óxido de titanio

Una orquesta congelada en la que los músicos cambian de asiento cuando el director, el magnetismo, marca una nueva partitura. En el cristal de espinela, los átomos de hierro y magnesio se sientan en dos tipos de butacas: unos rodeados por cuatro vecinos, otros por seis.

Una película transparente de óxido de bismuto y wolframio reposa sobre un sustrato sin conducir la corriente. Tres minutos en una nube de plasma de nitrógeno bastan para que se vuelva negra y su resistencia caiga mil millones de veces.

A 40 años luz de nosotros vive una estrella que durante mucho tiempo pasó desapercibida: TRAPPIST-1 emite al espacio dos mil veces menos luz que el Sol. Pero a su alrededor se encontraron nada menos que siete planetas del tamaño de la Tierra, y tres de ellos orbitan en la zona donde el agua podría permanecer líquida.

Un intérprete que se ha aprendido todas las réplicas de antemano responde al instante — no necesita escuchar toda la conversación de nuevo. Así funciona el nuevo modelo: no hace correr átomos en la computadora durante horas, sino que entrega de inmediato la energía libre del cristal a cualquier temperatura y presión.

Si apagas la vitrocerámica, el agua deja de hervir casi al instante. En el mundo de la catálisis se esperaba algo parecido: se detiene la reacción y todas las partículas intermedias desaparecen al momento. Pero unas nuevas observaciones sobre migas de platino han mostrado algo muy distinto.

El agua puede ser de muchas clases. No solo dulce o salada, sino también «pesada», si en su molécula, en lugar del hidrógeno común, se encuentra el deuterio, su hermano más masivo. A esa agua se la llama HDO, y es un auténtico pasaporte cósmico: según la cantidad de deuterio en el agua, se puede saber dónde y cuándo nació esa agua.

Desde que la Voyager 2 pasó rápidamente por Urano en 1986, las lunas heladas del planeta guardaban un misterio: ¿de dónde proviene el dióxido de carbono en su superficie? Los espectrómetros de aquella época solo insinuaban la presencia de CO₂, pero no podían decir nada sobre su origen.

Las estrellas masivas son titanes cósmicos, cuyas vidas transcurren bajo el signo de una energía indomable. Cuando una de estas estrellas entra en la fase de supergigante B[e], su radiación es tan potente que, aparentemente, sería capaz de disociar cualquier molécula en átomos.

A cientos de años luz de nosotros hay un planeta que parece un espejo gigante. LTT9779b refleja gran parte de la luz que recibe, mucho más de lo que cabría esperar de un cuerpo del tamaño de Neptuno. Los astrónomos llevaban tiempo discutiendo qué lo hace tan brillante: una neblina metálica densa de carbono o una capa de nubes.

A 158 años luz de nosotros, alrededor de la tenue estrella enana roja TOI-6894, se mueve pausadamente un planeta. Su año dura menos de dos días terrestres, pero él mismo es un mundo fresco con una temperatura de equilibrio de unos 420 K, ligeramente más caliente que una sauna.

El planeta WASP-121 b no es solo una bola caliente. Es un mundo donde el hierro se evapora y el cielo brilla con su propio calor. Una nueva mirada ha ayudado a entender de qué "ingredientes" se formó.

La atmósfera de Titán, descubierto por Christiaan Huygens, es opaca para los telescopios ordinarios. Pero el análisis espectral encuentra 'ventanas' de transparencia — regiones estrechas donde la neblina se abre.

El telescopio James Webb observó el disco de gas y polvo alrededor de una joven estrella, donde nacen planetas, y por primera vez distinguió hielo de agua pesada. Esta agua no es común: en sus moléculas, el hidrógeno ordinario es reemplazado por deuterio, su primo más pesado.

El joven superjúpiter TWA5B — una esfera incandescente con 25 veces la masa de Júpiter — flota a solo unas decenas de años luz de nosotros. Su débil resplandor infrarrojo ocultó durante mucho tiempo su composición química.

Una guardería donde unos niños moldean castillos de arena y otros ya juegan con bloques de construcción. Así se ve, más o menos, el sistema de la estrella V1298 Tau: tiene solo 20 millones de años —en términos cósmicos, acaba de salir de la cuna—. A su alrededor orbitan varios planetas, y dos de ellos, b y e, resultaron ser asombrosamente diferentes.

Con ayuda del telescopio espacial JWST, los astrónomos realizaron un análisis químico del centauro Quirón, un cuerpo helado de los confines del sistema solar. Resultó que su actividad gaseosa se asemeja a un pastel de capas. Desde la superficie se evapora dióxido de carbono, formando una costra superficial.

Lance una pelota casi paralela a la pared: se deslizará a lo largo de ella antes de rebotar. Con un haz de luz sucede lo mismo: al reflejarse en un ángulo muy bajo, se desplaza micrones. Este desplazamiento de Goos–Hänchen se consideró durante mucho tiempo solo una curiosa paradoja.

Más allá de Neptuno, en el cinturón helado, los astrónomos observaron cómo el objeto (612533) 2002 XV93 ocultó por un instante una estrella distante.

La luz de una estrella lejana se filtra a través de la envoltura gaseosa de un planeta, y los astrónomos intentan adivinar de qué está hecha esa envoltura. Así se estudian las atmósferas de mundos que no se pueden tocar. Cuando el planeta pasa frente al disco de su sol, su velo gaseoso intercepta brevemente parte de los rayos.

Una nube gigante de gas y polvo, tan fría que el calor apenas se percibe, a solo unos grados por encima del cero absoluto. Es TMC-1, en la constelación de Tauro, una de las cunas más oscuras y densas de moléculas en nuestra galaxia.

Alrededor de nuestra galaxia, como una corona invisible, se extiende una nube de gas tenue, calentada a millones de grados. Se llama halo galáctico. Ver este resplandor directamente es difícil: emite rayos X suaves que la atmósfera terrestre absorbe.

Titán es un mundo frío con lagos de metano y una densa atmósfera anaranjada. Pero bajo la corteza de hielo podrían ocultarse charcos cálidos formados tras impactos de meteoritos. En un charco así, como en un matraz químico del tamaño del cráter Selk, se mezclan gases simples del aire: ácido cianhídrico y acetileno.

Un memristor es una resistencia con memoria: tras cortar la corriente, conserva su resistencia. En su interior, una fina película de óxido metálico está intercalada entre dos electrodos metálicos.

Un mundo que durante años se negó a mostrar su rostro. El planeta GJ 1214 b es exactamente ese caso. Es más grande que la Tierra, pero más pequeño que Neptuno, y su densa envoltura hacía que su atmósfera fuera invisible para los telescopios: la luz de la estrella la atravesaba sin dejar huellas claras.

Un transistor normal de un teléfono se crea en una cámara de vacío, donde los átomos se depositan capa a capa. Es caro y lento. Pero el óxido de indio se puede imprimir como tinta: a partir de una gota de metal líquido que, al aire, se cubre sola con una fina película de óxido. Los autores tomaron indio, lo fundieron y lo extendieron sobre un sustrato a 250 grados.

La luz de una estrella lejana, al atravesar la atmósfera del planeta K2-18b, dejó unas peculiares "huellas dactilares" en el espectro. Los astrónomos recogieron esa luz durante 420 horas con el telescopio espacial James Webb y la descompusieron en colores, como un arcoíris.

En su juventud, nuestro sol irradiaba aproximadamente un 30% menos de energía que hoy; esta paradoja del sol joven débil ha inquietado durante mucho tiempo a los planetólogos: con tal déficit de calor, los océanos terrestres deberían haberse congelado, pero las evidencias geológicas indican lo contrario.

Titán, la luna más grande de Saturno, está envuelto en una densa neblina anaranjada. Está compuesta por hidrocarburos y otras moléculas orgánicas que nacen cuando la luz solar descompone el metano y el nitrógeno en las capas altas de la atmósfera.

El gas de una galaxia brilla como un letrero de neón, y por el color de ese brillo los astrónomos deducen lo caliente que está. La lógica es simple: cuanto más elementos pesados (los astrónomos los llaman metales) hay en el gas, mejor se enfría. Así que en las galaxias ricas en metales la temperatura debería ser más baja.

En un taller caliente de metal fundido, cualquier trozo de hielo se evaporaría al instante. Pero escondido en un guante grueso, permanecería intacto. Un truco similar ha hecho la naturaleza en la nebulosa planetaria NGC 6302.

Cuando un cocinero prepara un plato, no solo importan las proporciones de los ingredientes, sino también su cantidad total. Dos pasteles con la misma proporción de azúcar y harina, pero hechos con porciones de diferente tamaño, quedarán distintos.

En una nube donde nacen estrellas masivas hay un núcleo denso y caliente. Como en una cocina abarrotada donde el calor de la placa hace que se evaporen los olores, aquí el calor de las estrellas jóvenes evapora moléculas de la superficie de los granos de polvo cósmico.

Una película fina de un óxido complejo es como un calco: hay que despegarla con cuidado de una superficie y colocarla en otra sin romperla. Antes se usaban capas que se disuelven en agua, pero o se disolvían demasiado lento o dañaban la propia película. Ahora se propone un nuevo "pegamento": el óxido de bario. Desaparece en agua en cuestión de minutos, dejando la película intacta.

En las oscuras y frías nubes donde nacen las estrellas, los granos de polvo están cubiertos por una costra de hielo. Por esa costra, como por una carretera invernal, deambulan lentamente átomos sueltos.

En las guarderías estelares, las estrellas masivas no nacen solas, sino en pares. Dos estrellas orbitan alrededor de un centro común, y la más pesada se expande primero y comienza a desprender sus capas externas. Parte de esa materia no escapa al espacio, sino que fluye hacia la vecina, como agua de una copa desbordada a otra que se coloca debajo.

Un cristal de una sola capa atómica es como una hoja de papel en la que se puede escribir con electricidad. Este material promete convertirse en la base de microchips diminutos y rápidos. Pero antes de lanzarlo a producción, hay que saber exactamente de qué está hecho. Y aquí resulta que la fórmula habitual no cuadra.

Titán, descubierto por Christiaan Huygens en 1655, se parece a un lienzo que se repinta constantemente. Los impactos de polvo cósmico y asteroides dejan marcas de cráteres en él.

Un horno con tres estantes en los que se hornean diferentes platos: esa es la imagen que viene a la mente al observar la galaxia I Zw 18. El estante superior está al rojo vivo a 21 200 kelvin, el del medio a 17 290 y el inferior a 16 170.

En una fría nube de gas en el mismo centro de nuestra galaxia, a la que los astrónomos llaman G+0.693-0.027, se esconde un verdadero laboratorio químico. Allí, lejos de las estrellas, sobre la superficie de diminutas partículas de polvo —del tamaño de las partículas de humo— los átomos se unen formando moléculas, como masa sobre una mesa de cocina.

En cada hoja, bajo la luz, funciona una fábrica que descompone el agua en oxígeno e hidrógeno. El oxígeno sale al aire que respiramos, y el hidrógeno lo usa la planta para alimentarse. El corazón de esta fábrica es un complejo proteico con cuatro átomos de manganeso y un átomo de calcio.