Astrofísica Estelar astro-ph.SR

El radiotelescopio RATAN-600 es un anillo de cientos de paneles de aluminio en la ladera de una montaña en Karacháyevo-Cherkesia. En la primavera de 2018, su espejo captó ondas de radio de dieciséis enanas rojas — estrellas pequeñas, tenues, pero de vida muy larga.

Al norte del microcuásar SS 433, en el rango de rayos X blandos, ha aparecido un arco. Débil, difuso, pero que repite obstinadamente contornos ya conocidos por las observaciones de radio. Los astrónomos estudiaron su espectro y vieron gas calentado a once millones de kelvin. Gas que no podía haber sido calentado ni por los chorros ni por el viento del disco de acreción.

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.

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.

En agosto de 2024, el coronógrafo MIRI del telescopio James Webb apuntó a Alfa Centauri A, la estrella de tipo solar más cercana al Sol. A 1,5 segundos de arco de la estrella, apareció una fuente puntual, S1. Flujo de 3,5 mJy, contraste de 5,5×10⁻⁵. Cuatro a seis sigmas. Un faro que parpadeó en la niebla.

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.

Cuatro horas y cincuenta y ocho minutos. Con ese ritmo, como un metrónomo, algo pasa frente a la enana blanca ZTF J1944+4557, haciendo que su luz se atenúe en un tercio, y a veces casi a la mitad.

Un viento que sopla en contra de la rotación del planeta aviva la fragua de carbono. Así es la atmósfera del objeto PSR J2322-2650b, un compañero similar a Júpiter de un púlsar de milisegundos.

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 la noche del 9 al 10 de marzo de 2024, una nube de plasma expulsada por el Sol se alejaba de la estrella. Ya había superado la distancia de cinco radios solares cuando una red terrestre de 352 antenas en el valle de Owens, California, captó una breve señal de radio proveniente de ella.

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.

Las enanas marrones son «estrellas fallidas» que no lograron encender su horno nuclear. Más masivas que los planetas pero más ligeras que las estrellas, se asemejan a gigantescas batidoras atmosféricas: sus profundidades son calientes, las capas superiores relativamente frías, y poderosas corrientes agitan esta mezcla.

El telescopio TESS, que normalmente busca planetas alrededor de otras estrellas, detectó 24 oscurecimientos alrededor de RZ Psc. Eran cometas: bloques de entre 1 y 7 km, cruzando el disco de la estrella. Como un reflector distante cuya luz es tapada momentáneamente por una pequeña piedra: cuanto más profunda la sombra, más grande el objeto.

Es como un puente al que le falta la parte central, y nadie espera coches al otro lado. Así veían los astrónomos los agujeros negros con masas entre 50 y 130 soles: las estrellas capaces de crearlos explotan como supernovas de inestabilidad de pares — el núcleo se calienta tanto que la luz crea partículas y antipartículas, la presión colapsa y la…

En la infinita oscuridad del espacio interestelar, el planeta vagabundo WISE 0855 titila con un leve resplandor térmico, como una brasa que se enfría. Su temperatura está apenas una decena de grados por encima del punto de congelación del agua: si hubiera vida allí, vería un cielo sin sol, envuelto en una niebla helada perpetua.

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…

El universo está lleno de masa invisible — la materia oscura — que solo se manifiesta a través de la gravedad. Una de las hipótesis sugiere que la materia oscura está compuesta por agujeros negros primordiales, objetos formados en las condiciones extremas inmediatamente posteriores al Big Bang.

Las enanas marrones son más pesadas que los planetas, pero más ligeras que las estrellas. Su atmósfera es como una olla hirviendo: nubes de arena candente y gotas de hierro suben y bajan.

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.

Lejos, más allá del Sistema Solar, vaga el mundo VHS 1256B: un planeta gigante sin estrella. Los astrónomos no lograban entender por qué su brillo saltaba casi un 40% en pocos días. La respuesta llegó con el telescopio James Webb: resultó que todo el planeta está cubierto por tormentas colosales de polvo de silicato.

El Sol no es solo una esfera, sino una mansión magnética. Sus invisibles hilos de fuerza, como un cableado eléctrico, atraviesan el espacio y controlan el clima espacial. Pero hasta ahora solo habíamos visto ese cableado desde el rellano de la escalera: desde el plano de la órbita terrestre. El papel del ático y el sótano, los polos magnéticos, seguía siendo un misterio.

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 viento solar no es un arroyo tranquilo, sino una sopa burbujeante de partículas cargadas. La sonda Parker, al sumergirse cerca del Sol, captó dos tipos de ondas que actúan como batidoras. Las ondas levógiras, como un batidor de varillas en manos de un chef, agitan la materia cuando la temperatura a lo largo y a lo ancho del movimiento difiere.

En la oscuridad del espacio interestelar vagan millones de planetas rebeldes, mundos sin vínculo a ninguna estrella. Son casi imposibles de ver, pero cuando uno de estos viajeros pasa frente a una estrella lejana, su gravedad curva la luz y crea por un instante una lupa cósmica.

El telescopio James Webb observa la estrella TRAPPIST-1, una diminuta enana roja alrededor de la cual orbitan siete planetas del tamaño de la Tierra. Y ve algo inusual: las brillantes llamaradas de esta estrella apenas alcanzan los 3500–4000 grados. En comparación, una llamarada solar típica se calienta hasta los 9000–10000 grados.

Betelgeuse es una estrella gigante a punto de explotar como supernova. Pero probablemente no está sola: una pequeña estrella compañera, Sivarkha, orbita muy cerca. Cada 2000 días atraviesa las capas exteriores de Betelgeuse como un barco cortando el agua, dejando ondas de gas caliente.

En tres sistemas binarios, una enana blanca —el núcleo muerto de una estrella— roba gas a su compañera. La compañera es tan tenue que no se ve con un telescopio normal. El telescopio James Webb observó estos pares en luz infrarroja, como una cámara de visión nocturna. Y por primera vez captó la luz de las propias estrellas donantes.

El Sol, con su gravedad, crea una copa invisible en la que la materia oscura de un tipo especial, ultraligera, no se agita caóticamente, sino que ocupa estrictos escalones energéticos, como capas transparentes de un líquido.

Una estrella a 300 años luz baila con una pareja invisible. Un lado de la estrella se calienta más que el otro, como si el bailarín invisible le soplara un viento caliente. Esta pareja es una estrella de neutrones: un rescoldo del tamaño de una ciudad, tan denso que una cucharadita de su materia pesa más que el Monte Everest.

En 2019, Betelgeuse se atenuó repentinamente, generando rumores de una inminente explosión. Pero la culpa fue de nubes de polvo cósmico. Ahora, el telescopio Gemini North ha distinguido en su deslumbrante brillo una diminuta estrella compañera, predicha por cálculos. Betelgeuse es como un reflector de estadio, y su compañero, una luciérnaga que destella justo en el haz.

En los centros de muchas galaxias se esconden agujeros negros supermasivos, rodeados de discos de gas, polvo cósmico y estrellas. Sus colisiones pueden generar ondas gravitacionales — ondulaciones del espacio-tiempo.

Una estrella tiembla como una campana después del golpe. Esas vibraciones, diminutas fluctuaciones de brillo y de superficie, pueden captarse con un telescopio. Con las frecuencias de esas 'notas estelares', los astrónomos deducen lo que ocurre en el interior: cuántos años tiene la estrella y cómo está estructurada.

En la corriente estelar de Andrómeda —una larga cinta de estrellas arrancadas de una galaxia pequeña al chocar con una grande—, los astrónomos han notado una estrella que brilla más que todas sus vecinas. Pulsa: se expande y se contrae cada 89 días, como un corazón que late al compás. Estas estrellas se denominan cefeidas de tipo II, y esta es la más brillante conocida.

El Sol no rota como un sólido rígido: su ecuador da una vuelta más rápido que los polos. Esta diferencia de velocidad de rotación crea capas que se mueven a distinta velocidad, como las corrientes oceánicas a diferentes profundidades.

En el gas ardiente de partículas cargadas —el plasma— los campos eléctricos caóticos funcionan como un colador. La partícula lenta se rodea de una nube de cargas opuestas que atenúa el campo externo. La rápida se desprende de esa coraza y recibe un impulso.

En el Sol ocurren constantemente breves eyecciones de plasma: las nanojets. Son del tamaño de una pequeña ciudad, viajan a cientos de kilómetros por segundo y desaparecen en menos de medio minuto. Cada una de estas llamaradas es como una diminuta explosión que lanza gas caliente hacia arriba.

Las estrellas similares al Sol rara vez giran solas. Muchas de ellas bailan con compañeras invisibles: enanas marrones, objetos más grandes que los planetas pero demasiado ligeros para una combustión estelar estable. En su interior se enciende la fusión del hidrógeno, pero se apaga rápidamente, sin alcanzar la estabilidad del Sol.

La enana roja V374 Pegasi es una estrella del tamaño de un tercio del Sol, pero con temperamento de volcán. Cada pocas horas, gigantescos cúmulos de plasma se desprenden de su superficie, como burbujas de vapor de una olla hirviendo. Estas eyecciones, llamadas protuberancias, salen disparadas al espacio y generan ráfagas de ondas de radio.