Súper, súper, súper cúmulo!

El otro día un tipo empezó a hablarme en la micro. Me preguntó en qué trabajaba, y por supuesto, astrónoma atrajo su atención, por lo que empezó a hacerme preguntas. Estábamos hablando de formación de estrellas en la Vía Láctea, y él me mira con cara de confusión y dice: Espera, esto es más allá de Júpiter, cierto?.... Más allá de Júpiter, dice... POR SUPUESTO! Y descubrí, o redescubrí en realidad, que la gente está perdida en el espacio, y no entiende las escalas de distancias involucradas. Hey, no puedo culparlos, yo también olvido lo grande que es el Universo y vuelvo a maravillarme cuando lo pienso. Así que esta columna tratará un poco de escalas de distancia, en el contexto de una noticia que salió la semana pasada: El Supercúmulo Laniakea. Siga leyendo para saber de qué demonios hablo.

Más alla de Júpiter

Para entender Laniakea, hay que entender primero nuestro lugar en el Universo. Partamos por lo básico: Nosotros vivimos en el planeta Tierra, en el sistema Solar. La Tierra tiene un diámetro de 12.756 km, aproximadamente el triple del largo de Chile. Nuestra estrella más cercana, el Sol, está a una distancia de 149.600.000 km. La comparación entre ambos números se escapa del sentido común, por lo que en astronomía no tiene sentido usar la unidad de kilómetros, en su lugar utilizaré para seguir comparando una unidad didáctica, el año luz, la distancia que recorre la luz en un año. Usando esta unidad, la Luna se encuentra a una distancia de 1 segundo luz; el sol a 8 minutos luz; la estrella más cercana al Sol, Proxima Centauri, a 4 años luz. Que quede claro: la luz de la estrella más cercana a nuestro Sol se demora 4 años en llegar a la Tierra.

Nuestra ubicación en la Galaxia nos trae números aún más espectaculares. El Sol está ubicado a 26.000 años luz del centro de la Vía Láctea, que a su vez tiene un diámetro de 100.000 años luz... Van captando la idea?

Esquema de la posición del Sistema Solar en la Vía Láctea. La zona amarilla marca el centro Galáctico, o bulbo. Nosotros somos partes de uno de los brazos que conforman la espiral de la Galaxia, el brazo de Orion. Fuente: Google Images

Y como si no fuera suficiente, nuestra galaxia es una de las muchas que hay en lo que se conoce como el grupo Local. La Vía Láctea y la galaxia Andrómeda son las dominantes, pero hay muchas galaxias menores, enanas incluso, en nuestro vecindario.

Album de fotos del Grupo Local. La Vía Láctea y Andrómeda corresponden a los números 1 y 21 en la imagen. Alrededor de estas galaxias principales se encuentran los sistemas de galaxias enanas de cada una, llamadas satélites.  Fuente: Scienceblogs

Y sí, adivinaron... La historia no acaba ahí.

El Grupo Local (que puede ser un buen nombre para una banda) es parte de un conjunto de muchas galaxias más, lo que se conoce como el cúmulo de Virgo. A este nivel estamos hablando de un tamaño de algunos millones de años luz.

La razón de por qué se forman estos conjuntos o cúmulos es simplemente debido a la masa de sus componentes, lo que lleva a una interacción gravitacional, la misma interacción entre la tierra y nosotros cuando nos caemos.  Y con masa no me refiero a lo visible, también está involucrada la materia oscura, es decir, masa que “sentimos” interactúa gravitacionalmente, pero que no vemos donde está; no emite luz. Es invisible.

Las estructuras entonces están íntimamente relacionadas por gravedad, por lo que estudiar el movimiento de sus componentes nos permite trazar un mapa de su extensión.

Mega-Estructuras

Las estructuras más grandes en el Universo son los súpercumulos de galaxias. Esto es, un conjunto de cúmulos de galaxias, como Virgo. En nuestro caso, el súpercumulo al que pertenecemos se llama Súpercumulo de Virgo, porque nos gusta ser recursivos con los nombres.**

A este nivel, es difícil trazar con detalle la extensión de estas estructuras, ya que no tienen un borde definido. Como las distancias son tan grandes en la estructura, la interacción gravitacional se debilita y su movimiento no se ve fuertemente afectado, por lo tanto, cuesta aún más definir su extensión. Un problema adicional es la propia expansión del Universo, que produce un alejamiento de las galaxias con respecto a nosotros (y con respecto a cualquier punto, ya que no hay una dirección privilegiada en la expansión). Este alejamiento tiene un efecto en las ondas electromagnéticas que emiten las estrellas, tal como se manifiesta el efecto Doppler en las ondas sonoras. Este alejamiento entonces produce que la longitud de onda observada de las galaxias estén corridos hacia el rojo.

Recordemos el espectro de las ondas electromagnéticas. Un corrimiento al rojo significa que la longitud de onda se mueve hacia el lado de las ondas de radio, lo que explica el uso de radiotelescopios en el estudio de Laniakea. El arcoiris central es el rango de la luz visible.  Fuente: Wikipedia

Un grupo de astrónomos de la Universidad de Hawaii observó miles de galaxias con diferentes radiotelescopios. Para determinar el movimiento relativo entre las galaxias, sustrajeron la componente de velocidad causada por la expansión. Y encontraron que el Súpercumulo de Virgo es parte de una estructura aún más grande. Por pertenecer a la Universidad de Hawaii y por la choreza, la nombraron Laniakea, que en hawaiano significa Cielo Inmenso. Laniakea tiene un tamaño de 500 millones de años luz y tiene una masa de 100 millones de millones de soles, repartida en 100.000 galaxias.

Con ustedes, Laniakea. Cada punto blanco es una galaxia, y las líneas representan su movimiento en el súpercumulo. El punto azul corresponde a nuestra posición. El fondo representa un mapa de densidad, la zona roja muestra la mayor concentración de galaxias, las zonas azules son lo que se conoce como vacíos.

Fuente: SDvision interactive visualization software by DP at CEA/Saclay, France.

Para que sigan maravillándose con este asunto de las escalas de distancia, les dejo una animación que salió hace algún tiempo en una de nuestras páginas favoritas, Foto astronómica del día (APOD en inglés). En esta animación ustedes pueden mover una barra para comparar los distintos tamaños que se conocen en la naturaleza, desde partículas subatómicas hasta súpercumulos de galaxias. Los invito a jugar un rato y estrujar su cerebro, porque es difícil asimilarlo. Me imagino la cara de impresión de mi amigo de la micro cuando se de cuenta de todo lo que hay más allá de Júpiter. 


Les dejo el video de la animación si les da lata el scroll, si no, el link está aca

**En realidad, el nombre lo recibe porque está ubicado en la dirección donde está la constelación de Virgo en el cielo.