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Los astrónomos detectan planetas lejanos por el temblor de sus estrellas: un compañero invisible tira de la estrella hacia nosotros y luego nos aleja, y su luz cambia ligeramente de color. Pero ese temblor solo cuenta la mitad de la verdad.

En los oscuros confines de nuestra galaxia, lejos de los brillantes cúmulos estelares, se esconden millones de agujeros negros. Son invisibles: no emiten luz ni absorben materia de manera notable. Los métodos de búsqueda habituales, diseñados para campos estelares densos, son inútiles aquí. Se necesita otro enfoque.

Cada noche, cientos de observatorios escrutan el cielo, pero los planetas de otras estrellas siguen siendo fantasmas. Su luz es miles de millones de veces más débil que el resplandor de su estrella madre — la tarea parece desesperada.

Una piedrecita en el fondo del arroyo yace inmóvil mientras los destellos del sol bailan en la superficie del agua. En astronomía ocurre el mismo contraste: un verdadero exoplaneta es la piedra, y miríadas de speckles (manchas de luz estelar dispersa) son las ondas que titilan en los instrumentos.

Cuando un planeta lejano pasa frente a su estrella, bloquea brevemente parte de la luz. Los astrónomos llaman a esto tránsito y por la profundidad de la caída deducen el tamaño del planeta. Pero la luz tiene una propiedad: un cuerpo masivo actúa como una lente.

Un reflector te da de lleno en los ojos y, a un par de pasos, parpadea una luciérnaga diminuta. Así se ve la caza de un planeta similar a la Tierra alrededor de una estrella vecina: el planeta es de cien millones a diez mil millones de veces más tenue que su estrella, y en el cielo casi se funden en un solo punto.

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.

El nacimiento de planetas se asemeja al trabajo de una fragua celestial. Bloques rocosos chocan y se fusionan entre sí. Un fuerte impacto provoca una chispa: la materia se calienta hasta brillar al rojo vivo, como el metal que se enfría. Simulaciones computacionales muestran que el destello es visible desde unos días hasta varios años, y en su punto máximo alcanza una décima parte de la luz solar.

Cuando un planeta pasa por delante del borde de su estrella, la estrella ilumina su atmósfera, igual que el sol del atardecer resalta las nubes sobre el horizonte. Ese breve instante, que dura apenas unos minutos, lleva la huella de los gases a través de los cuales ha pasado la luz estelar.

El brazo de un río estelar rodea el centro de una galaxia lejana, como una cinta luminosa sobre una montura invisible. Esa montura es el halo oscuro: una enorme nube de materia oscura invisible que, con su atracción, mantiene unidas a las estrellas y al gas.

Los astrónomos apuntaron el JWST hacia el planeta de la estrella Épsilon Indi, una bola gigante de gas, similar a Júpiter, a solo 12 años luz. En las imágenes térmicas, el planeta resplandecía como un farol. Pero a su lado notaron un punto débil, como una luciérnaga. Los cálculos mostraron que dos objetos describen la imagen mejor que uno.

Una estrella de neutrones es el núcleo muerto de una estrella masiva, comprimido hasta el tamaño de una ciudad. Una cucharadita de su material pesa como una montaña.

Cada galaxia flota en una nube invisible de gas, como una fruta en almíbar. Ese gas es el remanente del material de construcción con el que se formaron las estrellas, y se repone constantemente con nuevas porciones del espacio intergaláctico. Verlo directamente es casi imposible: es demasiado tenue y frío.

Alrededor de cada galaxia existe una envoltura invisible de gas caliente, como el vapor que se eleva sobre una olla de agua hirviendo. Este gas apenas brilla en rayos X, por lo que es muy difícil de medir. Pero en él se guarda la memoria de las explosiones estelares y del crecimiento de la galaxia.

El gas es casi invisible, pero tiene temperatura, y esta puede leerse por cómo el gas "tapa" el fondo térmico. En el experimento, una cámara observa una pantalla cálida a través de un chorro de dióxido de carbono. Si el gas está más frío que el fondo, aparece como una mancha oscura; si está más caliente, como una clara.

El cielo nocturno en una imagen de telescopio se parece a una fotografía tomada a través de un vidrio empañado: las estrellas brillantes se ven, pero todo lo débil se hunde en una neblina turbia. Esa neblina es el ruido: interferencias aleatorias de la electrónica, el calor y la propia atmósfera.

Los fotones entrelazados son como gemelos: cualquier acción sobre uno afecta instantáneamente al otro, aunque estén separados por kilómetros. Hasta hace poco, solo se podía observar esta conexión con detectores que contaban cada fotón individualmente en completa oscuridad. Los físicos simplificaron la tarea reemplazándolos por una cámara científica común.

La lente de la cámara — no más grande que una moneda de cinco rublos. De las que se ponen en los teléfonos inteligentes, pero esta iba instalada en la sonda Hayabusa2 para aterrizar en un asteroide.