desalineación estelar-planetaria

En una densa nube de gas y polvo donde nacen estrellas masivas, dos estrellas jóvenes pasaron hace poco muy cerca una de la otra. Su danza dura apenas unos sesenta años, y los astrónomos la han visto por primera vez en detalle.

Los astrónomos detectan planetas lejanos por el temblor de sus estrellas: un compañero invisible tira de la estrella hacia nosotros y luego nos aleja, y su luz cambia ligeramente de color. Pero ese temblor solo cuenta la mitad de la verdad.

En 2015, los detectores LIGO captaron por primera vez el temblor del espacio provocado por la fusión de dos agujeros negros. Desde entonces, se han acumulado cientos de eventos, y cada uno lleva la huella de su linaje: si los agujeros nacieron juntos, de un mismo par de estrellas, o si se encontraron por azar en un cúmulo denso.

Es como un récord en una carrera de velocidad: para batirlo necesitas una carrera perfecta. Pero los púlsares sub-milisegundo púlsares tienen una carrera demasiado corta. El púlsar más rápido conocido, PSR J1748-2446ad, da 716 vueltas por segundo, más rápido que una batidora de cocina.

A 26 000 años luz de la Tierra, en el corazón de la Vía Láctea, la estrella S301 se precipita a través del espacio a 18 000 kilómetros por segundo. Rodea el agujero negro supermasivo Sgr A* en una órbita alargada. En el punto de máximo acercamiento, la estrella se encuentra a solo 280 radios gravitacionales, algo así como del Sol a Urano.

Durante décadas, los astrofísicos construyeron una imagen ordenada: la galaxia, como un gigantesco carrusel, gira a un ritmo uniforme, y el agujero negro supermasivo situado en su centro hereda esa danza.

La materia oscura sigue siendo uno de los mayores enigmas de la física moderna. Ya Vera Rubin, al observar la rotación de las galaxias, demostró que la materia visible no basta para evitar que las estrellas se dispersen.

En un mundo que tiende al caos, a veces nace un ritmo. La reacción química de Beloúsov-Zhabotinski ha fascinado durante décadas: en un tubo de ensayo, ondas de colores se propagan por sí solas, como un organismo vivo que respira materia.

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.

Imagina a una persona en una foto antigua, de pie entre la multitud y girando sobre sí misma: adivinar su edad es casi imposible. Algo así hacen los astrónomos cuando determinan la edad y la masa de estrellas lejanas, y a menudo se equivocan.

En los discos de acreción que rodean los núcleos de galaxias activas — los cuásares, descubiertos por Maarten Schmidt en los lejanos años sesenta — bulle un río de gas y polvo incandescentes. En sus remansos, donde se calman los flujos turbulentos, contra todo pronóstico, nacen planetas.

Dos estrellas de neutrones dan vueltas en una danza final. Si su giro coincide con el movimiento orbital, los compañeros se fusionan limpiamente, expulsando un chorro estrecho de materia incandescente. Pero si giran en direcciones opuestas, la danza se rompe, esparciendo un denso manto de escombros.

Una farola parpadea cuando alguien pasa por delante. Algo parecido hace la estrella más cercana a nosotros, Próxima Centauri: se enciende en respuesta al movimiento de sus planetas. Los astrónomos observaron esta estrella con un instrumento muy sensible, el espectrógrafo ESPRESSO. Este capta la luz y la descompone en colores, como un prisma.

Dos corrientes rápidas de partículas cargadas chocan — y las líneas de campo magnético comienzan a romperse y reconectarse. Este proceso alimenta las erupciones solares y las auroras boreales. Usualmente se pensaba que todas las partículas se comportan igual, como balas de un mismo rifle.

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.

El carrusel hace girar a todos los caballitos en la misma dirección, pero uno se empeña en galopar en sentido contrario. Así se comporta el planeta TOI-1710 b alrededor de su estrella. Con los instrumentos HARPS-N y GIANO-B, los astrónomos midieron su inclinación: 149 grados. Es casi un giro de 180, es decir, el planeta vuela por su órbita “marcha atrás” respecto a la rotación de la estrella.

Alrededor de las estrellas jóvenes giran discos de gas y polvo: el material de construcción para futuros planetas. Dentro de estos discos, los granos de polvo no vuelan al azar: se alinean a lo largo de líneas invisibles por donde fluye el gas.

Se han encontrado anillos de polvo y hielo alrededor de lejanos cuerpos helados del tamaño de una ciudad que orbitan más allá de Neptuno. A su lado a menudo giran pequeñas lunas. Un análisis matemático mostró que la atracción de la luna hace oscilar el anillo como un columpio, obligándolo a inclinarse.

La estrella 31 Aquilae es una estrella anciana que se ha hinchado y se ha convertido en subgigante. Alguna vez fue similar al Sol, pero ahora se ha enfriado y ha aumentado de tamaño. Rota muy lentamente: una vuelta completa tarda muchos días.

Un haz de electrones, retorcido como un sacacorchos, choca contra un protón. Del punto de impacto salen disparados pares de partículas: un pión positivo y uno neutro. Los físicos midieron por primera vez con qué frecuencia estos pares se separan en diferentes ángulos cuando el espín del electrón apunta hacia la izquierda o hacia la derecha.

Una estrella joven que aún no ha encendido su horno termonuclear está rodeada por un disco giratorio de gas y polvo. Para ganar masa, necesita deshacerse del exceso de rotación; de lo contrario, la materia no caería sobre la estrella, sino que seguiría orbitando.

En un tokamak, el plasma es como una multitud en una calle estrecha: basta con que alguien corra para que todos se lancen a la vez. En un stellarator con sección no circular, la calle es sinuosa, con callejones sin salida y bolsas. La multitud no puede formar una sola ola: la gente se queda atrapada en diferentes rincones.

Tres planetas gigantes lejanos orbitan tan cerca de sus estrellas que su año dura apenas unos pocos días terrestres. Estos mundos se llaman Júpiter calientes, y sus órbitas son un verdadero enigma: ¿cómo llegaron a estar tan pegados a la estrella si nacieron lejos, en las frías afueras del sistema?

Usando el telescopio Keck y el método de espectroscopía (análisis de luz que revela la velocidad de rotación), los astrónomos midieron 32 objetos: desde planetas gigantes hasta enanas marrones, cuerpos más pesados que los planetas pero más ligeros que las estrellas y que no llegaron a encenderse.

El telescopio ACT, en el desierto chileno de Atacama, observó el cielo de 2007 a 2022. Su objetivo era la radiación cósmica de fondo, la luz que viaja hacia nosotros desde hace 13,8 mil millones de años. Esa luz está polarizada: las ondas oscilan en planos definidos, como cuerdas tensadas en distintas direcciones.

Una peonza inclinada sobre una mesa, alrededor de la cual gira un disco de polvo. Así se ve un sistema estelar joven donde el eje de rotación de la estrella y el plano del disco protoplanetario no coinciden. Hasta hace poco, los astrónomos no sabían con qué frecuencia se daba este fenómeno en la naturaleza.