Estimar la distancia hasta la mayoría de las estrellas que observamos en el firmamento no es una tarea fácil. Como ilustración, imaginemos dos estrellas gemelas a la misma distancia de la Tierra. Es de esperar que ambas tendrán un brillo aparente idéntico en el cielo en esta situación. Sin embargo, si una de ellas se encuentra a una distancia mucho mayor, esa estrella lejana nos parecerá más débil que su hermana. Este experimento se complica cuando tenemos en cuenta que todas las estrellas son diferentes entre sí y que la cantidad de luz que estas emiten dependerá de las condiciones en las que se formaron, cómo de masivas son al nacer y cuánto hace desde que iniciaron su vida como estrellas. Por lo tanto, para estimar a qué distancia se encuentra una estrella en particular, no es suficiente con medir la cantidad de luz recibida sino que necesitamos una serie de suposiciones y datos acerca de su naturaleza.

Afortunadamente existen algunos tipos de estrella, con unas características bien conocidas, para las que es posible estimar su distancia de forma fiable. Entre las más utilizadas por los astrónomos, y descubiertas en los inicios de la Astronomía moderna, se encuentran las estrellas variables tipoCefeida.

Una de las primeras estrellas variables Cefeida fue descubierta por el astrónomo John Goodricke en la constelación de Cepheus (de donde adoptan su denominación) a finales del siglo XVIII. Las Cefeidas pueden llegar a ser hasta veinte veces más masivas que nuestra estrella, el Sol, y miles de veces más luminosas. Lo particular de estos objetos es que esa luminosidad varía de forma periódica debido a la contracción y expansión de la estrella, lo que puede ocurrir en ciclos de días o semanas. Para detectar la variabilidad en brillo de estas estrellas es por tanto necesario observarlas de forma continua o sistemática durante largos periodos de tiempo. Ya que el tiempo de observación en Astronomía es escaso, solo hemos sido capaces de identificar hasta la fecha algunos cientos de estos objetos en la Vía Láctea, aunque la población total se estima que podría alcanzar algunos millares.

A principios del siglo XX, la astrónoma estadounidense Henrietta Swan Leavitt estudió casi 2000 estrellas variables en las Nubes de Magallanes, dos galaxias vecinas cercanas de la Vía Láctea. Al buscar una posible conexión entre el periodo de la variación en la luminosidad y el flujo de luz recibido, Henrietta Swan Leavitt descubrió que las Cefeidas con periodos más largos eran a su vez las estrellas más brillantes dentro de esta familia y viceversa. Además, todos esos objetos se encontraban aproximadamente a la misma distancia ya que pertenecían a las mismas galaxias. Por lo tanto, es posible conocer el brillo esperado de una estrella Cefeida estudiando su variabilidad y, ya que podemos comparar la luminosidad teórica y la observada para ese objeto, inferir la distancia a la que se encuentra de nosotros.

El descubrimiento de la relación entre el periodo, luminosidad y distancia de las Cefeidas supuso uno de los descubrimientos más relevantes de la Astronomía en el siglo pasado. En ese entonces se sabía de la existencia de multitud de "nebulosas espirales", clasificadas así por sus formas irregulares y difusas, muy diferentes al resto de objetos celestes observados hasta la fecha con los telescopios más potentes disponibles. En las primeras décadas del siglo XX, dos corrientes de pensamiento se enfrentaban en lo que se denominó más tarde "El Gran Debate": algunos pensaban que estas nebulosas eran formaciones de gas dentro de la Vía Láctea, mientras que otro grupo de astrónomos opinaba que se trataba de galaxias como la nuestra pero a grandes distancias.

Edwin Hubble detectó estrellas Cefeidas en la "nebulosa" de Andrómeda en 1924. Al estimar la distancia de esas estrellas utilizando su propia relación periodo-luminosidad, Hubble se dio cuenta no solo de que se encontraban más lejos que las Nubes de Magallanes, sino que eran tan remotas que la única explicación posible es que formaran parte de una galaxia independiente a la Vía Láctea. Los 800 000 años luz calculados por Hubble quedan lejos de la distancia asignada en la actualidad para Andrómeda, de unos 2,5 millones de años luz. Aún así, a partir de ese hallazgo nos dimos cuenta de que esas nebulosas observadas por los astrónomos con sus telescopios hace un siglo eran en realidad galaxias tan complejas como nuestro propio hogar. Estos resultados supusieron una ruptura total con la idea de universo imperante hasta esa época en la que nosotros ocupábamos una posición privilegiada en el orden de las cosas.

En la actualidad, las estrellas Cefeidas nos permiten mapear el centro de la Vía Láctea. En concreto, es posible estudiar en detalle la estructura del bulbo galáctico y son los objetos idóneos para realizar estudios acerca de la evolución de estas regiones analizando su composición química. Gracias a observaciones periódicas del interior de la galaxia, como las realizadas por el cartografiadoVVV (siglas en inglés para Vista Variables in the Via Lactea), se han localizado multitud de objetos variables, muchos de ellos estrellas Cefeidas, revelando que nuestra galaxia es mucho más compleja de lo que sabíamos hasta ahora.

En un cielo que creíamos estático e inmutable, han sido precisamente las estrellas variables las que nos han permitido caracterizar la Vía Láctea, derivar la distancia al resto de galaxias del Grupo Local y dar un primer paso en la tarea, posiblemente inalcanzable, de averiguar cuáles son las dimensiones reales del Universo.

Julio Carballo Bello creció en El Cardonal (Tenerife) y realizó la Licenciatura en Física y el Doctorado en Astrofísica en la Universidad de La Laguna y el Instituto de Astrofísica de Canarias. En 2012 se trasladó a Chile donde trabajó como investigador postdoctoral en la Universidad de Chile y posteriormente en la Universidad de Valparaíso. Actualmente es investigador principal de un proyecto sobre arqueología galáctica desarrollado en la Pontificia Universidad Católica de Chile.