¿una …?

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α Leo domina la imagen pero, como cualquier parte del cielo, seguro que hay objetos que nos sorprenden.

Como siempre, es más fácil descubrirlos si la orientamos y enseguida llama la atención esa acumulación de estrellas situada por encima de α Leo, la galaxia Z 64-73, NAME Leo I que destaca en un mar de galaxias más lejanas

No es tan apabullante como las imágenes del JWST o del Hubble pero da idea de lo que un ojo más sensible podría mostrar. Las señaladas responden a las detecciones de algunos sondeos, sus nombres nos muestran el catálogo en el que están recogidas.

Se han destacado en la imagen algunas galaxias con nombre procedente del catálogo que se identifica con la Z, como la propia Leo I: nuestra Z 64-73.

El catálogo coge la inicial de Fritz Zwicky, un nombre que todavía no había mencionado pero que me he ido encontrando en el camino, fascinante tanto por lo avanzado de sus teorías, como por alguna que otra peculiaridad que se le atribuye.

Es apropiado su nombre en estos tiempos belicistas, conocedor como era de los desastres que provocaron las bombas nucleares. Cuando lees sus escritos (solo he podido unos pocos), sorprende que fuera capaz de plantear seriamente ‘la reconstrucción del sistema solar’ para hacer habitables otros planetas distintos de la Tierra (Zwicky, 1948).

El caso es que este es el texto en el que se recoge y que parece que haya suscitado esa conclusión:

Cada cual puede sacar sus conclusiones. La mía (personal, por supuesto) es que pudo estar planteando ‘irónicamente’ un problema que podría presentarse para la Física ante una eventual explosión del planeta Tierra “por culpa de experimentos no manejados con cuidado”, como señala. Me gusta pensar que incluyó este corto párrafo, más para llamar la atención sobre las barbaridades que se pueden cometer con las armas nucleares, que para presentar una línea de investigación.

Hoy, también ‘irónicamente’, por esa idea, se le reconocería como un genio y sería recibido por los principales dirigentes mundiales.

De vuelta al catálogo

No es de extrañar que uno de los grupos de investigación del observatorio Mount Wilson (y su vecino Palomar) se dedicara a hacer recuento de galaxias. Ahí había confirmado Edwin Hubble la primera de ellas, Andromeda, y ahí se había abierto un campo nuevo que hacía más grande el Universo.

Del estudio e identificación de nuevas nebulosas-galaxias se pasaría a la observación de lo que parecían ser grupos de galaxias. Aquí es donde aparece el catálogo del grupo que encabezaba Zwicky, analizando, entre 1961 y 1968, las casi 2000 placas fotográficas del POSS-Palomar Obserbatory Sky Survey.

El catálogo divide la amplitud del sondeo en 560 campos que recogen tanto galaxias individuales como cúmulos de galaxias y se puede consultar en Bd VizieR (Zwicky et al., 1995).

Lo más interesante del catálogo son los estudios estadísticos de lo observado en los cúmulos de galaxias que se encuentran en artículos independientes. Se citan en las referencias.

Llama la atención en ellos una de las conclusiones que se repite machaconamente en toda la serie: no hay nada que confirme la existencia de supercúmulos o cúmulos de segundo orden de galaxias.

¿Por qué?

Con los mismos datos del POSS, George Odwen Abell, concluía en 1958: “Los datos sugieren la existencia de agrupaciones de segundo orden o cúmulos de cúmulos de galaxias”.

Prácticamente al mismo tiempo que Abell, Gerard de Vaucouleurs concluía que por movimiento, aglomeración central y dispersión respecto a ese centro, se derivaba la existencia de un supercúmulo de galaxias o supergalaxia con centro en Virgo (de Vaucouleurs, 1958).

Pero Zwicky que nones (Zwicky, 1959) … como se ha visto, los datos no le llevaban a concluir eso.

Lo cierto es que estaba cambiando la nueva estructura del universo, parecía que los mundos aislados se relacionaban entre sí y se agrupaban: galaxia-grupo de galaxias-cúmulo de galaxias-supercúmulos de galaxias. Esas primeras impresiones concebían una distribución de galaxias que venía a ser una réplica de la nuestra: núcleo-halo.

Conviene replegarse

Tentaciones de mirar hacia lo macro, haylas, claro; pero quisiera detenerme en el proceso previo, el camino que, con ayuda de ojos cada vez más potentes, se había ido abriendo.

Andromeda fue la primera, pero no tenía por qué ser la única y el descubrimiento de algunas otras fue configurando lo que se denomina Grupo Local, nuestro vecindario.

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Llevo varios días dando vueltas a una de esas preguntas que te surgen sobre la marcha: ¿en qué momento se tuvo conciencia de que nuestro sistema solar formaba parte de esa Vía Láctea que se contemplaba como algo externo?

Tienen la misma raíz, pero (me) parece lógico pensar que hay una diferencia entre hablar de Vía Láctea como objeto que contemplas y (nuestra) galaxia como parte integrante de ella. Se me ocurre que una buena manera de averiguarlo es localizar el momento a partir del cual la terminología científica empieza a utilizar la palabra galaxia ¿o es que hacía falta comprobar antes que había otros mundos-nebulosa de apariencia lechosa?

Lo sé, a veces me meto en estos berenjenales y como no parece que tenga mucho sentido práctico, pues eso, al berenjenal de cabeza.

Mi punto de partida es William Herschel (1785) con aquel recuento de estrellas que le hacen dibujar una Vía Láctea con dos ramas. Aunque en algunas fuentes se le atribuye la utilización, por primera vez, de coordenadas galácticas, lo cierto es que sus tablas hacen referencia a la AR y PD (distancia Polar) del catálogo de John Flamsteed (1725).

Pero, para ellos, aún no son coordenadas ‘galácticas’.

La primera denominación como tales coordenadas galácticas que he encontrado aparece como reivindicación de la necesidad de utilizar unas coordenadas fijas para evitar conversiones de todos los catálogos que utilizaban referencias de posiciones distintas (R.I. [¿Robert Innes?], 1912).

Se buscaban referencias con criterios semejantes a la aplicación de la longitud y latitud terrestre, una vez seleccionado el punto 0 (equinoccio).

Para lo que interesa y resumiendo mucho porque si no se hace interminable, se emplea el adjetivo ‘galáctico’ (p.e. Marth,1892) que parece hacer referencia al espacio observado y delimitado por los equinoccios. La primera referencia que he encontrado al nombre ‘Galaxia’ parece que se usa en ese mismo sentido (Monck, 1892)

Todavía no se tiene (porque no se puede aún) asumido que esas estrellas que forman parte del campo de visión también forman con nuestro sistema solar un todo que ahora conocemos como galaxia.

¿En qué momento-Eureka se tiene conciencia de que la distribución de las estrellas más próximas son la confirmación de que pertenecemos a un objeto similar a aquellas nebulosas lejanas que se observan como universos independientes? Me temo que no puede haber un momento-Eureka porque se trata de un proceso de descubrimiento que aún está por completarse … pero sigo en el berenjenal.

El camino empieza con el descubrimiento de ciertas nebulosas con forma espiral. William Parsons, el conde de Rosse, describía así Messier 51

Aún mejor, la dibujaba así (Rosse, 1850)

Siguieron otras muchas (p.e. Shaw, 1908).

Algo, en una de ellas, en Andromeda, había llamado la atención de Jacobus Cornelius Kapteyn al estudiar la luminosidad duradera de Nova Persei (ver entrada anterior) que, en sus palabras, “no podía dejar pasar esta idea en silencio … puede servir servir al menos para llamar la atención sobre las observaciones que determinarán el valor de esta explicación del movimiento de la nebulosidad por la luz … podemos esperar averiguarlo mediante la observación cuidadosa de este misterioso fenómeno” (Kapteyn, 1902).

El caso es que Kapteyn se dedicó a estudiar los movimientos de las estrellas y del propio Sol (Kapteyn, 1903) que le llevarían a formular su Teoría de la doble deriva en la que, por los datos obtenidos, las estrellas parecían llevar dos direcciones distintas. La teoría fue confirmada por Arthur Stanley Eddington (1906).

Sin embargo, un momento-Eureka que yo buscaba no me ha llegado de la mano de la Astronomía, sino de la Geología; por otro lado, tan relacionadas.

Entre las teorías que se barajaron en esos años de principio de siglo se encuentra la denominada ‘planetesimal’, desarrollada por el geólogo Thomas Chrowder Chamberlin y el astrónomoo Forest Ray Moulton para describir la formación del sistema solar. No me resisto a reproducir un texto de uno de sus seguidores, Ernest Hubert Lewis Schwarz.

Como buen hijo de su época, además de un largo nombre, tenía una concepción de la naturaleza como algo que hay que dominar y sacarle el máximo provecho, pero también tenía una visión de la ciencia multidisciplinar, él mismo destacó en geología, geografía y paleontología.

Aquí el texto donde interpreta nuestra (ya nuestra nebulosa galáctica) relación con Andromeda explicable con esa doble deriva estelar de Kapteyn (Schwarz, 1907):

Para mí, poesía.

Conviene replegarse, otra vez

Vuelvo a las agrupaciones de galaxias, a la tendencia que parecen tener a organizarse en grupos.

Con Z 64-73 tenemos la oportunidad de centrarnos en la agrupación galáctica más próxima.

Las hay más cercanas pero, a 300 ±0.0 kpc ¿cómo iba a librarse de la fuerza de la gravedad? Te aproximas y caes en su influencia. Eso le pasa a nuestra protagonista, demasiado cercana a nuestra galaxia para escapar a su atracción. Sin embargo, es, del grupo de influencia, de las más lejanas. Porque Z 64-73 no es la única sometida al influjo lácteo, es una más de sus galaxias satélite. Estas son todas las catalogadas hasta el momento incluidas las candidatas (Drlica-Wagner et al., 2020) y las que incluye Simbad en el que denomina MWG-Milky Way Group.

Las enanas

La primera de esta nueva clase de vecinas fue reconocida en 1938 por Shapley en numerosas placas fotográficas tomadas con anterioridad. Llama la atención la mención a la presencia de ‘una mancha de luz’ en una de las placas obtenidas por Solon Irwing Bailey ya en 1908.

Así la define Shapley (1938):

Nota: No se cita en Simbad la referencia a Shapley en las referencias bibliográficas de la enana de Sculptor.

Enseguida se fue ampliando el conjunto de estas nuevas galaxias elípticas. Ya no eran solo espirales y, además estaban muy cerca, empezaron a constituir el grupo local. Pero, no será hasta la década de los setenta que empezará a consolidarse la teoría de las galaxias satélite de la vía Láctea.

Lo dejo para otra ocasión o no terminaré nunca.

La enana de Regulus

Otro nombre por el que se la conoce: NAME Regulus Dwarf, y es que el brillo de Regulus le permite camuflarse, pero nada (o casi nada) se escapa a tanto ojo explorador. Se analizaron sus datos obtenidos del SDSS-Sloan Digital Sky Survey y ¡zas! una clasificación para egiptólogos: dSphun (… son así, no permiten que nos aburramos y nos distraen con jeroglíficos). Viene a querer decir: esferoide enana sin núcleo-dwarf Spheroidals unnucleated (Ann, Seo y Ha, 2015).

Paul W. Hodge se interesó por estudiar a fondo estas galaxias elípticas vecinas, incluida nuestra Z 64-73 (Hodge, 1963) encontrando patrones coincidentes comparando masas y distancias. También Hodge nos proporcionó un mapa de variables en ella (Hodge y Wright, 1978).

En este punto una nueva tentación acecha … ¡sacto!

No me podía resistir: las variables anteriores en una ampliación de nuestra imagen

Enseguida había que estudiar las poblaciones. Aquí las estrellas de carbono encontradas en 1985 (Azzopardi, Lequeux y Westerlund).

1 y 6 se confirmarían un año después (Azzopardi, Lequeux y Westerlund, 1986) y, posteriormente la 12 (Fox y Pritchet, 1987).

Lo sé … espero que sea transitorio

Aquí otro recuento poblacional (Lee et al., 1993)

Ja, esta vez no he caído.

El resultado de este recuento presentaba a Z 64-73 como un objeto diferente tanto de los cúmulos globulares como del resto de galaxias enanas. Además, la edad resultante discrepaba de la teoría, siendo mucho más joven de lo que se esperaría al estar situada en el halo de nuestra VíaLáctea y de las galaxias enanas que serían las primeras en formarse en el universo.

Su propio halo

Una regla que se repite en los artículos de temática astronómica (también en otras disciplinas, claro) es que son necesarias nuevas observaciones y estudios, así que no es de extrañar que, a la menor oportunidad se quieran comprobar cosas que yo daría por válidas.

Que se dé por hecha en artículos anteriores la existencia de galaxias enanas no quiere decir que sean superfluas posteriores verificaciones. Una más, pues. Parece cierto que las variables RR Lyrae encontradas en Z 64-73 tienen procedencia externa a la vía Láctea, que no son restos de su halo original (Stetson et al., 2014).

Tampoco se le hizo mucho caso a Fritz Zwicky, mencionado al principio, cuando calculando masas en cúmulos de galaxias (el de Coma en concreto) adelantaba la sospecha de que, alrededor de las nebulosas extragalácticas, existía un cinturón no luminoso que hacía ‘pesar’ más de la cuenta a las galaxias (Zwicky, 1933).

Traducción de lo subrayado:
“Si esto resultara ser cierto, el sorprendente resultado sería que la materia oscura está presente en una densidad mucho mayor que la materia luminosa”.

No hay que recordar todo el misterio que envuelve a este tema de la materia oscura y las especulaciones que se han ido haciendo. Me ha llamado la atención una de ellas que trata de explicar los halos oscuros que rodean a las enanas circundantes de la Vía Láctea. Las galaxias esferoidales en su evolución a partir de irregulares, habrían perdido esa materia oscura en forma de gas por el efecto de presión de ariete que ejercería nuestra galaxia ante la aproximación de la enana (Lin y Faber, 1983).

Algo así como lo que le estaría ocurriendo a LEDA 42160.

Porque la mayoría de galaxias tienen ese halo oscuro que concentra la materia oscura (Ashman, 1992).

En comparación con otras enanas, Z 64-73 parece tener en su halo similares cantidades de materia oscura (Mateo, M. et al., 1998).

En este mismo artículo en el que se examinaban las velocidades radiales de 33 gigantes rojas, se muestra una comparativa de edades entre Z 64-73 y las edades características de un cúmulo globular y un conjunto poblacional joven así como las diferencias con otras enanas:

Más que oscuro, negro

¿Admitiría otro modelo que no se explicara por un halo de materia oscura?

La respuesta llegó de la mano de un agujero negro comparable al central de la vía Láctea. El halo de materia oscura parece que podría quedar en entredicho (Bustamante-Rosell et al., 2021). La importancia del hallazgo es que un agujero de este tamaño, ∼3 × 106M⊙, no encaja en los modelos para una galaxia carente de gas y sin actividad en formación de estrellas (fósil). Quizás podría explicarse por la acreción de vientos procedentes de las estrellas gigantes rojas que pueblan la enana (Pacucci y Loeb, 2022).

O podría ser que existiera un agujero negro central no tan masivo, de tamaño estelar, hacia el que irían cayendo agujeros negros más pequeños (Regan, Pacucci y Bustamante-Rosell, 2023).

Otra alternativa: que la galaxia se estuviera nutriendo de la marea provocada por su paso por el pericentro de la Vía Láctea (más de una vez, no un único paso como se creía). Se puede visualizar un vídeo con el modelo enlazando desde el propio artículo que lo diseña (Pacucci, Ni y Loeb, 2023).

Sin embargo, no está dicha la última palabra. Las últimas investigaciones abren la posibilidad a que el agujero negro no sea tan masivo como se pensaba y que pudiera tener un tamaño intermedio (Pascale et al., 2024).

Seguimos, pues, con el suspense

No imaginaba que esta Z 64-73, Leo I para los amigos, fuera tan interesante. Dejo para otra ocasión los estudios de estructuras, su participación en grupos de galaxias, que también son muy prometedores.

Una gozada, como siempre.

a propósito …

Tan lejos

Puede que interfiera en la calidad de la luz que nos llega, pero se ha de reconocer que el polvo cósmico pone mucha salsa en las imágenes. Dos ejemplos que no hay que perderse en sus versión ampliable.

Tan cerca

¡guau!

más ¡guaaau!

y una canción

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Organismos

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SAO/NASA Astrophysics Data System (ADS) [https://ui.adsabs.harvard.edu/]

SIMBAD Astronomic Database [http://simbad.cds.unistra.fr/simbad/]

NED (NASA/IPAC Extragalactic Database) [http://ned.ipac.caltech.edu/]

Otros recursos

Cartes du ciel [https://www.ap-i.net/skychart//es/start]

IATE-European Union terminology [https://iate.europa.eu/]

SEA- Sociedad Española de Astronomía [https://www.sea-astronomia.es/glosario]

Wikipedia [https://es.wikipedia.org/]

Referencias

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