migración por mareas

Un millón de órbitas, la misma partitura. Nueve halos de materia oscura, nueve orquestas sin director. Todos los músicos tocan las mismas notas, pero en cada sala la música suena distinta: en unas, con armonía; en otras, con desfases. Así, las galaxias satélite que caen en el halo de su anfitrión siguen órbitas que dependen no solo de la masa, sino también de la forma del escenario invisible.

Una estrella de neutrones es el remanente de una estrella que explotó, comprimido tan fuertemente que una cucharadita de su materia pesaría como una montaña. Dentro de ese objeto, los protones y neutrones están empaquetados muy juntos, y bajo una presión enorme pueden aparecer hiperones —partículas que contienen un quark extraño.

El viento solar es un flujo continuo de partículas cargadas que viajan desde el Sol. Contiene dos componentes principales: protones (núcleos de hidrógeno) y partículas alfa (núcleos de helio, cuatro veces más pesados).

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.

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.

La estrella AB Aur es joven, tiene unos 4 millones de años. A su alrededor gira un denso disco de gas y polvo. Recientemente, un largo brazo de gas chocó contra él: una corriente de materia proveniente de la nube circundante.

Una escalera de caracol por la que ruedan canicas. Unas giran hacia la derecha, otras hacia la izquierda. Los peldaños están dispuestos de tal manera que las que giran a la derecha pasan más rápido, mientras que las de la izquierda se atascan. Algo muy parecido ocurre dentro de las moléculas helicoidales, como la doble hélice del ADN.

Cada 165 días, el planeta gigante se sumerge hacia su estrella, casi rozando su corona de fuego, y luego vuela hacia el vacío helado. Este es TIC 241249530 b — un exoplaneta con una excentricidad récord de 0,94.

Entre los abrasadores exoplanetas que giran peligrosamente cerca de sus estrellas, se esconde un secreto de nacimiento. Hace casi tres décadas, Michel Mayor y Didier Queloz descubrieron el primer mundo de este tipo, y desde entonces los astrónomos se preguntan: ¿cómo es que un gigante gaseoso termina…

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.

Olvídate de las imágenes típicas de los núcleos planetarios: la frontera nítida entre roca y gas es cosa del pasado. La sonda Juno, al sumergirse en el campo gravitatorio de Júpiter, y Cassini, en los brazos de Saturno, descubrieron que los elementos pesados no se concentran en el centro, sino que se extienden por una región enorme…

En las aguas costeras poco profundas, donde el agua va y viene, la vida sigue el ritmo del sol. La película marrón en la superficie del lodo no es simple suciedad, sino una densa comunidad de diminutas diatomeas.

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

Una esfera, casi ingrávida para su tamaño, orbita la estrella cada cuatro días. El planeta TOI-2195 A b es un verdadero enigma: con una masa ligeramente mayor que Neptuno, se ha inflado hasta alcanzar volúmenes jovianos. Si existiera un océano suficientemente grande, este exoplaneta flotaría en su superficie como un balón inflable gigante.

En el punto de mira están las diminutas ciudades estelares: las galaxias enanas ultrafinas. Se parecen a enjambres dispersos de luciérnagas que giran en una vasta nube invisible. Esa nube es un halo de materia oscura ultraligera. Sus partículas son tan ligeras que no se comportan como bolas de billar, sino como ondas.

La gigantesca nube de bloques de hielo en los confines del sistema solar —la nube de Oort— se asemeja a una burbuja transparente que se extiende hasta un año luz de diámetro. Normalmente, estos bloques permanecen tranquilos en sus remotos rincones, pero a veces algo los perturba. Con mayor frecuencia, es la influencia de marea de nuestra galaxia.

En el centro de casi toda galaxia grande brilla un núcleo activo: un agujero negro supermasivo rodeado por un disco plano y giratorio de gas incandescente. Ese disco ya de por sí parpadea, pero los astrofísicos sospechan que en su interior se esconde todo un enjambre de pequeños agujeros negros de masa estelar.

Un planeta rocoso al rojo vivo se parece a una olla de sopa hirviendo, solo que su tapa es la atmósfera. Los gases escapan del magma, envuelven el mundo en una manta densa y a la vez influyen en la rapidez con que se enfría el cuerpo celeste.

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.

Cuando dos estrellas de neutrones giran una alrededor de la otra, sus cuerpos no permanecen como esferas rígidas. La gravedad de la compañera estira cada estrella, creando protuberancias de marea, de manera similar a como la Luna eleva el agua en los océanos de la Tierra.

El planeta WASP-121 b es un gigante gaseoso, calentado hasta 2500 °C. Siempre mira a su estrella con una misma cara, como un globo terráqueo congelado bajo una lámpara. Pero cuando pasa frente al disco estelar, su rotación nos muestra diferentes facetas, como si giraran lentamente ese globo para que podamos ver todos los rincones.

Dentro de 5 mil millones de años, el Sol, agotado su combustible, comenzará a hincharse, transformándose en un gigante rojo. Como un globo que pierde aire, la estrella irá debilitando su agarre gravitatorio, y la Tierra — un grano de arena en un hilo invisible — se alejará a una órbita más distante.

En el centro de una galaxia lejana, un agujero negro supermasivo está rodeado por un disco plano y giratorio de gas y polvo: un embudo gigante con materia cósmica. En este disco puede encontrarse un objeto compacto pequeño, por ejemplo, otro agujero negro de masa estelar.

En los rincones más remotos del sistema solar se esconden miles de objetos del tamaño de un planeta. A veces, sus trayectorias se cruzan con la órbita terrestre. No hace falta que choquen: incluso pasando cerca, un monstruo así puede desatar una catástrofe.

Una gota de helio frío pasa peligrosamente cerca de un agujero negro. Pero no es una gota cualquiera: es una estrella muerta del tamaño de la Tierra, aunque con una masa comparable a la del Sol.

Un planeta del tamaño de Neptuno se acercó demasiado a su estrella. La estrella comienza a atraer las capas superiores del planeta: el gas fluye desde él como agua de un cubo desbordado. Este proceso se llama transferencia de masa por el lóbulo de Roche (así es como los astrónomos designan el límite más allá del cual la estrella ya puede arrancar materia del planeta).

Imagine un funambulista balanceándose sobre un abismo. Cada paso cambia la tensión de la cuerda, y el más mínimo desplazamiento del centro de gravedad puede ser fatal. Así se asemeja el baile de una estrella común солнцеподобной alrededor de un чёрной дыры de diez masas solares, si la órbita es muy alargada.

Hace ochocientos millones de años, en el cinturón principal de asteroides, se rompió un gigantesco tintero. El cuerpo progenitor, de más de cien kilómetros de diámetro y compuesto por condritas carbonáceas primitivas, se desintegró repentinamente cerca de la resonancia J3:1 con Júpiter.

En los centros de las galaxias, donde los agujeros negros supermasivos dormitan rodeados de enjambres estelares, a veces se encienden fuegos de fuerza monstruosa: las disrupciones por marea. Pero algunos de estos eventos se comportan de manera extraña: se repiten una y otra vez, y cada nuevo encendido es más tenue que el anterior.

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.

Una sábana bien tensa reposa sobre la mesa durante varios días. En apariencia está inmóvil, pero en las fibras de la tela se conserva la tensión: basta con aflojar un poco un extremo y las arrugas correrán, reordenando todo el patrón. De manera muy similar se comporta una capa de células epiteliales en estado de reposo.

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.

En una cacerola con sopa hirviendo, las corrientes turbulentas llevan el calor hacia las paredes y la sopa se enfría. En un tokamak — una enorme botella magnética para el plasma — ocurre lo mismo: los remolinos de turbulencia arrastran la energía hacia afuera, impidiendo encender la reacción de fusión.

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.

La estrella doble TIC 287869463 es una pareja muy unida: una de las estrellas pulsa como una campana, mientras que la otra, con su gravedad, la estira como la marea estira el océano. Normalmente, las pulsaciones viajan por la estrella en forma de ondas, pero aquí una de las ondas se ha quedado quieta.

Dos estrellas giran alrededor de un centro común, absorbiendo gas de la nube circundante. Alrededor de cada estrella y alrededor de todo el par se forman discos de gas en rotación. De estos discos, como de mangueras, brotan chorros. Dentro de los discos, el gas se mezcla constantemente: así funciona la inestabilidad magnetorrotacional.

El litio es como un termómetro sumergido en el interior de una estrella. Este elemento ligero se destruye a temperaturas de unos 2,5 millones de grados, por lo que su cantidad en la superficie revela cuán profundamente se ha mezclado el material de la estrella.

El telescopio James Webb observa cada vez más exoplanetas — mundos en otras estrellas. Algunos de ellos son esferas rocosas al rojo vivo, siempre mostrando la misma cara a su estrella. Allí la roca se funde, formando océanos de lava líquida. ¿Cómo se mueve esa lava?

Un agujero negro puede atormentar a una estrella durante años, en lugar de desgarrarla de inmediato. Las fuerzas de marea ocurren cuando la gravedad del agujero estira la estrella: el lado cercano es atraído con más fuerza que el lejano. Normalmente, al acercarse demasiado, la estrella se destruye al instante: esto es una disrupción por marea.

El telescopio 'Kepler' observó durante años miles de estrellas y detectó planetas por las diminutas caídas en su luz cuando el planeta pasa frente a su estrella. Ese paso, o tránsito, permite medir el tamaño del planeta, pero no la forma de su trayectoria.