Andrómeda tiene un diámetro isofotal D25 de aproximadamente 46,56 kiloparsecs (152.000 años luz) y se encuentra a unos 765 kpc (2,5 millones de años luz) de la Tierra. Eso es lo bastante cerca, en términos cósmicos, como para que un astrónomo persa la registrara a simple vista siglos antes de que existieran los telescopios, y lo bastante lejos como para que determinar la distancia exacta requiriera un siglo de los mejores instrumentos de la astronomía.
Andrómeda es la galaxia mayor más cercana a la Vía Láctea, y no está quieta. Está reduciendo la distancia que nos separa, y mucho después de que todos los que lean esto ya no existan, las dos galaxias están destinadas a fusionarse en una sola.
Una nube registrada hace mil años
Hacia el año 964 d. C., el astrónomo persa Abd al-Rahman al-Sufi describió la Galaxia de Andrómeda en su Libro de las estrellas fijas como una "mancha nebulosa" o "pequeña nube". Fue la primera referencia histórica a la Galaxia de Andrómeda y la referencia conocida más antigua a una galaxia distinta de la Vía Láctea, registrada por alguien que no tenía forma de saber que se trataba de una galaxia, y mucho menos de una situada a más de dos millones de años luz de distancia.
Durante casi mil años después de al-Sufi, nadie pudo decir qué era realmente aquella mancha. ¿Era una nube de gas cercana dentro de la Vía Láctea, o algo completamente distinto, situado a una distancia imposible más allá de ella? Responder a esa pregunta se convirtió en uno de los debates definitorios de la astronomía del siglo 20.
Un debate que dividió a la astronomía estadounidense
La idea de que existían galaxias más allá de la Vía Láctea era tan controvertida a principios del siglo 20 que dio lugar al "Gran Debate Shapley-Curtis", en el que los astrónomos Harlow Shapley y Heber Doust Curtis debatieron sobre la naturaleza de las "nebulosas" y el tamaño de la Vía Láctea en la Academia Nacional de Ciencias el 26 de abril de 1920. Shapley pensaba que la Vía Láctea era todo el universo; Curtis sostenía que manchas difusas como Andrómeda eran "universos isla" separados, completamente fuera de ella.
Curtis tenía pruebas, aunque imperfectas. En 1917 observó una nova dentro de Andrómeda. Tras revisar el registro fotográfico, se descubrieron 11 novas más, y Curtis observó que estas novas eran, en promedio, 10 magnitudes más débiles que las que ocurrían en otras partes del cielo. Como resultado, pudo elaborar una estimación de distancia de 500.000 años luz (32 mil millones de UA), una distancia enorme para la época, aunque resultaría ser menos de una cuarta parte de la cifra real.
El telescopio que zanjó la cuestión
El debate Shapley-Curtis necesitaba un telescopio más grande para resolverse, y lo obtuvo. Las observaciones de Edwin Hubble, realizadas en 1924 con el recién terminado telescopio Hooker de 100 pulgadas, demostraron de forma concluyente que aquellas nebulosas estaban demasiado lejos para formar parte de la Vía Láctea y que eran, de hecho, galaxias enteras fuera de la Vía Láctea. Curtis había tenido razón sobre los "universos isla"; simplemente le había faltado el instrumento para demostrarlo de forma definitiva.
El método de Hubble se basaba en las estrellas variables cefeidas, cuyo brillo pulsa a un ritmo directamente ligado a su luminosidad real, lo que permitía a los astrónomos calcular a qué distancia debían estar para verse tan tenues como se ven. Fue un avance decisivo, pero no la última palabra sobre la distancia de Andrómeda, porque el propio método aún tenía un defecto oculto.
Por qué la distancia no dejaba de duplicarse
La distancia estimada de la Galaxia de Andrómeda respecto a la nuestra se duplicó en 1953, cuando se descubrió que existe un segundo tipo, más débil, de estrella variable cefeida. Los astrónomos habían estado confundiendo dos tipos diferentes de cefeidas con reglas de brillo distintas, lo que significaba que toda distancia calculada a partir de ellas, incluida la de Hubble, había sido demasiado pequeña por un factor de aproximadamente dos. Andrómeda no se movió: fue la regla usada para medirla la que se recalibró.
Técnicas posteriores convergieron en la cifra moderna desde direcciones completamente distintas. Un método de cefeidas variables de 2004 estimó la distancia en 2,51 ± 0,13 millones de años luz (770 ± 40 kpc). Luego, en 2005, se descubrió una binaria eclipsante en la Galaxia de Andrómeda. Las estrellas se encuentran a una distancia de 2,52 ± 0,14 millones de años luz (159,4 ± 8,9 mil millones de UA), y toda la Galaxia de Andrómeda se sitúa a unos 2,5 millones de años luz (160 mil millones de UA). Dos métodos independientes, estrellas pulsantes y binarias eclipsantes, llegaron a una cifra casi idéntica: una coincidencia muy ajustada a través de una distancia de 2,5 millones de años luz.
Una barra escondida a plena vista
Durante décadas, los astrónomos describieron a Andrómeda como una espiral simple, muy parecida a las ilustraciones de libros de texto de la Vía Láctea. Los datos infrarrojos del estudio 2MASS y del Telescopio Espacial Spitzer mostraron que Andrómeda es en realidad una galaxia espiral barrada, como la Vía Láctea, con el eje mayor de la barra de Andrómeda orientado 55 grados en sentido antihorario respecto al eje mayor del disco. La luz visible había estado ocultando la barra tras el polvo y el resplandor del disco; solo los instrumentos infrarrojos, que ven a través de ese polvo que la oscurece, revelaron la estructura subyacente.
Un núcleo dividido con un agujero negro dentro
Al acercarse al centro de Andrómeda, la estructura se vuelve aún más extraña. El núcleo consiste en dos concentraciones separadas por 1,5 pc (4,9 años luz). La concentración más tenue, P2, se sitúa en el verdadero centro de la galaxia y contiene un cúmulo estelar incrustado llamado P3, que alberga numerosas estrellas de tipo A brillantes en ultravioleta y el agujero negro supermasivo, llamado M31*. En lugar de un solo núcleo brillante, el centro de Andrómeda parece formado por dos, y la más débil de las dos concentraciones es la que en realidad marca el centro gravitacional de la galaxia y alberga su agujero negro central.
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Millones de estrellas, concentradas en un solo cúmulo
Las regiones periféricas de Andrómeda tienen sus propios superlativos. Hay aproximadamente 460 cúmulos globulares asociados a la Galaxia de Andrómeda. El más masivo de estos cúmulos, identificado como Mayall II y apodado Globular One, tiene una luminosidad mayor que cualquier otro cúmulo globular conocido en el Grupo Local de galaxias. Contiene varios millones de estrellas y es aproximadamente el doble de luminoso que Omega Centauri, el cúmulo globular más brillante conocido de la Vía Láctea. Un cúmulo más luminoso que cualquier cosa que la propia Vía Láctea pueda ofrecer, situado tranquilamente en el halo de Andrómeda, es fácil de pasar por alto junto a los rasgos más famosos de la galaxia.
Pequeños compañeros con destinos muy distintos
Al igual que la Vía Láctea, la Galaxia de Andrómeda tiene galaxias satélite más pequeñas, formadas por más de 20 galaxias enanas conocidas. Las galaxias satélite más conocidas y fácilmente observables son M32 y M110. Ambas son visibles con prismáticos junto a la propia Andrómeda, pero cuentan historias muy diferentes sobre lo que le ocurre a una galaxia pequeña que se acerca demasiado a una grande.
M32 pudo haber sido en su día una galaxia más grande a la que M31 le arrancó el disco estelar, y experimentó un fuerte aumento de la formación estelar en la región central, que se prolongó hasta un pasado relativamente reciente. A su vecina le fue de otra manera: a diferencia de M32, Messier 110 no muestra pruebas de un agujero negro supermasivo en su centro. Un satélite quedó reducido a un remanente compacto marcado por la formación estelar; el otro no muestra ningún indicio del tipo de agujero negro central que sí poseen tanto Andrómeda como M32.
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El grupo que Hubble bautizó
Andrómeda y la Vía Láctea no están aisladas entre sí, ni de un entorno más amplio. El término "Grupo Local" fue introducido por Edwin Hubble en el capítulo VI de su libro de 1936 The Realm of the Nebulae. Allí lo describió como "un pequeño grupo típico de nebulosas que está aislado en el campo general" y enumeró sus miembros, por luminosidad decreciente, como M31, Vía Láctea, M33, la Gran Nube de Magallanes, la Pequeña Nube de Magallanes, M32, NGC 205, NGC 6822, NGC 185, IC 1613 y NGC 147. El mismo astrónomo que demostró que Andrómeda era una galaxia independiente también dio nombre al pequeño cúmulo de galaxias al que pertenece, con Andrómeda encabezando su propia clasificación de luminosidad.
En curso de colisión
Ser vecinos dentro del mismo pequeño grupo tiene una consecuencia: la gravedad está atrayendo a Andrómeda y a la Vía Láctea. La colisión Andrómeda-Vía Láctea es una colisión galáctica que podría producirse dentro de unos 4,5 mil millones de años entre las dos galaxias más grandes del Grupo Local. La Galaxia de Andrómeda se está acercando a la Vía Láctea a unos 110 kilómetros por segundo (68,4 mi/s), según indica su desplazamiento hacia el azul, algo poco frecuente entre galaxias lejanas, la mayoría de las cuales presentan un desplazamiento hacia el rojo a medida que el universo se expande alejándolas de nosotros.
Ese acercamiento suena alarmante, pero la colisión no se parecerá a un choque de coches. Aunque la Galaxia de Andrómeda contiene aproximadamente 1 billón (10^12) de estrellas y la Vía Láctea unos 300 mil millones (3×10^11), la probabilidad de que siquiera dos estrellas colisionen es insignificante debido a las enormes distancias que las separan. Billones de estrellas atravesarán el territorio de las otras sin que apenas nada llegue a tocarse, porque incluso una galaxia abarrotada es, estrella por estrella, sobre todo espacio vacío.
La única excepción dramática involucra a los agujeros negros situados en el núcleo de cada galaxia, incluido el propio M31* de Andrómeda. El gas absorbido por el agujero negro combinado podría dar lugar a un cuásar luminoso o a un núcleo galáctico activo, liberando tanta energía como 100 millones de explosiones de supernova. Todo lo demás en la fusión será una deriva tranquila y de millones de años de estrellas deslizándose unas junto a otras; los agujeros negros son el lugar donde ocurre el verdadero espectáculo.