EL MACROCOSMO

03.10

Azul y hermosa en su manto de nubes, la Tierra se abre camino a través de un universo tan enorme que se sitúa más allá de todo lo imaginable. Cada noche, el cosmos salpicado de estrellas se abre sobre nuestras cabezas, y cada noche, desde el amanecer de la especie humana, el hombre ha alzado la vista y se ha preguntado sobre su extensión y sus mecanismos. Los antiguos astrónomos vieron dioses y criaturas míticas dibujadas en los cielos, y conjeturaron que la cuna de la humanidad reposaba en el centro de la creación. Pero al final la humilde verdad quedó clara. La Tierra resultó ser uno de los nueve planetas que dan vueltas en torno del Sol, y el propio Sol demostró que no era más que uno entre los cien mil millones de estrellas que forman una galaxia, una muchedumbre estelar unida por la gravedad. El tiempo y los efectos gravitatorios han modelado esa multitud en un gran disco resplandeciente. En el cielo nocturno, el plano repleto de estrellas de este disco forma un pálido río de luz que da su nombre a la galaxia: la Vía Láctea. (Galaxia deriva de la palabra griega que significa «leche».) Tan enorme es la Vía Láctea que, si la redujéramos al tamaño del continente sudamericano, la Tierra solo sería visible a través de un microscopio electrónico percibida como una pequeña mota de polvo. El que veamos el cielo nocturno lleno de estrellas sustenta la ilusión de que el espacio inmenso del universo ha de estar también uniformemente lleno de ellas. Tal ilusión es tan persuasiva que los astrónomos no pudieron demostrar concluyentemente hasta este siglo que las estrellas forman parte de galaxias («universos islas») y que las galaxias son los principales habitantes del cosmos. Galaxias; sí, así es. Hasta hace pocas décadas los astrónomos aún no habían obtenido pruebas de lo que algunos de ellos sospechaban ya desde hacía mucho tiempo: que la Vía Láctea no abarca todo lo que existe. El cosmos se extiende mucho más allá de los límites del hogar galáctico del Sol, hasta regiones que resultan difíciles de. imaginar. Cartografiar esta inmensidad ha sido una de las grandes tareas científicas del siglo XX. Noche tras noche, pequeños equipos de hombres y mujeres se protegen contra el frío y abren las puertas de las cúpulas de sus observatorios. De estos refugios en las montañas emergen una multitud de instrumentos usados para investigar las profundidades del universo. La Vía Láctea, han descubierto los astrónomos, es sólo una entre incontables cientos de miles de millones de otras galaxias, cada una de las cuales es un prodigioso sistema estelar por derecho propio. Los diámetros de las más grandes son tres veces el de la Vía Láctea. Incluso las llamadas galaxias enanas, con diámetros de aproximadamente una treintava parte de las dimensiones de nuestra galaxia, pueden albergar centenares de miles de estrellas. Unas con otras se caracterizan por su heterogeneidad, tanto por su situación y comportamiento como por su tamaño. Algunas galaxias la mayor parte de sus vidas transcurre en relativo aislamiento, colgadas como faroles inmersas en un entorno dominado por la oscuridad. Otras se presentan en grandes acumulaciones: los estudios de algunas partes del cielo revelan que hay decenas de miles de ellas en una zona que podemos cubrir con la mano si extendemos el brazo delante de nuestros ojos. Pero, en la realidad cósmica, se encuentran separadas a enormes distancias siderales, pese a la interacción gravitatoria siempre presente en el universo. Cuando estudiamos las galaxias, podemos observar que algunas de ellas son relativamente apacibles; sin embargo, otras hacen gala de su violencia derramando energía o materia con inconcebible virulencia. Las más extrañas de todas ellas son los quásares que, para algunos estudiosos, se ubican en los límites del universo observable; para otros, no obstante, esa lejanía sideral no es tal, ya que ello solo sería aparente si no se considera la difracción de la luz y de que su existencia corresponde a los pasos iniciales de vida de una galaxia cualquiera con la apariencia en tamaño de simples sistemas solares, aunque muchísimo más energéticos que una galaxia típica. Incluso la Vía Láctea, uno de los sistemas más tranquilos, alberga a todas luces una poderosa fuente de energía en su centro, donde el fluir de la radiación, según lo que se ha podido observar y estudiar en los últimos tiempos, puede estar alimentado –casi con seguridad- por uno de los fenómenos cósmicos más intrigantes: un agujero negro. También en su estructura despliegan las galaxias gran variedad. Quizá tres cuartas partes de ellas son discos con la misma forma que la Vía Láctea; puesto que sus estrellas parecen irradiar de sus centros formando curvados brazos, son denominadas galaxias espirales. Otras, llamadas elípticas, son más esféricas. Y otras aún se han visto retorcidas hasta la asimetría por el tirón gravitatorio de sus vecinos galácticos. La imagen oficial de la Galaxia que se mantuvo durante muchas décadas de parte de los científicos que se articulan para el estudio del universo (que consta de una masa central, un disco espiral y un halo de cúmulos globulares) comenzó a modificarse espectacularmente a principios de los años setenta. Estudios matemáticos realizados por Donald Lynden-Bell, de la Universidad de Cambridge, y por un grupo de Princeton en el que figuraban Jeremiah P. Ostriker, P. J. E. Peebles y Amos Yahil, demostraron que para que el disco de una galaxia espiral sea dinámicamente estable, la galaxia ha de hallarse rodeada de un halo amplio y masivo de materia oscura. Si la idea es correcta, casi toda la masa de una galaxia (hasta el 90 por ciento) no se halla en las estrellas visibles y en el gas sino en un elemento nuevo: el halo galáctico de materia oscura. Pruebas de observación, más que teóricas, de la existencia de ese halo galáctico de materia oscura y enorme las aportaron J. Einasto y sus colaboradores del Observatorio Tartus de Estonia. Einasto estudió el movimiento de nuestra galaxia respecto a la galaxia próxima y descubrió que se movía bastante rápido; sacó la conclusión de que para estar gravitatoriamente vinculada al sistema de galaxias cercanas tenía que ser muchísimo mayor. Sobre esta base, propuso la existencia de un enorme halo que aportaba la masa necesaria. La prueba más espectacular de la existencia del halo invisible apareció cuando midieron los astrónomos la velocidad del gas que orbita las galaxias lejos de sus bordes visibles. Si toda la masa de una galaxia se hallase concentrada en las estrellas visibles, la velocidad del gas orbitante habría de disminuir a medida que se alejase de la galaxia, lo mismo que la velocidad de un planeta en órbita alrededor del Sol disminuye cuanto más se aleja de éste. Pero, los astrónomos Vera C. Rubin, W. Kent Ford, Jr., y Norbert Thonnard, de la Carnegie Instítution de Washington, DC, descubrieron asombrados, por el contrario, que la velocidad del gas orbitante no disminuye, se mantiene constante, lo que indica que la masa principal de una galaxia no cesa en su borde visible sino que se extiende, por el contrario, mucho más, algo que habían observado ya Martin Schwarzschfld, Leon Mestel y otros, en los años cincuenta. La mayoría de los astrónomos, astrofísicos y físicos teóricos están hoy convencidos de que las galaxias tienen halos invisibles inmensos y de que la distribución de la luz en ellas no indica la distribución de la masa. Las candidatas recientes más populares como elementos constitutivos de la materia oscura del halo son las nuevas partículas cuánticas propuestas por los físicos teóricos. En la jerga de esos científicos, tal hipotética componente se denomina «materia oscura fría», pero de composición no bariónica. Pero material de mayor reconocimiento general también se estaría presentando como componente de los halos galácticos oscuros. Recientes estudios realizados por los astrofísicos Dante Minninti, de la Universidad Católica de Chile, y René Méndez, del Observatorio Interamericano del Cerro Tololo, se estaría hallando más respuesta a uno de los grandes enigmas del universo. ¿ Qué son los llamados «halos galácticos oscuros» que conforman alrededor del 90% de la masa total de las galaxias?. En efecto, el aporte que nos entrega el trabajo efectuado por Minninti y Méndez nos invita a pensar que no sólo de materia oscura fría estarían constituidos los halos oscuros, sino que también de desechos cósmicos como estrellas y galaxias muertas, como es el caso de la galaxia Antlia descubierta en 1997. Cuando se colocaron en satélites en órbita nuevos detectores de luz ultravioleta como el Explorador Ultravioleta Internacional, los astrónomos pudieron confirmar, a finales de los años setenta, la hipótesis expuesta en 1956 por el físico de Prínceton, Lyman Spitzer, Jr., de que nuestra galaxia se halla rodeada de una corona de gas caliente que se extiende por encima por debajo del disco. Esta corona, que absorbe la luz ultravioleta de estrellas lejanas y puede detectarse, en consecuencia, no se relaciona con el halo de materia oscura. Es evidente que el disco de la galaxia, en el que se sitúan todas las estrellas, derrama explosivamente gas caliente en el espacio por encima y por debajo de sí mismo, formando corrientes gigantescas. Ese gas caliente, cuando llega al espacio se enfría, pierde velocidad y vuelve a caer en el disco galáctico (ciclo denominado «surtidor galáctico»). La fuerza que mantiene el surtidor galáctico parece proceder de las explosiones supernóvicas de estrellas situadas en el disco. Estas coronas de gas caliente aparecen también alrededor de otras galaxias. En la última década no sólo ha cambiado la visión de la «arquitectura general» de nuestra galaxia, sino que también han modificado sus puntos de vista los astrónomos que han estudiado detalladamente su estructura interna. Los habitantes de nuestra galaxia que tienen mayor masa no son las estrellas sino las complejas nubes moleculares gigantescas de los brazos espírales. Hasta hace muy poco, su existencia era desconocida. Estos complejos de nubes son los lugares donde se forman las estrellas y donde se desarrollan complicados procesos físicos que desempeñan un papel importante en la evolución de nuestra galaxia. Las observaciones y estudios del núcleo galáctico indican también que dicho núcleo alberga un objeto compacto de descomunales dimensiones, con una alta probabilidad de que se trate de un agujero negro. Como indican estos descubrimientos imprevistos, los científicos sólo están empezando a vislumbrar lo que pasa de verdad en una galaxia. Es mucho lo que falta por saber.

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