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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.

En el denso cúmulo de galaxias Abell 2744, donde la gravedad curva la luz como una lente, el telescopio James Webb detectó un nuevo punto. Apareció en las imágenes de 2023 y luego comenzó a cambiar de brillo.

17 supernovas de la muestra ZTF DR2 se encendieron antes de lo previsto. En las primeras horas y días después de la explosión, emitieron más luz de la que predicen los modelos estándar. Los astrónomos lo comparan con una mecha: antes de que el destello cegador desgarre el cielo, una lucecita precursora recorre las capas externas.

En lo profundo del subsuelo, en el silencio de un criostato (un contenedor refrigerado), yacen cristales de plomo que una vez formaron parte de un barco romano antiguo. Este material apenas emite radiación de fondo: en dos mil años, los isótopos inestables se han desintegrado, y ahora es perfectamente puro para la caza de eventos rarísimos.

El 6 de agosto de 1181, astrónomos chinos notaron una nueva estrella en la constelación de Casiopea. Brilló durante 185 días, atenuándose lentamente, y desapareció, dejando solo un registro en los anales. Hoy en su lugar hay una caliente enana blanca (un núcleo estelar comprimido sin reacciones nucleares), calentada a decenas de miles de grados.

El cazador de luz antigua, el telescopio James Webb, apuntó sus espejos a una diminuta porción del cielo y captó un faro extraño. El objeto, con el nombre provisional beacon_1420-$$5253_{4770}$$, brilló y se apagó.

Una estrella de neutrones es el núcleo que fue de una estrella masiva, comprimido hasta el tamaño de una ciudad. Una cucharadita de su materia pesa como una montaña. Pero dentro de esta esfera ultradensa puede esconderse una sorpresa: bajo una presión inimaginable, los neutrones se descomponen en quarks y la estrella adquiere un núcleo nuevo, más compacto.

La gravedad no es solo la fuerza que nos mantiene en el suelo. A escala del universo, dirige a las galaxias, curva los rayos de luz y determina el destino de todo lo que existe. Hace cien años, Einstein la describió como la curvatura del espacio y el tiempo.

La orquesta cosmológica no se afina con un solo diapasón. Hay dos grupos de instrumentos: unos escuchan el zumbido del Universo primitivo — la radiación de fondo, otros leen las notas de galaxias maduras y supernovas.

El Universo está lleno de lo invisible. Sabemos de la materia oscura por la rotación de las galaxias y las lentes gravitacionales, pero su naturaleza se nos escapa desde hace un siglo.

Las galaxias sin materia oscura son como cuentas a las que les arrancaron el hilo invisible. Alrededor de la elíptica NGC 1052 se extiende una cadena de ocho enanas espectralmente tenues: apenas contienen la masa misteriosa que hace girar los brazos espirales.

Una hoguera que siempre alcanza la misma temperatura, ya sea que arrojes una cerilla al centro del tronco o enciendas varias astillas en los bordes. Algo así son las supernovas de tipo Ia: explosiones cósmicas que los astrónomos usan como regla para medir distancias en el universo.

Inflas un globo. Al principio se expande rápido, luego más lento, y de repente vuelve a acelerarse, como si alguien le diera más aire con la bomba. Eso es, precisamente, lo que parece estar ocurriendo con nuestro universo.

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.

Los detectores convencionales de materia oscura se parecen a un portero de fútbol que espera un disparo potente, pero el balón apenas rueda. Las partículas invisibles que llenan nuestra galaxia a menudo se mueven demasiado despacio para que los sensores sensibles las noten.

El Sol no deja de llamear, como una hoguera a la que se le echan más leños. Las llamaradas grandes se ven de inmediato, pero las débiles se pierden fácilmente en el resplandor general. Enseñaron a la red neuronal a captar incluso los destellos apenas perceptibles en el torrente de datos que los satélites envían cada segundo.

La explosión de una estrella masiva es un evento brillante pero breve. La llamarada en sí dura semanas, pero el polvo que calienta a su alrededor sigue brillando en infrarrojo durante años.

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.

Cuando una estrella masiva explota, sus restos se dispersan como fragmentos de fuegos artificiales. Pero, ¿cómo saber a qué distancia de nosotros ocurrió tal explosión? Los astrónomos han encontrado un método: observan las nubes de gas con las que chocan estos restos. La idea es simple.

Una canica de vidrio en un vaso de agua es casi invisible, pero si la miras a través de un mantel a cuadros, las líneas detrás de ella se curvan. Las células transparentes se comportan igual: la luz las atraviesa, pero se ralentiza ligeramente y cambia de dirección. Un microscopio normal no puede captar ese cambio: se necesitan colorantes, que a menudo matan a la célula viva.

Una galaxia lejana donde nacen cientos de estrellas debería brillar en oxígeno. Así lo creían los astrónomos: las estrellas jóvenes y calientes calientan el gas, y este emite un característico resplandor infrarrojo con una longitud de onda de 63 micras. Es como el vapor sobre una olla hirviendo: una señal inequívoca de que algo bulle.

La luz de una estrella lejana tarda miles de millones de años en llegarnos, y durante ese tiempo el universo tiene tiempo de expandirse. ¿Cómo comprobar que entendemos correctamente ese viaje?

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.

En 2013 y 2020, el mismo telescopio en Hawái observó el remanente de una estrella explosiva: Casiopea A. Las imágenes se tomaron en la luz del hierro incandescente, como si se fotografiaran corrientes invisibles de metal volando a través del espacio.

La materia oscura es como un pegamento invisible que mantiene unidas a las galaxias. No emite luz, pero si sus partículas chocan, puede destellar radiación gamma.

Cuando una estrella lejana explota, su luz viaja hacia nosotros durante miles de millones de años. Los astrónomos miden cuán tenue parece y con ello calculan la distancia. Normalmente se usan modelos complejos con energía oscura y otros misterios.

Algunas supernovas superluminosas supernovas muestran una fuerte huella de oxígeno en la luz y se expanden rápidamente, otras no. Parecían fenómenos distintos. Pero la supernova PTF12dam rompió las reglas: a medida que aumentaba el brillo su huella de oxígeno cambiaba, pasando de un tipo a otro.

Las supernovas de tipo Ia son como bombillas de la misma potencia: cuanto más tenue es la luz, más lejana está la fuente. Estas supernovas sirven para medir distancias a galaxias lejanas. Pero el polvo cósmico, como un vidrio sucio, atenúa y tiñe la luz, dificultando los cálculos precisos.

Una luciérnaga emite un destello que dura una diezmilmillonésima de segundo en algún lugar sobre la taiga siberiana. Ver algo así es imposible, pero la instalación TAIGA-HiSCORE, dispersa por un valle en el distrito de Tunkinsky, en Buriatia, intentaba captar precisamente esos destellos, aunque no de insectos, sino de las profundidades del cosmos.

En la taiga siberiana hay un centenar de trampas de luz, cada una del tamaño de una mesa pequeña, pero juntas cubren un kilómetro cuadrado. Por la noche, estas trampas miran al cielo y captan débiles destellos de luz que nacen cuando las partículas cósmicas chocan contra la atmósfera.