infrarrojo

Cada segundo, miles de aviones de pasajeros en el cielo envían señales de radio, así los controladores ven dónde vuela cada aeronave. Estas señales no viajan en línea recta: el aire con diferente humedad las curva como una lente. Si se capta la curvatura, se puede calcular dónde el aire es más seco y dónde más húmedo.

Una linterna normal ilumina en todas direcciones, y a los pocos metros su haz se debilita tanto que apenas ilumina una pared. La atmósfera dispersa la luz, y el viento y las corrientes térmicas la distorsionan aún más. Pero si se coloca un tubo invisible para la luz directamente en el aire, el haz viajará por él como el agua por una manguera.

Cada mañana, el barrendero amontona las hojas en un montón. El Sol, al atravesar la galaxia, hace algo parecido: su gravedad reúne el gas interestelar disperso en un cono invisible, un embudo gigante.

Hace diez mil millones de años, el universo estaba salpicado de extrañas chispas escarlatas. El telescopio James Webb las detectó en imágenes de lejanos corrimientos al rojo: fuentes compactas que brillan como galaxias enteras, pero del tamaño de una región diminuta en su centro. Los astrónomos las apodaron «pequeños puntos rojos».

En la teoría cuántica de campos existe un viejo enigma: las divergencias infrarrojas. Normalmente se las percibe como una molesta interferencia técnica que hay que «tapar» cuidadosamente en los cálculos. Pero, ¿y si no es un error, sino una característica?

El universo tiene menos de mil millones de años, y en sus centros ya reinan agujeros negros con masas de mil millones de soles. Según la imagen aceptada, crecieron devorando materia con avidez, pero los cálculos muestran que la 'alimentación' debió ser casi continua, mientras que los destellos de los cuásares visibles duran apenas unos millones de años.

Cuando dos estrellas de neutrones — los núcleos superdensos de astros muertos — colisionan, nace una kilonova: una explosión mil veces más brillante que una nova ordinaria. Es un auténtico taller de fundición del Universo.

El Universo es una inmensa orquesta que interpreta la partitura de la expansión. Las galaxias se alejan al compás de una música inaudible de energía oscura.

Cuando el telescopio espacial James Webb dirigió su mirada hacia las profundidades del tiempo, los astrónomos esperaban ver las galaxias habituales. Pero en cambio, las imágenes se salpicaron de un montón de puntos rojos brillantes e increíblemente compactos.

Una hoguera que nadie ve, pero cuyo calor todos sienten: así es como los astrónomos encontraron un destello en una galaxia lejana. No por la luz, sino por la radiación infrarroja del polvo calentado. La galaxia SDSS J010320.39+140152.5 llamó la atención cuando su centro comenzó a brillar de repente en el infrarrojo, como si alguien hubiera echado más leña a un fuego invisible.

Un telémetro común envía un solo pulso de luz y espera su regreso, como una persona que grita al vacío y escucha el eco. Pero si se encienden varias fuentes que brillan al unísono y se analiza no el volumen, sino el ritmo del diálogo de los destellos reflejados, la imagen se vuelve más nítida.

La radiación cósmica de fondo es el resplandor residual del Big Bang que vemos en ondas milimétricas. Pero también tiene una cola de onda larga que se extiende hasta el rango de radio. En longitudes de onda superiores a 21 centímetros, esta luz comienza a ser absorbida por el hidrógeno neutro disperso en el espacio lejano.

Las estrellas de neutrones son restos superdensos de estrellas, donde la materia está comprimida al límite descrito por Subrahmanyan Chandrasekhar. Los magnetares son una variedad con un campo magnético un cuatrillón de veces más fuerte que el terrestre.

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.

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 ya no es tan silencioso como antes. Sobre nosotros pasan miles de satélites, y cada uno puede emitir ondas de radio accidentalmente, estorbando a los astrónomos que escuchan galaxias lejanas. Para entender este ruido, los científicos apuntaron el radiotelescopio 21CMA en China hacia los pasos de los satélites Starlink.

El universo se mantiene unido por un armazón invisible de materia oscura. Tal vez una parte de ella sean fotones oscuros, copias fantasmales de la luz que atraviesan la materia. El experimento Dandelion convirtió un espejo esférico en un oído supersensible: recoge los fotones oscuros y los traduce al lenguaje de las ondas de radio.

La corona solar, la atmósfera exterior del Sol, se extiende millones de kilómetros, pero solo puede verse durante un eclipse total o con instrumentos especiales. Normalmente, la densidad de la corona se deduce de cómo dispersa la luz blanca, pero este método se basa en simplificaciones que pueden distorsionar el resultado.

Una estrella envejecida expulsa sus capas exteriores y queda un núcleo denso y caliente del tamaño de la Tierra: una enana blanca. Si alrededor orbitan restos de planetas, asteroides o cometas, estos se calientan y empiezan a brillar en el infrarrojo. Esa luz extra es como una mancha cálida en un suelo frío.

Un objeto rojo lejano suele significar una cosa: estamos ante un velo de polvo sobre un disco ardiente que cae en un agujero negro. Pero cuando el James Webb descompuso su luz en matices, en su interior apareció una sombra, exactamente como el vapor de agua hirviendo que intercepta los rayos.

Un caldero burbujeante: el vapor sube, el agua hierve y la temperatura varía de un punto a otro. Así también en el espacio: las nubes de gas alrededor de estrellas jóvenes no son esferas lisas, sino una mezcla agitada con remolinos y variaciones de densidad. Durante mucho tiempo, los astrónomos consideraron estas nubes homogéneas, pero esa simplificación puede distorsionar las conclusiones.

El cielo nocturno no solo brilla con estrellas. Entre ellas se extiende un tenue resplandor de microondas que los astrónomos llevan tres décadas observando sin poder explicar.

En un acelerador de partículas, los electrones recorren un círculo a casi la velocidad de la luz. Cuando uno de estos electrones choca con un fotón —una partícula de luz—, el fotón rebota como una pelota contra un camión en movimiento y sale con mucha más energía.

Los astrónomos los apodaron «pequeños puntos rojos»: lejanas galaxias con un agujero negro gigante en el centro, envuelto en una gruesa capa de hidrógeno. Este envoltorio no es solo un camuflaje, sino un cañón natural. El agujero absorbe materia, pero expulsa parte de ella en estrechos chorros.

Cualquier aparato, desde una tostadora hasta un teléfono inteligente, se calienta al funcionar. Es el resultado inevitable de la conversión de energía: siempre queda una huella térmica, como la de una hornilla caliente después de cocinar.

Dos casas con fachadas idénticas pero distribución interior diferente: por fuera, el espectro en V es similar, pero por dentro hay distintas fuentes de luz y diferentes cantidades de polvo. Así son las dos poblaciones de galaxias lejanas que los astrónomos han confundido durante mucho tiempo.

En el centro del remanente de la supernova SN 1987A, a 168 000 años luz de la Tierra, se esconde un objeto que los astrónomos llevan 37 años buscando. Es la supernova más cercana que ha explotado ante los telescopios modernos y la única cuyo remanente compacto aún no se ha podido ver directamente.

El radiotelescopio RATAN-600 es un anillo de cientos de paneles de aluminio en la ladera de una montaña en Karacháyevo-Cherkesia. En la primavera de 2018, su espejo captó ondas de radio de dieciséis enanas rojas — estrellas pequeñas, tenues, pero de vida muy larga.