El misterio del anillo

El objeto de Hoag, una galaxia en forma de anillo situada en la constelación de la Serpiente. La imagen se ha obtenido a partir de una exposición de 3,6 horas, realizada el 9 de julio de 2001, con la nueva cámara de gran campo situada en el telescopio espacial Hubble. Cortesía de la NASA, The Hubble Heritage Team i Ray Lucas (STScI/AURA)

Cuando en 1936 Edwin Hubble publicó su clasificación morfológica de las galaxias en el libro The Realm of Nebulae, hacía pocos años que había quedado firmemente establecido que las galaxias, aquellos objetos extensos –algunos de los cuales tenían estructura espiral–, eran conjuntos de estrellas, gas y polvo como nuestra galaxia, la Vía Láctea, pero muy alejados de nosotros. Efectivamente, en abril de 1920 tenía lugar en Washington el Gran Debate entre Harlow Shapley y Herber Curtis sobre el tamaño de nuestra galaxia y la naturaleza extragaláctica o no de las nebulosas espirales. Shapley, que fue el más convincente en argumentos y el posible ganador del debate, afirmaba que todas estas nebulosas –que hoy llamamos galaxias– forman parte de la Vía Láctea, una estructura, que, para él, tendría que tener unos 300.000 años luz de diámetro.

El universo de Shapley fue desmontado por el mismo Hubble en 1925, cuando demostró, con unas observaciones inapelables, que la gran nebulosa de Andrómeda no era más que una galaxia espiral como la nuestra, situada a unos 900.000 años luz de la Tierra. Esta distancia la convertía en un objeto definitivamente extragaláctico: incluso aceptando el enorme tamaño otorgado por Shapley a la Vía Láctea, Andrómeda se situaba más allá de los límites de nuestra galaxia. Hoy sabemos que la distancia a la que se encuentra Andrómeda es todavía superior, casi tres veces la que Hubble había deducido. El descubrimiento de Hubble agrandó el universo de manera espectacular y convirtió las galaxias en los elementos básicos del tejido cósmico. Su estudio y su clasificación pasó a ser una de las ramas más apasionantes de la astronomía observacional de la época y sin duda, Hubble, con una clarividencia extraordinaria, fue pionero en muchos de estos trabajos. Todavía hoy encontramos su dibujo con el esquema evolutivo de los diferentes tipos morfológicos de galaxias reproducido en muchos libros de astronomía. Este esquema, en forma de horca, nos presenta las galaxias elípticas como tempranas y las espirales como tardías, porque Hubble pensaba que la forma de las galaxias evolucionaba de esta manera. Hoy sabemos que esto no es cierto, pero todavía no tenemos una idea precisa de cómo se han formado las galaxias ni de cómo evolucionan con el paso del tiempo para presentar las formas que hoy observamos. Es uno de los temas en que los astrónomos se confiesan más ignorantes y sobre el que más esfuerzos se realizan desde todas las vertientes de la astronomía contemporánea: observacional, teórica y computacional.

En este estudio, los hallazgos de objetos como el que ilustra estas páginas resultan clave. Se trata de una galaxia peculiar o patológica con una espectacular estructura de anillo. Se conoce con el nombre de objeto de Hoag, porque fue el astrónomo americano Arthur A. Hoag quien lo descubrió en el año 1950. Hoag, que años más tarde se convertiría en director del Lowell Observatory, pensó inicialmente que podía ser una nebulosa planetaria, el remanente fluorescente de la muerte de una estrella como el Sol (véase Mètode, núm. 34), pero pronto descartó la idea y se convenció de que se trataba de una galaxia poco habitual. En la década de los 80, el grupo de astrónomos liderado por François Schweizer comprobó que el núcleo y el anillo se encontraban efectivamente a la misma distancia –600 millones de años luz– y que, por lo tanto, se trataba de un sistema físicamente ligado con un bulbo central constituido por estrellas amarillas y viejas, rodeado de un majestuoso anillo de gas caliente con estrellas azules, de formación más reciente, que dejaba un espacio aparentemente vacío entre las dos estructuras. El núcleo es como una galaxia elíptica normal. El anillo exterior, en el que aún se observan trazas de formación estelar, tiene un diámetro de 120.000 años luz, unas dimensiones ligeramente superiores a las de nuestra galaxia. Difícilmente se puede encontrar en el universo otro anillo tan gigantesco.

Hay diferentes hipótesis sobre la formación de este Señor de los Anillos galáctico. La más plausible, apuntada por F. Schweizer y sus colaboradores en el año 1987, es la de un encuentro entre dos galaxias producido hace unos 2,5 mil millones de años. La galaxia elíptica central capturó, por atracción gravitatoria, otra galaxia que eventualmente se hubiera acercado suficientemente. El intruso fue rasgado en su caída sobre la galaxia elíptica y los pedazos estelares empezaron a orbitar alrededor del caníbal galáctico, formando, con el paso del tiempo, el grandioso anillo, a la vez que borraban los rastros del choque. Hay más galaxias en forma de anillo en el universo, pero en la mayoría de ellas se pueden apreciar las huellas de la colisión a partir de estructuras que evidencian la interacción de marea.

El espacio entre el núcleo y el anillo no está vacío del todo. La nueva imagen del telescopio espacial Hubble nos revela la presencia de cúmulos estelares débiles, pero, sobre todo, nos muestra otro objeto pequeño y muy curioso, puesto que es extraordinariamente parecido al objeto de Hoag. Si se considera el anillo como un reloj, hay que fijarse en la posición que marcarían las manecillas a la una y cinco. Allí encontramos otra galaxia en forma de anillo, posiblemente mucho más lejana –un anillo dentro de un anillo–, coincidencia espectacular que corrobora lo que decía Vera Rubin, la astrónoma americana que descubrió los halos de materia oscura rodeando las galaxias espirales: “Las galaxias son un poco como las personas. A simple vista, todas parecen bastante normales, pero cuando las conoces mejor, todas resultan un poco diferentes y extrañas en algún sentido.

© Mètode 2002 - 36. Paisajes del olvido - Disponible solo en versión digital. Invierno 2002/03
Catedrático de Astronomía y Astrofísica. Observatorio Astronómico de la Universitat de València.