galaxia anfitriona

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.

Un millón de órbitas, la misma partitura. Nueve halos de materia oscura, nueve orquestas sin director. Todos los músicos tocan las mismas notas, pero en cada sala la música suena distinta: en unas, con armonía; en otras, con desfases. Así, las galaxias satélite que caen en el halo de su anfitrión siguen órbitas que dependen no solo de la masa, sino también de la forma del escenario invisible.

En un tranquilo rincón de una galaxia, donde las estrellas son escasas y viejas, de repente brilla una luz más intensa que toda una galaxia. Es una supernova de tipo Ia: una explosión termonuclear de una enana blanca que los astrónomos usan como vela estándar para medir distancias cósmicas.

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.

Un agujero negro de 35 000 masas solares navega a través del gas de la galaxia como una barcaza entre la niebla. La gravedad del agujero amontona la materia que tiene delante, y detrás se forma una estela densa: una corriente de gas en la popa. Parte de ese gas es atraído hacia el agujero, que así va creciendo.

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.

Una estrella no es solo un sol lejano. Es la cuna de los planetas, que guarda en su luz la historia del nacimiento de todo el sistema. La composición química de una estrella es su ADN.

Una estrella de neutrones es el residuo ultradenso de una explosión de supernova: la masa del Sol empaquetada en una esfera del tamaño de una ciudad. Durante miles de millones de años vaga por el espacio, acumulando a su alrededor una sustancia invisible: la materia oscura, que no emite luz pero atrae gravitacionalmente.

Capa tras capa, artefacto tras artefacto — el arqueólogo reconstruye la historia de un antiguo asentamiento. Así también los astrofísicos, analizando 259 registros de LIGO–Virgo–KAGRA, vieron una clara estructura estratificada entre los agujeros agujero negro fusionándose.

1799 kilómetros por segundo: a esa velocidad la estrella S5-HVS1 abandona para siempre la galaxia. Hace 4.8 millones de años fue eyectada del centro de la Vía Láctea tras un encuentro cercano con el agujero negro supermasivo Sgr A*.

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.

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.

En el centro de muchas galaxias se esconde un agujero negro envuelto en una nube invisible: el halo de materia oscura. No es una masa sin rostro: su densidad cambia del borde al centro, y el grado de esa "compacidad" se denomina compacidad.

La muerte de una estrella masiva no es solo un destello de supernova, sino también el nacimiento de un agujero negro.

Durante décadas, los astrofísicos construyeron una imagen ordenada: la galaxia, como un gigantesco carrusel, gira a un ritmo uniforme, y el agujero negro supermasivo situado en su centro hereda esa danza.

La luz de una estrella lejana se intensifica por un instante cuando un objeto masivo e invisible pasa entre ella y el telescopio. Este fenómeno, el microlente gravitacional, actúa como un telescopio natural.

Cada ráfaga rápida de radio es como un golpe resonante de campana en el vacío. Y en su eco que se desvanece está cifrada toda la estructura del espacio: en su camino de miles de millones de años luz, el pulso de radio se retrasa ligeramente por cada electrón libre que encuentra.

El foco está en un agujero negro, pero no uno cualquiera. Lleva un monopolo magnético y está rodeado por un dilatón: un campo que desdibuja los límites habituales del espacio. Los autores comprobaron cuán estable es este sistema frente a sacudidas térmicas.

Durante veintitrés años, el Hubble y el James Webb han estado observando el corazón de Omega Centauri, un cúmulo globular donde millones de estrellas se apiñan en un espacio de ciento cincuenta años luz de diámetro.

La expansión del universo, descubierta por Edwin Hubble, nos brindó una imagen del cosmos joven, pero con ella, preguntas difíciles.

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.

Una sala enorme donde suenan cientos de orquestas a la vez. Entre ese bullicio hay que distinguir un dúo concreto: dos agujeros negros supermasivos que giran uno alrededor del otro en una galaxia lejana.

La gravedad del agujero negro crea una curvatura del espacio, actuando como una lente: la luz de una galaxia lejana se desdobla, se alarga en arcos.

Los agujeros negros son de dos tipos: diminutos — restos de explosiones de supernovas, y colosos en los núcleos de galaxias. ¿Y dónde están los intermedios, de cientos y miles de masas solares? La respuesta quizá se esconde en los enjambres estelares, donde los agujeros negros chocan como bolas en una mesa de billar y, al fusionarse, aumentan de peso.

Al agujero negro más cercano —una región del espacio-tiempo cuya gravedad no deja escapar ni siquiera la luz— se planea enviar una sonda de investigación.

Cuando una estrella de neutrones y un agujero negro se fusionan, emiten ondas gravitacionales — ondulaciones del espacio-tiempo que llegan a la Tierra. Estas ondulaciones llevan la huella de su última danza: la órbita antes de la colisión suele ser alargada, como una elipse.

El cosmos está lleno de mimetismo. La mariposa de cristal lleva la máscara de una avispa, la inofensiva mosca zumba como una abeja. Y en el mundo de la gravedad, el papel de impostor quizás lo juegan las estrellas bosónicas — gigantescos grumos de campo escalar, indistinguibles de los agujeros negros.

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.

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.

Los detectores de ondas gravitacionales captan un zumbido de baja frecuencia, parecido al sonido de una cascada lejana. El telescopio Webb encuentra en el universo temprano galaxias con agujeros negros que parecen demasiado masivos para su corta edad.

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 el centro de la Vía Láctea se oculta algo invisible pero muy masivo: aproximadamente cuatro millones de veces más pesado que el Sol. Normalmente se le llama agujero negro y se designa como Sagitario A*. Sin embargo, los astrónomos no bajan la guardia: ¿y si no fuera un agujero, sino algo más exótico, por ejemplo, una gigantesca esfera de partículas ultraligeras, una estrella de bosones?

Un cocinero añade más azúcar a la masa y el pastel sale distinto. Igual ocurre con una estrella: la composición de su "masa" —la nube de gas y polvo de la que nacen los planetas— determina qué mundos aparecerán a su alrededor.

Los cosmólogos han medido la velocidad a la que se alejan las galaxias lejanas en diferentes rincones del cielo. Para ello, utilizaron dos tipos de "reglas cósmicas": cúmulos de galaxias y explosiones de supernovas de un tipo específico. Ambos métodos mostraron lo mismo: en una dirección, el universo se expande un poco más rápido que en la opuesta.

En el centro de nuestra galaxia se esconde un agujero negro supermasivo, Sagitario A*, un peso pesado que mantiene a las estrellas a su alrededor. Los astrónomos sueñan con encontrar púlsares cerca de él: estos faros cósmicos emiten pulsos de radio con la precisión de los relojes atómicos.

El crecimiento de una galaxia se parece a un baile de dos parejas: en el centro de casi toda galaxia grande hay un agujero negro supermasivo, y crecen juntos. Pero, ¿quién lleva el paso en este baile?

El telescopio espacial James Webb observó el cúmulo de galaxias AS1063 y distinguió decenas de miles de cúmulos globulares: densos "ovillos" de estrellas dispersos por todo el cúmulo. Su ubicación coincidió con el mapa de masa invisible que se construye a partir de la curvatura de la luz de galaxias lejanas.

Un agujero negro no se ve hasta que una estrella pasa cerca. Entonces las fuerzas de marea estiran la estrella como un cocinero estira la masa, y parte del material cae en el agujero, emitiendo un destello final. Estos eventos, llamados disruptiones de marea, son una oportunidad única para pesar un agujero negro que de otro modo permanecería invisible.

En lo profundo del espacio hay una nube de gas que parece un collar con cuentas brillantes. Es la nebulosa del Collar: los restos de una estrella que una vez se hinchó y engulló a su vecina. En el centro quedó un par: una pequeña estrella caliente y su compañera hinchada, rica en carbono.