núcleos galácticos rojos

El cielo nocturno parece tranquilo, pero en realidad está atravesado por una lluvia invisible de partículas cargadas: los rayos cósmicos. Los científicos llevan mucho tiempo intentando averiguar dónde nacen los más energéticos.

En el centro de la Vía Láctea, donde el agujero negro supermasivo Sagitario A* remueve las nubes de gas como un molino sus muelas, los astrónomos han captado un pulso irregular. La radiación gamma, la luz más energética del universo, no llega desde allí como una onda uniforme, sino con un quiebre, como si el corazón de la Galaxia latiera con arritmia.

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.

La luz que se aleja de un cuerpo masivo pierde fuerza. Su frecuencia disminuye ligeramente y el color se desplaza hacia el rojo. Los físicos llaman a esto corrimiento al rojo gravitacional. En la teoría clásica todo está claro, pero en cuanto hablamos de cuantos, empiezan las dificultades.

En el campo profundo del JWST, entre miles de galaxias, los astrónomos examinaron la fuente JADES-GS 209777 — y vieron un polluelo cósmico. Su «cáscara» es una gruesa envoltura de gas y polvo que durante mucho tiempo ocultó el agujero negro en crecimiento en su centro.

La mano invisible de la materia oscura comprime las galaxias en un abrazo gravitatorio, pero su naturaleza ha eludido la comprensión durante casi un siglo.

En la noche infinita del cosmos, las galaxias se encuentran en un lento baile gravitacional para fusionarse. Tales colisiones no son choques frontales, sino más bien el movimiento lento de los dedos a través del agua, dejando tras de sí remolinos y colas.

Una aspiradora potente no solo succiona el polvo, sino también su propia bolsa. Algo así se comporta un agujero negro en el centro de un «punto rojo»: una galaxia lejana donde el brillo no proviene del agujero en sí, sino de su denso abrigo de gas. Ese abrigo es tan grueso que recuerda a una estrella fría hinchada.

El intérprete se distrae con cada susurro en la sala, y la reunión de una hora se convierte en dos. Algo parecido les ocurre a los gluones, las partículas portadoras de la interacción fuerte dentro de los protones. Normalmente van de un lado a otro manteniendo unidos a los quarks.

Un potente reflector ilumina una niebla espesa. El haz en sí no se ve, pero la niebla comienza a brillar débilmente, delatando la presencia del reflector.

Ocho gigantes rojas —estrellas viejas e hinchadas, como será nuestro Sol en el futuro— se comportan de manera desconcertante. Su superficie oscila con regularidad, como una campana, pero en ese tañido se perciben fallos: algunos tonos desaparecen y el ritmo se rompe.

Un radiotelescopio capta una señal del centro de la Vía Láctea. La fuente MAXI J1744-294 emite destellos en rayos X y ondas de radio, pero dónde se encuentra realmente es un enigma. Podría estar cerca del agujero negro, o simplemente en la misma línea de visión, a miles de años luz de distancia.

En la galaxia NGC 1566, situada en la constelación del Dorado, se encuentra un núcleo activo: un agujero negro supermasivo rodeado por una nube de gas en movimiento rápido. Cuando el gas cae hacia el agujero, se calienta y emite brillantes líneas espectrales.

En el centro de la galaxia NGC 4051 vive un agujero negro de 800 000 masas solares. A su alrededor gira gas incandescente que brilla con intensidad. Esa luz no nos llega toda a la vez: primero alcanzan los rayos azules, luego los verdes y después los rojos.

Los rayos gamma con energías superiores a cien billones de electronvoltios son como piedras lanzadas con una fuerza increíble. Durante mucho tiempo se creyó que solo los protones —partículas pesadas aceleradas en aceleradores cósmicos— podían lanzar esas "piedras". Pero un nuevo trabajo muestra que a veces bastan los ligeros electrones.

En lo profundo de la constelación de Ofiuco vive la galaxia NGC 6447. Hasta hace poco era tranquila y discreta, como una casa con las ventanas apagadas. Pero en los últimos 14 años algo se ha encendido en su centro, y ahora se ve en luz infrarroja.

En el centro de la galaxia NGC 4278 hay un agujero negro que expulsa dos chorros de plasma, como un cañón gigante que dispara partículas al espacio. Estos chorros aceleran partículas hasta energías que ningún acelerador terrestre podría soñar.

Una ciudad vista desde lo alto por la noche parece tranquila, pero en sus barrios hierve la vida: en algún lugar hay calles cortadas, en otro hay obras en construcción y en los sótanos zumban los equipos. Así, aproximadamente, vieron los astrónomos al cúmulo de galaxias SPT-CL J2215-3537, situado tan lejos que su luz ha tardado más de 8 mil millones de años en llegar hasta nosotros.

La luz de una fuente lejana, al pasar cerca de una estrella de neutrones, se curva como el haz de una linterna en un espejo deformante. Los astrofísicos realizaron un experimento numérico: lanzaron rayos hacia atrás, desde el observador hasta la estrella, y observaron qué imagen vería un telescopio.

Cada día, partículas con una energía colosal entran en la atmósfera terrestre, como cartas sin firma. Su origen ha sido un misterio durante mucho tiempo.

El telescopio James Webb ha vislumbrado en el universo temprano un reguero de objetos compactos apodados «pequeños puntos rojos». Son demasiado rojos y demasiado tenues para ser cuásares ordinarios, y los astrofísicos se devanan los sesos tratando de averiguar qué los alimenta.

Los rayos cósmicos son núcleos atómicos acelerados a velocidades cercanas a la de la luz. Llegan a la Tierra desde todas direcciones, y por su composición podemos deducir lo que ocurre en los rincones lejanos de la Galaxia.