Los mayores cúmulos globulares de la Vía Láctea

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Los mayores cúmulos globulares de la Vía Láctea
viernes, 15 de agosto de 2008
Modificado el domingo, 21 de septiembre de 2008
Aglomeraciones de decenas a cientos de miles de estrellas, fósiles de los momentos de la creación de nuestra galaxia.
¿Cuáles son los mayores cúmulos globulares de la Vía Láctea? ¿Dónde podemos observarlos? Jugando con los datos
se van a obtener resultados sorprendentes, que pueden cambiar los esquemas a muchos astrónomos aficionados.
Los datos
Tomamos los datos de la edición de 2008 del Anuario del Observatorio Astronómico Nacional (página 308), que nos
muestra una tabla con distintos cúmulos globulares, con una tamaño aparente de 9' a 36' de arco. Nos ofrecen
también, además de su designación, la magnitud visual total que proporciona el conjunto de estrellas que los componen
y su distancia en kiloparsecs.
Tabla que representa los principales cúmulos globulares de nuestra galaxia,
la Vía Láctea. Fuente: Anuario del Observatorio Astronómico Nacional, 2008. Análisis de los datos
Sabemos que el tamaño aparente de los cúmulos globulares depende no sólo de su diámetro real, sino también de su
distancia. La magnitud aparente, además de variar dependiendo de la distancia, sufre también los efectos de la
denominada extinción galáctica, esto es, el debilitamiento que sufre la luz que recibimos de la fuente a causa de la
materia interestelar, compuesta por gas y polvo, que es especialmente más densa en las proximidades del plano
galáctico.
En definitiva, queremos discernir, en relación con todos estos objetos:
- La magnitud absoluta.- Es una medida estándar del brillo de un astro, considerando su distancia a 10 parsecs, esto
es, 32,6 años luz. Mediante esta magnitud "objetiva" podemos comparar realmente el brillo de unos y otros astros.
- El diámetro real.- Medido en años luz, y calculado desde el diámetro aparente.
- Su brillo medido en soles.- Dada una magnitud absoluta del Sol de 4,86 (si el Sol se encontrara un poco más lejos
que la estrella Vega, en la constelación de Lyra, no brillaría más que una de las estrellas de las Pléyades).
La luz de todos estos objetos se verá, además, afectada por:
- La extinción galáctica.- La materia interestelar de la propia Vía Láctea, compuesta por gas y polvo, provoca una
absorción y una dispersión de la radicación luminosa que oscurece los objetos especialmente cuando se observan en la
dirección del plano galáctico, donde esta materia es lógicamente más densa.
- La extinción atmosférica.- El último filtro que atraviesa la luz de los astros y que es más efectivo cuanto menor es la
altura del astro que vamos a observar, puesto que esa luz debe atravesar más capas de atmósfera. El módulo de la
distancia y la magnitud absoluta
Para conocer la magnitud absoluta de un astro debemos recurrir, por fuerza, a las matemáticas. Los astrónomos suelen
emplear lo que se conoce como "módulo de la distancia". Se trata de la fórmula primordial de la astrofísica. Para obtenerla
debemos proceder, desempolvando las matemáticas del Bachillerato, del siquiente modo:
- La luminosidad (L).- Es la energía [luminosa] por unidad de tiempo que emite un astro. Es intrínseco de éste, no
influyendo la distancia a la que nos encontremos de él.
- La irradiancia (e).- Es la cantidad de energía de un astro medida desde la Tierra. Tiene en cuenta la distancia a la que
nos econtramos de la fuente. La expresión que relaciona la luminosidad de un astro con la irradiancia es la siguiente: Si
despejamos en la fórmula la irradiancia para la magnitud visual tenemos que:
Y si despejamos la irradiancia para la magnitud absoluta, esto es, el brillo de la estrella a una distancia de 10 parsec:
- La relación de Pogson.- Relaciona las magnitudes aparentes medidas de dos astros. También puede aplicarse a las
magnitudes absolutas de dos astros si conocemos la luminosidad.
Ahora sustituimos las magnitudes visual y absoluta en la relación de Pogson:
De modo que tenemos lo siguiente, que por las propiedades de los logaritmos vamos a ir despejando.
Para finalmente obtener el llamado módulo de la distancia, que es la fórmula primordial de la astrofísica.
- El módulo de la distancia.- Se define como la diferencia entre la magnitud absoluta de un objeto menos su magnitud
aparente. Lo hemos obtenido desde la fórmula que relaciona la irradiancia con la luminosidad y desde la relación de
Pogson.Ya estamos preparados para estudiar los cúmulos globulares de la tabla. Y de hecho, cientos de miles de
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astros y estrellas.
El brillo de los cúmulos en soles
Tomamos como magnitud absoluta del Sol 4,86, proporcionada por el Anuario del Observatorio Astronómico Nacional,
edición de 2008. Magnitudes absolutas de los mayores cúmulos globulares de la Vía Láctea y su brillo comparado con el
del Sol
Para completar el estudio, recurrimos al "CATALOG OF PARAMETERS FOR MILKY WAY GLOBULAR CLUSTERS ",
compilación realizada por William E. Harris de la McMaster University, revisada por última vez en febrero de 2003.
Hemos reflejado en la tabla los datos obtenidos desde la magnitud visual y la distancia en parsecs, junto a los datos de
la magnitud absoluta que proporciona la compilación de William Harris. No nos sorprende que los cúmulos más
cercanos al plano galáctico sean los que más acusan los efectos de la extinción galáctica.
Orden Designación Constelación Distancia (kpc)Magnitud visual Magnitud absoluta Mag. Abs. (Harris)
Soles 1º Ω Centarui Centaurus 5,1 3,7 -9,8 -10,29 1.122.000 2º 47 Tucanae
Tucan 4,3 4 -9,2 -9,42 501.000 3º NGC 6388 Scorpius 11,5 6,7 -8,0 -9,42 501.000 4º Messier 62 Ophiuchus 6,7 6,5 -7,6 9,19 407.000 5º Messier 19 Ophiuchus 8,5 6,8 -7,8 -9,18 398.000 6º Messier 15
Pegaso 10,2 6,2 -8,8 -9,17 398.000 7º Messier 2 Aquarius 11,4 6,5 -8,8 -9,02 347.000 8º Messier 3
Canes Venatici
10,0 6,2 -8,8 -8,93 316.000 9º Messier 5
Serpens 7.3 5,7 -8,6 -8,81 288.000 10º Messier 13
Hercules 7,0 5,8 -8,4 -8,70 257.000 11º Messier 22 Sagittarius 3,2 5,1 -7,5 -8,20 214.000 12º NGC 6541
Corona Australis
7,4 6,3 -8,2 -8,37 191.000 13º Messier 92
Hercules 8,1 6,4 -8,1 -8,20 162.000 14º NGC 6752 Pavo 3,9 5,4 -7,6 -7,73 105.000 15º Messier 55
Sagittarius 5,3 6,3 -7,7 -7,55 89.000 16º Messier 10 Ophiuchus 4,3 6,6 -6,6 -7,48 83.000 17º Messier 12 Ophiuchus 4,7 6,7 -6,
7,32 72.000 18º Messier 4
Scorpius 2,2 5,6 -6,1 -7,20 65.000 19º NGC 6397
Ara 2,2 5,7 -6,0 -6,63 38.000Obsérvese cómo la gran mayoría de grandes cúmulos globulares de la Vía Láctea se
concentra en el hemisferio sur celeste (en azul) frente a los que se hayan en el norte (en naranja). Hemos coloreado de
color más claro los cúmulos que, de cada hemisferio, se encuentran muy cercanos al ecuador celeste. De este modo
se observa (sin sorpresa) que el cúmulo globular más brillante de nuestra Vía Láctea es Ω Centarui (omega
Centauri), con una magnitud absoluta de -9,8 y un brillo estimado de más de 1.000.000 soles. Este cúmulo es
comparable al cúmulo de Andrómeda Mayll G1, que en su centro se sospecha que alberga un agujero negro, lo que
indicaría que se trata de una galaxia que ha sido prácticamente fagocitada por la Gran Galaxia de Andrómeda. 47
Tucanae ocupa un segundo puesto, con una magnitud absoluta también inferior a -9, pero con unos 600.000 soles
menos que Ω Centarui.Los astrónomos del hemisferio sur se pueden considerar más que afortunados, no sólo
porque pueden observar los dos mayores cúmulos globulares de la Vía Láctea, en las constelaciones del Centauro y
del Tucán, sino porque, salvo las excepciones de los cúmulos situados en Hercules, Pegaso y Canes Venatici, tienen
la posibilidad de observar con total comodidad los mayores y más impresionantes ejemplares de este tipo de objetos.
Aunque es cierto que los astrónomos del norte no lo tenemos tan mal, puesto que M 2 (Messier 2) a pesar de tener
declinación negativa, está muy cerca del ecuador celeste, y M 13 (Messier 13), el décimo cúmulo más importante del
listado está muy alejado del plano galáctico, con lo que no acusa demasiado los efectos de la extinción galáctica. Es
un cúmulo que se observa con gran comodidad en la primavera y verano del hemisferio norte dada su cercanía al cenit
durante su culminación, pero que apenas llega a los 250.000 soles, quedando por detrás de otros cúmulos observables
también cómodamente desde el norte, como M15 (Messier 15) M 2 (Messier 2) y M 3 (Messier 3). El cúmulo M 13, en
Hércules (Foto Pedro L. Cuadrado)
El tamaño real de los mayores cúmulos globulares de la Vía Láctea
Terminamos calculando el tamaño real de estos cúmulos, partiendo de los datos que nos proporciona el Anuario del
Observatorio Astronómico Nacional, donde aparecen los datos de tamaño aparente y distancia. Con la tangente es muy
fácil.
El mayor cúmulo vuelve a ser omega Centauri. Y esta vez descubrimos que M 13 vuelve a quedar en un discreto 7º
puesto. Descubrimos que el segundo mayor cúmulo es M 3, que desmerece por su mayor distancia a nosotros. El
cuarto cúmulo es 47 Tucanae.Posición Designación Constelación Tamaño aparente
Distancia (kpc)Tamaño real
(parsecs) 1º Ω Centarui Centaurus 36' 5,1 26,7 2º Messier 3 Canes Venatici 16' 10,0 23,3 3º Messier
2 Aquarius 13' 11,4 21,6 4º 47 Tucanae
Tucan 30'
4,3 18,7 5º Messier 5 Serpens 17' 7.3 18,1 6º Messier 15
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Pegaso 12'
10,2 17,8 7º Messier 13
Hercules 17' 7,0 17,3 8º Messier 19 Ophiuchus 13' 8,5 16,1 9º NGC 6388 Scorpius 9' 11,5 15,1 10º Messier
55 Sagittarius 19' 5,3 14,7 11º NGC 6541
Corona Australis
13'
7,4 14,0 12º Messier 62 Ophiuchus 14' 6,7 13,7 13º Messier 92
Hercules 11'
8,1 13,0 14º NGC 6752
Pavo 20'
3,9 11,3 15º Messier 22
Sagittarius 24'
3,2 11,2 16 Messier 12 Ophiuchus 15' 4,7 10.3 17º Messier 10 Ophiuchus 15' 4,3 9.4 18º NGC 6397 Ara 26' 2,2 8,4 19º Messier
Scorpius 26'
2,2 8.3
Nuevas sorpresas: el segundo cúmulo globular más grande la Vía Láctea parece ser M 3 (Messier 3)
El cúmulo globular M 3. Foto: Wiyn Observatory
Conclusión
Este artículo intenta simplemente relativizar cuanto admiramos determinados objetos cuando los observamos a través
del telescopio. Las distintas distancias a los objetos dentro de la galaxia y sus posiciones con respecto al plano de la Vía
Láctea condicionan las observaciones.
Además, la extinción atmosférica (distinta de la galáctica) provoca que los objetos cercanos al horizonte pierdan una
gran cantidad de brillo, y por lo tanto de vistosidad. Por ello sólo podemos hacernos una idea real de cómo es un objeto
cualquiera cuando lo observamos a una altura respetable. Por mucho que podamos observar desde el norte a M22 y a
omega Centauri, su escasa altura nos impide observarlos con la nitidez que merecen y no podremos apreciarlos a no
ser que cambiemos de hemisferio.
¿Por qué los astrónomos aficionados gastan pequeñas fortunas en viajar para observar eclipses totales de Sol y no se
plantean nunca tomar un avión para observar el cielo del otro hemisferio? La sensación de estar bajo otras constelaciones
y bajo un cielo que aparenta moverse al contrario de como lo ha hecho toda la vida es lo más parecido a un viaje a otra
galaxia que un ser humano puede experimentar.
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