M 31, la Galaxia de Andromeda

Esta época del año, mediados de otoño en el hemisferio norte y mediados de primavera en el hemisferio sur, es la mas favorable para la observación de uno de los objetos más interesantes del firmamento, M 31, la Galaxia de Andromeda, el objeto más lejano (dos millones y medio de años-luz) que podemos ver a simple vista.

M 31 fotografiada con el Telescopio Hubble

Localizarla es muy sencillo por poco que conozcamos el cielo. A primeras horas de una noche de octubre o noviembre veremos en lo alto del cielo el gran cuadrado de Pegaso, en realidad un triangulo pues la estrella de la esquina NE es la Alfa And (Alpheratz), más hacia el este esta la Beta And (Mirach) y luego la Gamma And (Almach), esta última una preciosa doble de colores contrastados: anaranjado y azul. Las tres estrellas, brillantes de la 2ª magnitud, están casi perfectamente alineadas de Oeste a Este.

 M 31, mapa de localización

Desde la Beta And (Mirach) nos dirigimos hacia el NO unos 3º (aproximadamente seis veces el diámetro aparente de la Luna) veremos una estrella de la 4ª magnitud, la Mu And, y siguiendo la misma dirección otros 2º la Nu And algo más débil. A apenas 1º al NO de esta última distinguiremos, si tenemos un cielo medianamente oscuro, una nubecilla borrosa, es la M 31, la Galaxia de Andromeda.

Fotografía de la constelación de Andromeda

Con unos simples prismáticos ya resulta un espectáculo, una gran nube elíptica alargada de NE a SO, brillante en el centro y que poco a poco se va difuminando hasta perderse en la negrura del cielo.

Fotografía de gran campo de M 31, muy aproximativa de lo que puede observarse con prismáticos

Con un telescopio al principio puede resultar algo decepcionante, pero si el cielo es suficientemente oscuro y llevamos un rato con la vista acostumbrada a la oscuridad podremos empezar a ver detalles. En el centro podremos distinguir el núcleo, pequeño y brillante, rodándolo el bulbo de forma ovalada y más allá empezamos a distinguir las espiras. Por desgracia la M 31 esta muy poco inclinada respecto a nuestra visual, eso dificulta ver su estructura y observando con un telescopio medio solo podemos ver bandas de absorción al NO del bulbo que nos permiten adivinar la estructura espiral. También podemos ver una condensación en una de sus espiras, es NGC 206, un gran cúmulo abierto. También resultan claramente visibles, incluso con pequeños telescopios, las dos galaxias satélites: M 32, circular, pequeña, brillante, definida y pegada al limbo SO de M 31; y M 110 o NGC 205, bastante mayor, elíptica, difusa y al NO de M 31. Este dibujo, realizado por el excelente observador visual Michael Vlasov, utilizando un Newton de 203 mm de diámetro, es un buen ejemplo de lo que puede observarse con un telescopio de mediana abertura desde un cielo oscuro.

Dibujo de M 31, M 32 y M 110 con un telescopio de 8" de diámetro

Recapitulemos lo que puede distinguirse visualmente en  M 31 con un telescopio de aficionado de mediana abertura: El núcleo, el bulbo, las bandas de absorción que definen las espiras, el cúmulo abierto NGC 206 y las dos galaxias satélites, M 32 y M 110 o NGC 205. En esta fotografía están señalizados todos estos objetos.

M 31, señalización de lo que puede observarse con un telescopio medio de aficionado

La fotografía, incluso con pequeños telescopios de aficionado, da mucho más de si, por de pronto la estructura espiral se hace evidente, el núcleo queda mucho mejor definido, el cúmulo NGC 206 destaca en las espiras lo mismo que otras condensaciones de un color rojo que señalan nebulosas de emisión. Estas dos fotografías, realizadas con refractores de solo 80 mm de diámetro y una cámaras reflex digitales modificadas para dejar pasar la banda correspondiente al Ha, son un buen ejemplo de ello. La ventaja de utilizar estos refractores, aparte de su calidad óptica, es que sus cortas distancias focales, generalmente de 500 a 600 mm, permiten fotografiar entera la M 31.

La primera, realizada por un buen amigo y astrónomo amateur, Didac Mesa Romeu, con un refractor ED de 80 mm de diámetro y una Canon 450 D, es la suma de 120 exposiciones de tres minutos de duración cada una. El gran número de exposiciones ha sido pensado para compensar la brevedad de cada una de ellas debido a la carencia de autoguiado.

La Galaxia de Andromeda y sus satélites por Didac Mesa Romeu

La segunda, obra de una pareja de buenos amigos y experimentados fotógrafos del cielo: Maritxu Poyal y Jesús M. Vargas, también esta realizada con un ED 80, la cámara es una Canon 450D con filtro IDAS-LPS, es el resultado de diez exposiciones de diez minutos cada una y cinco de un minuto. El disponer de autoguiado permite alargar la duración de las tomas indidivuales, sin embargo con esos tiempos de exposición el centro queda saturado por lo que es necesario realizar exposiciones cortas que luego se integran con las de mayor duración.

La Galaxia de Andromeda y sus satélites por Maritxu Poyal y Jesús M. Vargas

Con telescopios de mayor abertura y focal es posible registrar más detalles sin embargo hay un inconveniente, la M 31 no cabe entera en el sensor de la cámara por lo que es necesario realizar mosaicos. Este es un buen ejemplo, un mosaico de dos teselas de M 31, obra de un buen compañero de los foros "Astronomo.Org" y "Hubbel" que escribe con el nombre de fran_pascualin. El equipo utilizado es un reflector Newton de 203 mm de diámetro y 800 mm de foca y una Canon 600D. La fotografía es la suma de 75 tomas de diez minutos y 30 de un minuto, el motivo de combinar tomas cortas y largas lo he explicado detalladamente en el párrafo anterior.

M 31 y sus satélites por fran_pascualin

Naturalmente con telescopios mayores, como los que utilizan los aficionados mejor equipados y, sobre todo, los profesionales, se consiguen más detalles, como muestra la primera fotografía de este artículo, un mosaico realizado con el HST, el Telescopio Espacial Hubble. A base de fotografías realizadas por el HST se ha montado este espectacular vídeo.

En este enlace podréis disfrutarlo a pantalla completa, muy recomendable, es magnífico.
Galaxia de Andromeda por el HST, vídeo

Con estos grandes telescopios es posible realizar fotografías de detalles concretos como, por ejemplo, el gigantesco cúmulo abierto NGC 206. En esta primera fotografía podemos ver una vista del conjunto de M 31 y un "Zoom" de NGC 206.

M 31 y NGC 206

En la siguiente fotografía un primer plano de este enorme cúmulo abierto, uno de los mayores que se conocen, formado por estrellas supergigantes azules muy jóvenes.

NGC 206

También podemos detallar cúmulos globulares, como el G 1, formado por cientos de miles de estrellas.

Cúmulo globular G 1

Sin embargo lo más interesante es observar su núcleo, especialmente utilizando un telescopio que nos permita captar la banda correspondiente a los rayos X.

Centro de M 31 y "zoom" del núcleo con rayos X

El núcleo es doble y en el hay un gigantesco agujero negro con una masa estimada equivalente a mil millones de veces la de nuestro Sol.

Núcleo de la Galaxia de Andromeda

El descubrimiento de que M 31 es una galaxia como nuestra Vía Láctea apenas tiene un siglo de antigüedad. Hasta entonces se creía que nuestra galaxia era todo el Universo y que M 31 era una nebulosa gaseosa y quizás, dada su forma espiral, un sistema solar en formación. Esta idea empezó a resquebrajarse cuando en 1885 apareció una nueva estrella, la S And cerca del núcleo de M 31, casi tan brillante como toda la nebulosa. Al principio se pensó que era una nova y cuando en 1901 apareció la Nova Persei, lo bastante cercana como para medir su distancia trigonometricamente, por comparación se estableció que la distancia de M 31 era de unos 1500 años-luz, sin embargo fueron apareciendo otras estrellas nuevas en M 31, mucho más débiles que la S And. El número de novas era elevado, una docena en pocos años, por lo que era evidente que M 31 estaba formada por un gran número de estrellas, además también se dedujo que S And era un tipo especial de nova, una supernova, mucho más brillante que las novas corrientes. Podéis encontrar más información sobre las supernovas en el artículo de mi blog que he dedicado a este extraordinario fenómeno.

Del brillo de las novas corrientes aparecidas en M 31 se dedujo que M 31 debía estar a cientos de miles de años-luz de nosotros, por tanto no podía formar parte de nuestra galaxia. Sin embargo no se sabía lo suficiente sobre las novas para afirmarlo con seguridad, por fortuna había otro medio para averiguar la distancia, las variables cefeidas. Las cefeidas son un tipo especial de estrella variable cuyo periodo esta estrechamente ligado a su luminosidad absoluta, contra mayor es el periodo mayor es la luminosidad. El descubrimiento se debe a Henrietta Leavitt que estudió las cefeidas de la Pequeña nube de Magallanes en la primera década del siglo XX.

Gráfico de la variación de luminosidad de una cefeida de M 31

En 1923 Edwin Hubble identificó una cefeida en M 31 con el mayor telescopio en aquel entonces, el de "Mount Wilson", cuyo espejo mide 100" (dos metros y medio) de diámetro. De su estudio concluyo que M 31 estaba a alrededor de 800.000 años-luz de distancia, por tanto no cabía ninguna duda de que era otra galaxia. Posteriores estudios realizados por Walter Baade durante la II Guerra Mundial, aprovechando que la cercana ciudad de Los Ángeles estaba oscurecida para dificultar ataques japoneses, detectaron que habían dos poblaciones diferentes de estrellas y la distancia a M 31 se triplico.

Estrella variable en los brazos espirales de M 31

Hoy en día se calcula que la distancia que nos separa de M 31 es de dos millones y medio de años-luz. Sin embargo esa distancia va disminuyendo con el tiempo y en el futuro es muy posible que la Vía Láctea y la Galaxia de Andromeda se fusionen. La velocidad con que un cuerpo se aleja o se acerca de nosotros se puede medir mediante el llamado "Efecto Doppler". El caso más típico es el del sonido, seguro que todos lo hemos experimentado alguna vez, por ejemplo en una estación de tren, cuando el tren se acerca el sonido es agudo, al pasar ante nosotros el tono cambia bruscamente y al alejarse se hace más grave, lo mismo pasa con la luz. Gracias al efecto Doppler sabemos que M 31 se acerca a nosotros y que dentro de unos pocos miles de millones de años se fusionaran.

Secuencia artística del choque entre M 31 y la Vía Láctea vista desde nuestro planeta

Dejo unos cuantos enlaces que espero que sean de vuestro interés.

Un preciso vídeo con el que viajamos a la Galaxia de Andromeda y vemos todos sus detalles.
La Galaxia de Andromeda, vídeo

La web de Michael Vlasov, un gran observador visual. 

Deep Sky Watch

La web de Maritxu Poyal y Jesús M. Vargas, grandes astrofotografos y muy buenos amigos.

Sky Astophotography

La web del HST, el "Telescopio Espacial Hubble"
Hubble Site

Un muy buen artículo sobre las variables cefeidas y su importancia para medir las distancias.
Variables cefeidas, artículo

Un corto vídeo que hace un "zoom" de la Galaxia de Andromeda.
Viaje al núcleo de la Galaxia de Andromeda, vídeo

El artículo de mi blog dedicado a las supernovas.
Supernovas, artículo

Un interesante documental sobre los agujeros negros del centro de las galaxias.
Agujeros negros gigantes en el centro de las galaxias, documental

Un detallado artículo en formato PDF para entender bien el efecto Doppler.
Efecto Doppler, artículo

Por último un artístico vídeo sobre la probable colisión entre M 31 y nuestra galaxia.
Choque entre las galaxias Vía Láctea y Andromeda, vídeo