compañera de púlsar

En un sistema binario estrecho, una estrella puede transferir materia a su vecina durante años, como una persona que poco a poco entrega todo lo que tiene. Cuando la fuente se agota, queda un núcleo denso envuelto en una nube de sus propios restos.

El cielo nocturno parece tranquilo, pero en realidad partículas invisibles —los rayos cósmicos— nos atraviesan constantemente. Entre ellos hay electrones y sus antipartículas, los positrones. Cuando chocan con detectores en satélites o globos aerostáticos, los instrumentos registran su energía.

Un faro que no parpadea cada segundo, sino cada pocos minutos o incluso horas. Así se comportan los radiotransitorios de período largo, fuentes cósmicas descubiertas recientemente. Sus señales son demasiado lentas para los púlsares típicos (estrellas de neutrones que giran rápidamente), pero demasiado potentes para atribuirlas a interferencias aleatorias.

En algún lugar de las profundidades del cosmos, dos agujeros negros supermasivos giran uno alrededor del otro. Su danza no es suave: la órbita está estirada, como una goma elástica que se tensa y se comprime. Cada vuelta genera ondas en el tejido del espacio-tiempo: ondas gravitacionales.

En algún lugar de las profundidades de la Vía Láctea, de vez en cuando estallan pulsos de radio: raros, pausados, como los golpes de un metrónomo lejano. Estos transitorios de radio de período largo se descubrieron hace muy poco y de inmediato dejaron perplejos a los astrónomos.

La galaxia no es un lago liso, sino un estanque con ondas. Estas ondas las crea la materia oscura ultraligera (partículas miles de millones de veces más ligeras que el electrón). Las oscilaciones de su campo alteran ligeramente el ritmo de los púlsares lejanos — faros cósmicos cuyas señales captan los radiotelescopios terrestres.

1799 kilómetros por segundo: a esa velocidad la estrella S5-HVS1 abandona para siempre la galaxia. Hace 4.8 millones de años fue eyectada del centro de la Vía Láctea tras un encuentro cercano con el agujero negro supermasivo Sgr A*.

La estrella Tabby, un faro en el mar cósmico, desde 2015 desconcierta a los astrónomos. Su luz parpadeaba no al ritmo de planetas, sino como dispersa por una tormenta — caídas profundas, picos bruscos. Pero entre ese caos apareció una caída uniforme, casi perfecta. El ojo de la tormenta.

En 2034, desde un cosmódromo despega un cohete con una carga inusual: dos esferas del tamaño de un globo terráqueo grande, cada una de casi una tonelada. Sin motores, sin electrónica. Solo una superficie especular compuesta por cientos de reflectores de esquina: diminutos prismas que devuelven la luz exactamente hacia donde vino. Este es el futuro diapasón cósmico.

Durante más de un siglo, los astrónomos se han devanado los sesos con el caprichoso comportamiento de las estrellas de tipo RR Lyrae: su brillo crece y decrece periódicamente con una amplitud impredecible, como un faro con un mecanismo estropeado. El efecto Blazhko, descubierto en 1907, desafió a los científicos durante décadas.

Hace un cuarto de siglo, Michel Mayor y Didier Queloz descubrieron el primer Júpiter caliente y rompieron todos los cánones de formación planetaria. Un gigante gaseoso en una órbita de apenas días no podría haberse formado cerca de la estrella: allí hace demasiado calor y no hay material de construcción.

Los bailes gravitacionales de los cuerpos celestes permanecieron mudos para los astrónomos durante mucho tiempo. Aprendimos a capturar las sombras de los planetas contra el fondo de las estrellas con el método de tránsito, un avance que nos regaló miles de mundos gracias a William Borucki y su telescopio…

Como un carrusel: es más fácil hacer girar uno ligero que uno pesado. Algo similar ocurre con las estrellas de neutrones, los restos superdensos de estrellas que han explotado. Los astrónomos examinaron unas cincuenta sistemas binarias donde una estrella de neutrones orbita alrededor de otra y notaron que cuanto más masiva es la estrella, más largo es su período de rotación.

En 2022, los astrónomos comenzaron a descubrir extraños faros cósmicos: los radiotransitorios de período largo. A diferencia de los rápidos púlsares, descubiertos por Jocelyn Bell Burnell en 1967, estos objetos parpadeaban con periodicidades de decenas de minutos e incluso horas.

Los astrónomos escuchan el cosmos como una vieja radio: giran la perilla no para buscar una estación, sino para escuchar cualquier ruido inusual. Este enfoque rompe moldes: en lugar de cazar ondas gravitacionales según patrones aprendidos, capturan todo lo que llega, sin sesgos.

Un faro gira en medio de una niebla espesa. Su haz atraviesa la oscuridad, pero la niebla misma permanece invisible. Así, más o menos, buscan los astrónomos la materia oscura: no emite luz, pero puede influir en las señales que nos llegan.

El faro parpadea estrictamente una vez por segundo. Si se mueve en círculo, sus destellos llegan unas veces un poco antes y otras un poco después, delatando a un compañero invisible. Así es como los astrónomos han desenmascarado al compañero oculto de la estrella IY Lyrae. IY Lyrae es una estrella variable pulsante en el disco grueso de la Galaxia.

Si golpeas una campana, zumba a una sola altura. Y si colocas una segunda lengüeta en su interior y ambas suenan sin tocarse, el sonido se vuelve más complejo. Algo así es una estrella de neutrones de un nuevo estudio. No es solo una esfera incandescente: en su interior pueden fluir dos líquidos que no se mezclan, por ejemplo, neutrones superfluidos y plasma ordinario.

La nube de Oort es un enjambre esférico de billones de cuerpos helados en el borde mismo del sistema solar, a aproximadamente un año luz del Sol. Estos objetos están casi inmóviles entre sí hasta que alguna perturbación gravitatoria altera su reposo.

En el centro de la Vía Láctea se oculta algo invisible pero muy masivo: aproximadamente cuatro millones de veces más pesado que el Sol. Normalmente se le llama agujero negro y se designa como Sagitario A*. Sin embargo, los astrónomos no bajan la guardia: ¿y si no fuera un agujero, sino algo más exótico, por ejemplo, una gigantesca esfera de partículas ultraligeras, una estrella de bosones?

Cuando dos agujeros negros supermasivos giran uno alrededor del otro antes de fusionarse, sacuden el propio espacio, como una lancha que surca un lago dejando estelas a su paso. Estas ondas se llaman gravitacionales. Viajan a través del universo y atraviesan todo, incluso la Tierra.

Un faro parpadea cada pocos segundos, pero de repente comienza a brillar y atenuarse lentamente a lo largo de un año. Así se comportan aproximadamente un tercio de las gigantes rojas, estrellas enormes en las etapas finales de su vida. Su pulsación normal dura días o semanas, pero por encima de ella se observan largos periodos secundarios: meses y años.

De noche, un farol lejano parece inmóvil, pero si te acercas y te fijas bien, notarás que se balancea ligeramente con el viento. Así, más o menos, buscan los astrónomos planetas alrededor de otras estrellas: miden cómo la estrella se desplaza de forma casi imperceptible debido a la atracción de sus compañeros invisibles.

El compañero de la estrella HIP 53005 ha dejado perplejos a los astrónomos. El color y el brillo y el espectro indican una masa de unos 80 Júpiteres — justo en el límite de la quema de hidrógeno, donde el objeto ya no es un planeta pero aún no es una estrella.

Un púlsar es una estrella muerta que gira a gran velocidad y emite pulsos de radio como un faro. Pero en PSR J1928+1815, la señal a veces se apaga durante 3,6 horas. Algo bloquea el faro. Junto al púlsar orbita una estrella compañera, y su sombra cae sobre nosotros.

En el cielo hay puntos tenues que se arrastran lentamente entre las estrellas. Son más fríos que las brasas de una chimenea y más pequeños que el Sol: son enanas marrones. Hay tantas que los astrónomos no dan abasto para revisar todas las imágenes. Entonces los voluntarios acudieron al rescate: gente común examinó las imágenes del telescopio y marcó los objetos en movimiento.

Después de una explosión de supernova, queda una estrella de neutrones: una bola del tamaño de una ciudad de materia inimaginablemente densa, girando cientos de veces por segundo. Cualquier pequeña imperfección en su superficie la haría tambalearse como un trompo desequilibrado, emitiendo un tenue zumbido a través del tejido del espacio.

Durante cincuenta años, los astrónomos no pudieron entender la naturaleza de la intensa emisión de rayos X de la estrella Gamma Cassiopeiae. Sospechaban de un compañero invisible, pero no había pruebas.

Una peonza que gira tan rápido que logra completar 220 vueltas en un solo segundo: eso es justo lo que ha capturado el radiotelescopio chino FAST. Se trata del púlsar PSR J1810-0623, una estrella de neutrones del tamaño de una ciudad pero con más masa que el Sol. Cada 4,55 milisegundos, su haz de radio barre la Tierra, como un faro en el océano cósmico.

Destellos rítmicos de un faro en medio de una niebla espesa: así se ve la búsqueda de púlsares. El faro gira y su haz llega periódicamente al telescopio. Pero la niebla desdibuja la luz y el período parece un poco diferente.

Una estrella de neutrones del tamaño de una ciudad gira treinta veces por segundo. Su campo magnético es billones de veces más intenso que el terrestre. Estas condiciones podrían generar alrededor de la estrella una nube de axiones: partículas ligeras que ningún detector ha capturado todavía, pero que explican muy bien la masa oculta del universo.

Una estrella de materia oscura es un océano invisible de partículas ultraligeras, cuya existencia sospechó Fritz Zwicky ya en los años 1930. En este océano se sumerge una estrella de neutrones — una bolita diminuta pero increíblemente pesada. La fricción con la materia oscura, como con el agua, acelera su caída hacia el centro.

Una estrella caliente en sus últimos estertores tiembla como una cuerda después de ser pulsada. Su superficie oscila con amplitudes de milésimas de magnitud estelar, algo así como notar que una bombilla en una habitación parpadea un 0,3% más brillante.

Las ondas gravitacionales son ondulaciones del espacio que generan, por ejemplo, pares de agujeros negros supermasivos que orbitan entre sí. Para detectarlas, los científicos observan púlsares, estrellas muertas que emiten pulsos de radio con la precisión de un reloj.

En el centro de nuestra galaxia se esconde un agujero negro supermasivo, Sagitario A*, un peso pesado que mantiene a las estrellas a su alrededor. Los astrónomos sueñan con encontrar púlsares cerca de él: estos faros cósmicos emiten pulsos de radio con la precisión de los relojes atómicos.

En agosto de 2017, los detectores de ondas gravitacionales captaron una señal de la fusión de dos estrellas de neutrones — restos ultradensos de estrellas que explotaron. En ese mismo instante, en toda la Tierra transcurría la rutina habitual: los aviones aterrizaban, los coches circulaban y los navegadores calculaban rutas.

En el denso núcleo del cúmulo globular NGC 6397, donde las estrellas se apretujan como pasajeros en hora punta, los astrónomos han observado una extraña pareja.

En la nebulosa Tarántula, donde nacen miles de estrellas, una brillante estrella azul se comporta de manera extraña. Se acerca y se aleja de nosotros, como si alguien la tirara de una cuerda invisible. Ese "alguien" da una vuelta completa en 17 días, pero no se ve con los telescopios.

Durante 39 años, los astrónomos han registrado cómo la estrella BE Lyn se enciende y se apaga. Su luz pulsa con un ritmo de varias horas, como un faro que parpadea sin cesar. Pero en ese ritmo se ha encontrado una anomalía: a veces los destellos llegaban un poco antes, a veces un poco después. La estrella se acercaba y se alejaba de la Tierra, como si alguien la arrastrara en círculos.

Una familia se muda a un apartamento pequeño en el centro de la ciudad. Si la mudanza fue tranquila, los parientes podrían haberse instalado también. Pero si la familia fue desalojada de su antigua casa por una tormenta, en el nuevo apartamento estará sola.