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La nebulosa de Orión
Una historia visual
Susana Biro Descargar
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Al apuntar los primeros telescopios al cielo nocturno, los
astrónomos encontraron que la superficie de la Luna es
rugosa y
que el Sol presenta manchas cambiantes. Pasaron de ver meros puntos
brillantes o esferas perfectas, a discernir los detalles de cuerpos
extendidos. Surgieron nuevos objetos de estudio, nuevas preguntas y
nuevas maneras de buscar respuestas. Para reportar todo esto, los
astrónomos comenzaron a usar dibujos y de este modo, a
principios del siglo XVII, la astronomía se
transformó. A
las prácticas comunes de determinar posiciones precisas y
reportarlas en tablas para elaborar calendarios, se agregó
otro
elemento: la astronomía visual (Winkler y van Helden, 1992).
Para mirar y registrar los objetos revelados por el telescopio, se
usaron técnicas de otras disciplinas y tradiciones
provenientes
de una rica cultura visual en el arte y en otras áreas de la
ciencia como la botánica y la anatomía.
También
tuvieron que innovar de acuerdo con los retos que se les fueron
presentando.
En este ensayo mostraré las
maneras en que se
usaron las imágenes al observar, registrar y reportar los
objetos celestes. Veremos que estas representaciones visuales no
solamente constituyeron el producto final, sino una parte integral del
proceso de ir entendiendo más sobre la naturaleza. Me
centraré en el ejemplo del estudio de la nebulosa de
Orión entre los siglos XVII y XIX; esto es, a partir de la
invención del telescopio y hasta antes del uso de la
fotografía.
Las nebulosas son cuerpos tenues,
extendidos, que no
se conocían antes del telescopio, y que aún con
este
instrumento eran difíciles de ver. Su estudio
requirió de
una combinación de desarrollos técnicos,
teóricos
y sociales para avanzar (Biro, 2015). Para mostrar el papel de las
imágenes en la práctica de la
astronomía, he
seleccionado seis representaciones de la nebulosa de Orión
que
considero ilustran el papel de lo visual en la práctica
científica.
ANUNCIAR
Los
reportes iniciales de cuerpos nebulosos, que no eran ni estrellas ni
planetas, fueron descripciones dentro de los múltiples
textos
resultantes del uso del recién inventado telescopio a
principios
del siglo XVII. Por ejemplo, el alemán Simon Marius
reportó ver una nubecilla ovalada en la región de
Andrómeda y el francés Nicolás de
Peiresc otra, en
el centro de la daga de Orión. La primera imagen de una
nebulosa
que se publicó fue realizada por el astrónomo
holandés Christian Huygens. Él
construyó un
telescopio mucho más potente que los anteriores y con
él
se propuso resolver la pregunta acerca del curioso cambio de forma del
planeta Saturno. Huygens realizó múltiples
observaciones
y dibujos de este planeta a lo largo de su periodo de
traslación
en torno del Sol. En 1659 publicó el libro Systema Saturnium
donde presentaba grabados sencillos y claros hechos a partir de sus
dibujos, así como un diagrama con una secuencia en el tiempo
de
las formas aparentes de Saturno. Sumando esta evidencia mostraba que el
cambio de forma del planeta a lo largo de su año se debe a
que
está rodeado de un disco y que su eje de rotación
está inclinado respecto de la Tierra. Esta forma visual de
construir un argumento era novedosa para la astronomía, pero
era
característica de una tradición de
representación
descriptiva en su natal Holanda (Alpers, 1983).
Figura 1. Imagen de
la Nebulosa de Orión. Christian Huygens, Systema Saturnium,
1659.
En este libro aparecía además un grabado con el
cual
Huygens anunciaba que Theta Orionis, la estrella central de la espada
de Orión, eran en realidad tres estrellas muy cercanas
rodeadas
de una zona nebulosa extendida. El libro fue leído por
astrónomos en toda Europa e impulsó el
interés por
estos extraños cuerpos nebulosos. Edmund Halley
repitió
la observación de la nebulosa en Orión, y
además
encontró otros cinco objetos celestes tenues “que
brillan
por su propio lustre.” Dos décadas
después otro
astrónomo inglés, William Derham, dio un discurso
ante la
Royal Society para “instigar a otros para que hagan
observaciones
adicionales, pues las considero dignas de
investigación.”
COMPARAR
Estimulados
por las descripciones, los discursos y especialmente por las
imágenes, pronto otros astrónomos se interesaron
en las
nebulosas y las fueron incluyendo en sus programas de trabajo. Por
ejemplo, en 1750 el astrónomo francés Louis de
Lacaille
montó un observatorio en el Cabo de Buena Esperanza con el
propósito de medir las distancias a las estrellas y
así
conocer la forma que tiene el universo. Estando allá,
aprovechó para repetir las observaciones reportadas hasta
entonces, descubrió otras y elaboró un
catálogo de
42 nebulosas.
Figura 2. Comparación
de diversas imágenes Orión, 1. Según
Huygens (1659), 2. Según Le Gentil (1758),
5. Según Picard, 6. Según Le Gentil (1752).
Guillaume le
Gentil, Mémoires de l’Académie Royale
des Sciences,
1759.
Hacia mediados del siglo XVIII ya se conocían
suficientes
objetos nebulosos y se empezaron a clasificar en tres tipos
según su apariencia: aquellos que son un cúmulo
de
estrellas, los que son solo nebulosas y los que combinan los dos tipos
anteriores. Naturalmente, por su gran tamaño aparente en el
cielo, Orión fue una de las más observadas y
dibujadas.
Los dibujos realizados por cada astrónomo eran notablemente
diferentes y esto llevó a muchos a pensar que la nebulosa
cambiaba con el tiempo. El astrónomo francés
Guillaume Le
Gentil pensaba más bien que estas diferencias se
debían a
que las observaciones habían sido realizadas con telescopios
diferentes. Para demostrarlo reunió las imágenes
de
Orión publicadas hasta el momento y él mismo la
observó con diferentes telescopios. De este modo,
además
de estudiar la nebulosa, estaba utilizando a Orión como un
objeto prueba (Schikore, 2007) para comparar telescopios. A diferencia
de los estudiosos del mundo microscópico, todos los
astrónomos podían observar el mismo objeto. Pero
entonces
prácticamente no había dos telescopios iguales,
de modo
que resultaba muy difícil comparar los resultados de las
observaciones. Aunque Le Gentil no llegó a una
conclusión
precisa, su trabajo sirvió para hacer conscientes a los
observadores de sus instrumentos.
Otro astrónomo
francés del mismo
periodo, Charles Messier, hizo el catálogo más
extenso de
nebulosas de su tiempo. Su catálogo con 110 nebulosas
contiene
información sobre las observaciones (los diversos
telescopios
utilizados, las condiciones atmosféricas), tablas con las
coordenadas, una brevísima descripción de cada
nebulosa y
un apéndice dedicado a la nebulosa de Orión. Esta
última sección incluye una
representación muy
detallada de esta nebulosa, realizada a partir de múltiples
observaciones y dibujos. Messier proponía que esta imagen
podía servir para comparar con futuras observaciones y
así saber si la nebulosa presenta algún cambio.
Figura 3. La
Nebulosa de Orión (M42). Charles Messier, Mémoires de
l’Académie Royale des Sciences, 1771.
Messier mostró sus resultados en una
reunión de la Academie
des Sciences en París, donde explicó
que el
punto de partida de sus estudios habían sido los
catálogos, descripciones y representaciones de otros
astrónomos. Como se acostumbraba entonces, su ponencia se
publicó más adelante en las memorias de la
Academie. De
este modo, su trabajo se integró al creciente cuerpo de
conocimiento que circulaba por el mundo en medios diversos: desde
cartas entre individuos (que luego se copiaban y reenviaban) hasta
reuniones de las sociedades científicas; en las memorias de
las
academias y en libros. Así, Messier abonaba a un creciente
empirismo colectivo en torno de las nebulosas, mediante el cual se
compartían los detalles de la práctica que
habían
llevado a los resultados (Daston y Galison, 2007). Su impresionante
imagen de Orión, junto con las anteriores, servía
como
evidencia a distancia, permitiendo que otros astrónomos con
otros telescopios (e incluso estudiosos sin telescopio)
también
“observaran” Orión y reflexionaran
acerca del tema
(Bleichmar, 2012).
EXPLICAR
Las
nebulosas pasaron de ser una curiosidad, a ser un objeto de estudio
importante para los astrónomos; se comenzaron a realizar
trabajos extensos y sistemáticos. El astrónomo
británico William Herschel construyó telescopios
reflectores cada vez más grandes para conocer la forma del
universo. Aunque llegó a hacer uno aún
más grande,
el telescopio que más usó tenía un
espejo de medio
metro de diámetro y seis metros de distancia focal. Enterado
de
la existencia de las nebulosas por muchos medios, pero especialmente a
través del catálogo de Messier, pronto las
incluyó
en sus estudios del cielo. Dentro de sus primeras observaciones
encontró que con su telescopio muchas de las nebulosas que
Messier veía como nubecillas eran en realidad
cúmulos con
numerosas estrellas. A este proceso de distinguir las estrellas que
componen una nebulosa le llamó
“resolver” la
nebulosa.
Figura 4. Ilustración
de varios tipos de nebulosas. Al fondo, comparación de
Orión según Herschel (izquierda) y Huygens
(derecha).
William Herschel, Philosophical
Transactions of the Royal Society, 1814.
Su gran telescopio, que atrapaba más luz que cualquier otro
de
su tiempo, lo hacía ideal para observar las tenues
nebulosas,
pero resultaba muy difícil de mover. Además, un
objeto
celeste permanecía poco tiempo dentro del campo de
visión
del observador. Sumado a esto, cada vez que los ojos de Herschel
pasaban de la oscuridad del cielo al papel iluminado, debía
esperar para acostumbrarse, y esto le quitaba mucho tiempo. De modo que
optó por permanecer pegado al telescopio y dictar una
descripción de lo que veía. Solamente
después, a
partir de sus descripciones y lo que recordaba, realizaba algunos
dibujos.
Herschel fue coleccionando nebulosas,
sistematizando
la información que registraba acerca de cada una de ellas, y
agrupándolas por sus características visuales
como
tamaño, brillo o grado de compresión.
Él mismo
decía que se sentía como historiador natural (lo
que hoy
llamamos biólogo), coleccionando y clasificando
especímenes. Al igual que los historiadores naturales de su
época, no estaba tan interesado en cada objeto particular;
más bien buscaba tipos generales, representativos de un
grupo
(Daston y Galison, 2007; Bleichmar, 2012). Cuando tuvo dos mil
nebulosas, todas meticulosamente descritas, Herschel vio que
emergía un patrón y propuso un modelo en el que
todas las
nebulosas son cúmulos de estrellas que van cambiando con el
tiempo. Planteó que las estrellas inician dispersas y se van
compactando debido a una fuerza central, de modo que las más
compactas son también las más antiguas. Aunque
él
no había visto este cambio, decía que
–como en un
jardín con plantas en diversos grados de
crecimiento– las
nebulosas observadas estaban en varios estados de desarrollo. En los
informes publicados por Herschel predominan largas tablas con las
posiciones de cada nebulosa y descripciones muy breves (con letras para
cada propiedad como forma o brillo).
Aunque Herschel estaba buscando
generalizar para
entender todas las nebulosas, claramente también se fijaba
en
los detalles todo el tiempo, pues pronto reconoció un objeto
que
simplemente no embonaba con su modelo, que de ningún modo se
podía decir que era un cúmulo de estrellas.
Así
que revisó sus vastas bitácoras (con
descripciones y
dibujos), repitió algunas observaciones, y finalmente
anunció la existencia de otro tipo de nebulosas hechas de un
“fluido luminoso”. A partir de esta evidencia
amplió su modelo, proponiendo que a partir del
fluido luminoso se forman las estrellas y luego, como antes, estas se
agrupan en cúmulos. Por lo tanto, un observador de nebulosas
encontraría regiones de fluido luminoso y también
cúmulos de estrellas.
CONOCER
John
Herschel, el hijo de William, también estudió las
nebulosas. Inicialmente repitió y organizó el
trabajo
realizado por su padre, reforzando su modelo y su estilo de trabajo.
Pero más adelante John usó una técnica
muy
diferente, con objetivos distintos. Como sucedió en otras
ramas
de la ciencia en el siglo XIX, en la astronomía se
pasó
de buscar los objetos típicos o representativos para crear
modelos generales, a concentrarse en observar y registrar con
precisión objetos particulares para entenderlos mejor
(Daston y
Galison 2007). Para este propósito, John le
agregó un
micrómetro al telescopio de seis metros de William, de modo
que
ahora podía medir con mayor precisión las
posiciones y
registrar los rasgos particulares de las nebulosas. Mediante repetidas
observaciones, y la integración de técnicas
provenientes
de la geografía, pudo realizar imágenes muy
detalladas
–casi retratos– de varias de las nebulosas
peculiares que
le interesaban.
Se dedicó especialmente a la
nebulosa de
Orión, estudiándola primero desde el hemisferio
norte y,
más adelante, desde el hemisferio sur. Para extraer toda la
información posible sobre esta nebulosa,
desarrolló un
complejo procedimiento: comenzó por medir la
posición de
las estrellas más brillantes de la región y las
conectó en triángulos para obtener una rejilla.
Separar
de este modo la región lo ayudaba a poner especial
atención en cada sección. Mediante repetidas
observaciones se fue familiarizando con cada área triangular
y
así con la nebulosa completa. Este método de
triangulación era similar al que utilizaban los
geógrafos
y topógrafos para levantar el mapa de una región,
y el
resultado de John Herschel fue un “mapa
descriptivo” de la
nebulosa (Nasim, 2013).
Figura 5. La Gran
Nebulosa de Orión. John Herschel, Results of Astronomical
Observations at the Cape of Good Hope, 1847.
El dibujo final de John Herchel fue la imagen más
espectacular de la nebulosa de Orión de su tiempo. Esto se
debió a la nueva técnica para registrar lo
observado, y a
una gran cantidad de trabajo; pero también influyeron la
habilidad del dibujante y los instrumentos con los que contaba. Por
entonces se pasó de usar la pluma con tinta, al
lápiz de
grafito y con ello se volvió posible registrar detalles
más finos. Además, las técnicas para
hacer
grabados habían avanzado mucho. En la primera mitad del
siglo
XIX ya era posible la reproducción fiel del dibujo final
(Nasim,
2013). Este grabado es el que todos verían, los otros
observadores de nebulosas y los demás astrónomos.
DISCUTIR
El
tercer Conde de Rosse, astrónomo irlandés
contemporáneo de John Herschel, también estaba
interesado
en las nebulosas y, consciente de la necesidad de atrapar mucha luz
para poder ver estos tenues objetos, fue haciendo telescopios cada vez
más grandes. Finalmente logró fundir un espejo de
1.8
metros de diámetro y construyó un telescopio con
una
distancia focal de 16 metros, un verdadero monstruo. Como le
había pasado a Herschel padre, encontró que con
su
telescopio se resolvían muchas nebulosas (se
distinguían
múltiples estrellas en su interior) que hasta entonces se
consideraban hechas de fluido luminoso. Esto lo convenció
del
gran poder de su instrumento y pronto concluyó que todas las
nebulosas son cúmulos de estrellas. Incluso llegó
a la
controvertida conclusión de que la nebulosa de
Orión
estaba hecha solamente de estrellas.
Figura 6. Zona
central de la Nebulosa de Orión. Conde de Rosse,
Philosophical Transactions of the Royal Society, 1868
Por sus múltiples ocupaciones, Rosse no
podía hacer
observaciones todo el tiempo y a través de los
años fue
contratando una serie de observadores. Así que
él
definía el programa de trabajo y el observador en turno lo
llevaba a cabo. El proceso se registraba en bitácoras, con
anotaciones y dibujos. De este modo, las imágenes
provenientes
de su observatorio contenían el trabajo de varios pares de
ojos
y manos. Rosse trabajó con asistentes muy diversos y esto
dio
lugar a que hiciera una reflexión acerca del observador
ideal:
¿era mejor que fuera un astrónomo que estuviera
informado
sobre el tema; o un artista que fuera buen dibujante, pero no
prejuiciado? Se estaba preguntando si era mejor que un observador fuera
activo o pasivo a la hora de ver y registrar (Daston y Lunbeck, 2011).
A partir de múltiples
registros
–escritos y visuales– en las bitácoras,
Rosse creaba
un dibujo final que le enviaba al grabador. Al igual que los Herschel,
escogió trabajar con el taller de grabado de la familia
Basire,
y como ellos encontró que eran necesarias varias iteraciones
para que sus imágenes quedaran como él
quería. Es
decir, también el grabador participaba en la
creación de
la imagen final.
Los resultados obtenidos por Rosse eran
realmente
novedosos y naturalmente llamaron la atención en todo el
mundo.
Por ejemplo, observó la nebulosa M51 (del
catálogo de
Messier) y encontró que tiene forma espiral. Esto era algo
nunca
antes visto y reafirmaba que su instrumento era mucho más
potente que todos los anteriores.
En el seno de la Royal Astronomical Society
–fundada unas décadas antes– se dieron
discusiones
que dividieron a los astrónomos en dos bandos: aquellos a
favor
del segundo modelo de William Herschel, que planteaba que hay unas
nebulosas compuestas de estrellas y otras de fluido luminoso; y los que
pensaban, como Rosse, que todas las nebulosas son cúmulos de
estrellas. La objeción más importante de la
comunidad de
astrónomos a los resultados de Rosse era que su instrumento
cambiaba con el tiempo. Por un lado, había dos espejos
supuestamente iguales, y cuando aquel que estaba en uso necesitaba ser
limpiado o ajustado, se intercambiaban. Además, por su gran
peso
(4 toneladas), estos espejos se deformaban al ser movidos. Aunque
muchos tenían dudas de los resultados de Rosse, en ese
momento
tuvieron que conceder pues él tenía el mejor
instrumento.
REPRESENTAR
El
trabajo científico es un proceso colectivo complejo que
involucra una diversidad de elementos materiales, intelectuales y
sociales. Este rápido repaso del estudio de la nebulosa de
Orión muestra el lugar que ocupa la cultura visual en el
proceso. Las representaciones se usan para reportar y comparar
resultados, para clasificar objetos del mismo tipo, para estudiar los
detalles de uno en particular y para discutir todo lo anterior en
diversos medios.
Lo que uno puede ver depende de los
instrumentos que
se tengan, pero también depende de lo que se sabe antes de
acercar el ojo al ocular. Las representaciones del objeto observado son
resultado tanto de la cultura visual circundante como del concepto que
tenga el dibujante sobre el conocimiento y su producción.
Importa igual tanto el material que se tenga para registrar como la
habilidad de quién lo hace. Y a lo largo de todo el proceso
es
indispensable compartir, circular el conocimiento sobre los objetos,
los instrumentos y las prácticas.
Aunque este ensayo trata sobre un
periodo remoto y
una disciplina particular, considero que las reflexiones que se
desprenden de este caso se pueden extrapolar al presente y a otras
disciplinas.
Estar consciente del papel que juegan las imágenes en la
producción del conocimiento puede enriquecer el trabajo de
los
científicos y de los estudiosos de la ciencia por igual.
AGRADECIMIENTOS
Quisiera agradecer al
árbitro anónimo por sus sugerencias que ayudaron
a mejorar el texto.
Bibliografía
Alpers S (1983). The Art of Describing. Dutch Art
in the Seventeenth Century. The University of Chicago
Press, Chicago.
Biro S (2015). La luz.
Historia de las nebulosas, DGDC-UNAM, México.
Bleichmar D (2012). Visible
Empire. Botanical Expeditions & Visual Culture in the Hispanic
Enlightenment. The University of Chicago Press, Chicago.
Daston L y P Galison (2007). Objectivity.
Zone Books, New York.
Daston L y E Lunbeck (eds.) (2011). Histories of Scientific
Observation. The University of Chicago Press, Chicago.
Nasim O (2013). Observing
by Hand. Sketching the Nebulae in the Nineteenth Century.
The University of Chicago Press, Chicago.
Schickore J (2007). The
Microscope and the Eye. A History of Reflections 1740-1870.
The University of Chicago Press, Chicago.
Winkler M y A van Helden (1992). Representing the Heavens: Galileo and
Visual Astronomy. Isis
83:195-217.
Susana Biro
Dirección General de Divulgación de la Ciencia
Universidad Nacional Autónoma de México
sbiro@unam.mx
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