función de masa inicial

Un puerto vive según el horario de las mareas. El agua sube y baja, y con ella cambia todo: el nivel en el muelle, la composición del sedimento en el fondo, incluso la salinidad en los rincones más alejados. Una galaxia funciona de manera similar, solo que en lugar de agua tiene gas, y en lugar de la Luna, sus propias estrellas y las nubes vecinas.

A 40 años luz de nosotros vive una estrella que durante mucho tiempo pasó desapercibida: TRAPPIST-1 emite al espacio dos mil veces menos luz que el Sol. Pero a su alrededor se encontraron nada menos que siete planetas del tamaño de la Tierra, y tres de ellos orbitan en la zona donde el agua podría permanecer líquida.

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.

Un cúmulo estelar joven se parece a una orquesta antes del concierto: cada instrumento se afina a su manera y el rumor general parece caos. Pero si uno presta atención, puede distinguir notas individuales.

Tras el Big Bang, el universo experimentó una rápida expansión — la inflación, que alisó la radiación de fondo cósmico y sembró las semillas de las galaxias. Pero a nivel cuántico, en el campo del inflatón, bullían fluctuaciones caóticas.

La luz de un blázar lejano (un núcleo activo de galaxia que apunta su chorro hacia nosotros) tarda miles de millones de años en llegarnos. En el camino, genera lluvias de partículas cargadas que el campo magnético intergaláctico desvía hacia los lados.

Imagina a una persona en una foto antigua, de pie entre la multitud y girando sobre sí misma: adivinar su edad es casi imposible. Algo así hacen los astrónomos cuando determinan la edad y la masa de estrellas lejanas, y a menudo se equivocan.

El Universo suena. No en el sentido habitual: su sinfonía está grabada en las minúsculas variaciones de densidad a partir de las cuales crecieron las galaxias y nosotros mismos.

Las imágenes del James Webb captaron un brillo inesperadamente intenso de las primeras galaxias. Una tostadora dora una rebanada en un minuto, mientras que un horno cuece una hogaza en una hora: el resultado final es el mismo. Así ocurre en el cosmos: las galaxias jóvenes emitían una luz potente con rapidez, como una tostadora, en lugar de cocer estrellas lentamente, como un horno.

En un parque urbano, los árboles crecen más rápido que en un bosque profundo. No porque el suelo sea mejor, sino porque aquí chocan más a menudo sus ramas e intercambian semillas. Algo parecido hacen las galaxias en el protocúmulo de la Telaraña: un enorme cúmulo de materia que, dentro de miles de millones de años, se convertirá en un cúmulo maduro.

Un reflector ilumina una sala oscura. Entre la lámpara y la pared flota una lente invisible, y el punto de luz se vuelve más brillante por un instante, se desplaza ligeramente. Esto es exactamente lo que el telescopio DECam, apuntando a la Gran Nube de Magallanes, la galaxia satélite de nuestra Vía Láctea, estuvo buscando durante cinco noches consecutivas.

Los agujeros negros pueden ser ligeros, producto de estrellas moribundas, y supermasivos, en los núcleos de las galaxias. Faltaba el eslabón intermedio. El descubrimiento fue posible gracias a las ráfagas rápidas de radio, señales cósmicas que duran milisegundos pero que transportan una energía comparable a la que emite el Sol en días.

Una enorme nube oscura de gas se extendía por el universo joven. En su interior, como dedos invisibles, se entrelazan las líneas de campo magnético que quedaron del mismo nacimiento del mundo. Estos campos actúan sobre las partículas cargadas, empujándolas unas hacia otras, como un viento suave que amontona las hojas caídas.

Los astrónomos, como cocineros, durante mucho tiempo prepararon la descripción del Universo siguiendo las mismas recetas complicadas. Estas recetas —fórmulas matemáticas complejas— calculaban cuántas galaxias de diferente luminosidad y masa llenan el cosmos, y cómo se distribuyen los cimientos invisibles de materia oscura.

En las frías nubes de gas interestelar se esconden largos y delgados filamentos, como hilos en una madeja. Es precisamente en ellos donde, al contraerse, nacen nuevas estrellas. Los astrónomos tomaron siete de estas nubes a distancias de 140 a 920 años luz y midieron cuántos filamentos de diferentes grosores hay en ellas.

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.

El litio es como un termómetro sumergido en el interior de una estrella. Este elemento ligero se destruye a temperaturas de unos 2,5 millones de grados, por lo que su cantidad en la superficie revela cuán profundamente se ha mezclado el material de la estrella.

Dos estrellas muy pequeñas y frías, similares a la famosa TRAPPIST-1, viven en el joven cúmulo estelar de Escorpio Superior. Tienen solo 5–10 millones de años: en términos cósmicos, son bebés. Alrededor de cada una gira un disco de gas y polvo del que, con el tiempo, podrían formarse planetas.

Las estrellas antiguas, casi desprovistas de elementos pesados, son como restos fósiles de los primeros fogonazos cósmicos. Durante mucho tiempo se pensó que la extraña proporción de carbono, hidrógeno y helio en tres de estas estrellas exigía una explosión de hipernova, una supernova superbrillante con cientos de veces más energía de lo…

Cada molécula es como un juego de construcción de átomos: las mismas piezas pueden ensamblarse de maneras distintas. Dos ensamblajes con el mismo conjunto de átomos pero diferente geometría se denominan isómeros. Si uno se obtiene del otro por una simple rotación alrededor de un enlace, se trata de confórmeros, como un brazo doblado y uno estirado.

Durante mucho tiempo se consideró al universo como un cocinero estricto: se creía que en cualquier rincón las estrellas se amasan con una misma receta — por cada estrella gigante hay aproximadamente el mismo número de enanas, sin importar dónde nacieron.

La cocina donde se hornean estrellas funciona con una receta simple: cuanta más harina, más pasteles. Durante mucho tiempo, los astrónomos observaron una estricta relación entre la masa de una galaxia y la rapidez con la que en ella nacen estrellas, y la consideraron una regla independiente.

En el cúmulo estelar NGC 2158, que tiene más de mil millones de años, los astrónomos han contado con qué frecuencia las estrellas viven en parejas. El telescopio Hubble observó el cúmulo durante mucho tiempo para poder ver incluso las estrellas más tenues, aquellas con menos de un tercio de la masa del Sol.

Dos reflectores colocados uno al lado del otro: desde lejos, su luz se funde en una sola mancha y parece que hay una única fuente. Así ocurre también en el espacio: alrededor del 10–20% de las estrellas tenues son en realidad pares cercanos de astros idénticos. Por separado no se pueden distinguir, pero juntos brillan notablemente más que una estrella individual con los mismos parámetros.

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.

Las primeras estrellas se encendieron a partir de nubes que no contenían nada más que hidrógeno y helio. Los elementos pesados —carbono, oxígeno, hierro— aparecieron más tarde, en el interior de las estrellas.

Las nubes de gas en la Vía Láctea dan a luz estrellas, y las más pesadas de ellas son auténticos gigantes. Antes se pensaba que una estrella así estallaba casi instantáneamente, como una bombilla. Pero una nueva investigación muestra que la estrella crece gradualmente, como una bola de nieve que rueda montaña abajo. Cuanto más rueda, más grande se hace.

Tome una peonza infantil y láncela sobre la mesa. Gira de manera uniforme y todas sus partes se mueven en la misma dirección. Ahora arroje al suelo un puñado de cuentas y sople sobre ellas: cada cuenta saldrá volando en una dirección distinta.

En la cocina de la Galaxia existe una receta de estofado estelar. El ingrediente principal es el hidrógeno, pero el sabor del plato depende de una pizca de metales. Los astrónomos, por primera vez, han mirado dentro de las ollas donde esa pizca casi no existe y han visto que faltan las estrellas más pequeñas.

En la galaxia Gran Nube de Magallanes, que orbita nuestra Vía Láctea, los astrónomos han capturado cinco estrellas que parecen fósiles de un pasado muy remoto. Tienen casi nada de metales — apenas entre una centésima y una milésima de lo que hay en el Sol, pero con decenas de veces más carbono.

Los astrónomos apuntaron el James Webb hacia tres galaxias cuya luz ha viajado 12 mil millones de años. Los primeros datos indicaban un crecimiento increíblemente rápido — como si un bebé alcanzara la estatura de un adulto en un año, lo que contradecía la expansión del Universo.

En las frías nubes de gas interestelar, el carbono se esconde en moléculas de monóxido de carbono (CO), como el azúcar disuelto en el té. Pero cerca de estrellas masivas y calientes, ese 'té' hierve: la radiación intensa rompe las moléculas y el carbono sale en forma de átomos individuales o iones.

Cuando Edwin Hubble descubrió la expansión del universo, y Vera Rubin la materia oscura, el marco de la cosmología parecía sólido.

En la habitación oscura del universo temprano se encendió la primera chispa. Unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang, cuando el cosmos estaba lleno solo de hidrógeno y helio, nacieron las estrellas de población III, gigantes sin metales cuya luz rasgó por primera vez la oscuridad primordial.