halo galáctico

Un rayo de luz que pasa cerca de un cuerpo masivo se curva a su alrededor, como un corredor que dobla la esquina del estadio. Para una estrella de neutrones, ese ángulo de desviación suele considerarse igual al de una masa puntual.

Un río dibujado en un mapa es siempre una sola línea. Pero si te paras en la orilla, verás que dentro del cauce hay corrientes más rápidas, remolinos y brazos que a veces se unen y a veces se separan. La telaraña cósmica es como ese río, solo que de materia oscura, y hasta hace poco los astrónomos la dibujaban como una sola línea.

El cúmulo de galaxias RXC J0528.9−3927 se asemeja a una ciudad envuelta en niebla: en el centro brilla intensamente un halo de radio, y más allá, fuera de los límites habituales, los astrónomos han distinguido un resplandor apenas perceptible. Se extiende a lo largo de dos millones de años luz, tres veces más lejos que el propio halo.

El cielo nocturno parece negro, pero si se eliminan las estrellas y se acumula luz durante mucho tiempo, aparece un resplandor tenue: la luz sumada de todas las galaxias que han nacido a lo largo de 13,8 mil millones de años. Los astrónomos lo llaman luz extragaláctica de fondo.

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.

Las estrellas más masivas son como globos demasiado inflados: su envoltura ya no se estira, sino que empieza a expulsar materia rápidamente. En cierta etapa, la pérdida de masa se vuelve tan intensa que la estrella deja de aumentar de tamaño. Los astrónomos observan este momento como una inflexión en un diagrama donde las estrellas se ordenan por luminosidad y temperatura.

En el centro de una galaxia se encuentra un agujero negro supermasivo, y a su alrededor se extiende una enorme nube difusa de materia oscura. No brilla, no calienta, pero con su gravedad curva el espacio y cambia las reglas del juego para todo lo que gira cerca.

El Universo resonó intensamente en sus primeros instantes. En la era de la inflación, cuando el espacio se expandía más rápido que la luz, las energías eran monstruosas — billones de veces mayores que en el Gran Colisionador de Hadrones.

En la galaxia NGC 1052 DF2, las estrellas se mueven a tan solo 8 kilómetros por segundo — como si no hubiera masa invisible alrededor. Para comparar: en nuestra Vía Láctea, las estrellas periféricas se aceleran hasta 200 kilómetros por segundo, retenidas por un masivo halo de materia oscura.

Tres cuerdas invisibles vibran en el vacío intergaláctico. No es poesía, sino una hipótesis sobre la naturaleza de la materia oscura: un campo cuántico ultraligero con espín 1, que porta tres polarizaciones.

La materia oscura no se ve con telescopios, pero su gravedad fue revelada hace medio siglo por Vera Rubin.

Una investigación cósmica de quince años ha dado con una pista inesperada. El telescopio Fermi, que escanea el cielo en rayos gamma, ha detectado un resplandor tenue y uniforme que envuelve toda la Vía Láctea. No se parece a la luz de las estrellas ni al gas caliente; más bien es como una neblina débil pero omnipresente.

La materia oscura —el fundamento invisible de la arquitectura cósmica— constituye el 85% de toda la masa, pero se sustrae a la observación directa.

¿Recuerdan la famosa cometa 1I/ʻOumuamua, el primer objeto que nos llegó de otra estrella? Su trayectoria hiperbólica no dejaba dudas: era un vagabundo del vacío interestelar. Pero los astrónomos se preguntaron: ¿no podrían algunos de estos visitantes no ser extraños en absoluto, sino propios, escapados del Sistema Solar hace millones de años?

Todo comenzó no con el vacío, sino con un océano de plasma hirviendo. En este caldo primigenio, las ondas sonoras corrían a través de la materia ardiente, chocaban y la compactaban. A veces, un grumo se volvía tan denso que la luz ya no podía escapar, y directamente del gas incandescente nacía un agujero negro primordial.

Un planeta del tamaño de Neptuno se acercó demasiado a su estrella. La estrella comienza a atraer las capas superiores del planeta: el gas fluye desde él como agua de un cubo desbordado. Este proceso se llama transferencia de masa por el lóbulo de Roche (así es como los astrónomos designan el límite más allá del cual la estrella ya puede arrancar materia del planeta).

El joven superjúpiter TWA5B — una esfera incandescente con 25 veces la masa de Júpiter — flota a solo unas decenas de años luz de nosotros. Su débil resplandor infrarrojo ocultó durante mucho tiempo su composición química.

En el silencioso teatro del cosmos, la obra de la vida de una estrella transcurre durante miles de millones de años. Pero a veces un director invisible se cuela en el escenario: un agujero negro primordial.

Entre las preciosas dispersiones del Universo temprano, capturadas por el James Webb, hay objetos que se asemejan a cuentas de rubí esparcidas sobre terciopelo negro. Estos son los «pequeños puntos rojos» (LRD) — fuentes compactas con espectros rojos empinados, en cuyo interior se esconden agujeros negros supermasivos de hasta cien millones de masas solares.

Un enorme disco giratorio de gas y polvo rodea a una estrella joven. En esta "maternidad" de planetas a menudo se ven anillos y huecos, como si un arado invisible hubiera trazado surcos. Por lo general, se asocian con planetas ya formados que, con su gravedad, despejan caminos.

Un diminuto agujero negro atraviesa una nube de gas. No la absorbe, sino que la calienta, como una plancha dejada sobre un paño húmedo. De él emana radiación y a su alrededor se forma un punto caliente: una región donde la temperatura es cientos de veces mayor que la del espacio circundante.

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.

Justo después del Big Bang, el espacio se cubrió de ondulaciones — ondas gravitacionales, como las que provoca una piedra al caer al agua. Estas vibraciones del propio tejido del cosmos, predichas por Alan Guth, se extendieron por todo el universo.

La nube de Oort es un enjambre esférico de billones de cuerpos helados en el borde mismo del sistema solar, a aproximadamente un año luz del Sol. Estos objetos están casi inmóviles entre sí hasta que alguna perturbación gravitatoria altera su reposo.

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.

En el borde de nuestra galaxia, mucho más allá del familiar disco estelar, el telescopio Subaru ha vislumbrado algo inesperado: una nube estelar dispersa que se extiende por el cielo cubriendo un área de cien grados cuadrados.

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.

En el cúmulo de Norma, el cúmulo rico en galaxias más cercano a nosotros, los astrónomos han detectado una onda de choque. Se generó cuando un cúmulo chocó contra otro, como la ola que forma la proa de un barco al cortar el agua. Esta onda comprimió y calentó el gas que hay entre las galaxias. Dos galaxias se encuentran justo detrás del frente de onda.

En las afueras del cúmulo de Virgo, donde las galaxias se apiñan pero aún no se han pegado en un núcleo denso, se encuentra VCC 693. Por fuera es una enana corriente: una nube pequeña de estrellas y gas. Pero los astrónomos sospecharon que tras su apariencia tranquila se esconde un pasado turbulento.

En 2015, los astrónomos examinaban el cúmulo de galaxias de Coma y notaron algo extraño: unas «pelusas» enormes pero casi invisibles. Estas galaxias tienen el tamaño de nuestra Vía Láctea, pero brillan cientos de veces menos. Las llamaron ultradifusas, es decir, «extremadamente difuminadas».

En el cúmulo de galaxias de Coma, a unos 320 millones de años luz de nosotros, se extiende una nube invisible para el ojo. Brilla en el rango de radio: es un radiohalo, una gigantesca acumulación de partículas cargadas aceleradas casi a la velocidad de la luz.

En una nube de gas fría y oscura, donde apenas comienza a formarse una estrella, el telescopio ALMA ha distinguido un anillo inusual. Está compuesto de gas más cálido y denso que el entorno. Antes no se podían ver estos detalles porque el gas en el centro de la nube es opaco para las observaciones ordinarias.

En los datos de radio del cielo, como en una vieja película fotográfica, aparecieron dos brillantes franjas de gas. Se mueven a diferentes velocidades, pero cuelgan cerca de la misma estrella tenue. La estrella y las franjas resultaron estar dentro de una enorme burbuja vacía en el gas interestelar.

En los primeros instantes tras el Big Bang, el universo era casi homogéneo, como una masa de pan lisa. Pero ya mil millones de años después, en algunos lugares la masa empezó a levar más rápido: aparecieron grumos de cientos de galaxias que los astrónomos llaman protocúmulos. Son los embriones de los futuros cúmulos gigantes, las estructuras ligadas más masivas del universo.

Analizando las marcas de color —la relación de brillo en diferentes rangos espectrales — en las imágenes del telescopio espacial James Webb, los astrónomos identificaron galaxias cuya luz se corta bruscamente en la región ultravioleta.

La estrella de neutrones es el remanente comprimido de una estrella masiva: su materia está tan densa que una montaña del tamaño de un dedal tendría una densidad colosal.

La luz de una galaxia lejana se ha duplicado, triplicado, cuadruplicado, y en el centro ha aparecido un quinto fantasma. Así es HerS-3: una galaxia joven, llena de polvo y estrellas recién nacidas, cuya luz ha atravesado una lente gravitacional, un objeto masivo que curva los rayos como el cristal de una lupa.