estrella masiva

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.

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.

En el silencio de las frías nubes moleculares, donde el gas interestelar se comprime en densos grumos por la gravedad, el nacimiento de estrellas masivas es uno de los mayores enigmas de la astrofísica.

En la gigantesca cuna cósmica, la nebulosa Tarántula, los astrónomos observaron de cerca 122 estrellas masivas, cada una al menos 30 veces más pesada que el Sol. Midieron el contenido de nitrógeno en sus atmósferas y el panorama resultó inesperado.

Durante años, el Sol provocó a los astrofísicos. En su atmósfera, los elementos refractarios —como especias en una receta base— eran ligeramente más escasos que en estrellas gemelas casi idénticas. Surgió la sospecha: ¿será que nuestra estrella se muestra modesta, renunciando al «postre» planetario que otras devoran con apetito?

Las estrellas masivas son titanes cósmicos, cuyas vidas transcurren bajo el signo de una energía indomable. Cuando una de estas estrellas entra en la fase de supergigante B[e], su radiación es tan potente que, aparentemente, sería capaz de disociar cualquier molécula en átomos.

El modelo cosmológico estándar ΛCDM, donde la materia oscura y la energía oscura actúan como los principales arquitectos del universo, ha predicho datos astronómicos durante décadas con la precisión de un cronómetro suizo. Tres genios sentaron sus bases.

El nacimiento de planetas se asemeja al trabajo de una fragua celestial. Bloques rocosos chocan y se fusionan entre sí. Un fuerte impacto provoca una chispa: la materia se calienta hasta brillar al rojo vivo, como el metal que se enfría. Simulaciones computacionales muestran que el destello es visible desde unos días hasta varios años, y en su punto máximo alcanza una décima parte de la luz solar.

La galaxia NGC 1277 se parece a un libro antiguo que nadie ha abierto en miles de millones de años. Se formó rápidamente, en los albores del universo, y desde entonces apenas ha cambiado: no ha chocado con sus vecinas ni ha acumulado nuevas capas.

En los rincones más remotos del sistema solar se esconden miles de objetos del tamaño de un planeta. A veces, sus trayectorias se cruzan con la órbita terrestre. No hace falta que choquen: incluso pasando cerca, un monstruo así puede desatar una catástrofe.

Imagine un funambulista balanceándose sobre un abismo. Cada paso cambia la tensión de la cuerda, y el más mínimo desplazamiento del centro de gravedad puede ser fatal. Así se asemeja el baile de una estrella común солнцеподобной alrededor de un чёрной дыры de diez masas solares, si la órbita es muy alargada.

En una orquesta, cada músico toca su parte, pero en cierto momento todos los instrumentos se detienen en una misma nota. Algo así ocurre con los rayos cósmicos: partículas que llegan a nosotros desde estrellas lejanas.

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.

Dos lámparas en un escaparate: una emite una luz fría y azulada, la otra un poco más cálida y amarillenta. Así se ven aproximadamente los dos tipos de supernovas, Ib e Ic, cuando los astrónomos las observan con un telescopio.

Las estrellas decenas de veces más pesadas que nuestro Sol no mueren como se pensaba. Las simulaciones por computadora revelaron que su núcleo a menudo no detona como supernova, sino que colapsa rápidamente en un agujero negro.

En el Universo temprano, los cúmulos estelares eran tan densos que nacían gigantes del tamaño del Sistema Solar. Si uno de estos colosos estuviera en lugar del Sol, su borde llegaría hasta Júpiter. A veces, estas estrellas engullían pequeños agujeros negros.

La luz de dos galaxias, captada por el telescopio James Webb, viajó hasta nosotros durante 13 mil millones de años, partiendo 600 millones de años después del Big Bang.

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.

Un torrente de gas incandescente se aleja de la estrella y, de repente, se detiene como si hubiera chocado contra una pared invisible. Esto es exactamente lo que vieron los investigadores al intentar reproducir una eyección estelar a escala de laboratorio.

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.

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.

La luz de un cuásar lejano —el brillante núcleo de una galaxia— pasa cerca de una galaxia masiva y se desvía, como el haz de una linterna a través de un vidrio irregular. Si la lente y la fuente están casi perfectamente alineadas, no vemos un solo cuásar, sino varias copias del mismo.

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…

En el interior de una estrella masiva, antes de la explosión, las capas se apilan unas sobre otras como las capas de una cebolla. A veces, dos capas adyacentes, la de carbono y la de oxígeno, se mezclan. Es como cuando en una olla de sopa se mezclan las capas de caldo y verduras si las remueves con una cuchara.

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.

La Tierra joven parecía una colmena: crecía fusionándose a partir de innumerables bloques de roca. Cuando terminó la construcción principal, un enjambre tardío de meteoritos azotó el planeta joven: el llamado revestimiento tardío. Según creían los científicos, esos impactos trajeron platino, oro y otros metales raros a las capas superiores de la Tierra.

En el cielo austral brilla con intensidad la estrella Acrux, el punto más bajo de la constelación de la Cruz del Sur. No es una sola estrella, sino toda una familia. Nuevas observaciones han revelado que no son cinco, sino siete estrellas unidas por la gravedad, como niños que se toman de las manos en una ronda.

La luz de cada estrella es su pasaporte, pero las anotaciones están hechas en el lenguaje de los colores. Para las viejas gigantes, estos documentos son casi indistinguibles y descifrar los detalles a mano era imposible.

Los agujeros negros con más de un billón de masas solares funcionan como paraguas cósmicos. Proyectan una sombra sobre el tenue resplandor del Big Bang, la luz antigua que llena todo el cielo.

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.

En el Sol, de vez en cuando se producen llamaradas: potentes emisiones de energía que duran minutos u horas. La mayoría son aleatorias, como las gotas de lluvia golpeando un tejado. Pero a veces una llamarada parece encender otra: la segunda comienza casi inmediatamente después de la primera, aunque se encuentren en lugares distintos. Los astrónomos las llaman llamaradas simpáticas.

El telescopio espacial TESS vigila miles de estrellas y capta el momento en que un planeta pasa por delante del disco de su estrella, haciendo que su luz se atenúe ligeramente. Así, los astrónomos han detectado dos planetas alrededor de estrellas similares a nuestro Sol.

Una estrella nueve veces más masiva que el Sol enciende a su alrededor una zona donde podría haber agua líquida en un planeta. Pero esta zona es como una franja estrecha de playa durante la marea baja: desaparecerá en 30 millones de años. Estas estrellas viven intensamente y mueren jóvenes, sin dejar tiempo a la vida para el largo camino desde microbios hasta seres complejos.

La galaxia CEERS2-588 brilló como una hoguera a la que se le echa de golpe un montón de leña. A los 400 millones de años del Big Bang ya había acumulado una masa de mil millones de soles y encendido innumerables estrellas. Pero entonces el combustible se acabó: en los últimos 10 millones de años, la formación de estrellas en ella casi se ha detenido por completo.

Dos estrellas giran una alrededor de la otra, como una pareja de patinadores sobre hielo. Ambas se parecen al Sol, pero una brilla más y se ha hinchado, mientras que la otra sigue siendo compacta. Los astrónomos examinaron su luz con espectrógrafos —instrumentos que descomponen la luz en colores— y encontraron algo extraño: una de las estrellas es claramente más pobre en elementos pesados que la otra.

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.

Una gigante roja se parece a un globo que va soltando gas lentamente. La estrella se hincha, sus capas externas se debilitan y el viento estelar arrastra masa al espacio. Pero, ¿cuánto pierde exactamente?

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 2014, los astrónomos detectaron una enorme estrella amarilla en la galaxia de Andrómeda. Para 2022, desapareció sin dejar rastro, sin la habitual explosión cegadora de una supernova. Como si simplemente apagaran la luz.

Algunas estrellas se apagan como un fuego artificial defectuoso: en lugar de una explosión brillante, una nube de humo. Normalmente, una estrella masiva termina su vida con una explosión de supernova, dejando un agujero negro. Pero a veces no hay explosión: la estrella se contrae directamente en un agujero negro, casi sin ser notada.