gas frío

En el centro de casi toda galaxia grande se encuentra un agujero negro supermasivo. No solo devora el gas que cae, sino que también expulsa parte de él en potentes chorros. Estos chorros, como pistones gigantes, empujan el gas circundante y lo calientan.

Alrededor de cada galaxia existe una corona invisible de gas frío. Se extiende mucho más allá de los límites del disco estelar y sirve a la vez como almacén de combustible para nuevas estrellas y como cementerio para la materia expulsada.

Dos estrellas, AF Lep A y ε Indi A, se convirtieron en el centro de atención. Con el espectrógrafo GHOST en el telescopio Gemini, los astrónomos descompusieron su luz en colores y, mediante las líneas de absorción, determinaron cuánto carbono, oxígeno, azufre y otros trece elementos hay en sus atmósferas.

Dos peonzas giran tan cerca que casi se tocan. Una es azul y ardiente; la otra, blanca y tenue. Juntas completan una vuelta en veinte horas. Es el par Feige 64: una estrella azul de apenas un tercio de la masa del Sol y una enana blanca —el núcleo enfriado de una antigua estrella— una vez y media más pesada que nuestro astro.

En los rincones más fríos y oscuros del cosmos, los granos de polvo se cubren de hielo, como una ventana en un día helado. Este hielo no es solo agua congelada: también hay monóxido de carbono y dióxido de carbono. De este hielo pueden formarse luego cometas y planetas.

Alrededor de estrellas jóvenes giran nubes planas de gas y polvo: los futuros sistemas planetarios. En algunos de ellos se abre un vacío: el polvo y el gas han sido barridos, como si alguien hubiera adelgazado el centro de un disco de vinilo. Estos discos con huecos se llaman discos de transición.

En una densa nube molecular, en el borde de un gas brillante, trabaja una cinta transportadora invisible. Toma fragmentos simples —átomos individuales y pares ligeros— y, paso a paso, los une para formar largas cadenas y anillos de carbono. La primera pieza de esta cinta transportadora ha escapado durante mucho tiempo a la vista. Ahora se ha encontrado.

En las oscuras nubes interestelares donde nacen nuevas estrellas, la química comienza con una partícula diminuta: el ion trihidrógeno (H₃⁺). Choca con otros átomos y desencadena una cascada de reacciones que construyen moléculas cada vez más complejas. Durante mucho tiempo se pensó que la reacción principal que lo produce —la colisión de H₂⁺ con H₂— solo ocurría en la fase gaseosa.

El radiotelescopio FAST, con su antena de quinientos metros, captó una señal en la longitud de onda de 21 centímetros, la forma en que brilla el hidrógeno frío. La señal provenía de una nube bautizada como Cloud-9. Flota en el espacio junto a la galaxia M94, pero no contiene ni una sola estrella.

En los primeros instantes tras el Big Bang, el universo se expandió a una velocidad vertiginosa, una fase que llamamos inflación. Incluso el vacío estaba agitado: los empujones cuánticos mecían los campos como el viento agita las espigas en un campo.

En el horno de la formación estelar el calor alcanza los 900 grados, como en un alto horno al rojo vivo. Es en ese infierno donde nacen los cristales cósmicos.

En las profundidades negras del cosmos, en la superficie de diminutas partículas de hielo, tiene lugar una construcción silenciosa. Allí, donde la temperatura cae casi hasta el cero absoluto y la radiación es intensa, el aminoácido glicina (el ladrillo proteico más simple) se une consigo mismo.

Un disco de gas y polvo gira alrededor de la joven estrella HV Tau C casi de canto. El telescopio James Webb ha analizado su espectro y ha detectado la emisión de hidrógeno molecular caliente (H₂). Esta revela un amplio viento bilateral que surge de las regiones internas y se extiende mucho más allá del disco.

El cosmos se asemeja a una tela de seda con hilos de una red oscura que sobresalen. Las verdaderas telas las vemos solo como pequeños retazos — a través de telescopios, en catálogos reales de galaxias.

Cuando dos estrellas de neutrones — los núcleos superdensos de astros muertos — colisionan, nace una kilonova: una explosión mil veces más brillante que una nova ordinaria. Es un auténtico taller de fundición del Universo.

Pequeñas semillas de vida pueden cruzar el vacío negro en viajeros helados como el cometa 3I/ATLAS. El Telescopio James Webb encontró por primera vez en él agua y metano, y el análisis de la luz reveló una composición de gases inusual.

La materia oscura es el armazón invisible que sostiene a las galaxias. Pero, ¿cómo apareció exactamente? La respuesta estándar es que las partículas de materia oscura dejaron de colisionar y se "congelaron" en la cantidad que vemos hoy. Sin embargo, hay un camino más astuto: el UFO, o congelamiento ultrarrápido.

El universo a los 700 millones de años es una obra ruidosa donde apenas empiezan a encenderse las primeras luces. Los telescopios captaron una señal de esa época lejana: la galaxia REBELS-25, masiva y repleta de combustible estelar.

El telescopio James Webb observó el disco de gas y polvo alrededor de una joven estrella, donde nacen planetas, y por primera vez distinguió hielo de agua pesada. Esta agua no es común: en sus moléculas, el hidrógeno ordinario es reemplazado por deuterio, su primo más pesado.

Dos piedras caen en un estanque. De cada una se expanden círculos, pero en cuanto chocan, se produce un chapoteo y un golpe seco y resonante. Algo así suena la fusión de dos estrellas de neutrones, los restos superdensos de estrellas que han explotado.

En el corazón de la Vía Láctea, en la nube G+0.693, los astrónomos captaron una señal dulce: líneas de emisión de eritrulosa, un azúcar simple con cuatro átomos de carbono y cuatro de oxígeno.

El telescopio espacial James Webb se asomó a la época en que el universo tenía menos de mil millones de años y descubrió allí cientos de objetos extraños. Diminutos pero deslumbrantemente brillantes, resplandecían con un rojo profundo, como brasas incandescentes esparcidas sobre el terciopelo negro del cosmos.

Con ayuda del telescopio espacial JWST, los astrónomos realizaron un análisis químico del centauro Quirón, un cuerpo helado de los confines del sistema solar. Resultó que su actividad gaseosa se asemeja a un pastel de capas. Desde la superficie se evapora dióxido de carbono, formando una costra superficial.

En el densamente poblado centro de la galaxia, dos estrellas orbitan tan cerca que una despoja a la otra de sus capas externas, como el viento arranca la ropa de un tendedero. Queda un núcleo caliente de helio: una estrella sin envoltura de hidrógeno.

Una supernova es la explosión final de una estrella masiva, que dispersa su materia a años luz a la redonda. Dentro de la envoltura en expansión queda una estrella de neutrones, y la propia envoltura sigue viajando a través del gas interestelar durante miles de años.

Una galaxia no es una imagen congelada, sino un caldero burbujeante donde continuamente nacen estrellas nuevas a partir de gas tenue. Para entender cuánto durará esta ebullición, los astrónomos pesan el ingrediente principal: el hidrógeno molecular frío. Este es invisible, pero lo delata el monóxido de carbono (CO), que brilla en el rango de radio.

Durante casi medio siglo, los astrónomos han buscado deliberadamente en el medio interestelar la glicina, el aminoácido más simple y uno de los bloques fundamentales de las proteínas.

En un denso capullo de gas alrededor de una joven estrella masiva, como en un gigantesco matraz químico, chocan flujos de materia. Uno de ellos se mueve respecto a nosotros a unos 11 kilómetros por segundo, el otro a unos 5.

Recientemente, los astrónomos detectaron tres cometas interestelares que viajan desde las profundidades del espacio. Uno de ellos, el 3I/ATLAS, resultó ser sorprendentemente grande: su núcleo alcanza varios kilómetros de diámetro.

Un planeta gigante flota en el espacio en total soledad, alejado de su estrella a una distancia 160 veces mayor que el camino del Sol a Plutón. La luz de su estrella madre llega tan débil que la temperatura en la superficie apenas supera los 200 grados Celsius, más o menos como en una sauna bien caliente.

Los cóndrulos se parecen a gotas de lluvia de piedra congeladas. Son del tamaño de un grano de arena, pero contienen la historia de los primeros millones de años del sistema solar. En su día, estas gotas flotaron en el gas incandescente alrededor del joven Sol y luego se agruparon en asteroides y cayeron a la Tierra como meteoritos.

Alrededor de nuestra galaxia, como una corona invisible, se extiende una nube de gas tenue, calentada a millones de grados. Se llama halo galáctico. Ver este resplandor directamente es difícil: emite rayos X suaves que la atmósfera terrestre absorbe.

Se abre un viejo cofre con reliquias familiares y dentro hay joyas que se creían contemporáneas de la bisabuela. Pero de repente se descubre que el oro fue refundido y las piedras fueron talladas de nuevo, y que esto ocurrió mucho más tarde de lo que se pensaba. Una historia similar les sucedió a las partículas más antiguas de los meteoritos: las inclusiones ricas en calcio y aluminio, o CAI.

En las frías nubes entre las estrellas, los granos de polvo están cubiertos de hielo, como los cristales en invierno con escarcha. Sobre esta costra helada ocurren reacciones químicas que no se dan en el gas. Una de ellas es el encuentro de un átomo de carbono con una molécula de nitrógeno.

Un mundo que durante años se negó a mostrar su rostro. El planeta GJ 1214 b es exactamente ese caso. Es más grande que la Tierra, pero más pequeño que Neptuno, y su densa envoltura hacía que su atmósfera fuera invisible para los telescopios: la luz de la estrella la atravesaba sin dejar huellas claras.

Alrededor de las estrellas jóvenes giran nubes planas de gas y polvo, como una masa de pizza de la que, con el tiempo, se formarán los planetas. En esa nube hay varios elementos químicos, y el azufre es uno de los más esquivos: es difícil de captar con los telescopios porque se esconde en granos sólidos o se escapa en forma de gas.

Cinco galaxias que hace tiempo dejaron de encender nuevas estrellas parecen casas con las ventanas apagadas. Pero el radiotelescopio ALMA y el telescopio espacial James Webb miraron en su interior y vieron: en estas casas «dormidas» todavía arde un fuego.

Cuando un exoplaneta eclipsa momentáneamente su estrella, la luz estelar atraviesa su atmósfera y absorbe su sabor químico. Esta técnica —el método de tránsito— es la esencia del telescopio James Webb.

Cada molécula es como un juego de construcción de átomos: las mismas piezas pueden ensamblarse de maneras distintas. Dos ensamblajes con el mismo conjunto de átomos pero diferente geometría se denominan isómeros. Si uno se obtiene del otro por una simple rotación alrededor de un enlace, se trata de confórmeros, como un brazo doblado y uno estirado.

Una olla con agua hirviendo sobre la estufa: cuanto más fuerte es el fuego, más caliente está el agua y más vapor escapa. Algo similar ocurre con el gas caliente en los cúmulos de galaxias. Pero en los grupos pequeños de galaxias, ese "vapor" se escapa más rápido de lo que cabría esperar según la temperatura.