Un 'metro' cósmico más preciso

Las estrellas están tan lejos que da igual verlas a ojo que a través de un telescopio. La capacidad de resolución de estos instrumentos no permite observarlas más que como puntos luminosos en el cielo, pero algunas estrellas se utilizan como vara de medir, aunque no muy precisa, de las distancias cósmicas. Ahora, una medida directa del diámetro de una de estas estrellas permitirá afinar mejor y quizás responder a la gran pregunta: ¿cómo es de grande el universo?

El gran problema de medir distancias grandes en el universo es que no hay referencias. Los astrónomos llevan casi un siglo utilizando como vara de medir unas estrellas llamadas cefeidas, cuyo brillo es variable y se puede relacionar directamente con la distancia a la que se encuentran del observador. Esta vara de medir es crucial para la cosmología porque permite estimar la distancia a los objetos más lejanos observables y de ahí calcular el tamaño del universo y su ritmo de expansión.El brillo varía porque la estrella es pulsante, se encoge y se estira, por decirlo de alguna manera, con un cierto ritmo, y su diámetro varía ligeramente. Astrónomos de varias prestigiosas instituciones de Estados Unidos han utilizado la incipiente técnica de la interferometría óptica, en el histórico observatorio de Monte Palomar (California, EE UU), para medir por primera vez directamente el diámetro máximo y mínimo de la estrella Zeta Geminorum, en la constelación de los Gemelos, y deducir que está a 1.100 años luz de la Tierra. El error es del 13%, lo que quiere decir que la estrella puede estar a una distancia mínima de 960 años luz y máxima de 1.240 años luz, pero los resultados casan bien con estimaciones anteriores. Desde el punto de vista de la observación astronómica, ésta es una hazaña, ya que hasta ahora la resolución de los telescopios ópticos no permitía logros semejantes. Desde el punto de vista del cálculo de distancias, representa un estimación tres veces mejor que las anteriores.

Los astrónomos de Caltech, una de las instituciones, explican cómo funciona la estimación de distancias con cefeidas: "Si se observa una bombilla a una distancia desconocida y sabemos que sólo las bombillas de 100 vatios se hacen más brillantes una vez al día, y observamos que esa bombilla oscila una vez al día, entonces podemos calcular la distancia a la que se encuentra midiendo el brillo de la luz que nos llega y comparándolo con el brillo absoluto, que conocemos, correspondiente a 100 vatios".

"La medida de distancias absolutas a las cefeidas se considera como la principal limitación para el cálculo de la constante de Hubble [relacionada con la expansión del universo]", recuerda el director del estudio, Benjamin Lane, estudiante de doctorado en Caltech. "Sabemos que Zeta Geminorum se hace más pequeña y más grande porque vemos el efecto Doppler, debido a que la superficie de la estrella se distancia y acerca ligeramente al observador al expandirse y contraerse". En el nuevo cálculo, publicado en la revista Nature (28 de septiembre), los investigadores mezclan los datos del efecto Doppler con nuevos datos obtenidos del interferómetro experimental de Monte Palomar, que combina las imágenes de dos espejos de 6,4 centímetros separados 110 metros para simular un telescopio con un espejo de 110 metros.

El interferómetro se ha construido con fondos de la NASA y bajo la dirección de dos científicos del Jet Propulsion Laboratory y su objetivo es probar los aspectos técnicos del interferómetro que pronto unirá los dos telescopios mayores del mundo, los Keck, en Hawai, de 10 metros de diámetro cada uno. A su vez, este interferómetro tendrá por objetivo observar directamente planetas extrasolares.

Estas primeras medidas no serán ni las últimas ni las mejores. "La precisión que conseguimos actualmente es una mejora importante respecto a las anteriores medidas, pero esperamos llegar a errores de unos pocos por ciento pronto", ha dicho otro de los científicos, Shri Kulkami.

En otro reciente estudio publicado en la misma revista (21 de septiembre), otros astrónomos estadounidenses han confirmado la situación del agujero negro existente en el centro de la Vía Láctea ( donde está en el cielo la estrella Sagitario A) y han estimado su densidad. Los científicos observaron directamente la gran aceleración de tres estrellas que rotan alrededor del agujero negro, en imágenes tomadas a lo largo de cuatro años con el telescopio Keck. Esto les ha permitido llegar a una conclusión asombrosa, que las estrellas situadas cerca del centro de la Vía Láctea tardan sólo décadas en dar una vuelta completa a su alrededor.