Galaxias astro-ph.GA

El sistema solar completa una vuelta alrededor del centro de la Vía Láctea cada 210 millones de años. La última vez que estuvimos en este mismo lado de la Galaxia, los primeros dinosaurios vagaban por la Tierra. Esa cifra, 243.72 km/s, se ha podido precisar gracias a estrellas raras que atraviesan la Galaxia como balas de cañón.

En los campos profundos de Euclid aparecen estrellas que no estaban en los catálogos. El telescopio, diseñado para cartografiar la materia oscura, ha funcionado como una cámara de trampeo: una sola imagen y la explosión cósmica queda registrada.

El cuásar W2246–0526 es un faro encendido cuando el universo tenía apenas 1,3 mil millones de años. Su luz nos llega después de 12,8 mil millones de años, pero incluso a esa distancia los astrónomos han vislumbrado algo que durante décadas se les escapaba: la sombra gravitacional de un agujero negro.

El punto rojo en la imagen del telescopio espacial James Webb es la galaxia Bz5.3, cuya luz ha viajado hasta nosotros durante 12.5 mil millones de años. Se encuentra detrás del cúmulo Bala, cuyo campo gravitacional actuó como una lente y amplificó su brillo 3.7 veces.

A 8,58 megapársecs de nosotros, la galaxia espiral M51 hace girar sus brazos, mientras el radiotelescopio VLA en su configuración más extensa la observa con una resolución de 0,16×0,14 segundos de arco. Es como si desde la Tierra pudiéramos distinguir una moneda en la superficie de la Luna.

En el centro del remanente de la supernova SN 1987A, a 168 000 años luz de la Tierra, se esconde un objeto que los astrónomos llevan 37 años buscando. Es la supernova más cercana que ha explotado ante los telescopios modernos y la única cuyo remanente compacto aún no se ha podido ver directamente.

La galaxia NGC 1560 es una modesta isla de estrellas y gas a diez millones de años luz de nosotros. Su curva de rotación, medida por primera vez en 1991, se ha convertido en un icono para quienes buscan una alternativa a la materia oscura.

En la habitación oscura del universo temprano se encendió la primera chispa. Unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang, cuando el cosmos estaba lleno solo de hidrógeno y helio, nacieron las estrellas de población III, gigantes sin metales cuya luz rasgó por primera vez la oscuridad primordial.

Tres cuerpos que se atraen mutuamente según la ley de gravitación universal: un problema ante el que las matemáticas se rinden desde hace tres siglos. Después de Poincaré quedó claro que no existe una solución general y que las trayectorias son caóticas. Pero dentro de ese caos hay islas de orden: las órbitas periódicas, donde el movimiento se repite.

En el corazón mismo de una nube molecular, donde la temperatura desciende hasta 10–20 kelvin y la densidad del gas alcanza un millón de partículas por centímetro cúbico, reina una sombra helada. Allí, lejos de la luz de las estrellas, el agua, el dióxido de carbono y otras moléculas se congelan sobre la superficie de los granos de polvo.

En el estanque estelar de la Vía Láctea, alguien ha lanzado una piedra invisible. Las ondas no se han propagado por el agua, sino por el movimiento de las estrellas: en una región de 200 por 50 pársecs, su velocidad vertical media resulta ser 7 km/s menor que la de sus vecinas. La desviación es estadísticamente significativa a nivel de 6σ, por lo que no puede explicarse por casualidad.

Dos casas con fachadas idénticas pero distribución interior diferente: por fuera, el espectro en V es similar, pero por dentro hay distintas fuentes de luz y diferentes cantidades de polvo. Así son las dos poblaciones de galaxias lejanas que los astrónomos han confundido durante mucho tiempo.

En la nube oscura NGC 6334I-North, a 5500 años luz de la Tierra, el interferómetro de radio ALMA ha vislumbrado algo inesperado: alrededor de una joven estrella masiva gira un disco de gas y polvo, y dentro de él, siete densas condensaciones. Cada una de ellas podría convertirse en una estrella.

En el universo temprano, apenas mil quinientos millones de años después del Big Bang, tres galaxias masivas colisionaron en un pequeño volumen de espacio. Su danza gravitacional expulsó enormes flujos de gas frío que se extendieron a lo largo de 60 kiloparsecs, una distancia veinte veces mayor que el diámetro de nuestra galaxia.

En el centro de la Vía Láctea, a 27 mil años luz de la Tierra, reside el agujero negro supermasivo Sagitario A*. Su masa es de cuatro millones de soles. No brilla intensamente como los cuásares, sino que arde apenas perceptiblemente. Durante mucho tiempo, los astrónomos debatieron si de él emanaba un viento.

La luz de una galaxia lejana se ha duplicado, triplicado, cuadruplicado, y en el centro ha aparecido un quinto fantasma. Así es HerS-3: una galaxia joven, llena de polvo y estrellas recién nacidas, cuya luz ha atravesado una lente gravitacional, un objeto masivo que curva los rayos como el cristal de una lupa.

En el núcleo de la lejana galaxia SDSS J1335+0728, a 2,5 mil millones de años luz de la Tierra, un agujero negro supermasivo marca el compás. Cada pocos días emite destellos en rayos X, como un metrónomo cósmico, pero en 2025 este metrónomo ha cambiado repentinamente de tempo, de allegro a andante.

En el denso enjambre de estrellas viejas conocido como cúmulo globular M15, los astrónomos no solo han visto estrellas, sino capas de tiempo. Unas estrellas nacieron antes, otras después, y su composición química delata su origen con la precisión de un arqueólogo que lee los estratos de un antiguo asentamiento.

El telescopio ASKAP recopila en una sola noche datos sobre millones de fuentes de radio. Los algoritmos automáticos reconocen con seguridad los puntos compactos, pero se rinden ante las estructuras extendidas con chorros, puentes y burbujas.

La galaxia NGC 3627, una belleza espiral en la constelación de Leo, guarda una estela que no encaja en ningún escenario estándar. Una estrecha banda de gas frío, una estela molecular, se extiende a lo largo de más de 8 kilopársecs (miles de pársecs, cada uno de unos 3260 años luz) con un ancho de unos 200 pársecs.

Cada noche, en el archivo municipal, el encargado coloca las nuevas carpetas en los estantes. Si durante el día han llegado demasiadas, los estantes se comban y a la mañana siguiente el archivo responde a las solicitudes con más lentitud. Así funciona aproximadamente la memoria de un agujero negro: no solo almacena información, sino que siente físicamente su peso.

En el centro de la galaxia NGC 1600, a 200 millones de años luz de nosotros, los astrónomos notaron un denso cúmulo de estrellas. Parecía un nudo brillante sobre el resplandor difuso, y fue inesperado.

Astrónomos encontraron en el Universo un objeto invisible que pesa apenas un millón de soles — para el cosmos es una nimiedad, cien veces más ligero que todo lo que se había podido 'pesar' a tales distancias. El objeto no brilla, pero se delató al curvar la luz de una galaxia aún más lejana.

El disco estelar de la Vía Láctea es como una brillante veleta, y la materia oscura es la nube invisible a su alrededor. Por primera vez se ha medido su forma con precisión.

Ya Vera Rubin descubrió que las estrellas en los bordes de las galaxias se mueven demasiado rápido, como si las sujetara una telaraña invisible. Y Fritz Zwicky fue el primero en sospechar que en los cúmulos de galaxias se esconde una enorme masa invisible.

La cola del cometa 3I/ATLAS, extendida por millones de kilómetros, está compuesta de gas enrarecido y diminutas partículas de polvo. A finales de octubre de 2025, dos sondas terrestres se sumergirán en ella: Europa Clipper y Hera. Ninguna fue diseñada para encontrarse con un cometa: Clipper viaja hacia una luna de Júpiter, Hera hacia un asteroide.

En el centro de la Vía Láctea hierve un caldero estelar gigantesco. Allí nacen y mueren astros masivos: cada muerte es una explosión de supernova que lanza al espacio nubes de partículas cargadas. Estas partículas, aceleradas casi a la velocidad de la luz, chocan con gas y radiación y emiten luz gamma, la más energética de la naturaleza.

La gravedad del planeta comprime y amasa rítmicamente la luna, como masa: gracias a este «amasado» constante, el interior se calienta y bajo la corteza helada pueden conservarse océanos de agua durante largos períodos. En la galaxia hay una abundancia de planetas errantes…

Las partículas de materia oscura pueden comportarse como melaza: en un modelo no se estorban entre sí, en otro se empujan ligeramente, creando viscosidad. De esto depende cuán rápido los gigantescos agujeros negros en los centros de las galaxias caen uno hacia el otro y se fusionan.

Cuando Edwin Hubble descubrió la expansión del universo, y Vera Rubin la materia oscura, el marco de la cosmología parecía sólido.

El segundo visitante interestelar, el cometa 3I/ATLAS, brilla de manera inusual debido a los granos de metal oxidado en su núcleo helado. A medida que se acerca al Sol, se comporta como una vieja lata de conserva arrojada al fuego: el calor derrite el hielo, el agua entra en contacto con el metal y comienza una corrosión violenta.

Los científicos han descrito un nuevo tipo de estrella invisible que se comporta como una lente que respira. Tal estrella está compuesta de partículas bosónicas ultraligeras (aún no descubiertas). Su atracción provoca una curvatura del espacio-tiempo, que es justamente la lente, la cual se expande y contrae rítmicamente, como si respirara.

Un agujero negro no solo engulle materia: como un remolino cósmico gigante, curva el propio tejido de la realidad y hace que los rayos de luz la rodeen, enfocándolos. El efecto es aún más fuerte en los agujeros negros que giran casi a la velocidad de la luz: su rotación retuerce el espacio en una espiral apretada.

Las supernovas de tipo Ia son como bombillas de la misma potencia: cuanto más tenue es la luz, más lejana está la fuente. Estas supernovas sirven para medir distancias a galaxias lejanas. Pero el polvo cósmico, como un vidrio sucio, atenúa y tiñe la luz, dificultando los cálculos precisos.

El telescopio espacial James Webb observó una época en la que, tras el Big Bang, el universo tenía apenas mil millones de años, y encontró la galaxia «Dormilona». A diferencia de sus vecinas, que brillaban con estrellas jóvenes, ella parecía cansada y apagada.

El telescopio James Webb observó en una galaxia lejana una franja brillante — como la estela de un barco, solo que de doscientos mil años luz de largo. En la cabeza de esa estela se precipita un agujero negro supermasivo, embistiendo el gas enrarecido a una velocidad de 954 km/s.

Los astrónomos leen la historia de las galaxias a través de sus retratos. Antes se utilizaba o bien un largo análisis de la luz por colores, o bien rápidas fotografías con filtros, perdiendo los detalles de la forma.

Así como la levadura convierte la harina en una masa esponjosa, el 'condimento' radiactivo de una supernova —la explosión de una estrella masiva al final de su vida— ayuda a dar forma a un planeta rocoso. El ingrediente clave aquí es el aluminio-26, un isótopo radiactivo que libera calor al desintegrarse.

El telescopio James Webb ha observado la galaxia Abell 2744-QSO1, donde casi no hay elementos pesados (los astrónomos los llaman metales), y el agujero negro central pesa cientos de veces más que todas las estrellas juntas. Los escenarios convencionales no explican tal desequilibrio.

En el laboratorio DESY se puso en marcha el experimento ALPS II para buscar axiones, unas hipotéticas partículas fantasma que podrían formar la materia oscura. Esta masa invisible actúa como un armazón que evita que las galaxias se dispersen debido a la rotación.