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Siguiendo con las aplicaciones de la ley del periodo-luminosidad de Leavitt en esta entrada nos disponemos a revisar otro hito importante en la historia de la humanidad; el momento en que la ciencia descubrió que nuestro Sol no es el centro del universo como se pensaba desde tiempos antiguos.

Aunque el modelo heliocéntrico de Copérnico ya tenía todo el consenso de los científicos de inicios del siglo XX, aun no se tenía claro las dimensiones y la posición relativa de nuestro sistema solar sobre nuestra galaxia, se creía por algún motivo que teníamos una posición privilegiada y nuestro Sol estaba en el centro del universo, el concepto de galaxia tampoco estaba totalmente claro en esa primera década de comienzo de siglo XX.

El trabajo «Periodos de 25 estrellas variables en la pequeña Nube de Magallanes» de Henrietta Leavitt revolucionaria la concepción del universo,  su ley del periodo luminosidad, explicada en Nebulosas espirales … Andrómeda, fue utilizada por el astrónomo Harlow Shapley en el año de 1918 para poder determinar las distancias a los cúmulos globulares presentes en el halo galáctico.  Esto le permitió descubrir que nuestra Galaxia Vía Láctea era mucho más grande de lo  que se pensaba y que su posición no era tan privilegiada,  logró estimar que la ubicación del Sol respecto al centro galáctico es del orden de unos 2/3 del radio de la galaxia (Figura 2).

La hipótesis de Shapley consistía en que, si el Sol estuviese en el centro Galáctico, los cúmulos globulares deberían formar una especie de superficie esférica con radio igual a la distancia media a los cúmulos con centro en el Sol.  Para su sorpresa encontró que la superficie esférica esperada si se presentaba, pero con un centro muy alejado de la posición del sol, un centro ubicado hacia la constelación de Sagitario.  De esta manera Harlow Shapley se convirtió en el astrónomo que destronó al Sol de su posición privilegiada que tenía desde nuestros antepasados y lo marginó a ser una estrella común ubicada en los suburbios de una galaxia espiral.

El estudio de la distribución de las distancias a los cúmulos globulares que rodean nuestra galaxia se considera uno de los principales aportes entre los muchos realizados por Harlow Shapley en su exitosa carrera, tambien se destada su participación en  el Gran Debate:

«En este <Gran Debate> se encontraban Shapley y Herber Curtis D. discutiendo sobre la escala del universo, así como la naturaleza de las nebulosas y galaxias. Curtis argumentaba que el Universo se compone de muchas galaxias similares a la nuestra (que había sido identificado por los astrónomos de la época como «nebulosas espirales».)  Shapley argumentó que las nebulosas espirales eran nubes de gas y que ellas y los cúmulos globulares se producen dentro de la Vía Láctea.  Shapley argumentó en contra de la posición de Curtis que el Sol era el centro de la galaxia, diciendo que nuestro sistema solar existe en los límites exteriores de una galaxia muy grande. Estaba en lo cierto en este punto, a pesar de que Edwin Hubble jugó un papel importante para demostrar que la posición de Shapley sobre las agrupaciones nebulosas y globulares que ocurren dentro de nuestra galaxia estaba mal, cuando demostró que las variables Cefeidas en la galaxia de Andrómeda eran mucho más lejanas que la medida propuesta por Shapley de la Vía Láctea y que Andrómeda era de hecho, su propio «universo isla».

Los cúmulos globulares que Shapley utilizó en sus analisis son uno de los objetos de espacio profundo de mayor antiguedad del universo.

» El primer cúmulo globular conocido, ahora llamado M22, fue descubierto en 1665 por Abraham Ihle, un astrónomo aficionado alemán. Sin embargo, dada la pequeña abertura de las lentes de los primeros telescopios, las estrellas individuales dentro de un cúmulo globular no fueron resueltas hasta que Charles Messier observó M4 en 1764.  Posteriormente, Abbé Lacaille listaría a NGC 104, NGC 4833, M55, M69 y NGC 6397 en su catálogo de 1751-52. La M antes de un número se refiere al catálogo de Charles Messier, mientras que NGC pertenece al New General Catalogue de John Dreyer.

Cuando William Herschel comenzó su estudio integral del cielo utilizando grandes telescopios en 1782, había un total de 34 cúmulos globulares conocidos. Herschel descubrió otro 36 él mismo y fue el primero en resolver prácticamente todos ellos en estrellas. Él acuñó el término «cúmulo globular» en su Catálogo de las dos mil Nuevas Nebulosas y Cúmulos de Estrellas publicado en 1789.

El número de cúmulos globulares descubiertos continuó aumentando, alcanzando 83 en 1915, 93 en 1930 y 97 en 1947. Se han descubierto un total de 152 cúmulos globulares en la galaxia Vía Láctea, de un total estimado de 180 ±20.  Se cree que estos cúmulos globulares adicionales no descubiertos están ocultos detrás de las estrellas, del gas y el polvo del gran bulbo que constituye el centro de la Vía Láctea»

 

Saludos,

Faguisau.

La imponente fotografía para esta entrada es cortesía del astrofotógrafo Robert Gendler,  nos muestra a nuestro vecino galáctico más cercano,  el popular objeto Messier M31 o más conocido como la galaxia de Andrómeda:

«La galaxia de Andrómeda, también conocida como Galaxia Espiral M31, Messier 31 o NGC 224, es una galaxia espiral con un diámetro de doscientos veinte mil años luz (en lo que concierne a su halo galáctico) y de unos ciento cincuenta mil años luz entre los extremos de sus brazos. Es el objeto visible a simple vista más lejano de la Tierra (aunque algunos afirman poder ver a simple vista la galaxia del Triángulo, que está un poco más lejos). Está a 2,5 millones de años luz, en dirección a la constelación de Andrómeda. Es, junto con nuestra propia galaxia, la más grande y brillante de las galaxias del Grupo Local, que consiste en aproximadamente 30 pequeñas galaxias más tres grandes galaxias espirales: Andrómeda, la Vía Láctea y la galaxia del Triángulo.»

La historia cuenta que no siempre se supo que estos objetos de espacio profundo en forma de espiral eran «Galaxias»,  el conocimiento de la naturaleza de estos objetos es relativamente nuevo (1925),  desde que Charles Messier los catalogara en el año de 1774 el ser humano pensaba que lo que hoy conocemos como galaxias eran una clase especial de nebulosas tipo espiral que estaban contenidas dentro nuestro propia galaxia,  no está de más decir que también creíamos que el universo era finito y de un tamaño limitado por los confines de nuestra propia Vía Láctea.

Para la primera década del siglo XX la astrónoma de Harvard Henrietta Swan Leavitt encontró cierto patrón en el comportamiento de un tipo de estrellas variables llamadas Cefeidas.  Leavitt publicó en 1912 un trabajo original en el que explicaba que según sus datos esas estrellas palpitaban con un ritmo regular y tenían una mayor luminosidad intrínseca cuanto más largo era su periodo, lo cual parecía suceder de una forma bastante predecible.  El trabajo de Leavitt «Periodos de 25 estrellas variables en la pequeña Nube de Magallanes» revolucionaria por completo el conocimiento sobre astronomía de la comunidad científica de inicios del siglo XX,  en dicho trabajo se exponía un método o regla para medir distancias estelares independiente al tradicional paralaje estelar que sólo tenía aplicación práctica para estrellas relativamente cercanas a nuestro sol,  astrónomos contemporáneos a Leavitt usarían este conocimiento para encontrar grandes hallazgos que cambiarian para siempre la concepción de nuestro universo; Harlow Shapley destronando al sol del centro del universo y Edwin Hubble por su estudio sobre la nebulosa de Andrómeda que de un tajo hizo crecer exponencialmente el tamaño del universo !

«Se puede dibujar fácilmente una línea recta entre cada una de las dos series de puntos correspondientes a los máximos y mínimos, lo que muestra que existe una relación simple entre el brillo de las variables cefeidas y sus períodos»

Henrietta Swan Leavitt

Y aquí nuevamente enfocamos el relato hacia la hermosa fotografía de la galaxia de Andrómeda que apertura esta entrada … Para inicios del siglo XX los astrónomos tenían bien documentadas un tipo de nebulosas que las llamaban de tipo espiral,  nebulosas que como ya les habia comentado se creía que estaban ubicadas dentro de nuestra propia Vía Láctea, fue luego que al volver de su servicio en la Primera Guerra Mundial, en 1919, el astrónomo norteamericano Edwin Hubble comenzó a trabajar en el nuevo observatorio del Monte Wilson, donde tenía acceso a un telescopio de 254 centímetros de diámetro, por aquel entonces el más potente del mundo.  Hubble tenía cierta fascinación con la nebulosa espiral de Andrómeda y se dió a la tarea de encontrar estrellas variables cefeidas en ella,  para poder así usar la regla de Henrietta Leavitt y estimar la distancia a la que se encontraba esta nebulosa.

En 1924 Edwin Hubble usando la ley del periodo-luminosidad de Leavitt pudo tener sus primeras estimaciones de la distancia a la nebulosa de Andrómeda,  en sus primeros cálculos estimó una distancia del orden de 800,000 años luz,  pensando que había cometido algún error dado que el tamaño del universo por consenso de los astrónomos en esa época era de 100,000 años luz (el equivalente al diámetro estimado de nuestra vía láctea) repitió su procedimiento y realizó las mediciones en varias ocasiones encontrando valores comprendidos entre 800,000 y 1 millón de años luz de distancia.  Para dar validez a sus cálculos hizo este procedimiento para muchas otras nebulosas espirales conocidas y encontró valores de hasta 35 millones de años luz,  descubriendo que el Universo era mucho más grande de lo que se pensaba hasta ese momento y todas esas nebulosas espirales, eran en realidad galaxias como nuestra propia Vía Láctea que se encontraban en lugares remotos en la inmensidad de nuestro Universo.

Para otra entrada les dejaré la historia de cómo Harlow Shapley usando  la ley del periodo-luminosidad de Leavitt estimó el tamaño de la Vía Láctea y destronó al sol de su centro.

Saludos,

Faguisau.

Motivado por mi nueva membresía en «iTelescope«,  la cual pone a mi disposición una decena de telescopios de excelentes prestaciones y en diferentes emplazamientos del globo terráqueo, me propongo a comentar acerca de las primeras imágenes que he logrado obtener por medio del uso remoto de T16;  un telescopio reflector de 150 mm de apertura y 1,095 mm de focal (f/7.3) ubicado en Nerpo (España), el cual tiene acoplada una cámara CCD SBIG ST2000XMC con sensor monocromo de dimensiones de 12.2 x 9.2 mm.

El manejo de la plataforma de iTelescope es bastante intuitiva,  funciona bajo el método de reservaciones anticipadas,  para cada plan contratado se asignan una especies de puntos que son usados como método de pago por el uso de tiempo al aire del telescopio, personalmente el tiempo de reconocimiento y aprendizaje de la plataforma de trabajo fue bastante corto por lo que me puse manos a la obra para poder lograr mi objetivo inicial de la sesión:

Fotografiar por primera vez un cúmulo globular, sin contar la mota de algodón de Omega Centauri tomada en piggyback con mi Astromaster 130 la cual dista a años luz de ser una fotografía de calidad aceptable.

El primer desafío consistió en poder determinar el encuadre de la fotografía, debido a que el control del telescopio es remoto,  no tengo la oportunidad de visualizar el encuadre en modo live view y por ende no puedo aplicar el ensayo y error para realizar la toma,  después de unos minutos de búsqueda en la red pude encontrar una expresión para el llamado «Campo Captado» la cual es función de la distancia focal equivalente y de las dimensiones del sensor de la cámara, la expresión encontrada para el campo se describe como sigue:

Donde H corresponde a la dimensión mayor del sensor y Feq a la focal equivalente usada para la toma,  la constante que multiplica corresponde al valor angular de un radian.

Mediante la expresión anterior pude determinar el campo captado enfocado en el telescopio remoto y luego usarlo en la app para PC de Stellarium y tener una visión simulada de dicho campo.  En total tomé 3 tomas de 300 segundos para cada canal RGB más las respectivas tomas de calibración,  las 3 imágenes luego fueron combinadas en Fitswork para formar una imagen ligth final,   el resultado final es la imagen que se muestra en la cabecera de inicio de la entrada.

Como información adicional se observa acompañando al cúmulo en la fotografía a la galaxia de espiral NGC 6207 y la estrella variable HIP 81848, una descripción general del cumulo se detalla en las siguientes lineas:

«El Cúmulo de Hércules (también conocido como Gran Cúmulo de Hércules, Objeto Messier 13, Messier 13, M13 o NGC 6205) es un cúmulo globular de la constelación de Hércules. Fue descubierto por el astrónomo inglés Edmond Halley en el año 1714 y añadido posteriormente por Charles Messier en su famoso catálogo de objetos astronómicos. William Herschel, por medio de su gran telescopio reflector, pudo descubrir varias alineaciones de estrellas (conocidas como patas de araña) y comprobó finalmente que estaba ante un cúmulo. Haciendo un primer recuento de sus componentes, dató aproximadamente unas 8.500 según sus cómputos. M13 Se encuentra a aproximadamente 25100 años luz (7695 pársec) de la Tierra y pertenece a la clase V en la clasificación de concentración de Shapley-Sawyer.»

A propósito de su descubridor el famoso astrónomo,  físico y matemático de la Royal Society Edmund Halley,  el cual es recordado por dar nombre al famoso cometa que nos visita cada 76 años,  este jugó un papel importante en el desarrollo de la ciencia moderna no sólo por sus aportes científicos sino por su marcada amistad con Issac Newton al cual persuadió para que publicase sus estudios,  las historia cuenta que el mismo Halley se endeudó para poder financiar la imprenta de la obra de Newton Principia mathematica,  este hecho por si solo ya enmarca la importancia histórica del trabajo realizado por este notable físico.  En palabras del mismo Halley el cúmulo fue descrito de la siguiente manera:

«Esto no es más que una pequeña mancha, pero se hace ver a simple vista, cuando el cielo está sereno y la Luna ausente«.

Como lo menciona Don Jose L. Sendón en su entrada; el cúmulo de Hércules es una muy buena alternativa para los que no tienen la posibilidad de poder observar la majestuosidad de Omega Centauri en el hemisferio sur.

Luego de leer acerca de la fabulosa historia de Sirio (Alpha Canis Majoris) y la tribu de los Dogón en Africa Occidental me dispuse a preparar la noche de observación, quería disfrutar nuevamente de la vista de Sirio y poder contemplarla con otra perspectiva debido al contexto previo adquirido por las enriquecedoras lecturas en la red y en particular por la maravillosa entrada en la bitácora de Don José L. Sendón [Sirio, la estrella más brillante].

  Me intrigaba saber que la brillante estrella de magnitud -1.7 es en realidad un sistema doble conformado adicionalmente por otra estrella (Sirio B) de una densidad impresionante y que su periodo orbital al «parecer» fue conocido por los ancestros de la tribu Dongón.

La observación fue realizada justo dos días después de haber realizado mi tan anhelada compra del reflector Newtoniano de 130 mm y 650 mm de focal, por ende la ansiedad por realizar alguna observación era tal que aunque todavía no dominaba el extraño «buscador» de punto rojo que traía acoplado mi nueva adquisición,   realicé la búsqueda de Sirio a ensayo y error, la complejidad era aun mayor debido a que la nubosidad presente en esos momentos dificultaban la laboriosa tarea.  Luego de varios minutos de ensayar y pasearme por el firmamento usando los mandos de movimiento «fino» del telescopio no lograba aun localizar el brillante objetivo de mi planificada observación hasta que por cosas del destino apunté hacia un bonito asterismo de forma de triángulo rectángulo con hipotenusa de aproximada de 29′ de arco el cual resultó estar formado por las estrellas con número Flamsteed 15, 17 y 19 en la constelación del Canis Majoris.

 Este asterismo me hizo detener un poco la prisa por encontrar a Sirio, en el peor de los casos llegué a pensar que si mi objetivo de esa noche no se llegase a cumplir tendría el premio de consuelo de poder haber divisado un asterismo curioso que a simple vista no podía ser resuelto.  Con el asterismo en el centro del ocular rápidamente procedí a revisar la carta celeste que tenía a la mano y pude memorizar el recorrido que debía realizar con mis mandos «finos» de la montura EQ1;  «Un toquecito en ascensión recta y allí debería dar varias vueltas al mando de declinación»,  con la sorpresa que al realizar el primer movimiento mientras verificaba en paralelo por el ocular, apareció un cúmulo abierto de una belleza singular el cual rápidamente centré y procedí a realizar unos leves ajustes de enfoque para poder observarlo con gran admiración…  Resultó ser el objeto Messier 41 el cual es un cúmulo abierto descrito en la red de la siguiente manera:

«Messier 41, también conocido como M 41 o NGC 2287, es un cúmulo abierto en la constelación de Canis Major. Fue descubierto por Giovanni Batista Hodierna antes de 1654 y redescubierto de forma independiente por Guillaume Le Gentil en 1749. Fue quizá conocido por Aristóteles alrededor de 325 a. C.

M41 se encuentra unos 4 grados al sur de Sirio y contiene unas 100 estrellas de magnitud comprendida entre 7 y 10. Entre estas hay varias gigantes rojas, siendo HD 49091 la más brillante con magnitud +6,9; de tipo espectral K3, se encuentra situada cerca de su centro. Se estima que el cúmulo se aleja de nosotros a unos 23,3 km/s.1 M41 tiene un diámetro entre 25 y 26 años luz, con una edad estimada entre 190 y 240 millones de años.»

Por varios minutos mientras salía del asombro, alterné la observación entre el telescopio y mis binoculares 15×70 en los cuales también podía observar de reojo una sombra difusa pero terminé decidiéndome por todo el esplendor y magnitud observado través del ocular super plossl de 20 mm.

Después de todo aunque no logré el objetivo inicial de mi sesión,  esta superó todas las expectativas gracias a la serendipia con M41,  la cual sin ninguna duda generó mayor satisfacción que la que hubiese recibido si hubiese logrado mi cometido.

Espero que mi relato haya sido de agrado y a futuro espero poder compartir muchas más historias enriquecidas con mis propias astrofotografias.

Saludos,

Faguisau