sábado, 23 de mayo de 2015

Un cuásar desde el centro de la ciudad

Son innumerables las veces que subestimamos, no solo los medios de los que disponemos si no lo que podemos hacer con ellos. He querido tomar como ejemplo algo que hago con frecuencia, seguir a un  objeto muy lejano y débil desde el centro de la ciudad de Sevilla. Se trata de un cuásar de magnitud cercana a la trece, el objeto 3C 273. 

¿QUÉ ES UN CUÁSAR?

Cuásar es una palabra construida sobre la base de las dos primeras palabras inglesas quasi-stellar radio source (Fuente de Radio Cuasi-Estelar). Se les llamó así porque los primeros objetos descubiertos se caracterizaban por ser grandes fuentes emisoras de ondas de radio. El nombre fue propuesto por el astrofísico chino, nacionalizado estadounidense, Hong-Yee Chiu en un artículo publicado en mayo de 1964 para la revista Physics Today. Más tarde, y a medida que se fueron descubriendo nuevos objetos de este tipo, se fueron comprobando que no todos eran grandes emisores de radio luego pueden encontrarse también con la denominación QSO (Quasi-Stellar Object).

Radiotelescopio de Parker ( Foto: K.I. Kellermann)
El descubrimiento de los cuásares está rodeado del cierto encanto y romanticismo que siempre impera en la Astronomía. Vino de la mano de la entonces incipiente Radioastronomía. Allan R. Schmidt descubrió las primeras fuentes de radio usando radiotelescopios allá por los años cincuenta del siglo pasado. Resultaba curioso que las potentes fuentes de radio no tuvieran contrapartida en el rango óptico por lo que se estableció una búsqueda sistemática y simultánea de estos objetos. Hubo que esperar hasta 1960 hasta que se encontrara la primera contrapartida óptica de un cuásar. Se trataba del objeto 3C 48 (Objeto número 48 del Tercer Catálogo de Cambridge de Radiofuentes publicado en 1959). Dos años más tarde el holandés Maarten Schmidt descubriría, desde el observatorio de Parkes, el cuásar más brillante en el óptico, el 3C 273 aprovechando una serie de ocultaciones de éste objeto por parte de la Luna. Lo más sorprendente del hallazgo fue descubrir que el objeto se estaba alejando de nosotros a una velocidad de 47.000 kilómetros por segundo. Realmente los cuásares son objetos muy lejanos lo que indujo a pensar que para ser visibles a tal distancia deberían liberar energías equivalentes a muchísimas galaxias de tipo medio.

3C 273

Imagen de 3C 273 (Telescopio Hubble)
Hoy en día se conocen más de 20000 cuásares, el más brillante de todos es 3C 273, un débil objeto situado en la constelación de Virgo. Está situado a nada menos que 2440 millones de años luz. La luz que nos llega a nuestros ojos procedente de este objeto la recibimos de cuando la Tierra se encontraba en el período conocido como de la gran oxidación, es decir cuando el oxígeno empezó a abrirse camino para crear una atmósfera respirable y fundamental para la vida en nuestro planeta.

Observado al telescopio, 3C 273 brilla como un objeto débil de magnitud 12.9. Realmente es un objeto muy luminoso. Mucho. Los astrónomos utilizan el término de magnitud absoluta como la magnitud que mostraría un objeto si se situara a una distancia de 32.6 años luz o 10 parsec (1 parsec = 3.26 años luz). Pues bien el cuásar 3C 273 brillaría, a esa distancia, con magnitud -26.7 es decir ¡como el Sol! Para hacernos una idea, comparativamente, el Sol a esa distancia de 10 parsec brillaría como una débil estrella de magnitud 4.8. Ese brillo supone que sea dos billones de veces más luminoso que el Sol o 100 veces más que el brillo conjunto de una galaxia media como la nuestra.

Otras características de 3C 273 es que fue la primera fuente de rayos X observada fuera de la Galaxia y su luminosidad es variable (como veremos más adelante) en prácticamente todas las longitudes de onda del espectro. Asimismo, como puede verse en la imagen que acompaña este párrafo tomada por el Telescopio Espacial Hubble, el cuásar tiene un jet de materia observable con instrumentos profesionales que se caracteriza por tener una extensión de 150000 años luz, algo así como el diámetro de nuestra galaxia la Vía Láctea. Se supone que 3C 273 se encuentra asociado a un agujero negro supermasivo de seis mil millones de masas solares y a su disco de acreción correspondiente, en cambio el tamaño del objeto no supera el de nuestro Sistema Solar.

Fotografía:  NASA and J. Bahcall (IAS) A. Martel (JHU), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO/Lick Observatory), the ACS Science Team and ESA

En las anteriores fotografías realizadas por el Telescopio Espacial Hubble puede verse, a la izquierda, el cuásar sobre un fondo de galaxias presumiblemente más cercanas a nosotros que el cuásar  en sí, el cual es extraordinariamente más brillante que todas ellas. La imagen de la derecha usa una técnica que permite "ocultar" el brillante centro del cuásar, haciendo posible que pueda verse la galaxia portadora del agujero negro que genera el impresionante cuásar. Sencillamente espectacular.


UN CUASAR DESDE LA CIUDAD

La siguiente fotografía fue tomada desde el centro de la ciudad de Sevilla el día 6 de mayo. Está realizada con una cámara EOS 450D a la que se le ha acoplado un pequeño refractor apocromático de 36 mm de diámetro. El conjunto está montado bajo el seguidor de la rotación terrestre de Vixen Polarie. Está constituida por la suma de 15 imágenes de 30 segundos cada una. El cielo estaba limpio aunque con la contaminación lumínica propia de una ciudad de este tamaño.

Las imágenes que se muestran a continuación apenas han sido tratadas, solo se ha complementado un poco el brillo y el contraste de ellas. Veamos una toma general de la zona cerca a Eta Virginis. El círculo amarillo indica la zona donde está el cuásar.



A continuación ampliaremos la zona. Fijemos nuestra atención en el triángulo superior del círculo para que nos sirva como referencia. Se aprecia perfectamente el cuásar como un débil objeto cercano a la magnitud 13.




Por último mostremos una imagen en negativo, aún más ampliada. Se señalan las magnitudes de las estrellas de comparación sin el punto decimal para que no sean confundidas con estrellas. Obsérvese que la estrella señalada como de magnitud 13.5 y que se encuentra junto al cuásar se detecta con facilidad.




OBSERVACIÓN DEL CUÁSAR

Localización de 3C 273

La localización del cuásar no tiene muchos inconvenientes más que aquellos marcados por su bajo brillo. Debemos comenzar partiendo de la estrella Eta Virginis de magnitud 3.9 y subir hacia el norte unos cuatro grados imaginando que forma un ángulo recto con al estrella 16 Vir de quinta magnitud. Si nos movemos casi tres grados al este encontraremos una estrella de octava magnitud que nos servirá de referencia.

Mucho mejor que explicaciones, muestro aquí unos enlaces en pdf de las cartas que ofrece la AAVSO para su observación y seguimiento. Es fundamental imprimirlos como ayuda a la búsqueda:

Cartas: A - B - C - D - E

Seguimiento

Como hemos comentado la visión del cuásar con telescopios de aficionados medianos y grandes no pasa de ver más que un punto de luz sin características adicionales. No obstante, no por ello su observación debe centrarse al mero hecho de localizarlo.

Ya hemos comentado que los cuásares son objetos cuya luminosidad es variable en todas las longitudes de onda. Su variación puede darse en una extensión temporal que va desde días hasta varias décadas. Según la American Association of Variable Star Observers  (AAVSO), organismo que aglutina el mayor número de observadores y de observaciones de estrellas variables de todo el mundo, 3C 273 tiene un rango de variación, en el espectro visible, que va desde la magnitud 12.2 a la 13.6 sin un período determinado, aunque como puede verse en la gráfica inferior correspondiente a observaciones de los últimos 50 años, la amplitud de las variaciones ha sido mucho más modesta: en torno a la 12.5-12.8. En la última observación que he realizado el pasado día 6 de mayo obtuve magnitud 12.9.

Incluyo aquí los enlaces para observar el cuásar para todo aquel que esté interesado, si bien es cierto que necesitará de un telescopio de al menos 20 centímetros de diámetro o emplear el procedimiento fotográfico como hemos expuesto aquí para seguir las evoluciones de este interesante objeto. Son las cartas de comparación que ofrece la AAVSO


Curva de luz de 3C 273 realizada por observadores de la AAVSO

Conclusión

Aunque no se sacan imágenes espectaculares, vuelvo a insistir en la posibilidad de hacer trabajos de interés aún desde la ciudad con un instrumental modesto y portátil aunque apropiado. Seguir a un cuásar también es importante. No solo por aportar datos a la comunidad científica en el campo de los objetos variables, si no porque está llegando a nuestros ojos una luz procedente del confín del Universo. ¿No es maravilloso?