medio circumgaláctico

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.

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 galaxia de Andrómeda es nuestro vecino grande más cercano y, al igual que la Vía Láctea, tiene un abrigo de gas invisible. Este abrigo de gas muy caliente y enrarecido se extiende a lo largo de cientos de miles de años luz. Verlo directamente es casi imposible: el gas es demasiado tenue.

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 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.

Una onda gravitacional de la fusión de agujeros negros es como el tañido de una campana en la noche. Por la fuerza del sonido se puede saber lo lejos que está la fuente.

Ochocientos millones de años después del Big Bang, y en el corazón de una joven galaxia ya late un motor monstruoso. Un agujero negro de diez mil millones de masas solares devora materia con tanta avidez que su radiación debería eclipsar todo a su alrededor. Pero afuera reina el silencio.

La temperatura en el centro de un cúmulo de galaxias alcanza los cien millones de grados. Estos sistemas, los más grandes ligados gravitacionalmente, son laboratorios naturales donde la naturaleza esconde el 85% de su masa en la invisible materia oscura.

En aceleradores como el Gran Colisionador de Hadrones se hacen chocar núcleos pesados a velocidades enormes. Por un instante nace el plasma de quarks y gluones (PQG), un estado de la materia en el que los quarks y los gluones flotan libremente, como en los primeros microsegundos tras el nacimiento del universo.

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.

El principio cosmológico —la afirmación de que el Universo a gran escala es homogéneo e isótropo— ha custodiado nuestra comprensión del mundo desde los tiempos de Edwin Hubble y Georges Lemaître, cuyas ideas sentaron las bases del modelo del Big Bang.

Una ciudad de noche vista desde arriba: farolas brillantes, ventanas iluminadas, faros de coches. Los astrónomos ven el centro de nuestra Galaxia de manera similar, solo que no en luz ordinaria, sino en rayos gamma. Y allí, entre las luces conocidas, se perfila un extraño resplandor uniforme. No se puede atribuir a ninguna fuente conocida. Este exceso se denomina Galactic-center excess (GCE).

El centro de la Vía Láctea desconcertó a los astrónomos durante mucho tiempo: alrededor del agujero negro supermasivo Sagitario A* se observan más rayos gamma de los esperados.

Una nube gigante de gas y polvo, tan fría que el calor apenas se percibe, a solo unos grados por encima del cero absoluto. Es TMC-1, en la constelación de Tauro, una de las cunas más oscuras y densas de moléculas en nuestra galaxia.

El intérprete se distrae con cada susurro en la sala, y la reunión de una hora se convierte en dos. Algo parecido les ocurre a los gluones, las partículas portadoras de la interacción fuerte dentro de los protones. Normalmente van de un lado a otro manteniendo unidos a los quarks.

Una galaxia se parece a una tortita luminosa salpicada de estrellas. Si la miras de frente, ves todo a la vez: los brazos brillantes y las capas oscuras de polvo. Pero basta con inclinar la tortita para que la imagen cambie: las capas se superponen y la luz se mezcla.

En una enorme sala oscura, alguien invisible toca las cuerdas. El gas cósmico —el hidrógeno enrarecido que llenaba el universo joven— se asemeja a cuerdas tensas que pueden resonar en una onda de radio de 21 centímetros. Es el hidrógeno susurrando sobre su temperatura.

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.

El espacio interestelar no está vacío: está lleno de gas enrarecido que en algunos lugares es cálido y en otros frío. Los límites entre estas regiones se asemejan a las paredes entre burbujas de jabón.

La materia oscura es una sustancia invisible que impide que las galaxias se dispersen. Si sus partículas se desintegran ocasionalmente cerca del Sol, expulsan chorros de partículas rápidas — como martillos invisibles golpeando la luz.

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.

En el centro de la Vía Láctea, entre densas nubes de gas y polvo, hay una región llamada Sagitario C. Se parece a un cruce muy transitado: aquí nacen estrellas, chocan corrientes de materia, y todo ello se ilumina con rayos X. Durante mucho tiempo, ese resplandor fue un misterio.

Los astrónomos intentan captar el radioeco del Big Bang: un débil resplandor que llena todo el universo. Pero el receptor se ahoga en ruido: nuestra galaxia está llena de polvo interestelar brillante, cuya radiación puede confundirse fácilmente con la señal del pasado.

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 galaxia lejana, similar a nuestra Vía Láctea, expulsa gas al espacio, como un secador de pelo que sopla el polvo de una mesa. Siete rayos de luz de un objeto aún más distante atravesaron esta nube de gas, y los astrónomos vieron que el flujo de gas es estrecho, como un chorro de manguera, y no ancho, como un abanico.

La cocina de una galaxia lejana no se limita a su brillante disco. Alrededor de cada sistema estelar hay una nube de gas invisible, como el vapor sobre una olla de sopa. Los astrónomos miraron ese vapor en galaxias que se ven tal como eran solo mil quinientos millones de años después del Big Bang.

Una galaxia no es solo una isla de estrellas. Alrededor de ella, mucho más allá del borde del disco visible, flota una nube de gas tenue. Apenas emite luz, pero es a través de ella que la galaxia respira: atrae hidrógeno fresco para formar nuevas estrellas y expulsa material procesado tras las explosiones de supernovas.

Un planeta pegado a su estrella es como un cubito de hielo olvidado en una sartén al rojo vivo. El hielo se derrite y se evapora, solo que en lugar de agua, lo que se evapora es hidrógeno y helio, los componentes de la capa superior del planeta.

El cielo nocturno parece oscuro, pero en realidad está lleno de un débil resplandor. La mayor parte de esta luz nace en nubes invisibles de gas frío, el mismo del que surgen las nuevas estrellas. Este gas apenas emite radiación, por lo que es difícil de detectar. Pero a veces se delata mediante ondas de radio que emiten las moléculas de monóxido de carbono (CO).

En el centro de nuestra Galaxia hay un denso bosque de polvo y gas. La luz de las estrellas apenas logra abrirse paso a través de esta espesura, como una linterna en la niebla. Pero es precisamente allí, en esa nube densa, donde nacen nuevas estrellas. Los científicos decidieron asomarse a esa niebla. Tomaron la luz de 15 estrellas brillantes que atraviesan las nubes frías.