aceleración de flujo galáctico

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.

295 000 metros por segundo. A esa velocidad ni siquiera se mueven las partículas en las eyecciones coronales del Sol. Pero en el centro del cúmulo de galaxias H1821+643, el gas caliente se desplaza exactamente así. El cuásar en su corazón exhala, y su aliento agita todo a su alrededor en una distancia de 60 000 años luz.

En el corazón de la enorme galaxia Hidra A hay un hervidero de actividad. El agujero negro supermasivo expulsa dos potentes chorros de plasma, los jets. Estos perforan la nube circundante de gas sobrecalentado e hinchan en ella burbujas gigantes.

El enigma del valle de los radios —una abrupta caída en el número de exoplanetas con un radio de ~1,8 radios terrestres— no deja en paz a los astrónomos.

En el centro de una galaxia diminuta hay un cúmulo denso de estrellas y materia oscura. Este cúmulo, llamado solitón, no está inmóvil: tiembla y oscila, como gelatina en un plato.

Los flujos masivos de gas desde núcleos galácticos activos son un regulador clave de la evolución galáctica. Barren el medio interestelar, sofocan la formación estelar y dictan el crecimiento de los agujeros negros supermasivos.

Un mundo donde el año dura apenas un día y medio terrestre y la estrella en el cielo es cientos de veces más grande que nuestro Sol. Ese es KELT-9 b, un gigante gaseoso calentado a temperaturas en las que el hierro se evapora.

Si un agujero negro gira rápidamente, puede retener a su alrededor una nube de partículas ultraligeras, tan ligeras que su masa casi desaparece. Juntas se organizan en capas, como los electrones en un átomo, pero en lugar de fuerzas eléctricas, actúa la gravedad. Esta estructura acumula energía como un resorte tensado.

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).

Las ondas gravitacionales — el temblor del cosmos provocado por cataclismos lejanos — son tan débiles que captarlas es como escuchar un susurro en medio de un huracán. Pero un agujero negro puede amplificarlo muchas veces.

En 1963, Maarten Schmidt descifró la naturaleza de los cuásares, lejanos núcleos activos que brillan más que galaxias enteras. Desde entonces hemos aprendido que en su corazón se esconden agujeros negros supermasivos que transforman la materia que cae en luz deslumbrante.

Con ayuda del telescopio James Webb, los astrónomos se asomaron a un antiguo cuásar — el deslumbrante corazón de una galaxia, donde un agujero negro gigante succiona materia. Resultó que no solo destruye, sino que también crea: sus potentes chorros y ondas de choque actúan como un auténtico molino cósmico.

Un agujero negro desgarra una estrella y vemos un destello cegador. Un par de años después, cuando todos ya lo han olvidado, los radiotelescopios captan de repente una nueva señal, como un eco del pasado.

Una calle donde acaban de construir casas. Unas lucen ventanas limpias, otras están cubiertas de polvo de obra. Así más o menos eran las galaxias cuando el universo tenía apenas unos cientos de millones de años. El nuevo telescopio James Webb ha mirado en esa época y ha visto decenas de brillantes islas estelares.

En el corazón mismo de la Vía Láctea algo brilla, pero no con luz estelar, sino con rayos gamma invisibles al ojo.

Una fuente brota del centro de la ciudad a una velocidad miles de veces superior a la de una bicicleta de reparto. Ese «chorro», un flujo de gas acelerado hasta 5500 kilómetros por segundo, es lo que los astrónomos han visto en la galaxia GLIMPSED-329380.

Tras la muerte de una estrella masiva, se produce una explosión de supernova tan potente que un solo destello brilla más que toda una galaxia. En ese fuego nacen miles de millones de axiones, partículas invisibles que apenas dejan rastro. Cada segundo, billones de estas diminutas partículas atraviesan nuestro cuerpo sin que nos demos cuenta.

Los rayos gamma con energías superiores a cien billones de electronvoltios son como piedras lanzadas con una fuerza increíble. Durante mucho tiempo se creyó que solo los protones —partículas pesadas aceleradas en aceleradores cósmicos— podían lanzar esas "piedras". Pero un nuevo trabajo muestra que a veces bastan los ligeros electrones.

En el centro de cada galaxia grande, incluida nuestra Vía Láctea, habita un agujero negro supermasivo. No se queda quieto: de vez en cuando atrae gas y polvo, y parte de esa materia la expulsa de vuelta en potentes flujos. Estos flujos, o «vientos», arrastran material lejos del centro e influyen en toda la galaxia.

El agua en un remolino no baja toda: parte salpica hacia arriba en finas salpicaduras. Algo parecido le ocurre al gas cerca de un agujero negro. Cae, se calienta, choca consigo mismo — y parte de él es expulsado de vuelta al espacio en dos chorros estrechos que viajan en direcciones opuestas.

Los agujeros negros son desagües cósmicos, embudos de gravedad que atraen materia del espacio circundante. Este proceso, llamado acreción, no siempre transcurre sin contratiempos: parte del gas que cae puede ser expulsado de vuelta en forma de estrechos chorros relativistas: los jets.

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.

Dos galaxias han colisionado y desde su centro brota una fuente invisible. Los telescopios ALMA y VLT han mirado en el corazón del sistema IRAS20100-4156, allí donde se fusionan dos islas estelares. Allí el trabajo hierve: nacen cientos de nuevos soles y, debido a su calor, un flujo de gas frío se escapa hacia el exterior.

Por el cielo nocturno viajan balas invisibles: los rayos cósmicos. Son núcleos atómicos acelerados hasta velocidades cercanas a la de la luz. Los campos magnéticos de la Galaxia desvían sus trayectorias, por lo que es difícil saber dónde nacen exactamente.

A unos 25 000 años luz de la Tierra, en la constelación de Sagitario, una densa cortina envuelve a la estrella de neutrones GX 13+1. Dispersa los fotones de rayos X como la niebla dispersa la luz de una farola, y durante mucho tiempo ha ocultado a los astrónomos la verdadera potencia de la fuente.

El 9 de octubre de 2022, los detectores terrestres registraron un estallido de rayos gamma de una fuerza sin precedentes. GRB 221009A fue tan brillante que su radiación ionizó las capas superiores de la ionosfera, y los instrumentos de los satélites quedaron temporalmente cegados.