Historias de la Ciencia

A finales de 2013 la sonda Gaia fue lanzada desde el Puerto Espacial Europeo en la Guayana Francesa. Era la sucesora de la misión Hipparcos. Recordamos que esta última tenía como misión medir el paralaje y los movimientos propios de más de 2,5 millones de estrellas a menos de 150 pc de la Tierra (1 pc o pársec, son aproximadamente 3,26 años luz, por lo que 150 pc son unos 490 años luz).

Pues bien, al cabo de 6 meses, la Gaia se situó en uno de los llamados puntos de Lagrange, en particular, el punto L2. Los puntos de Lagrange son aquellos en que, de alguna manera, la fuerza centrífuga del cuerpo situado en ese punto queda compensado por las fuerzas gravitatorias de dos cuerpos grandes, por ejemplo, la Tierra y la Luna, o el Sol y un planeta. Ello hace que esos puntos se vean siempre en la misma posición respecto a los dos cuerpos grandes.

Existen ejemplos naturales. Por ejemplo, en el sistema Sol-Júpiter, el los puntos L4 y L5 hay varios miles de asteroides llamados asteroides troyanos. Pero el sistema Sol-Tierra también tiene sus puntos de Lagrange y de estar en uno de ellos pensaríamos que no nos estamos moviendo respecto de ellos. Os muestro un gráfico con los cinco puntos de Lagrange en un sistema con dos cuerpos.

El L2, donde está Gaia, se encuentra a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Salvando las distancias, esta sonda sería un planeta más, pero si puede estar ahí es gracias a la Tierra. En el sistema Tierra-Luna, el punto L2 estaría en la cara oculta de la Luna y sería interesante para radiotelescopios evitando interferencias de la Tierra.

Una vez que Gaia llegó a su L2 empezó la misión de verdad. Midió las posiciones de más de 1.800 millones de estrellas (notad la diferencia con la sonda Hipparcos que midió tan solo 2,5 millones a una distancia de unos 10.000 pc, comparados con los 150 de la Hipparcos), pero no solo en un instante, sino a lo largo del tiempo. Con esa información, los astrónomos han podido construir un una película de cómo se moverán las estrellas en el firmamento a lo largo del tiempo y han visto que las constelaciones tal como las conocemos hoy día irán desapareciendo.

Para que os deis cuenta de la importancia de este tipo de misiones, sabed que gracias a los datos recogidos por esta sonda los científicos han hecho más de 4000 publicaciones. Algunos astrónomos publicaron detalles sobre sus estrellas favoritas en twitter y comentaron que era como una Navidad anticipada.

Pero con los datos recogidos los astrónomos no solo han sido capaces de hacer mapas tridimensionales, sino que han detectado muchas cosas más curiosas, por ejemplo, que el Sistema Solar acelera en un año 7 milímetros por segundo en su velocidad respecto al centro de la Vía Láctea.

Y tal y como se pueden observar estrellas en sentido hacia el centro de la Vía Láctea también podemos estudiar las que hay mirando al borde de la misma respecto de la Tierra. Los modelos matemáticos predicen que la galaxia irá creciendo porque habrá nuevas estrellas. Podemos ir adelante en el tiempo, pero también hacia atrás, y se ha visto que el tamaño era menor.

También se ha visto, por los datos aportados, que en las regiones externas del disco hay una cierta velocidad lenta de las estrellas por encima del plano de nuestra galaxia que se dirigen hacia abajo, hacia el plano, y una cierta velocidad rápida por debajo del plano en estrellas que se mueven hacia arriba. Es patrón de velocidades asombroso no se había anticipado. Podría ser el resultado de la casi-colisión entre la Vía Láctea y la galaxia enana de Sagitario que tuvo lugar en el pasado más reciente de nuestra galaxia.

Descubierta en 1994, es una galaxia satélite de la nuestra, al igual que lo son las Nubes de Magallanes. Tiene un diámetro de 10.000 años luz (la Vía Láctea tiene unos 200.000, o sea, 20 veces mayor) y está actualmente a unos 70.000 años luz de la Tierra. Era la galaxia más cercana a la Vía Láctea en el momento del descubrimiento, aunque perdió ese honor cuando en 2003 encontraron la galaxia enana Can Mayor. Ahora mismo está situada en un emplazamiento opuesto al de nuestra centro galáctico, lo que la hace muy difícil de observar. La cuestión es que esta galaxia se mueve en una órbita polar a unos 50.000 años luz del centro de nuestra Vía Láctea.

Esta galaxia enana de Sagitario contiene algunas decenas de millones de estrellas y actualmente está en proceso de ser canibalizada por la Vía Láctea. Su último paso cercano a nuestra galaxia no fue un impacto directo, pero suficiente para que su gravedad perturbara algunas estrellas de nuestra galaxia tal como perturba el agua una piedra que cae en ella. Se calcula que en los próximos 100 millones de años será finalmente absorbida por nuestra galaxia.

Los investigadores han estado trabajando con esos sutiles movimientos y han concluido que la enana Sagitario ha colisionado con la nuestra, al menos, tres veces en toda la historia de nuestra galaxia (hace 5.700, 1.900 y 1.000 millones de años), y que durante esas colisiones se disparó la formación de estrellas. Lo han deducido de las ondas o efectos gravitacionales que han ido dejando. La enana Sagitario se ha hecho más enana en cada choque.

Es posible que nuestro Sol fuera una de tantas estrellas que se formaron como consecuencia de esa interacción (nuestro Sol tiene unos 5.000 millones de años, cerca en el tiempo de uno de esos choques). A ver si, al final, vamos a tener que agradecer nuestra existencia a una galaxia enana que va dando tumbos alrededor de la Vía Láctea.

Y todo ello lo podemos saber gracias a los datos que nos ha aportado la Gaia.

Utilizando los movimientos observados de galaxias extremadamente distantes, se ha medido que la velocidad del Sistema Solar cambia en 0,23 nm/s por segundo. Debido a esta pequeña aceleración, la trayectoria del Sistema Solar es desviada alrededor del diámetro de un átomo cada segundo, y en un año esto suma alrededor de 115 km. La aceleración medida por Gaia muestra un buen acuerdo con las expectativas teóricas y proporciona la primera medida de la curvatura de la órbita del Sistema Solar alrededor de la galaxia en la historia de la astronomía óptica.

Tal y como en 1991 teníamos un catálogo de 3803 objetos celestes cercanos, el catálogo lo ha aumentado Gaia hasta 331.312. Vamos, 4 veces más lejos y 100 veces más lleno de objetos.

También ha analizado las Nubes de Magallanes, dos galaxias (la Grande y la Pequeña) que orbitan la Vía Láctea. Como se ha podido medir con más precisión el movimiento de las estrellas que contienen esas galaxias se ha visto que la Gran Nube de Magallanes tiene una estructura espiral.

He oído muchas veces quejas de que todas estas cosas son tirar el dinero. El argumento es que, con los problemas que hay en el mundo, se dedique dinero a hacer estas cosas. Es posible que tengan razón, pero antes de dar la razón del todo, hagamos unos pocos números.

El presupuesto de la misión fue de 650 millones de Euros. El presupuesto de defensa en España del año anterior al lanzamiento de la Gaia había sido de 9.000 millones. Con ese dinero hubiéramos podido hacer 14 misiones como la Gaia. Y ya no hablemos del de EEUU que en fechas cercanas anteriores, en 2010, había sido de casi 600.000 millones de euros, que son más de 300 misiones Gaia.

Pero bueno, si pensáis que los gastos de defensa son necesarios sabed que en un periodo de elecciones típico en EEUU que incluye campañas por la presidencia, el Senado y la Cámara de Representantes, se invierten alrededor de 1000 millones de dólares al año. Y, ya puestos, es la misma cantidad que se gastan los americanos anualmente en chicles.

Así que, pensándolo bien, me parece perfecta la utilización de ese dinero. Ello no quita que también se tenga que gastar en otras cosas. Pero recortar gastos, también se puede hacer en otras partidas presupuestarias.

Fuentes:
https://doi.org/10.1038/d41586-020-03432-9
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/Gaia_s_new_data_takes_us_to_the_Milky_Way_s_anticentre_and_beyond
Foto: https://www.publico.es/ciencias/sistema-solar-choques-via-lactea-galaxia-sagitario-pudieron-crear-estrellas-sol.html