destello de rayos X

Un estroboscopio en una sala oscura captura sombras fugaces entre la multitud, sombras que el ojo no alcanza a percibir. Un agujero negro primordial del tamaño de un virus, al pasar frente a una estrella lejana, intensifica su luz durante unos segundos, como una lupa enfocada en una bombilla.

El telescopio de rayos X XMM-Newton observó la galaxia Mrk 1044 durante dos horas seguidas. En su interior hay un agujero negro alrededor del cual gira gas sobrecalentado. Ese gas brilla en rayos X y su luminosidad parpadea: a veces más brillante, a veces más tenue.

Durante tres días seguidos, un láser golpeó un chorro de gas y, cada segundo, se generaba un haz de electrones con una energía comparable a la de un pequeño rayo. Antes, estos haces solo se obtenían en enormes salas donde el acelerador ocupaba un edificio entero. Ahora, todo el sistema cabe en una habitación y funcionó sin fallos durante 72 horas.

Cuando un rayo láser incide en un gas, arranca electrones de los átomos y los acelera hasta casi la velocidad de la luz. Estos electrones, al atravesar el plasma, emiten rayos X, como una estela luminosa dejada por una partícula veloz.

Una esponja regada lentamente con una regadera se empapa por completo. Pero si le arrojas de golpe el mismo cubo de agua, el centro se moja y los bordes quedan casi secos. Así se comporta un material que absorbe energía de forma no lineal: cuanto más intenso es el flujo, más se queda atrapado en el punto de impacto. En este nuevo trabajo, esa imagen se convierte en un modelo mínimo.

En la superficie de la Luna y de los asteroides hay hoyos más pequeños que una cabeza de alfiler, pero con bordes fundidos y brillantes. Estas marcas las dejan meteoritos diminutos; sin embargo, a qué velocidad exacta se produce la fusión seguía sin estar claro.

El tirador apunta al blanco, aprieta el gatillo y escucha dos disparos: uno fuerte, otro suave. Así funciona la nueva instalación, solo que en lugar de balas hay un grupo de electrones, y en lugar de disparos, dos destellos de luz. Uno es de rayos X, el otro es terahercio. Vuelan hacia el mismo punto con un intervalo perfecto.

En julio de 1969, cuando el Apolo 11 volaba hacia la Luna, los astronautas notaron algo inusual: breves destellos de luz que aparecían incluso con los ojos cerrados. Al principio lo atribuyeron al cansancio, pero los destellos se repitieron en distintas tripulaciones.

Un agujero negro en pareja con una estrella funciona como una bomba: atrae el gas de la compañera, lo hace girar en un disco brillante y de vez en cuando expulsa parte de la materia en dos chorros estrechos. En 2021, el sistema 4U 1543-475 ofreció ese espectáculo.

Un flash fotográfico que se dispara en una milésima de segundo no calienta el objeto, a diferencia de uno normal que dura un segundo entero. En radioterapia se descubrió un truco similar: cuando la dosis de radiación se administra en milisegundos en lugar de minutos, los tejidos sanos sufren menos.

Un microscopio ordinario es inútil cuando se trata de observar un virus individual con todo detalle. Es demasiado pequeño. Pero existe una herramienta que emite destellos miles de millones de veces más brillantes que la luz solar: el láser de rayos X de electrones libres.

El Universo es una inmensa orquesta que interpreta la partitura de la expansión. Las galaxias se alejan al compás de una música inaudible de energía oscura.

Un gigantesco caldero casi siempre está a punto de apagarse, pero a veces lanza chorros de chispas. Así se comporta el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia: el objeto Sagitario A*. Tiene una masa cuatro millones de veces mayor que la del Sol y se encuentra a 26 mil años luz de nosotros.

La ionosfera a una altura de 70 kilómetros funciona como un espejo gigante para las ondas de radio. Las antenas terrestres le envían constantemente una señal y escuchan su reflejo.

Una manguera de jardín lanza un chorro fino y potente. Si la mueves sobre el terreno, puedes regar todo el huerto sin mojar los caminos. Algo así funciona el nuevo enfoque para tratar tumores profundos: en lugar de un haz ancho de radiación, se toma un haz estrecho de electrones acelerados casi a la velocidad de la luz y se escanea el tumor con él, como con un chorro de agua.

El agujero negro GRS 1915+105 normalmente se esconde tras un denso telón de gas: su emisión de rayos X se ve fuertemente absorbida en el camino hacia nosotros. Pero en abril de 2023 estalló de repente: el flujo de rayos X aumentó casi diez veces.

El análisis de fluorescencia de rayos X convencional funciona como un escriba meticuloso: para conocer la composición de un cuadro, recorre cada centímetro cuadrado y anota en su registro si hay plomo o cobre. Para una lámina plana es tolerable, pero para un objeto volumétrico es un suplicio.

Un flash fotográfico normal se congela en centésimas de segundo, pero para los átomos eso es una eternidad. Dentro de las moléculas, los electrones saltan en attosegundos: milmillonésimas de milmillonésima de segundo. Para capturar algo así se necesita un pulso de luz más corto que el propio evento.

En 2017, el detector IceCube captó un neutrino de la galaxia lejana TXS 0506+056. Es como oír un timbre al otro lado del océano: la señal llegó de donde nacen las partículas más energéticas del universo. Junto con el neutrino, los astrónomos observaron un destello de rayos gamma y, dos o tres años después, ondas de radio. ¿Por qué se retrasó la radio?

Un escáner de resonancia magnética es como una cámara que toma fotografías del interior del cuerpo, pero muy lentamente. El paciente debe permanecer inmóvil durante varios minutos, mientras el corazón sigue latiendo. Si la persona se mueve o el ritmo se altera, la imagen se ve borrosa. Los médicos tienen que repetir el escaneo, perdiendo tiempo y paciencia.

Durante diecisiete años seguidos, el telescopio espacial Fermi registró la luz de la lejana galaxia 4C 76.03. La mayor parte del tiempo se comportó tranquila, como una ciudad nocturna donde solo brillan algunas ventanas dispersas.

Un detector de materia oscura se parece a un micrófono muy sensible que escucha el silencio. Capta diminutos golpes de calor, los fonones, que se producen cuando una partícula roza el cristal. Pero en lugar de silencio, los instrumentos han estado oyendo ruido durante años: una multitud de señales débiles por debajo de unos pocos cientos de electronvoltios.

Dos ciudades: una con calles rectas y ordenadas, la otra con callejones laberínticos. Si por ambas se hace pasar un potente chorro de agua, en la primera el agua se escurrirá rápido por los canales, mientras que en la segunda inundará todo a su alrededor. Algo así ocurre con los tejidos durante la radioterapia ultrarrápida, conocida como FLASH.

En el centro de muchas galaxias se esconden agujeros negros supermasivos. De vez en cuando 'gritan' — emiten poderosas erupciones de rayos X. Los científicos llevan tiempo devanándose los sesos con la naturaleza de estas 'erupciones cuasiperiódicas'.

Una llamarada solar se parece a un cortocircuito en un letrero de neón gigante. Dentro del Sol, los campos magnéticos se retuercen formando espiras, como bandas de goma, y cuando se reconectan, la energía se derrama hacia el espacio.

Las fuentes modernas de rayos X se parecen a una orquesta sin director: los electrones en el haz van cada uno por su lado y la radiación sale borrosa. La nueva idea es hacer que los electrones se alineen en filas uniformes con un paso de varios nanómetros. Entonces la luz que emiten se vuelve coherente, como un rayo láser.

En diciembre de 2024, el cuásar PG 1211+143 estuvo en el punto de mira de dos observatorios de rayos X a la vez: los espectrógrafos de XRISM y XMM-Newton lo observaron simultáneamente.

El 31 de diciembre de 2023, en el Sol se produjo una llamarada de la clase más alta: una que en pocos minutos libera la energía de miles de millones de bombas atómicas. Junto con ella, se desprendió de la superficie una enorme protuberancia: una nube de gas incandescente que salió disparada desde el Sol a casi 3000 kilómetros por segundo.

El telescopio espacial Einstein Probe registró una tormenta celestial: tras una breve (0,4 segundos) explosión de rayos gamma — el relámpago cósmico — siguió un largo estruendo de rayos X, como un trueno. Duró casi 10 minutos.

Los astrónomos observaron siete veces cómo un agujero negro desgarra una estrella que pasaba. Midieron los destellos con alta precisión en rayos X y notaron: la radiación más energética siempre precedía a la suave en 500 segundos. Esto se asemeja a un eco sonoro en las montañas: primero se oye el grito directo, luego su reflejo en la roca.

Las breves y potentes interferencias de radio del espacio lejano han desconcertado a los científicos durante mucho tiempo. Se cree que su origen son los núcleos superdensos de estrellas muertas, donde los campos magnéticos son inimaginablemente intensos.

Un imán de nevera se sostiene gracias a diminutas agujas internas, cada una como una brújula en miniatura. Si golpeas el metal con un destello de luz ultracorto, esas agujas empiezan a agitarse caóticamente y el magnetismo se derrite en una millonésima de milmillonésima de segundo. Antes, ese 'derretimiento' era demasiado rápido para poder verlo.