vientos de disco protoplanetario

El telescopio espacial JWST apuntó su lente hacia el abrasador mundo rocoso 55 Cancri e y vio una densa envoltura gaseosa. En cambio, la más fría TRAPPIST-1 b, que orbita a una tenue enana roja, no mostró envoltura alguna: roca desnuda. El panorama resultó invertido: los planetas calientes retienen atmósfera, los fríos la pierden.

En las frías profundidades del espacio flotan rocas más antiguas que la propia Tierra. Dentro de algunas de ellas se esconden diminutas esferas de vidrio: los cóndrulos. Se formaron cuando alrededor del joven Sol aún giraba un disco de gas y polvo. Los meteoritos carbonáceos Asuka 12236, Paris y Maribo han conservado estas esferas casi intactas.

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.

En la oscura cocina de la nube molecular de Tauro, a 450 años luz de nosotros, se preparan decenas de sistemas planetarios. Cada estrella joven es un chef, y su disco protoplanetario es la mesa cubierta de harina (polvo) y vapor (gas).

Tras la explosión de una supernova, en el centro queda una bola densa del tamaño de una ciudad: una estrella de neutrones recién nacida. Está caliente, comprimida y tiembla como una campana después de un golpe. Esos temblores —las oscilaciones de la estrella— emiten ondas gravitacionales que los sensibles detectores en la Tierra podrían captar.

El nacimiento de una luna es un accidente cósmico. Dos planetas jóvenes chocan y una nube de escombros incandescentes gira alrededor del mundo superviviente. De ese disco, como de arcilla en un torno de alfarero, con el tiempo se forma un satélite. Así apareció probablemente nuestra Luna.

Un disco de gas y polvo gira alrededor de la joven estrella HV Tau C casi de canto. El telescopio James Webb ha analizado su espectro y ha detectado la emisión de hidrógeno molecular caliente (H₂). Esta revela un amplio viento bilateral que surge de las regiones internas y se extiende mucho más allá del disco.

El viento más rápido del Universo viaja a 0,58 veces la velocidad de la luz. Cubre la distancia de la Tierra a la Luna en dos segundos. Este viento no es un chorro, sino un amplio flujo de gas que irrumpe desde el centro de la galaxia.

Setenta y dos discos protoplanetarios — capullos giratorios de gas y polvo, repletos de polvo cósmico y gas — quedaron bajo la mira del instrumento MIRI a bordo del JWST.

89 milisegundos. Eso dura la avalancha de vórtices que acelera bruscamente la rotación del púlsar Vela — uno de los púlsares más famosos por sus glitches. Los púlsares son estrellas de neutrones que giran a gran velocidad, nacidas del colapso de supernovas.

En un mismo sistema estelar orbitan dos equipos de planetas. Unos se mueven en órbitas ordenadas, como patinadores en una pista, evitando choques. Otros se agrupan, sus trayectorias se cruzan y, tarde o temprano, ocurre un accidente cósmico: un impacto gigante.

Quince años de observaciones del telescopio de rayos gamma Fermi han revelado una grieta en el suelo de la Galaxia. Al sur del cúmulo Westerlund 1 —el cúmulo estelar joven más masivo de la Vía Láctea— se ha detectado un brillo extendido que coincide con una cavidad en el hidrógeno atómico.

Como un delicado mecanismo de relojería, un sistema multiplanetario responde sensiblemente al más mínimo empujón.

Los flujos masivos de gas desde núcleos galácticos activos son un regulador clave de la evolución galáctica. Barren el medio interestelar, sofocan la formación estelar y dictan el crecimiento de los agujeros negros supermasivos.

Una olla de papilla hirviendo a fuego fuerte: las burbujas sacan los granos del fondo a la superficie. Un mecanismo similar funciona en una estrella de neutrones. Al acumular hidrógeno y helio de una estrella vecina, de vez en cuando produce una poderosa explosión nuclear: un destello de rayos X.

Agita con fuerza una olla de sopa hirviendo: el líquido chapotea y las ondas golpean las paredes. Algo muy parecido ocurre dentro de un planeta gaseoso cuando, en una órbita alargada, pasa cerca de su estrella. La gravedad estelar excita potentes ondas internas en el planeta, conocidas como modos fundamentales de marea.

Una ciudad enorme enciende nuevas farolas cada noche. Pero un día azota un huracán que arranca todo el combustible de los almacenes, y las farolas se apagan una tras otra. Algo parecido han vislumbrado los astrónomos en una galaxia cuya luz ha tardado 12,5 mil millones de años en llegarnos.

A 460 años luz de nosotros, alrededor de la estrella HD 135344B, orbita un denso disco de gas y polvo. Se parece a un gigantesco disco de vinilo al que alguien ha roto: en el disco se abre una brecha, y a través de ella, como un puente delgado, se extiende un filamento de polvo.

Un guiso espeso se enfría lentamente en la olla. De repente, el fuego debajo se aviva y el guiso comienza a hervir, rompiéndose en muchos pequeños remolinos. Algo similar ocurre con el disco de gas y polvo alrededor de una estrella joven cuando esta experimenta una erupción: una entrada repentina de material del disco hacia la estrella.

La paradoja del joven viento solar ha intrigado a los heliofísicos durante mucho tiempo. Las mediciones mostraron que cerca del astro los haces de protones no están borrosos, sino comprimidos, como si alguien les hubiera dado cuidadosamente la forma de una cabeza de martillo.

Cuando el telescopio capta la luz de un lejano enana blanca, el espectrógrafo a veces detecta elementos pesados: calcio, hierro, magnesio. Estos metales no podrían permanecer en la tenue atmósfera del remanente estelar; son el rastro de escombros planetarios caídos recientemente.

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.

Un agujero negro desgarra una estrella y vemos un destello cegador. Un par de años después, cuando todos ya lo han olvidado, los radiotelescopios captan de repente una nueva señal, como un eco del pasado.

El censo cósmico ha fallado. El contable hace balance: en una columna, todos los planetas que los astrónomos han contado en la Galaxia; en la otra, las reservas de material de construcción en los capullos de polvo de las estrellas recién nacidas. Los números no cuadran.

Una olla de gachas hirviendo donde, en lugar de grano, hay capas de oxígeno y silicio, y el fuego debajo está a punto de apagarse, y la estrella colapsará sobre sí misma.

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.

Una estrella masiva colapsa y nace un agujero negro, rodeado por un disco de plasma incandescente. Para que de este disco emerjan estrechos chorros —jets—, se necesita un campo magnético ordenado. Pero en el interior de la estrella está enredado.

El primer exoplaneta se descubrió cerca de un inusual faro cósmico: una estrella de neutrones conocida como púlsar. Estos restos superdensos de estrellas muertas giran a velocidades enormes y emiten pulsos de radio muy precisos.

Un enorme disco giratorio de gas y polvo rodea a una estrella joven. En esta "maternidad" de planetas a menudo se ven anillos y huecos, como si un arado invisible hubiera trazado surcos. Por lo general, se asocian con planetas ya formados que, con su gravedad, despejan caminos.

Una peonza que gira y a la vez se bambolea ligeramente: así es, según los astrónomos, el comportamiento de la estrella de neutrones en el sistema binario Hércules X-1. Completa una vuelta sobre su eje en un segundo, pero su eje describe lentamente un cono con un periodo de 35 días.

El planeta WASP-121 b siempre muestra la misma cara a su estrella, como una piedra en una hoguera. El lado diurno está tan caliente que el hidrógeno común —ese mismo que forma la mayor parte del universo— no aguanta: sus moléculas se rompen en átomos sueltos, y la temperatura se invierte: cuanto más arriba, más calor.

Los cóndrulos se parecen a gotas de lluvia de piedra congeladas. Son del tamaño de un grano de arena, pero contienen la historia de los primeros millones de años del sistema solar. En su día, estas gotas flotaron en el gas incandescente alrededor del joven Sol y luego se agruparon en asteroides y cayeron a la Tierra como meteoritos.

Alrededor de las pequeñas, frías pero extremadamente inquietas enanas rojas, a menudo se encuentran planetas del tamaño de la Tierra.

Una estrella joven está rodeada por un disco plano y giratorio de gas y polvo, como masa de pizza que se hace girar. Dentro de ese disco nacen los planetas.

El viento solar no es un flujo uniforme, sino más bien racheado. En su interior, los protones y los núcleos de helio no viajan a una única velocidad, sino con una dispersión, como gotas en el chorro de una manguera.

En un disco de gas y polvo alrededor de una estrella joven, las partículas de polvo se comportan como granos de arena en una corriente de agua: el gas fluye más rápido, el polvo se queda atrás y entre ambos surge fricción. Esa fricción puede hacer oscilar las ondas magnéticas que recorren el disco.

Alrededor de las estrellas jóvenes giran nubes planas de gas y polvo, como una masa de pizza de la que, con el tiempo, se formarán los planetas. En esa nube hay varios elementos químicos, y el azufre es uno de los más esquivos: es difícil de captar con los telescopios porque se esconde en granos sólidos o se escapa en forma de gas.

Una estrella recién nacida se parece a una batidora de cocina: bate la nube que la rodea y salpica en todas direcciones. Solo que en lugar de masa, hay gas y polvo. Antes, los astrónomos solo veían chorros de gas, y consideraban el polvo demasiado frágil: la onda de choque debería desintegrar los granos en átomos.

En las frías nubes de gas interestelar se extienden largos y densos filamentos. En ellos, como en incubadoras abarrotadas, maduran las futuras estrellas. Durante mucho tiempo se pensó que dentro de estos filamentos todo estaba gobernado por la gravedad: la materia fluye suavemente hacia los centros, donde la densidad aumenta y finalmente estalla una estrella.

Los sistemas planetarios jóvenes se parecen a una orquesta que acaba de empezar a ensayar: todos los músicos intentan tocar al mismo ritmo.