Sal fuera en una noche clara y mira el cielo. Si vives en una ciudad o en un barrio muy poblado, verás docenas, quizá cientos, de estrellas brillantes. En función del día del mes que sea, puede que veas la luna llena y hasta cinco de los ocho planetas que giran alrededor del Sol.

Quizá aparezca una estrella fugaz o “meteoro” en el cielo. En realidad, lo que ves es el destello de luz de una pieza diminuta de polvo de cometa que pasa a toda velocidad por la atmósfera.

Otro puntito de luz se mueve de forma lenta y constante por el cielo. ¿Es un satélite espacial, como el telescopio espacial Hubble, o un avión de pasajeros que vuela a una gran altitud? Si tienes unos prismáticos, quizá puedas diferenciarlos: la mayoría de los aviones de pasajeros tienen luces de dirección y sus formas pueden percibirse.

Si vives en el campo, o en la costa, lejos de centros turísticos y urbanizaciones, en una zona de llanuras o en la montaña, lejos de pistas de esquí iluminadas, puedes ver miles de estrellas. La Vía Láctea parece una preciosa franja nacarada que surca el cielo. Lo que ves es el brillo acumulado de millones de estrellas que no se pueden distinguir por separado a simple vista. En un lugar de observación, como el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo, en los Andes chilenos, puedes ver más estrellas. Parecen lámparas brillantes que cuelgan de un cielo negro carbón. A menudo ni siquiera parpadean, como en el cuadro de Van Gogh La noche estrellada.

Cuando miras hacia el cielo, estás practicando la astronomía, ya que observas el universo que te rodea e intentas comprender lo que ves. Durante miles de años, todo lo que sabían las personas sobre el cielo lo habían deducido a partir de la observación. Casi todo lo que estudia la astronomía tiene las siguientes características:

Astronomía: la ciencia de la observación

La astronomía es el estudio del cielo, la ciencia de los objetos cósmicos y los fenómenos celestes, y la investigación sobre la naturaleza del universo en el que vives. Los astrónomos profesionales desarrollan la astronomía mediante la observación con telescopios que capturan luz visible de las estrellas o a través de la captura de ondas de radio que proceden del espacio. Utilizan telescopios de jardín, enormes instrumentos de observatorio y satélites que orbitan alrededor de la Tierra. Recogen formas de luz (como radiación ultravioleta) que la atmósfera bloquea antes de que lleguen al suelo. Envían telescopios en cohetes sonda (equipados con instrumentos para hacer observaciones científicas a altitud elevada) y en globos no tripulados. Y envían instrumentos por todo el Sistema Solar a bordo de sondas espaciales.

Los astrónomos profesionales estudian el Sol y el Sistema Solar, la Vía Láctea y el universo que hay más allá. Enseñan en universidades, diseñan satélites en laboratorios gubernamentales y trabajan en planetarios. También escriben libros (como yo, tu héroe Para Dummies). La mayoría ha dedicado años a estudiar y han hecho doctorados. Muchos de ellos estudian física compleja o trabajan con telescopios robóticos automatizados que llegan más allá del cielo nocturno reconocible a nuestros ojos. Quizá nunca hayan estudiado las constelaciones (grupos de estrellas, como la Ursa Major, la Osa Mayor, bautizada así por antiguos observadores de estrellas) que es lo primero que exploran los aficionados a la astronomía.

Puede que ya estés familiarizado con el Carro, un asterismo de la Ursa Major. Un asterismo es un grupo de estrellas al que se ha dado un nombre y que no coincide con ninguna de las 88 constelaciones reconocidas. Un asterismo puede estar dentro de una única constelación o incluir estrellas de más de una constelación. Por ejemplo, las cuatro esquinas del Gran Cuadrado de Pegaso, un gran asterismo, están marcadas por tres estrellas de la constelación Pegaso y por una cuarta de Andrómeda. En la figura 1-1 se muestra el Carro en el cielo nocturno (en los países anglosajones el asterismo del Carro se conoce como Big Dipper, Gran Cucharón, o a veces como Arado).

Además de los aproximadamente treinta mil astrónomos profesionales que existen en todo el mundo, hay varios cientos de miles de aficionados a la astronomía que disfrutan observando el cielo. Los aficionados a la astronomía suelen conocer las constelaciones y las utilizan como referencia cuando exploran el cielo a simple vista o bien con la ayuda de prismáticos o telescopios. Muchos aficionados también hacen útiles aportaciones científicas. Controlan los cambios de brillo de las estrellas variables; descubren asteroides, cometas y estrellas en explosión; y cruzan la Tierra para captar las sombras que dejan los asteroides al pasar por delante de estrellas brillantes (así, ayudan a los astrónomos a dibujar la forma de los asteroides). Incluso se unen a proyectos de investigación profesional con sus ordenadores personales y smartphones a través de proyectos de ciencia ciudadana, que describo en el capítulo 2 y en otros puntos del libro.

En el resto de la parte I, te ofrezco información sobre cómo observar el cielo de forma efectiva y divertida.

Lo que ves: el lenguaje de la luz

La luz nos aporta información sobre los planetas, lunas y cometas de nuestro Sistema Solar; las estrellas, cúmulos de estrellas y nebulosas de nuestra galaxia; y de los objetos que hay más allá.

En la Antigüedad, la gente no pensaba en la física y la química de las estrellas, sino que absorbían y transmitían mitos e historias populares: la Osa Mayor, la estrella endemoniada, la Cara de la Luna, el dragón que se come al Sol durante un eclipse solar y otras más. Las historias varían de una cultura a otra. Sin embargo, muchas personas descubrieron las figuras que formaban las estrellas. En la Polinesia, los expertos navegantes remaban a través de cientos de kilómetros de océano abierto sin puntos de referencia a la vista y sin brújula. Navegaban siguiendo las estrellas y el Sol, gracias a su conocimiento de los vientos y corrientes.

En la Antigüedad, miraban fijamente la luz de una estrella y observaban su brillo, color y posición en el cielo. Esta información les ayudaba a distinguir un objeto celeste de otro, y tanto entonces como ahora nos permite conocerlos como a un viejo amigo. Aquí tienes algunas ideas para reconocer y describir lo que ves en el cielo:

Preguntas planteadas mientras viajaban: diferencias entre planetas y estrellas

El término planeta procede de la palabra griega planetes, que significa “errante”. En la antigua Grecia (y otros pueblos de la Antigüedad) se dieron cuenta de que había cinco puntos de luz que se movían a través del resto de las estrellas, fijas en el cielo. Algunas se movían constantemente hacia adelante; otras, de vez en cuando daban marcha atrás. Nadie sabía por qué. Pero aquellos puntos de luz no parpadeaban como las estrellas (nadie entendía la diferencia). Cada cultura tenía un nombre para aquellos cinco puntos de luz que ahora denominamos planetas. Sus nombres son Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Estos cuerpos celestes no viajan a través de las estrellas, sino que orbitan alrededor del Sol, la estrella central de nuestro Sistema Solar.

Hoy en día, los astrónomos saben que los planetas pueden ser menores o mayores que la Tierra, pero todos son mucho más pequeños que el Sol. Los planetas de nuestro Sistema Solar están tan cerca de la Tierra que tienen discos perceptibles (como mínimo, cuando se observan a través de un telescopio), así que podemos ver su forma y tamaño. Las estrellas están tan lejos de la Tierra que incluso, aunque las veas a través de un potente telescopio, aparecen como puntos de luz. (Para obtener más información sobre los planetas del Sistema Solar, ve a la parte II.)

Si ves una Osa Mayor, preocúpate: cómo poner nombre a estrellas y constelaciones

Cuando los visitantes miran las estrellas en el planetario, les digo: “Si no podéis ver la Osa Mayor ahí arriba, no os preocupéis. Quizá deberían preocuparse los que sí que ven una Osa Mayor”.

Los astrónomos de la Antigüedad dividían el cielo en figuras imaginarias, como la Ursa Major (la Osa Mayor), Cygnus (el Cisne), Andromeda (Andrómeda, la Mujer encadenada) y Perseus (Perseo, el Héroe). Entonces, identificaban a cada figura con una formación de estrellas. La verdad es que, para la mayoría de las personas, Andrómeda no se parece a una señora encadenada, ni a ninguna otra cosa, en realidad (consulta la figura 1-2).

Hoy en día, los astrónomos han dividido el cielo en 88 constelaciones que contienen todas las estrellas que pueden verse. La Unión Astronómica Internacional, que controla esta ciencia, establece límites para las constelaciones, para que los astrónomos puedan ponerse de acuerdo sobre qué estrella está en cada constelación. En el pasado, los mapas celestes trazados por distintos astrónomos solían discrepar. Ahora, cuando tú leas que la nebulosa Tarántula está en Dorado (consulta el capítulo 12), sabes que, para ver esta nebulosa, debes buscarla en la constelación Dorado, en el hemisferio sur.

La mayor constelación es Hydra (la Serpiente acuática). La menor es Crux (la Cruz) que la mayoría de la gente denomina Cruz del Sur. También puedes ver la Cruz del Norte, pero no la encontrarás en una lista de las constelaciones; es un asterismo (término ya definido) dentro de Cygnus (el Cisne). A pesar de que los astrónomos suelan estar de acuerdo sobre los nombres de las constelaciones, no existe consenso respecto al significado de cada nombre. Por ejemplo, algunos astrónomos denominan Pez Espada a Dorado, pero a mí, personalmente, me gustaría acabar con ese nombre. Una constelación, Serpens (la Serpiente), se rompe en dos secciones que no están conectadas. Las dos secciones, situadas a cada lado del Ofiuco (el Portador de la serpiente), son Serpens Caput (la Cabeza de la serpiente) y Serpens Cauda (la Cola de la serpiente).

Las estrellas individuales de una constelación no suelen tener más relación que su proximidad en el cielo tal como lo vemos desde la Tierra. En el espacio, las estrellas que forman una constelación pueden no mantener relación entre sí, ya que algunas están relativamente cerca de la Tierra y otras se encuentran a distancias mucho mayores en el espacio. Sin embargo, para los observadores de la Tierra forman una figura sencilla que nos permite disfrutarlas.

Por regla general, a las estrellas más brillantes de una constelación se les asignó una letra griega, ya fueran los griegos de la Antigüedad o astrónomos de civilizaciones posteriores. En cada constelación, la estrella más brillante recibía el nombre de Alfa, la primera letra del alfabeto griego.

La siguiente estrella más brillante era Beta, la segunda letra griega, y así sucesivamente hasta llegar a Omega, la última letra del alfabeto griego de 24 caracteres. (Los astrónomos sólo utilizaban las letras griegas minúsculas, por eso las ves escritas α, β… ω.)

Por tanto, Sirio, la estrella más brillante del cielo nocturno (en Canis Major, el Can Mayor) recibe el nombre de Alfa Canis Majoris. (Los astrónomos añaden un sufijo aquí o allá para poner a los nombres de las estrellas en el caso genitivo del latín. A los científicos siempre les ha gustado el latín.) En la tabla 1-1, se muestra una lista del alfabeto griego, en orden, con los nombres de las letras y sus símbolos correspondientes.

Cuando miras un atlas de estrellas, descubres que las de una constelación no están marcadas como α Canis Majoris, β Canis Majoris, y así sucesivamente. Por lo general, el creador del atlas marca el área de toda la constelación como Canis Major y denomina a las estrellas concretas α, β, y así sucesivamente. Cuando consultes información acerca de una estrella en una lista de objetos que observar, por ejemplo, en una revista de astronomía (consulta el capítulo 2), probablemente no la verás clasificada como Alfa Canis Majoris ni siquiera α Canis Majoris, sino que, para ahorrar espacio, la revista lo publica como α CMa; CMa es la abreviación de tres letras de Canis Majoris (y también se utiliza para abreviar Canis Major). Te ofrezco la abreviatura de cada una de las constelaciones en la tabla 1-2.

Los astrónomos no acuñaron nombres especiales como Sirio para cada estrella de Canis Major, así que les asignaron letras griegas u otros símbolos. De hecho, algunas constelaciones no tienen ni una estrella bautizada. (No caigas en la trampa de esos anuncios en los que ofrecen poner nombre a una estrella a cambio de un precio. La Unión Astronómica Internacional no reconoce los nombres de estrellas comprados.) En otras constelaciones, los astrónomos asignaron letras griegas, pero podían ver más de 24, que es el número de letras del alfabeto griego. Por lo tanto, los astrónomos asignaron a algunas estrellas números arábigos, letras del alfabeto latino o números de catálogos profesionales. Por eso, hay estrellas que se llaman 61 Cygni, b Vulpeculae, HR 1516, etc. Puede que incluso te encuentres con nombres de estrellas como RU Lupi y YY Sex (no me lo estoy inventando) pero, como ocurre con cualquier estrella, las puedes reconocer por la posición que ocupan en el cielo (tal como aparecen en las listas de estrellas), su brillo, su color o por otras propiedades, si no lo haces por sus nombres.

Hoy en día, si miras las constelaciones, puedes ver muchas excepciones a la regla de que los nombres de las letras griegas corresponden al brillo de dichas estrellas en una constelación. Las excepciones existen porque:

Los nombres de letras se basaban en imprecisas observaciones del brillo que se hacían a simple vista.

Con los años, los autores de los atlas de estrellas cambiaban los límites de las constelaciones, de modo que algunas estrellas pasaban de una constelación a otra que incluía estrellas que ya estaban bautizadas.

Algunos astrónomos identificaron constelaciones pequeñas y del hemisferio sur después del período griego, y no siempre siguieron la práctica de designarlas mediante letras.

El brillo de algunas estrellas ha cambiado con los siglos desde que se registraron en la antigua Grecia.

Un ejemplo bueno (o malo) es la constelación Vulpecula (la Zorra), en la que sólo una estrella (alfa) tiene una letra griega.

Dado que alfa no siempre es la estrella más brillante de una constelación, los astrónomos necesitaban otro término para describir ese estado, y eligieron la palabra lucida (del latín lucidus, que significa “brillo” o “brillante”). La estrella más brillante de Canis Major es Sirio, la estrella alfa, pero la estrella más brillante de Orion (el Cazador), es Rigel, que es Beta Orionis. La estrella más brillante de Leo Minor, León Menor (una constelación particularmente discreta), es 46 Leonis Minoris.

En la tabla 1-2, aparecen las 88 constelaciones, la estrella más brillante de cada una y la magnitud de esa estrella. La magnitud es la medida del brillo de una estrella (más adelante, en el apartado “Cuanto más pequeño, más brillante: cómo llegar a la raíz de las magnitudes”, hablaré más sobre este tema). Cuando la estrella más brillante de una constelación es la estrella alfa y tiene nombre, sólo pongo el nombre. Por ejemplo, en Auriga, el Cochero, la estrella más brillante, Alfa Aurigae, es Capella. En cambio, cuando la estrella más brillante no es alfa, indico su letra griega u otra designación entre paréntesis. Por ejemplo, la estrella más brillante de Cancer (el Cangrejo) es Altarf, que es Beta Cancri.

Te resultaría mucho más fácil identificar estrellas si tuvieran pequeñas etiquetas con el nombre que pudieras ver a través del telescopio, pero, como mínimo, no es una cifra indeterminada, como el número de estrellas de Hollywood. Si tienes un smartphone, puedes descargar una aplicación que identifique las estrellas por ti. Basta con que descargues un mapa celeste o una app de planetario (como Sky Safari, Star Walk, o Google Sky Map) y enfoques el cielo con el teléfono. La aplicación genera un mapa de las constelaciones en la dirección a la que se dirige tu teléfono. En algunas aplicaciones, cuando tocas la imagen de una estrella, aparece su nombre. (Describo más aplicaciones de astronomía en el capítulo 2; para ver información detallada sobre las estrellas, consulta el capítulo 11.)

¿Qué es lo que veo? Cómo identificar el catálogo Messier y otros objetos celestes

Poner nombre a las estrellas fue bastante fácil para los astrónomos. Pero ¿qué ocurre con todos esos objetos del cielo, como galaxias, nebulosas, cúmulos de estrellas y similares (que comento en la parte III)? Charles Messier (1730-1817), un astrónomo francés, creó una lista numerada de alrededor de cien objetos difusos en el cielo. Su lista se conoce como Catálogo Messier, y, ahora, cuando oyes que llaman a la galaxia Andrómeda por su nombre científico, M31, sabes que es el número 31 del catálogo. Actualmente, el Catálogo Messier está formado por 110 objetos.

Puedes encontrar imágenes y una lista completa de los objetos Messier en la web del Catálogo Messier de Students for the Exploration and Development of Space, en www.seds.org/messier. Y también podrás descubrir cómo obtener un certificado por ver objetos Messier de la web del Club Messier de la Liga Astronómica (Astronomical League) en www.astrole ague.org/al/obsclubs/messier/mess.html.

Los aficionados a la astronomía que ya cuentan con una cierta experiencia suelen participar en maratones Messier, en las que cada uno observa todos los objetos del Catálogo Messier durante una noche. En cualquier caso, en una maratón no tienes tiempo de disfrutar de una nebulosa, cúmulos de estrellas o galaxias concretos. Mi consejo es que te lo tomes con calma y saborees cada una de estas maravillas para la vista. Hay un libro fantástico de Stephen J. O’Meara sobre los objetos Messier, en el que se incluyen consejos sobre cómo observarlos, titulado Deep-Sky Companions: The Messier Objects (Cambridge University Press, 2000). En español puedes echar un vistazo a la obra La Maratón Messier, de Don Machholz (Akal, 2003).

Desde los tiempos de Messier, los astrónomos han confirmado la existencia de miles de objetos del cielo profundo, término que utilizan los aficionados para cúmulos de estrellas, nebulosas y galaxias, y que los distinguen de las estrellas y planetas. Como Messier no los registró, los astrónomos se refieren a dichos objetos por sus números, tal y como aparecen en otros catálogos. Puedes encontrar muchos de estos objetos enumerados en guías de observación y mapas de estrellas por sus números NGC (del nombre en inglés de Nuevo Catálogo General) y del IC (Índice del Catálogo). Por ejemplo, el brillante cúmulo doble de Perseo, el héroe, está formado por NGC 869 y NGC 884.

Cuando te familiarices con algunos de los objetos Messier, empieza con los objetos de Caldwell utilizando tu telescopio y habilidades de observación. Consulta la Lista de Objetos del Programa Caldwell, publicada en esta web de la Astronomical League: www.astroleague.org/al/obs clubs/caldwell/cldwlist.html. El astrónomo británico sir Patrick Moore proporciona información básica sobre una selección de 109 cúmulos de estrellas, nebulosas y galaxias para que disfrutes de su observación. Cuando leas esta lista, también te será útil consultar la obra The Caldwell Objects and How to Observe Them, de Martin Mobberley (Springer, 2009).

Cuanto más pequeño, más brillante: cómo llegar a la raíz de las magnitudes

Un mapa estelar, un dibujo de las constelaciones o una lista de estrellas siempre indica la magnitud de una estrella. Las magnitudes representan el brillo de las estrellas. En la antigua Grecia, Hiparco dividió todas las estrellas que veía en seis clases. A las estrellas más brillantes las llamó magnitud 1 o primera magnitud, y al siguiente grupo de estrellas más brillantes, estrellas de segunda magnitud, y así sucesivamente hasta llegar a las más tenues, las de sexta magnitud.

Fíjate en que, al contrario de lo que ocurre con las escalas y unidades de medida más habituales, cuanto más brillante es la estrella, menor es su magnitud. Los griegos no eran perfectos, incluso Hiparco tenía su tendón de Aquiles: en su sistema, no dejó sitio para las estrellas más brillantes cuando se medían con precisión.

Así, hoy en día, reconocemos algunas estrellas con magnitud cero o magnitud negativa. Sirio, por ejemplo, tiene una magnitud –1,5. Y el planeta más brillante, Venus, a veces es de magnitud –4 (el valor exacto difiere, en función de la distancia a la que esté Venus de la Tierra en ese momento y su dirección respecto al Sol).

Por los números: las matemáticas del brillo

Las estrellas de primera magnitud son alrededor de cien veces más brillantes que las de sexta magnitud. De hecho, las estrellas de primera magnitud son unas 2,512 veces más brillantes que las de segunda magnitud, que son alrededor de 2,512 veces más brillantes que las de tercera magnitud, y así sucesivamente. (En la sexta magnitud, se llega a algunos números grandes: las estrellas de primera magnitud son unas cien veces más brillantes.) Los matemáticos que leáis esto reconoceréis que se trata de una progresión geométrica. Cada magnitud es la raíz quinta de 100 (es decir, cuando multiplicas un número por sí mismo cuatro veces, por ejemplo, 2,512 × 2,512 × 2,512 × 2,512 × 2,512, el resultado es 100). Si dudas de mi palabra y haces el cálculo por tu cuenta, te dará una respuesta un poco distinta porque no he tenido en cuenta algunos decimales.

Por lo tanto, puedes calcular lo tenue que es una estrella en comparación con otra partiendo de su magnitud. Si dos estrellas están a cinco magnitudes de diferencia (por ejemplo, una está en la primera y la otra, en la sexta), se diferencian por un factor de 2,5125 (2,512 elevado a la quinta potencia), y una buena calculadora de bolsillo te muestra que una estrella es cien veces más brillante. Si dos estrellas están a seis magnitudes de distancia, una es alrededor de doscientas cincuenta veces más brillante que la otra. Y, si deseas comparar, por ejemplo, una estrella de primera magnitud con una de magnitud 11, computas una diferencia de 2,51210 en el brillo, que es un factor de 1002, o 10.000.

El objeto más tenue visible con el telescopio espacial Hubble es alrededor de 25 magnitudes más tenue que la estrella más tenue que puedes ver a simple vista (suponiendo una visión y habilidades de observación normales, aunque algunos expertos y algunos mentirosos y fanfarrones digan que pueden ver estrellas de séptima magnitud). Hablando de estrellas tenues, las 25 magnitudes son cinco veces cinco magnitudes, lo que corresponde a la diferencia de brillo de un factor de 1005. Por lo tanto, el telescopio Hubble puede ver 100 × 100 × 100 × 100 × 100, o 10 mil millones de veces cosas más tenues que el ojo humano. Los astrónomos no esperan menos de un telescopio que cuesta unos 775 millones de euros.

Puedes conseguir un buen telescopio por menos de 800 euros y ver gratis las mejores fotos del telescopio espacial Hubble (que vale unos 775 millones de euros) en internet:

www.hubblesite.org.

Otra omisión: Hiparco no tenía una magnitud para asignar a las estrellas demasiado tenues para ser observadas a simple vista. En aquella época, no parecía un descuido porque nadie conocía la existencia de estas estrellas antes de que se inventara el telescopio. Sin embargo, hoy en día, los astrónomos saben que existen miles de millones de estrellas que no podemos ver a simple vista. Sus magnitudes son números elevados: 7 u 8 para estrellas que se observan fácilmente a través de unos prismáticos, y 10 u 11 para estrellas que se observan con un buen telescopio pequeño. Las magnitudes llegan a ser tan elevadas (y tan tenues) como el 21 para las estrellas más tenues del Estudio del Cielo del Observatorio del Monte Palomar (Palomar Observatory Sky Suvey) y alrededor de 31 para los objetos más tenues vistos con el telescopio espacial Hubble.

Observa el pasado gracias a los años luz

Las distancias a las estrellas y a otros objetos más allá de los planetas de nuestro Sistema Solar se miden en años luz. Como medida de longitud real, un año luz equivale a unos 9,5 billones de kilómetros.

La gente confunde un año luz con una medida de tiempo porque el término contiene la palabra año. Sin embargo, un año luz es una medida de distancia: la longitud que recorre la luz, moviéndose a través del espacio a unos 300.000 kilómetros por segundo, durante un año.

Cuando ves un objeto en el espacio, lo ves tal como apareció cuando la luz dejó el objeto. Veamos estos ejemplos:

Cuando los astrónomos detectan una explosión en el Sol, no la vemos en tiempo real; la luz de la explosión tarda unos ocho minutos en llegar a la Tierra.

La estrella más próxima, aparte del Sol, Próxima Centauri, está a unos 4 años luz de distancia. Los astrónomos no pueden ver Próxima Centauri tal como es hoy, sino tal y como era hace cuatro años.

Observa la galaxia Andrómeda, el objeto más distante que se puede ver a simple vista, en una noche despejada y oscura en otoño. La luz que recibe tu ojo dejó esa galaxia hace unos 2,6 millones de años. Si se produjera un gran cambio en Andrómeda mañana, no lo sabríamos hasta dentro de más de dos millones de años. (En el capítulo 12 encontrarás consejos para observar Andrómeda y otras galaxias destacadas.)

Cuando ves estrellas grandes y brillantes de una galaxia lejana, contempla la posibilidad de que esas estrellas ya no existan. Algunas estrellas masivas sólo viven 10 o 20 millones de años. Si las ves en una galaxia que está a 50 millones de años luz de distancia, lo que estás mirando son estrellas inactivas. Ya no brillan en esa galaxia, están muertas.

¡Uau! No, no, quiero decir “au”

La Tierra se encuentra a unos 150 millones de kilómetros del Sol, es decir, a una unidad astronómica (ua o au, en inglés). Las distancias entre objetos del Sistema Solar suelen darse en unidades astronómicas. Su plural también es ua.

Al hacer declaraciones públicas, comunicados de prensa y en libros de divulgación, los astrónomos señalan a qué distancia de la Tierra están las estrellas y las galaxias que estudian. En cambio, entre ellos y en revistas técnicas, siempre dan las distancias medidas desde el Sol, el centro de nuestro Sistema Solar. Esta discrepancia rara vez importa porque los astrónomos no pueden medir las distancias de las estrellas con suficiente precisión para que una au más o menos cambie algo, pero lo hacen así para mantener la coherencia.

Si los astrónomos enviaran un destello de luz hacia una de las galaxias más distantes encontradas con el Hubble u otros grandes telescopios, la luz tardaría miles de millones de años en llegar. Sin embargo, los astrónomos calculan que el Sol aumentará descomunalmente de tamaño y destruirá la vida de la Tierra dentro de solamente unos cinco mil o seis mil millones de años, así que dicha luz sería un anuncio inútil de la existencia de nuestra civilización, una mera anécdota, flor de un día.

No dejes de moverte: averigua la posición de las estrellas

En el pasado, los astrónomos llamaban a las estrellas estrellas fijas para diferenciarlas de los planetas, pues estos últimos se movían. No obstante, las estrellas también están en movimiento constante, tanto real como aparente. Todo el cielo gira sobre nosotros porque la Tierra gira. Las estrellas salen y se ponen, como el Sol y la Luna, pero mantienen su formación. Las estrellas que forman parte de la Osa Mayor no se van a Can Menor o Acuario. Las diversas constelaciones aparecen en momentos y fechas distintos, como se puede observar desde diferentes lugares de la Tierra.

De hecho, las estrellas de la Osa Mayor (y de cualquier otra constelación) se mueven unas respecto a otras. Además, lo hacen a velocidades asombrosas que se miden en cientos de kilómetros por segundo. Como esas estrellas están tan lejos, los científicos necesitan medidas precisas durante intervalos de tiempo considerables para detectar sus movimientos en el espacio. Por lo tanto, dentro de veinte mil años, las estrellas de la Osa Mayor formarán una figura distinta en el cielo (quizás incluso parezcan una Osa Mayor).

Mientras tanto, los astrónomos han medido las posiciones de millones de estrellas y muchas de ellas están recogidas en catálogos e indicadas en los mapas estelares. Las posiciones se registran en un sistema denominado ascensión recta y declinación, conocidas por todos los astrónomos, aficionados y profesionales, como AR y Dec:

Los astrónomos suelen registrar la AR en unidades de horas, minutos y segundos, como el tiempo. La declinación se fija en grados, minutos y segundos de arco. Noventa grados forman un ángulo recto, 60 minutos de arco equivalen a un grado y 60 segundos de arco son un minuto de arco. Un minuto o un segundo de arco también se suelen denominar “arcominuto” o “arcosegundo” respectivamente.

Estas sencillas reglas quizá te ayuden a recordar cómo funcionan la AR y la Dec y cómo leer un mapa estelar (consulta la figura 1-3):

El Polo Norte Celeste (PNC) es el lugar al que apunta el eje de la Tierra en dirección norte. Si estás en el polo norte geográfico, el PNC está justo encima de nosotros (si vas allí, saluda a Papá Noel de mi parte, pero ten cuidado porque puede que estés en un terreno peligroso, ya que no hay tierra en el polo norte geográfico).

El Polo Sur Celeste (PSC) es el lugar al que apunta el eje de la Tierra en dirección sur. Si estás en el polo sur geográfico, el PSC está justo encima de nosotros. ¡Espero que te hayas abrigado bien porque estás en la Antártida!

Estudio en profundidad de la AR y la Dec

Una estrella con una AR 2h00m00s está a dos horas al este de una estrella con AR 0h00m00s, independientemente de sus declinaciones. La AR aumenta de oeste a este a partir de la AR 0h00m00s, que corresponde a una línea en el cielo (de hecho, es medio círculo, centrado en el centro de la Tierra) desde el Polo Norte Celeste al Polo Sur Celeste. La primera estrella puede estar en la Dec 30° norte y la segunda, en la Dec 15° 25’12” sur, pero siguen estando a dos horas de distancia en dirección este-oeste (y a 45° 25’12” de distancia en dirección norte-sur). El Polo Norte y Sur Celestes son puntos en el cielo (hacia el norte y hacia el sur) alrededor de los cuales parece que gire todo el cielo, con las estrellas apareciendo y ocultándose.

Recuerda los siguientes detalles sobre las unidades AR y Dec:

Una hora de AR es igual a un arco de 15º en el ecuador del cielo. Veinticuatro horas de AR cubren el cielo y 24 × 15 = 360º, o un círculo completo alrededor del cielo. Un minuto de AR, denominado minuto de tiempo, es una medida de un ángulo en el cielo que se compone de 1⁄60 de una hora de AR. Es decir, 15° ÷ 60, o 1⁄4°. Un segundo de AR, o un segundo de tiempo, es sesenta veces más pequeño que un minuto de tiempo.

La Dec se mide en grados, como los grados de un círculo, y en minutos y segundos de arco. Un grado completo es alrededor de dos veces el tamaño aparente o angular de la luna llena. Cada grado se divide en 60 minutos de arco. Tanto el Sol como la Luna tienen un ancho de aproximadamente 32 minutos de arco (32’), tal y como se ve en el cielo, a pesar de que, en realidad, el Sol sea mucho mayor que la Luna. Cada minuto de arco se divide en 60 segundos de arco (60”). Cuando miras a través de un telescopio de jardín con un aumento elevado, la turbulencia del aire enturbia la imagen de la estrella. En condiciones buenas (turbulencia baja), la imagen debería medir 1” o 2” de ancho. Esto significa 1 o 2 segundos de arco, no 1 o 2 pulgadas.

Las líneas imaginarias de AR iguales atraviesan el PNC y el PSC como semicírculos centrados en el centro de la Tierra. A pesar de ser imaginarias, aparecen en la mayoría de los mapas celestes para ayudar a encontrar las estrellas en ascensiones rectas concretas.

Las líneas imaginarias que tienen la misma declinación, como la línea del cielo que marca la Dec de 30° norte, pasa por encima de las latitudes geográficas correspondientes. Por lo tanto, si estás en Nueva York, latitud 41° norte, el punto sobre tu cabeza siempre está en Dec 41° norte, a pesar de que su ascensión recta cambie constantemente a medida que gire la Tierra. Estas líneas imaginarias aparecen en los mapas de estrellas, también, como círculos de declinación.

Supongamos que quieres encontrar el PNC desde tu jardín. Colócate hacia el norte y mira a una altitud de x grados, donde x es tu latitud geográfica. Parto de la base de que vives en América del Norte, Europa o en algún punto del hemisferio norte. Si vives en el hemisferio sur, no podrás ver el PNC. En cambio, puedes buscar el PSC. Halla el punto hacia el sur cuya altitud en el cielo, medida en grados por encima del horizonte, sea igual a tu latitud geográfica.

Prácticamente en todos los libros de astronomía, el símbolo " significa segundos de arco, no pulgadas. En cualquier caso, en todas las universidades siempre hay un estudiante de la asignatura de Introducción a la astronomía que escribe en el examen: “La imagen de la estrella era de aproximadamente 1 pulgada de diámetro.” Comprender siempre es mucho mejor que memorizar, pero no todo el mundo lo entiende.

Pero tengo una buena noticia: si sólo quieres ver las constelaciones y los planetas, no es necesario que sepas utilizar la ascensión recta y la declinación. Basta con que consultes un mapa estelar dibujado para la semana o el mes actuales (puedes encontrar estos mapas en la web de Sky & Telescope o en las de las revistas que menciono en el capítulo 2, también puedes utilizar un programa de planetario de escritorio para tu ordenador personal o una aplicación de planetario para tu tablet o smartphone; te recomiendo programas, webs y aplicaciones en el capítulo 2). De todas formas, si quieres saber cómo funcionan los catálogos y los mapas de estrellas y cómo identificar galaxias tenues con tu telescopio, es útil que comprendas este sistema.

Si compras uno de esos telescopios nuevos, vistosos y sorprendentemente asequibles con control informático (consulta el capítulo 3), puedes marcar la ascensión recta y la declinación de un cometa descubierto hace poco y el telescopio apuntará directamente al cometa (cada vez que aparece un nuevo cometa, se incluye una pequeña tabla denominada efemérides. Se indica la AR y la Dec previstas del cometa en noches sucesivas a medida que barre el cielo).

La gravedad: una fuerza que hay que tener en cuenta

Desde el trabajo realizado por sir Isaac Newton, el científico inglés (1642-1727), la astronomía ha girado en torno a la gravedad. Newton explicó la gravedad como una fuerza entre dos objetos. La fuerza depende de la masa y de la separación. Cuanto más gigantesco sea el objeto, más potente será su atracción. Cuanto mayor sea la distancia, más débil será la atracción gravitacional. ¡No hay duda de que Newton era listo!

Albert Einstein desarrolló una teoría mejorada de la gravedad, que supera pruebas experimentales que suspende la teoría de Newton. La teoría de Newton fue lo suficientemente buena para la gravedad que suele experimentarse, como la fuerza que hizo que le cayera la manzana en la cabeza (si es que ocurrió de verdad). Sin embargo, en otros aspectos, la teoría de Newton era imprecisa. La teoría de Einstein es mejor porque adelanta todo lo que Newton predijo correctamente, pero también otros efectos que se dan cerca de objetos masivos en los que la gravedad es muy fuerte. Einstein consideraba que la gravedad no era una fuerza, sino la curvatura del espacio y el tiempo debido a la mera presencia de un objeto masivo, como una estrella. Por sí sola, esa idea ya es extraordinaria.

La teoría de la gravedad de Einstein, la teoría de la relatividad, explica lo siguiente:

Por qué las estrellas visibles próximas al Sol, durante un eclipse total, parecen ligeramente alejadas de posición.

Por qué existen agujeros negros.

Por qué existe una lente gravitacional cuando observamos el espacio profundo.

Por qué, cuando la Tierra gira, arrastra el espacio y el tiempo a su alrededor, un efecto que los científicos han comprobado con ayuda de satélites que orbitan alrededor de la Tierra.

Obtendrás más información sobre los agujeros negros en los capítulos 11 y 13 y estudiarás en qué consisten las lentes gravitacionales en los capítulos 11, 14 y 15 sin que necesites dominar la teoría de la relatividad.

Serás más listo si te lees todos los capítulos de este libro, pero tus amigos no te llamarán Einstein si no te dejas crecer el pelo, te paseas con un jersey viejo y raído, y sacas la lengua cuando te hacen una foto.

El espacio: una conmoción de movimiento

En el espacio, todo se mueve y gira. Los objetos no pueden permanecer inmóviles. Debido a la gravedad, los cuerpos celestes están siempre ejerciendo una fuerza sobre una estrella, planeta, galaxia o nave espacial. Algunos de nosotros nos creemos el centro del universo, pero el universo no tiene centro.

Gira sobre su eje (lo que conocemos como rotación) y tarda un día en dar una vuelta entera.

Orbita alrededor del Sol (lo que conocemos como traslación) y tarda un año en recorrer una órbita completa.

Viaja con el Sol en una órbita enorme alrededor del centro de la Vía Láctea. El viaje dura alrededor de 226 millones de años y la duración de dicho viaje recibe el nombre de año galáctico.

Se mueve con la Vía Láctea en una trayectoria alrededor del centro del Grupo Local de Galaxias, un par de docenas de galaxias de nuestro lugar del universo.

Se mueve a través del universo con el Grupo Local para formar parte del Flujo de Hubble, la expansión general del espacio causada por el Big Bang.

El Big Bang es el fenómeno que dio origen al universo e hizo que se expanda a un ritmo vertiginoso. Las teorías más detalladas sobre el Big Bang explican muchos de los fenómenos observados y han logrado predecir algunos otros que no se habían observado antes de que circularan estas teorías. (Para obtener más información sobre el Big Bang y otros aspectos del universo, consulta la parte IV.)

¿Te acuerdas de Ginger Rogers? Cuando bailaba en las películas, hacía lo mismo que Fred Astaire, pero lo hacía hacia atrás. Igual que Ginger y Fred, la Luna sigue todos los movimientos de la Tierra (aunque no sea hacia atrás), excepto la rotación de la Tierra, porque la Luna gira más despacio, aproximadamente una vez al mes. Y realiza sus tareas mientras gira alrededor de la Tierra (cosa que hace alrededor de una vez al mes).

Y tú, como persona que está en la Tierra, participas en los movimientos de rotación, traslación, órbita alrededor del centro galáctico, cruceros del Grupo Local y expansión cósmica. Haces todo eso mientras vas al trabajo en coche, tanto si eres consciente de ello como si no. Pídele a tu jefe que tenga un poco de consideración la próxima vez que llegues unos minutos tarde.

Capítulo 1