fotosfera

En una olla sobre la hornilla, el agua empieza a burbujear desde el fondo, mucho antes de que hierva por completo. Las burbujas de vapor ascienden desde el fondo, aunque la hornilla aún no se haya calentado del todo.

El Sol respira, y esa respiración tiene un ritmo magnético. Cada 27 días, la superficie visible de la estrella completa una rotación, y con ella también lo hace su campo magnético, como una cinta invisible que envuelve al astro.

Un rayo de luz que pasa cerca de un cuerpo masivo cambia ligeramente de dirección, como el agua que rodea una piedra en un arroyo. En el sistema solar hay muchas de estas "piedras": planetas, sus lunas, asteroides. Y cada uno de ellos, con su gravedad, curva la trayectoria de la luz que llega de estrellas lejanas.

El borde del Sol parece una franja peluda: de él se elevan finos chorros de gas incandescente, las espículas. Viven solo unos minutos y cambian constantemente.

El viento solar es un flujo de partículas cargadas que se desprende constantemente de la superficie del Sol y llena todo el sistema solar. No se parece a una brisa uniforme: en su interior hay remolinos, ráfagas y zonas de calma. Los científicos llaman a esto turbulencia.

Los rayos cósmicos no son rayos en el sentido habitual, sino partículas rápidas que bombardean la Tierra desde todas direcciones. En su mayoría son protones y núcleos atómicos. Su energía varía: desde modesta hasta fantásticamente enorme.

En las profundidades del hielo del Polo Sur, a casi dos kilómetros y medio de profundidad, funciona un telescopio poco común. No apunta al cielo, sino a través de la Tierra. Su objetivo son los neutrinos, partículas casi imposibles de detectar que atraviesan planetas y estrellas de lado a lado sin interactuar con nada.

Ciento cuarenta pársecs — la distancia que la luz recorre en cuatro siglos y medio — nos separan de la nube molecular de Tauro. En sus profundidades se ocultan oscuras condensaciones: núcleos preestelares, donde el gas y el polvo cósmico se contraen lentamente bajo su propio peso.

En una sala enorme hay bolas de billar esparcidas. Al principio están dispersas, cada una por su cuenta. Luego alguien añade más, y de repente las bolas se comprimen en grupos densos. Esto es una transición de fase: el momento en que la materia cambia bruscamente de estado.

La Luna es una esfera sin aire hecha de un denso escombro rocoso llamado regolito. Cuando partículas rápidas del espacio chocan contra ella, en el suelo nacen muones, parientes inestables de los electrones, pero doscientas veces más pesados. La mayoría vuela hacia abajo y se apaga en la profundidad.

Imaginen a un artista cuyo lienzo es un planeta entero y su paleta son moléculas que beben luz estelar. Su pincel son miles de millones de años de evolución, y su cuadro es un retrato espectral visible incluso desde otro sistema estelar.

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?

Un planeta se desliza sobre el disco de su estrella y, por un instante, se convierte en una linterna. Tapa una diminuta porción de la superficie, permitiendo ver detalles que de otro modo escapan a la mirada. Así es como los astrónomos han mirado en el interior de las manchas oscuras de la estrella V1298 Tauri, una joven gemela de nuestro Sol.

Un agujero negro es un lugar donde la gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar. Pero a su alrededor hay un anillo brillante de gas, y en el centro, un vacío oscuro que se conoce como sombra. El tamaño de esta sombra depende de cómo se curva el espacio-tiempo.

Unos instantes antes de un eclipse total, unas bandas de sombras rápidas se deslizan por el suelo, como las ondas que producen las piedras al caer al agua. Este fenómeno ha desconcertado a los científicos durante siglos. Resulta que todo se debe a que la luz es una onda. El Sol no es una lámpara puntual, sino un disco enorme.

La atmósfera de Titán, descubierto por Christiaan Huygens, es opaca para los telescopios ordinarios. Pero el análisis espectral encuentra 'ventanas' de transparencia — regiones estrechas donde la neblina se abre.

La luz que pasa cerca de un agujero negro se arremolina como el agua alrededor del desagüe de una bañera. Lo más fascinante es el anillo delgado donde los rayos pueden girar eternamente, sin caer hacia adentro ni escapar. Esta es la esfera de fotones, una frontera invisible que dibuja la sombra del agujero en el cielo.

Dos hojas blancas yacen al sol: una rugosa, la otra lisa. ¿Cuál se calentará menos? La rugosa dispersa la luz con más fuerza y parece que permanecerá más fresca. Pero si el recubrimiento está compuesto por muchas esferas de vidrio transparentes, la lógica cambia. La luz deambula en él como en una niebla espesa y, en algún momento, deja de notar las gotas individuales.

Las estrellas de neutrones son bolas superdensas de restos de estrellas que explotaron. Algunas las vemos como púlsares, faros cósmicos que envían destellos de radio. Lo que hay en su interior ha sido un misterio durante mucho tiempo.

La ionosfera a una altura de 70 kilómetros funciona como un espejo gigante para las ondas de radio. Las antenas terrestres le envían constantemente una señal y escuchan su reflejo.

La luz necesita espacio. El objetivo de una cámara está a varios centímetros del sensor para que los rayos puedan enfocarse. Ahora, ese espacio se ha comprimido hasta el grosor de una hoja de papel, y la luz sigue comportándose como si hubiera recorrido sus legítimos centímetros. Esto es lo que hacen las 'placas espaciales' (spaceplates): elementos planos que imitan el recorrido libre de la luz.

En la ardiente corona solar, donde la temperatura supera el millón de grados, flotan nubes frías y densas: las protuberancias solares solares. Permanecen suspendidas durante semanas, sin caer ni disolverse, como icebergs en un océano hirviendo. Cómo llegaron allí es una pregunta que ha atormentado a los astrónomos durante décadas.

El viento solar —una corriente de partículas cargadas proveniente del Sol— choca contra el tenue gas que llena el espacio entre las estrellas. En la colisión nace un débil resplandor de rayos X. Para los astrónomos es como una neblina frente a los faros: les impide distinguir objetos lejanos.

El brillo de un «sándwich» ultrafino formado por dos capas semiconductoras — seleniuro de molibdeno y seleniuro de wolframio — se parece a una partitura enmarañada: muchas líneas de color estrechas que se funden en un fondo común. Es casi imposible distinguir de dónde proviene cada línea. Los autores del trabajo no se dedicaron a separar las líneas una por una.

Tras el Big Bang, el Universo se llenó de gas frío, principalmente hidrógeno neutro y helio. Envolvió el cosmos como la niebla matutina, impenetrable para la luz. Así comenzó la Edad Oscura. Cuando se encendieron las primeras galaxias, su radiación, como un potente reflector, empezó a arrancar electrones de los átomos.

Una sartén al rojo vivo en la cocina brilla en la oscuridad, pero si la tapas, el calor se escapa más despacio y la superficie no parece tan brillante. Algo así ocurre con el planeta HD 3167 b: siempre está de cara a su estrella, y el lado diurno se calienta hasta temperaturas que funden las rocas.

En el borde de nuestra galaxia, mucho más allá del familiar disco estelar, el telescopio Subaru ha vislumbrado algo inesperado: una nube estelar dispersa que se extiende por el cielo cubriendo un área de cien grados cuadrados.

Un estallido de rayos gamma es un destello de luz breve pero extremadamente potente, que se produce cuando se fusionan estrellas de neutrones o cuando colapsa una estrella masiva. Dentro de ese destello, chorros de plasma se mueven a velocidades enormes y chocan entre sí.

La materia oscura es una sustancia invisible que impide que las galaxias se dispersen. Si sus partículas se desintegran ocasionalmente cerca del Sol, expulsan chorros de partículas rápidas — como martillos invisibles golpeando la luz.

Por la noche, en una habitación oscura, el cuerpo humano brilla de forma apenas perceptible. Esta luz es tan débil que solo la captan instrumentos muy sensibles. Algunos científicos pensaron que ese brillo de la cabeza podría revelar la actividad cerebral, sin tomógrafos ni cables. Pero la verificación mostró otra cosa.

Una gota de agua sobre una hoja bajo el sol desaparece más rápido de lo que debería según los cálculos de calor. Hace unos años surgió una hipótesis: la luz por sí sola, sin calentar, podría arrancar moléculas de agua de la superficie. Esto se denominó efecto fotomolecular.

La corona del Sol se parece a un diente de león despeinado: brillantes pétalos en forma de bucles retienen el gas caliente cerca de la superficie, y entre ellos se escapan al espacio largos chorros tenues. Estos chorros, la lámina de corriente heliosférica, se extienden a través de todo el sistema solar.

Si construyes una manta gigante alrededor de una estrella, obtienes una esfera de Dyson. Absorbe toda la radiación y comienza a brillar en rayos térmicos invisibles. Hasta ahora, nadie ha visto una esfera así, pero los astrónomos saben que hay que buscarla por este resplandor térmico.

Para la fotosíntesis con liberación de oxígeno es necesario descomponer el agua. Esto es parecido a una rueda hidráulica: para que gire, se necesita un flujo fuerte. La luz actúa como el flujo, y las partículas de luz son sus chorros.

En el fondo de los cráteres lunares, donde el Sol nunca llega, reina un frío eterno: alrededor de menos 240 grados Celsius. En estos bolsillos de hielo, llamados regiones permanentemente sombreadas, se planea instalar un resonador de espejos de silicio monolítico.

Una llamarada solar es como una explosión en la atmósfera de una estrella: en minutos se libera una energía comparable a miles de millones de bombas nucleares. El 4 de mayo de 2022, el radiotelescopio RT-7.5 en Moscú observaba una llamarada de clase M5.7.

Cuando la luz incide sobre una placa transparente, parte se refleja en su superficie. Para los astrónomos, eso es perder fotones preciosos de estrellas lejanas. Las nuevas microlentes, impresas en 3D con resina IPX Clear, dejan pasar la luz visible y el infrarrojo cercano, pero en el límite con el aire pierden alrededor del 8%. La solución la sugirió la naturaleza.

De noche el cielo nunca es completamente negro. Incluso lejos de las ciudades, las capas altas de la atmósfera brillan débilmente: la luz solar hace que los átomos de hidrógeno emitan un resplandor rojizo que los astrónomos llaman emisión geocoronal.

En el desierto chileno de Atacama, a casi cinco kilómetros de altitud, se alza un radiotelescopio que capta ondas milimétricas procedentes de las profundidades del cosmos.

La luz de las estrellas jóvenes más calientes normalmente no puede abandonar su galaxia: el hidrógeno la absorbe, como una cortina densa retiene el rayo de sol. Pero a veces la cortina se entreabre y los fotones ultravioleta escapan al espacio intergaláctico.