cúmulo

La luz de una galaxia lejana llega hasta nosotros atravesando su propio polvo. Este polvo no es una niebla uniforme, sino nubes irregulares, como jirones de algodón. Los modelos antiguos lo trataban como una neblina homogénea, y entonces la galaxia no cuadraba en cuanto a energía: demasiada luz se perdía en el ultravioleta y muy poca regresaba en el infrarrojo.

La explosión de una estrella masiva no es solo un destello, sino un golpe al gas circundante. Pero hasta ahora nadie había observado cómo se mueve el propio gas en los lugares de tales explosiones.

El universo resuena con silencio. La mayor parte de la materia — alrededor del 85% — permanece invisible, manifestándose solo a través de la gravedad. Vera Rubin ya demostró que las galaxias giran como si estuvieran envueltas en una masa invisible.

Imagine un antiguo manuscrito en el que una nueva historia se ha escrito sobre un texto más viejo. Con el tiempo, la capa superior se adelgaza y las líneas del pasado asoman a través de ella. Así, como un palimpsesto, funcionan los cúmulos globulares, los sistemas estelares más antiguos del Universo.

En el Universo joven, hace unos diez mil millones de años, las galaxias parecían campos ilimitados después de una tormenta: por todas partes brotaban gigantescos grumos de formación estelar de miles de años luz, donde las estrellas jóvenes nacían con una energía desenfrenada. Hoy esas regiones casi han desaparecido: en las galaxias cercanas, los focos intensos son raros.

Cuando un planeta gigante crece, atrae gas hacia sí. Parte de ese gas gira a su alrededor formando un pequeño disco, llamado disco circumplanetario. Se cree que es en estos discos donde aparecen los satélites.

Una manguera contra incendios golpea un ventisquero. El agua no solo empuja la nieve: en el punto de impacto se producen salpicaduras, vapor y estruendo. De manera similar se comportan los chorros — estrechos haces de materia que salen de las cercanías de un agujero negro a gran velocidad.

En astrofísica hay números que parecen aleatorios pero se repiten con la insistencia de un hechizo. Uno de ellos es la razón entre el brillo de los rayos X y la línea de emisión de hidrógeno H-alfa en colas de gas turbulentas.

Una estrella de neutrones es el núcleo que fue de una estrella masiva, comprimido hasta el tamaño de una ciudad. En su centro, la materia está tan densamente apretada que los átomos dejan de existir, y los protones y neutrones se disuelven en un mar de quarks.

Dos cúmulos de galaxias chocaron como dos enjambres de abejas que se atraviesan mutuamente. Uno de ellos es el famoso «Bala». Tras la colisión, el gas caliente, que constituye la mayor parte de la materia ordinaria, frenó y quedó en el centro, mientras que las galaxias, como pequeñas piedras densas, continuaron su camino.

En las frías nubes de gas interestelar se extienden largos y densos filamentos. En ellos, como en incubadoras abarrotadas, maduran las futuras estrellas. Durante mucho tiempo se pensó que dentro de estos filamentos todo estaba gobernado por la gravedad: la materia fluye suavemente hacia los centros, donde la densidad aumenta y finalmente estalla una estrella.

Alrededor de las estrellas jóvenes giran discos de gas y polvo: el material de construcción para futuros planetas. Dentro de estos discos, los granos de polvo no vuelan al azar: se alinean a lo largo de líneas invisibles por donde fluye el gas.

En una nube oscura donde aún no brilla ninguna estrella, el gas comienza a contraerse hacia un centro común. Así nacen las estrellas más masivas de la Galaxia: aquellas que pesan decenas de veces más que el Sol. Los astrónomos apuntaron radiotelescopios hacia la nube SDC335.579-0.292 y vieron cómo las moléculas de gas se alinean en corrientes que caen hacia adentro.

En las frías nubes de gas donde nacen las estrellas gigantes, todo hierve de movimiento. El gas se comprime, gira y se fragmenta en grumos: las futuras estrellas. Durante mucho tiempo se pensó que el campo magnético ponía orden aquí: como hilos invisibles, estiraba los grumos transversalmente. Pero nuevas observaciones han mostrado lo contrario.

Los planetas nacen del polvo. En el disco alrededor de una estrella joven, diminutas partículas de polvo chocan, se pegan y crecen poco a poco, como una bola de nieve que rueda montaña abajo. Pero hay un obstáculo: el gas del disco se mueve más rápido que el polvo y lo frena, impidiendo que se acumule en grumos grandes.

Cuando una estrella masiva agota su combustible, su núcleo colapsa y la onda de choque se precipita hacia afuera. Pero incluso antes de que la estrella se desgarre, en su interior pueden nacer partículas que apenas interactúan con la materia ordinaria. Si se descomponen en luz, la energía se transfiere al denso gas que rodea a la estrella.

Una nube de tormenta acumula electricidad como una batería antes de la descarga. Puede descargarse de dos maneras: mediante un rayo o mediante la creación de partículas con una carga diminuta, llamadas partículas con carga milésima. Estas partículas son casi invisibles para los instrumentos, pero su rastro puede detectarse observando con qué frecuencia caen los rayos.

Dentro de las frías nubes de gas y polvo donde se encienden nuevas estrellas, los astrónomos han vislumbrado estructuras sorprendentemente delgadas. El telescopio ALMA, que opera en el rango milimétrico, ha permitido ver más de 323 filamentos de polvo ultrafinos dentro de 121 cúmulos masivos.

Un cúmulo de galaxias se parece a una intersección concurrida donde las galaxias, como autos, se precipitan contra un viento de gas caliente. Este viento, llamado presión de ariete, arranca de las galaxias sus reservas de gas frío, el combustible para formar estrellas.

En las galaxias Antena, que se están estrellando entre sí, nubes de gas gigantes colisionaron a una velocidad de 50 kilómetros por segundo. Es como dos trenes que se precipitan uno contra el otro: el impacto comprimió el gas y este se encendió con nuevas estrellas.

A gran escala, el universo se asemeja a una telaraña gigante: los brillantes cúmulos de galaxias están conectados por largos filamentos de galaxias, gas y materia oscura. Antes se pensaba que por estos filamentos la materia fluía hacia los cúmulos como por tuberías.

El púlsar de la Nebulosa del Cangrejo parpadea como un faro: cada 33 milisegundos emite un pulso de radio, y así, con la precisión de un reloj atómico. Pero a veces su rotación se desvía: la estrella de repente se acelera un poco, como si algo girara en su interior.

Un secador de pelo dirigido a un trozo de hielo arranca vapor y gotas de la superficie, y el hielo se derrite poco a poco. Algo parecido hace el viento del centro de nuestra Galaxia: atrapa nubes frías de gas y las arrastra, calentándolas y rompiéndolas en pedazos.

La materia oscura es el andamio invisible del Universo. No emite luz, pero su gravedad evita que las galaxias se desintegren. Una nueva hipótesis sugiere que la materia oscura está compuesta de fotones oscuros, partículas fantasmales que normalmente son invisibles.

En una nube hay miles de millones de gotas que chocan y se fusionan, así nace la lluvia. Pero cómo exactamente la turbulencia, esos invisibles remolinos de aire, ayuda o dificulta el crecimiento de las gotas, no está del todo claro. En el laboratorio recrearon un trozo de nube y siguieron cada gota.

El Universo existe en un estado de vacío falso, como agua contenida tras una presa. Detrás se esconde el vacío verdadero, un abismo con leyes diferentes. Normalmente, el agua solo puede filtrarse en un fino hilo a través de poros (efecto cuántico), pero casi no cambia el nivel.

En el denso enjambre de estrellas viejas conocido como cúmulo globular M15, los astrónomos no solo han visto estrellas, sino capas de tiempo. Unas estrellas nacieron antes, otras después, y su composición química delata su origen con la precisión de un arqueólogo que lee los estratos de un antiguo asentamiento.

En la nube oscura NGC 6334I-North, a 5500 años luz de la Tierra, el interferómetro de radio ALMA ha vislumbrado algo inesperado: alrededor de una joven estrella masiva gira un disco de gas y polvo, y dentro de él, siete densas condensaciones. Cada una de ellas podría convertirse en una estrella.

Dos péndulos unidos por un resorte de luz comienzan a oscilar al unísono, sin siquiera tocarse. En el mundo cuántico, tal sincronía significa algo más: las partículas pierden su individualidad y se convierten en un solo objeto.