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El firmamento, tan eterno e inamovible, no es tan firme como parece. Aunque lucen brillantemente fijas en el cielo nocturno, las estrellas en realidad se desplazan a altas velocidades —hasta 300 kilómetros por segundo las que están dentro de nuestra galaxia—, movimientos que, debido a la inmensa distancia que nos separa de ellas, son imperceptibles para cualquier terrestre.
A pesar de verse minúsculos desde la Tierra, estos desplazamientos estelares, acumulados año tras año, van modificando la posición de los objetos espaciales y pueden complicarle la vida a las y los astrónomos, pues aquello que observan no siempre permanece en el mismo lugar. Y nada más atractivo para un científico que poder predecir la posición exacta de aquello que se mueve y, más aún, saber por qué lo hace.
Para eso está la astrometría, rama de la astronomía que se dedica a medir la posición y el movimiento aparente de los astros sobre el cielo de la manera más precisa posible. Somos algo así como los cartógrafos del espacio: nuestra misión es mapear la mayor cantidad de estrellas, planetas, cometas, asteroides, galaxias y cuásares, definir su ubicación y predecir su desplazamiento sobre el cielo.
La labor de la astrometría es fundamental, entre otras cosas, para calibrar todas las teorías astronómicas, como la estructura o evolución de las estrellas y galaxias. Es necesario saber cuán lejos están para conocer, por ejemplo, qué tan luminosas intrínsecamente son: una estrella muy débil, por su cercanía a la Tierra, puede verse muy brillante (o viceversa); ahí la astrometría, con sus datos precisos, corrige esas distorsiones.
Por supuesto no es una tarea fácil: no podemos poner una cinta métrica de aquí a las estrellas para calcular su distancia, ni tampoco entre ellas para saber cuántos millones de kilómetros las separan. Desde el siglo II AC, griegos como Hiparco de Nicea solo se valieron de los ángulos entre las estrellas, medidos a simple vista y registrados a mano, para asignarles coordenadas en el cielo, pero nunca lograron determinar la distancia entre ellas y nosotros. Sus heróicos intentos de medir una paralaje siempre resultaron fallidos.
¿Qué es una paralaje? Se trata del ángulo que se forma al observar un objeto desde dos puntos distintos. Ya que la Tierra orbita alrededor del sol, los astros más cercanos aparecerán en una posición distinta según la época del año en que se los observe: así es como durante el otoño figuran en un lugar del cielo distinto que en primavera.
Esa diferencia de posición aparente permite formar un triángulo (ver figura 1) con el cual, aplicando algo de trigonometría, es posible establecer la distancia de objetos tan lejanos como una estrella. El problema, por cientos de años, era que los ángulos que marcaban estas diferencias de posición resultaban demasiado pequeños como para ser medibles.
No fue hasta el siglo XIX cuando el alemán Friedrich Bassel, con herramientas como el círculo meridiano, mucho más sofisticadas y precisas que el gnomon o el astrolabio que usaba Hiparco, logró establecer el primer paralaje de una estrella, la 61 Cygni, además de publicar el catálogo de posiciones precisas (aunque no paralajes) de 75 mil estrellas del hemisferio norte.
Desde entonces, y gracias a la astrometría, el mapa del universo se ha ido ampliando exponencialmente. Aunque existen métodos indirectos para determinar la distancia a las estrellas y a otras galaxias, todos ellos, para su correcta calibración, descansan en las paralajes medidas de las estrellas en nuestra galaxia.
Ahora, a 1,5 millones de kilómetros de distancia, orbitando alrededor del sol, un telescopio espacial llamado Gaia se dedica a elaborar el catálogo 3D de la Vía Láctea más preciso y extenso jamás realizado. ¿Su objetivo? Identificar y medir la posición, paralaje y movimiento de mil millones de objetos astronómicos. Una enormidad que, sin embargo, solo alcanza a medir el uno por ciento de las estrellas de la Vía Láctea.
Tan importante como registrar y medir a las estrellas más “cercanas” es hacerlo con los cuásares, galaxias tan brillantes como lejanas, que al estar a tanta distancia permanecen prácticamente fijas para nosotros. Eso las convierte en un confiable marco de referencia para comparar y medir el movimiento de otros objetos, incluyendo cohetes, sondas o estrellas, con mucha mayor precisión y sutileza.
La medición del tiempo, otro concepto que culturalmente parecía tan rígido como el firmamento, también ha solicitado los servicios de la astrometría. Durante siglos usamos la rotación y traslación de la Tierra para definir horas, días y años, pero resulta que nuestro planeta no es una esfera perfecta, tiene montañas y océanos, y como reloj, por lo tanto, es más bien impreciso.
En cambio hay ciertas estrellas de neutrones, llamadas púlsares, que están muy magnetizadas y, debido a su rapidísima rotación, emiten chorros de radiación que llegan a la Tierra con una estabilidad inédita. Son verdaderos pulsos que hoy se consideran los relojes del universo: se estima que se retrasan tan solo un segundo por cada millón de años. Por eso, se está considerando seriamente pasar la medición del tiempo a un marco de referencia astrométrico, que sería incluso más fiable que los precisos relojes atómicos.
Katherine Vieira es doctora en Astronomía y profesora e investigadora del Instituto de Astronomía y Ciencias Planetarias (INCT) de la Universidad de Atacama.
