Mientras usted lee estas líneas, es posible que la cabeza de un cohete Soyuz-Fregat, lanzado desde la Guayana Francesa, se dirija a un lugar no muy lejano del espacio llamado punto de Lagrange, donde las fuerzas de atracción del Sol y la Tierra se compensan, de manera que cualquier objeto colocado ahí, permanecerá estable e inmóvil con respecto a ellos. El punto al que me refiero se ubica a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra, en dirección perfectamente contraria al Sol, es decir, el punto de Lagrange, la Tierra y el Sol forman una línea recta siempre. Hasta ese lugar, los combustibles del cohete ruso impulsarán una de las cargas más valiosas jamás diseñadas por el ser humano, un instrumento capaz de observar y medir el pequeñísimo movimiento de millones de estrellas lejanas, ubicarlas con altísima precisión en el cielo, estimar su distancia y formar con los datos el primer y más perfecto mapa en 3D de nuestra galaxia.
El telescopio europeo (lanzado hoy 19 de noviembre), llamado Gaia, girará en torno al Sol a la misma velocidad que la Tierra y rotará (inclinado) sobre sí mismo para fotografiar el cielo completo durante cinco años. Su movimiento será como el de un trompo espacial a medio caer, en cuyo interior se encuentra el detector fotográfico más grande construido para un telescopio en órbita, con mil millones de pixeles (en comparación, los smartphone tienen cámaras de unos 10 millones de pixeles). La ubicación de Gaia en el punto de Lagrange le permitirá mantener una temperatura constante y aprovechar al máximo el potencial de sus instrumentos. Sin embargo, la idea de un telescopio de ensueño como este no es nueva; la historia del trabajo que hará Gaia se remonta a los primeros registros del ser humano, cuando se plasmaba en arcilla y papiros la posición del Sol, la luna y las estrellas, hace más de 5 mil años.
De los primeros observadores a la Vía Láctea
El cielo nocturno representó para todas las culturas antiguas una herramienta indispensable, sin la cual, les era imposible calcular y pronosticar desde fiestas religiosas hasta patrones climáticos, pasando por los mejores momentos para comenzar la siembra o la caza de animales. La acumulación de registros pronto generó tablas útiles, dejando al descubierto una ventana esencial al futuro inmediato. Mucho después, la evolución de las sociedades originó la necesidad de datos más precisos, de manera que no bastaba ya con sólo ubicar las estrellas, era prioritario además medir con mucha mayor precisión las posiciones de unas con respecto a otras. Aún más, saber la posición que uno tiene sobre la Tierra dependía de saber la posición de las estrellas en el cielo. La navegación, la creación de mapas y la conquista de nuevos territorios fueron los motores que impulsaron el siguiente paso.
Alrededor del siglo II antes de nuestra era, Hiparco de Nicea, compiló por primera vez un catálogo estelar y registró las posiciones de unas 850 estrellas visibles desde las latitudes cercanas a Grecia. Hiparco siguió las prácticas babilónicas de dividir el cielo en 360 grados y cada grado en 60 minutos de arco. Utilizando instrumentos tan sencillos como compases, obeliscos y maquetas esféricas de diversos materiales, Hiparco legó el mejor catálogo estelar creado a simple vista, por los siguientes cinco siglos.
Después de la edad media europea, una época oscura y en muchos sentidos retrógrada, el renacimiento trajo una nueva forma de ver el cosmos, generando avances reales en muchos campos del conocimiento, incluyendo la astronomía. Por ejemplo, de 1576 a 1580 Tycho Brahe construyó en la isla de Hven (hoy en territorio de Suecia) el más grande observatorio astronómico de la época, hasta antes de la invención del telescopio. Tycho perfeccionó la fabricación de sus instrumentos y logró compilar a simple vista un catálogo con la posición de cerca de 1000 estrellas, mejorando por mucho la precisión hasta entonces registrada. Lo mismo hizo con los cinco planetas conocidos hasta esos años, dando especial interés a Marte. Tycho Brahe es recordado como el mejor astrónomo observacional a ojo, antes de que Galileo Galilei, en 1609, apuntara por primera vez su telescopio, mejorando enormemente la posición de los objetos y descubriendo literalmente otro Universo.
Desde entonces, la tarea de cartografiar el cielo ha sido de primera importancia para la ciencia, las comunicaciones y hasta las relaciones políticas, económicas y sociales entre los países. Sin embargo, sólo en el ámbito astronómico, saber la distribución de las estrellas y posteriormente su distancia, nos permitió descubrir algo probablemente más importante: el lugar que tenemos en el Universo.
A principios del siglo pasado, descubrimos que el Sol y todo el sistema solar, se ubican en una galaxia espiral, girando entorno a un centro, como lo hacen millones y millones de otras estrellas. Vista desde afuera, nuestra Vía Láctea se parece a un huevo frito: un grupo considerable de estrellas forman una especie de disco, mientras otro grupo se ubica en las afueras y el centro, en una distribución más o menos esférica. Como todas las estrellas en conjunto se mueven, las posiciones vistas desde la Tierra cambian, sin embargo, las diferencias son minúsculas y era necesario esperar decenas de años para darse cuenta, apenas, en las estrellas más cercanas. La tecnología ha avanzado y hoy nos permite medir distancias, posiciones y dirección de las estrellas en mucho menos tiempo. Estamos en la antesala de una figura en 3D de nuestra Vía Láctea, “el espinazo de la noche”, como lo llamaba Carl Sagan.
Paralaje y la tercera dimensión del mapa.
Las distancias en el Universo son enormes, casi inimaginables. Sin embargo, hemos sido capaces de cuantificar muchas de ellas. El primer paso para medir el cosmos tiene un procedimiento bastante sencillo pues sólo necesitamos tres cosas: mirar el astro que nos interesa desde varias posiciones, medir uno de los lados que forman el triángulo rectángulo Tierra-Sol-astro y unas sencillas leyes de ángulos. A este método le llamamos paralaje estelar y puede entenderse con el siguiente experimento: extienda al frente su brazo derecho y ponga el pulgar hacia arriba. Cierre su ojo izquierdo y deje abierto el derecho; oculte con el pulgar algún objeto lejano. Ahora abra y cierre alternadamente sus ojos. ¿Logra ver el movimiento aparente del pulgar con respecto al fondo? Esa diferencia en ángulo es la famosa paralaje.
Lo que usan los astrónomos para emular lo que acaba de hacer con los ojos es, por un lado, la gran dimensión de la órbita de la Tierra y además la distancia Tierra-Sol o unidad astronómica (unos 150 millones de kilómetros). En otras palabras, los científicos ven astros desde distintas posiciones, los comparan con otros en el fondo lejano del universo y calculan su distancia con una sencilla división.
Dado que Gaia girará entorno al Sol, podrá observar las mismas estrellas desde puntos contrarios en la órbita, las comparará con objetos mucho más lejanos y determinará la distancia a millones de ellas por el método de paralaje. Una vez que los astrónomos tengan la precisa posición en el cielo y la distancia, es posible realizar un mapa en 3D de las estrellas de nuestra galaxia.
Una nueva era
La capacidad de generar datos científicos es impresionante en el proyecto Gaia. Solo por poner algunos ejemplos: el telescopio hará un mapa de cerca de mil millones de estrellas durante cinco años; en promedio observará 70 veces cada estrella en este tiempo (mil millones representa apenas el 1% del total de estrellas en nuestra Vía Láctea). Logrará medir su posición con una precisión sin precedentes, comparable al grueso de un cabello humano ubicado a 1000 km de distancia. Detectará objetos un millón de veces más débiles que los observados a ojo. Y por si fuera poco, se espera que descubra unos 10 mil planetas en otras estrellas y cientos de miles de asteroides y cometas. Finalmente, para el final de la misión, Gaia habrá producido 1 Petabyte (1 millón de Gigabites), de información, equivalente a unos 200 mil DVDs.
Con estas tarjetas de presentación quién duda que comienza el reinado de Gaia.
Twitter: @naricesdetycho
