nivel las comparaciones todavía son amigables, pero más adelante, enfrentado a otras divas, nuestro Sol parecerá un grano de arena.

"Una imagen vale más que mil palabras"

El Sol encarando a VY Canis Mayoris.

Una de las estrellas gigantes más interesantes y vistosas es Antares, situada en la constelación de Escorpión y de quien ya hemos hablado  en una entrada anterior. Antares es visible a simple vista, fácilmente ubicable en el cielo invernal gracias a su característico color rojizo, tan similar al planeta Marte que lleva a muchos observadores a confundirlos. Antares está situada a unos 550 años luz de nosotros y debe ser entre 850-900 veces más grande que nuestro Sol. 

Antares, a la izquierda de la foto, arde con todo su poder en el corazón de la constelación de Escorpión.

VY Canis Mayoris poseía el cetro del tamaño hasta que otras divas se lo arrebataron. Ubicada en la constelación del Canis Major (El perro mayor), es una hipergigante roja clase M ubicada a 3.800 años luz. Sería unas 1.500 veces más grande que nuestro Sol, aunque otras mediciones arrojan resultados fantásticos de hasta 2.800 radios solares. El problema con esta estrella (y con otras muchas) es que su lejanía y las nubes de gas que expulsa dificultan estudios más precisos sobre su tamaño, pero al margen de estos escollos, la estrella es un coloso de la galaxia.

Hay dos candidatas para ser la estrella más grande conocida hasta ahora: UY Scuti y Westerlun 1-26, y digo candidatas, porque su verdadero tamaño no ha podido ser precisado y hay todo un debate sobre cuál de las dos se lleva el trofeo.

UY Scuti es una hipergigante roja situada en la constelación del Scutum (Escudo), a unos 9.500 años luz de nosotros, las mediciones le dan un tamaño que estaría por los 1.700 radios solares, con un diámetro de 2.375.828 km. 

Vamos, para que dimensionemos: Si nuestro Sol fuese una pelota de 20 cm. de diámetro, UY Scuti sería una bestia de... ¡¡38 km. de largo!!

Es problemático obtener datos precisos y hay quienes piensan que su tamaño sería en realidad mucho menor. La estrella está oculta tras densas capaz de gas y polvo que dificultan un estudio acabado de sus características. de hecho, muchos datos que se obtienen al analizar estas estrellas se deben a las ondas de radio y en el infrarrojo.

En condiciones favorables, sin contaminación lumínica, UY Scuti es visible con telescopios medianos.

Nuestro Sol frente a UY Scuti...siempre debiésemos tener presente nuestra verdadera insignificancia cuando nos comparamos con las escalas cósmicas.

UY Scuti situada en la posición de nuestro Sol. Su tamaño rebasaría la órbita de Júpiter y amenazaría con devorar a Saturno.

Westerlund 1-26 se encuentra en la constelación de Ara (Altar), en el cúmulo estelar Westerlund 1. Fue descubierta el año 1961 y está situada a unos 11.500 años luz de nosotros, con un tamaño  entre 1500-2.500 radios solares. Es difícil precisar su tamaño exacto, debido a la gran distancia que nos separa de ella y porque la estrella está oculta tras nubes de polvo y gas que dificultan una estimación más precisa de su radio. Es tan grande que su propia fuerza de gravedad es insuficiente para asegurar la integridad de la estrella y ha expulsado una buena cantidad de materia al espacio. Es conocida por ser una poderosa fuente de ondas de radio. Westerlund 1-26 no es visible a simple vista, debido a su gran lejanía, y solo se detecta con telescopios de gran potencia. Este mastodonte es unas 300.000 veces más brillante que el Sol.

Como ven, aún no sabemos cuál de las competidoras ostenta el récord del tamaño, y esperamos que ulteriores estudios, a medida que la tecnología progresa, puedan zanjar la cuestión.

Situación de Westerlun 1-26, dentro del cúmulo homónimo.

Para finalizar, debemos decir que las estrellas más masivas tienen ciclos de vida mas cortos. Esto puede parecer contrario al sentido común, pero lo cierto es que las estrellas grandes consumen su combustible en forma más rápida y su vida puede durar apenas unos millones de años. Es como el ejemplo de la vela más grande: iluminará más que las otras, pero también se consumirá más rápido. En contraste, las estrellas medianas (como nuestro Sol) administran en forma más eficientes  su gasto energético y estiran al máximo su vida: el Sol ya tiene 5.000 millones de años y se calcula que  brillará por otros 5.000 millones.

Europa: proyectos de exploración y búsqueda de vida en esta helada luna de Júpiter

"Resta lo que parece más notable de esta empresa, cual es mostrar y dar a conocer cuatro planetas nunca vistos desde el comienzo del mundo hasta nuestros días"

Con estas palabras expresaba Galileo Galilei su regocijo y perplejidad ante uno de sus más notables descubrimientos. En enero de 1610 había apuntado su telescopio casero hacia el planeta Júpiter y había notado que una serie de cuatro cuerpos celestes daban vueltas a su alrededor. Pasada su confusión inicial los denominó "planetas", advirtiendo que formaban un sistema con el gigantesco Júpiter. La posteridad reconocería el carácter de satélites de estos cuerpos mientras que el astrónomo alemán  Simón Marius (que reclamaba para si el honor del descubrimiento, ante la indignación de Galileo) les denominó, por orden de distancia a Júpiter: Ío, Europa, Ganímedes y Calixto.

Europa, segundo satélite de Júpiter, y el sexto en tamaño en todo el sistema solar es el objetivo de esta entrada, pues en el lapso de unas décadas ha saltado desde un modesto segundo plano hasta ser la vedette de la comunidad científica internacional.

Espectacular imagen de Europa tomada por la sonda espacial Galileo. El cráter Pwyll se divisa abajo a la derecha, rodeado por un característico sistema de rayos.

Con un diámetro de 3.121 km, Europa es el menor de los cuatro satélites galileanos, más pequeño que nuestra Luna, pero aún más grande que el planeta enano Plutón. Orbita a unos 670.000 km. de Júpiter, es decir, casi el doble de distancia que la Luna de nuestro planeta y tarda unos tres días en dar una vuelta alrededor de Júpiter. Su rotación es síncrona, es decir, coincide exactamente con su período de traslación,  y al igual que la Luna con la Tierra, siempre presenta el mismo hemisferio hacia Júpiter.

Congelada a una temperatura promedio de unos -200°C, la importancia de Europa ha ido creciendo a medida que las distintas misiones espaciales alcanzan su remota localización. Las sondas Voyager lo visitaron y fotografiaron en 1979, descubriendo que era el cuerpo más liso del sistema solar: la altitud  de sus accidentes más relevantes no sobrepasa unos centenares de metros, careciendo de cordilleras, volcanes o elevaciones de interés.

La superficie del satélite recuerda la de un océano congelado:  una superficie mayormente lisa, pocos cráteres y llena de estrías que se extienden a lo largo de cientos de kilómetros, entrelazándose en caóticas formas. Estos surcos se forman debido a los tirones gravitatorios del planeta Júpiter: su fuerza fractura la superficie de Europa, formando fisuras que se rellenan con agua y hielo procedentes de su interior. 

Uno de los aspectos más interesantes sobre Europa es la evidencia de una tectónica de placas (movimiento de placas continentales) que contribuye a la transformación del paisaje. De confirmarse plenamente, el satélite sería el segundo cuerpo del sistema solar en presentar este fenómeno, aparte de la propia Tierra.

La región de Conamara Chaos. Nótese la superficie caótica, y la presencia de lo que muchos han interpretado como iceberg desplazándose en un mar congelado.

Hay pocos cráteres, quizá el más espectacular sea el Pwyll, una característica formación de unos 30 km. de diámetro rodeada por anillos blancos de nieve y polvo generados por el impacto. Esta carencia de cráteres (en comparación a otras lunas del sistema) implica que la superficie de Europa es joven y activa, con fuerzas que constantemente están modificando su rostro. Se ha calculado, en base a estos hechos, que la edad de la superficie actual de Europa no sería mayor a unos 30 millones de años, prácticamente un suspiro cuando hablamos de eras planetarias.

Foto  obtenida por la sonda espacial Juno en su acercamiento a Júpiter. Europa es el segundo satélite galileano por cercanía al gigante del sistema solar.

El salto al estrellato de Europa comenzó en 1997, ese año el paso de la nave Galileo proporcionó fotografías muy interesantes: imágenes de lo que parecía ser enormes iceberg flotando sobre la superficie del satélite. Como Europa virtualmente carece de atmósfera y vientos solo cabía una posibilidad: esos iceberg flotaban sobre un océano de agua líquida. Estudios posteriores han apoyado la teoría de que existe un enorme océano global bajo la capa de hielo que cubre la superficie del satélite. 

Corte esquemático de Europa, mostrando la situación de su océano global interior.

Esto ha disparado la imaginación de muchos, pues el agua es un requisito primordial en la receta de la vida, por lo menos tal como la conocemos en nuestro planeta. Se piensa que el calor generado por las fuerzas de marea (tidales) del gigantesco Júpiter son las causantes de que este océano permanezca en estado líquido. Por supuesto, las condiciones en este océano serán extremas, pero ya sabemos la adaptabilidad de la vida y las duras condiciones que algunos organismos terrestres soportan en lo profundo de las simas oceánicas. Esto no quiere decir que deba existir vida en Europa, pero el satélite es, hoy por hoy, el cuerpo del sistema solar con mayor potencial de habitabilidad (junto a Marte ) y sin duda valdrá la pena investigar.

Fumarolas de origen volcánico en lo profundo de los océanos terrestres. Bacterias colonizan estas formaciones, y la esperanza es que Europa albergue formas similares de vida en estas condiciones extremas.

Sin embargo, llevar una sonda hasta Europa no es como dar un paseo por el parque, es una misión costosa y de enorme complejidad. De partida, hay que alcanzar la órbita de Júpiter, trasladarse hasta Europa y enviar un robot de exploración que pueda aterrizar en un lugar seguro, previamente definido. No se conoce a que profundidad exacta se encuentra este hipotético océano global, pero algunas estimaciones dan cifras entre 20 y 80 km., así que la sonda exploratoria tendría que fajarse y perforar kilómetros de una corteza de hielo tan dura como el acero. Podría tardarse un año en esta excavación expuesto a temperaturas bajísimas, pero las dificultades siguen: la radiación proveniente del cercano Júpiter es tan intensa que podría matar a una persona en horas, y los delicados equipos electrónicos de investigación que transporte la nave deberán ser blindados para evitar que la radiación los destruya. Solucionados estos problemas, queda la delicada  cuestión de como mantener comunicación con la Tierra a medida que la sonda se sumerge en el interior de la capa de hielo. En suma: la tecnología para lanzarse a esta aventura no existe en la actualidad y parece que nadie está dispuesto a financiar su desarrollo.

Por tanto se buscan opciones: Europa sigue siendo un objetivo de interés prioritario para la comunidad científica internacional, y lo cierto es que el año 2015 el Congreso de Estados Unidos entregó a NASA el mandato de depositar una sonda exploratoria en la superficie del satélite. Los proyectos de exploración deben cuadrarse con los presupuestos disponibles, así que NASA busca la forma más económica de llegar hasta Europa, aún cuando algunas capacidades  investigativas deban ser sacrificadas.

Un robot desciende hasta las profundidades del océano global de Europa. Los costos y complejidades de este tipo de investigación hacen que esta idea esté prácticamente descartada.

Hay una oportunidad: que este hipotético océano subterráneo esté conectado con la superficie de Europa mediante géiseres similares a los descubiertos en Encélado. En 2013 el telescopio espacial Hubble descubrió indicios de estos géiseres en Europa, en específico, detectó uno en el polo sur del satélite que escupía vapor de agua hasta una altura de 200 kilómetros. Es una opción sumamente atractiva, porque implica que la sonda que aterrice en la superficie del satélite se ahorraría la perforación de la coriácea capa de hielo, limitándose a tomar muestras del agua arrojada por los géiseres y simplificando enormemente el diseño de la misión. El problema es que nadie ha vuelto a observar indicios de estos gésiseres y muchos científicos cuestionan su real existencia, sin mencionar qe las muestras que se puedan obtener de estos géiseres nunca serán equivalentes a la espectacularidad de navegar por las tinieblas del océano europano.

De todas formas, y sea cual sea la opción empleada, la sonda que aterrice en Europa deberá ser cuidadosamente esterilizada, para evitar que algún polizón germen terrestre contamine las muestras que se analicen: nada más fatal e irónico que anunciar el descubrimiento de vida en el satélite para luego descubrir que el sujeto es una vulgar bacteria terrestre. Precisamente para evitar este peligro, al acabarse las baterías de la sonda Galileo se tomó la decisión de estrellarla contra Júpiter, para que se destruyese en su atmósfera y evitar una posible colisión con algún satélite galileano, contaminándolo con algún germen que hubiese sobrevivido el proceso de esterilización y el largo viaje interplanetario.

Si todo sale bien, NASA calcula que una misión de este tipo partirá a Europa por el año 2022, pues aún debe confirmarse el financiamiento y los desafío técnicos siguen siendo importantes. Tendremos que armarnos de paciencia y esperar: puede que los resultados no sean los esperados, pero vale la pena intentar. Si se detecta presencia de vida en Europa será la noticia más importante en la historia de la humanidad.

Una imagen impresionante: géiseres sobre la superficie de Encélado. La esperanza es que el océano de Europa esté conectado con la superficie de la misma forma, evitando la perforación de la corteza helada.

Júpiter: Cuando el tamaño si importa

Júpiter: Cuando el tamaño si importa.

El planeta Júpiter, quinto desde el Sol, es el gigante indiscutido de nuestro sistema solar. Con una masa que es 318 veces superior a la Tierra, su diámetro es de 142.000 km, es decir, tendríamos que alinear unas 11 veces la Tierra para obtener las dimensiones de este colosos celestial. Tan vasto, que la influencia de su gravedad ha jugado (y sigue jugando) un rol esencial en la conformación de nuestro sistema solar.

Su nombre proviene de Júpiter, el mandamás romano de los cielos, y equivalente al Zeus de los griegos, que mora en el monte Olimpo rodeado de vino, una corte de chupamedias y píamente ocupado en intrigas y líos de faldas.

Ubicado a una enorme distancia, nunca inferior a 600 millones de kilómetros, su brillo es superior al de todos los planetas, con excepción de Venus, y algunas ocasiones en que Marte se muestra más brillante. Con una magnitud de -2,9, y un característico color rosado, es fácilmente localizable en el cielo nocturno y un telescopio de aficionado nos permitirá distinguir algunos de sus rasgos junto a sus cuatro lunas principales. 

Desde Júpiter la duración de los períodos de traslación se dispara: si Marte tarda "sólo" 648 días en completar una vuelta al Sol, Júpiter ya demora 11 años, Saturno 29, Urano 84 y Neptuno 164.

Júpiter en el cielo invernal a las 19:30 hrs, el planeta es fácilmente localizable debido a su notable brillo.

Hasta donde sabemos, Júpiter  no posee un núcleo sólido análogo a los planetas rocosos o terrestres (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) sino que está compuesto enteramente de gas, en su mayoría hidrógeno con trazas de amoniaco y metano en las capas altas de su superficie. 

Comparación de tamaños entre la Tierra y Júpiter.

Visto a través del telescopio, Jupiter parece una bola achatada por los polos, efecto debido a la veloz rotación del enorme planeta, que da un giro sobre su eje (que tiene una inclinación de 3°) en apenas 10 horas, de hecho, debido a su constitución gaseosa, la duración del día es cinco minutos menor en el ecuador que en los polos.

Cuando observamos el planeta, nos presenta las capas altas de su atmósfera, que conforman un interesante y colorido sistema de bandas y zonas en constante movimiento. Estas dinámicas franjas son causadas por vientos que soplan a enorme velocidad, estimulados por la rápida rotación de Júpiter. Las estructuras insertas en estas bandas, ciclones y tormentas, fueron esenciales para calcular el período de rotación del planeta.

Desde la Tierra es imposible atisbar lo que oculta este denso velo atmosférico, y hubo que esperar hasta el advenimiento de la era espacial para que sondas automáticas nos pudiesen aportar información viable sobre la estructura del gigante. Aún se desconoce si Júpiter posee un núcleo sólido análogo a los planetas rocosos, aunque las temperaturas y presiones en su centro deben ser descomunales.  Los principales componentes de la atmósfera jovina son hidrógeno y helio, los elementos más abundantes del universo, con algunas trazas de metano y amoniaco. que delatan la constitución primigenia del planeta. Su enorme fuerza de gravedad retuvo esta capa arcaica, imposibilitando cualquier fuga hacia el espacio y frustrando metamorfosis como las que terminaron por crear condiciones aptas para la vida en nuestro mundo. Júpiter mantiene su capa original de gases venenosos, y aunque no se puede descartar la presencia de originales formas de vida que desafíen nuestras ideas, lo cierto es que la sonda Galileo no halló rastros de materiales orgánicos y la mayoría de los especialistas permanece escéptico.

Al respecto, recuerdo las ilustraciones de Adolf Schaller en el libro "Cosmos", del recordado astrónomo y divulgador de la ciencia Carl Sagan, quien imaginaba una pirámide alimenticia de formas de vida flotantes que cazaban, huían y se reproducían entre las turbulentas nubes del planeta. Incluyo las ilustraciones, sugiriendo encarecidamente la lectura del libro a todos los interesados en las maravillas del universo.

Hipotéticas formas de vida en Júpiter: presas y cazadores se desplazan entre las hostiles condiciones del planeta.

También hay muchas más preguntas que respuestas con relación a su gigantesca magnetósfera, que es, Heliosfera aparte, la estructura más grande del sistema solar. La magnetósfera es el escudo protector que detiene las partículas de alta energía provenientes del viento solar. En el caso de la Tierra, la magnetósfera se genera gracias a la rotación del núcleo de hierro del planeta, pero en el caso de Júpiter aún falta por precisas su origen y sus enormes dimensiones. Para hacerse una idea: las sondas Pioneer descubrieron que la onda de choque de la magnetósfera de Júpiter se extiende hasta más allá de la órbita de Saturno.

 Una de las consecuencias simpáticas de la existencia del campo magnético joviano es la generación de vistosas auroras polares, análogas a las terrestres, que fueron descubiertas gracias al telescopio espacial Hubble. Estas auroras contribuyen a disipar las tinieblas del planeta, en conjunción con la luz generada por las espantosas tormentas del planeta, otra vez, para dimensionar las características de este Goliat: un rayo de sus tormentas es 10.000 veces más potente que los rayos de nuestras modestas tormentas terrestres.

Quizá una de las formaciones más conocidas de Júpiter es la Gran mancha roja, un enorme anticiclón que sopla con potencia desde hace unos tres siglos. Las dimensiones y coloración de esta tormenta varían, pero en su máxima extensión alcanza un diámetro de 40.000 km., y podrías meter cómodamente tres planetas tierras en su interior, en suma, que todo es gigantesco en este campeón del sistema solar.

La gran distancia que separa a Júpiter de nuestro Sol, unos 750 millones de km. en promedio, provoca que la temperatura en las capas atmosféricas exteriores sea extremadamente baja, unos -120°C, sin embargo, en términos generales, Júpiter genera más calor del que recibe del Sol. Se ha especulado mucho cuál puede ser la fuente de esta energía interna, pero hoy se cree que la lenta contracción gravitatoria del planeta (si, Júpiter se encoge un par de cm. al año, en su origen era tres veces más grande) es la fuente de esta irradiación.

Un vista inusual: fotografía obtenida por la sonda Cassini que muestra el polo sur del gigantesco planeta. Abajo,imagen de la Tierra desde un ángulo similar.

Al igual que el dios del Olimpo mantenía su corte de lacayos y servidores, el planeta Júpiter mantiene un cúmulo de satélites orbitando a su alrededor. Según el último conteo son 67, aunque nada impide que este número se incremente en futuros descubrimientos. En sí, Júpiter y sus lunas naturales forman un sistema solar a escala, y el descubrimiento de este hecho fue fundamental para derribar el sistema geocéntrico tolemaico imperante en el siglo XVII. Galileo fue el primero que, en 1610, notó cuatro cuerpos celestes que parecían moverse alrededor del planeta cuando lo apuntó con su telescopio. Esos cuatro satélites corrersponden a los más grandes y son, por cercanía al planeta: Ío, Europa, Ganímedes y Calisto. En ulteriores entradas podremos conversar sobre esta cohorte de lunas jovianas, sin embargo, ya adelantaremos que Ganímedes es el satélite natural más grande del sistema solar y que en Europa están cifradas fundadas esperanzas de encontrar vida.

El tamaño de Ganímedes, la luna más grande del sistema solar. Es mayor que el planeta Mercurio y el planeta enano Plutón.

Su tamaño y brillo han hecho a este planeta conocido por la humanidad desde la noche de los tiempos, luego, la invención del telescopio y otros instrumentos como el espectrógrafo permitieron aumentar los conocimientos sobre el planeta. La época de la investigación por sondas automáticas comenzó en 1973, cuando la Pioneer 10 visitó el planeta, posteriormente las sondas Voyager 1, y Voyager 2 pasaron por Júpiter en 1979, en 1995 lo haría la sonda Galileo, en 2000 la sonda Cassini, y en 2007 la sonda New Horizons de paso hacia el remoto Plutón.

Por último, decir que la sonda espacial Juno de la NASA arribó a la órbita del planeta el 5 de Julio de 2016, tras un viaje de cinco años de duración. Lleva una batería de instrumentos para estudiar la composición atmosférica del planeta y su monstruoso campo magnético. No faltó inventiva en la elección de su nombre, pues Juno fue la esposa (equivalente a la Hera helena) del caprichoso dios. Una de las historia narra que Júpiter se cubrió de un espeso manto de nubes para que Juno no fuese capaz de sorprenderlo in fraganti con su amante Ío, pero ahora Juno regresa, bien pertrechada con su instrumental para descubrir que se trae entre manos su infiel marido.

En noviembre NASA comenzará a publicar las fotos obtenidas por la sonda Juno, aquí, ¡¡ no se las pierdan !!