Mirar hacia arriba ha provocado preguntas durante miles de años. Algunas respuestas ya las conocemos bastante bien; otras siguen siendo parte de los grandes misterios de la ciencia.
Aquí exploramos planetas, estrellas, galaxias, órbitas, eclipses, gravedad, meteoros, agujeros negros y las enormes distancias del espacio.
El universo nos obliga a pensar en escalas muy diferentes a las de la vida diaria y nos recuerda que todavía existen preguntas para las que no tenemos una respuesta completa.
Preguntas que empiezan mirando mucho más lejos que nuestro planeta.
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Porque la Luna no pertenece a la noche. Orbita la Tierra y pasa gran parte del tiempo sobre nuestro horizonte durante horas de luz. Refleja suficiente luz del Sol como para destacar incluso contra el cielo brillante.
En un escenario puramente imaginario donde el Sol desapareciera de repente, no lo notaríamos inmediatamente. Aproximadamente 8 minutos y 20 segundos después dejaría de llegarnos su luz y, según la relatividad general, también dejaríamos de sentir su influencia gravitatoria actual.
Porque nosotros, el suelo y gran parte de la atmósfera giramos juntos de manera muy uniforme. Nuestro cuerpo detecta sobre todo aceleraciones y cambios de movimiento, no una velocidad constante y suave.
Es una región del espacio-tiempo donde la gravedad es tan intensa que, una vez cruzado un límite llamado horizonte de sucesos, nada puede regresar al exterior, ni siquiera la luz.
Porque la luz de una estrella atraviesa capas turbulentas de la atmósfera con temperaturas y densidades ligeramente distintas. Esas capas desvían la luz de manera cambiante y hacen que la estrella parezca variar de brillo y posición.
La Luna no cambia realmente de forma. El Sol siempre ilumina la mitad de la Luna, pero mientras ella da vueltas alrededor de la Tierra nosotros vemos distintas partes de esa mitad iluminada.
Un eclipse solar ocurre cuando la Luna pasa entre la Tierra y el Sol y su sombra cae sobre una parte de la Tierra. Desde esa zona, la Luna parece cubrir parte o todo el disco del Sol.
Un eclipse lunar ocurre cuando la Tierra queda entre el Sol y la Luna y la sombra de nuestro planeta cae sobre la Luna. Solo puede ocurrir cerca de la luna llena.
Los planetas se mueven hacia adelante, pero la gravedad del Sol los atrae continuamente hacia él. La combinación hace que “caigan” alrededor del Sol en una órbita en vez de seguir en línea recta o caer directamente.
Una “estrella fugaz” no es una estrella. Es el destello que vemos cuando una pequeña roca o partícula espacial entra muy rápido en la atmósfera y calienta el aire y el material a su alrededor. Ese destello se llama meteoro.
En el espacio casi no hay atmósfera que disperse la luz del Sol por todo el cielo como ocurre en la Tierra. Por eso, cuando no miramos directamente una estrella u otro objeto brillante, el fondo se ve oscuro.
Un año luz es una medida de distancia, no de tiempo. Es la distancia que recorre la luz en un año: aproximadamente 9,46 billones de kilómetros.
Una galaxia es una enorme familia de estrellas, gas, polvo y otras materias unidas por la gravedad. Nuestro Sol forma parte de una galaxia llamada Vía Láctea.
Cuando un objeto espacial crece lo suficiente, su propia gravedad tira de su material hacia el centro desde todas las direcciones. Con el tiempo, eso hace que adopte una forma casi esférica.
Los anillos de Saturno no son discos sólidos. Están formados por una cantidad enorme de partículas que orbitan el planeta, principalmente trozos de hielo de agua mezclados con algo de roca y polvo.
El suelo y el polvo de Marte contienen minerales con hierro. Parte de ese hierro se ha oxidado, un proceso parecido al que produce herrumbre en la Tierra, y esos materiales dan al planeta su color rojizo.
Mercurio está más cerca del Sol, pero casi no tiene atmósfera. Venus tiene una atmósfera muy espesa, rica en dióxido de carbono, que atrapa calor mediante un efecto invernadero extremadamente fuerte.
Durante miles de millones de años, rocas y otros objetos han chocado contra la Luna y dejado agujeros. Como la Luna casi no tiene atmósfera, lluvia, ríos ni tectónica activa que borren esas marcas, muchos cráteres permanecen durante muchísimo tiempo.
El Sol envía partículas con carga eléctrica hacia el espacio. El campo magnético de la Tierra guía parte de esa energía hacia las regiones polares, donde las partículas hacen brillar gases de la atmósfera y aparecen las auroras.
Un cohete no necesita empujarse contra el aire. Expulsa gas a gran velocidad hacia atrás y, por la misma interacción, el cohete recibe un empuje hacia adelante.
No flotan porque haya desaparecido la gravedad. La estación y los astronautas están cayendo juntos alrededor de la Tierra. Como todos caen casi al mismo ritmo, los astronautas sienten ingravidez.
Un asteroide es un cuerpo que orbita el Sol y suele ser rocoso o metálico. Un cometa contiene mucho hielo y polvo. Un meteoro es el destello producido cuando un pequeño objeto entra en una atmósfera. Si una parte llega al suelo, se llama meteorito.
El color de una estrella depende sobre todo de la temperatura de su superficie. Las más calientes se ven azuladas o blancas; las más frías pueden verse amarillas, naranjas o rojas.
Alfa Centauri es el sistema estelar más cercano al Sistema Solar. Está formado por tres estrellas: Alfa Centauri A, Alfa Centauri B y Próxima Centauri. Las dos primeras orbitan entre sí, mientras Próxima está mucho más lejos de ellas, aunque pertenece al mismo sistema.
Próxima Centauri es una pequeña estrella enana roja y, actualmente, la estrella conocida más cercana al Sol, a unos 4,24 años luz. Forma parte del sistema Alfa Centauri y tiene al menos dos planetas confirmados o fuertemente establecidos, entre ellos Próxima b.
La estrella más cercana al Sol es Próxima Centauri, a unos 4,24 años luz. Es una enana roja mucho más pequeña y tenue que el Sol, por eso no podemos verla a simple vista aunque sea nuestra vecina estelar más próxima.
Próxima Centauri está a unos 4,24 años luz. Incluso una de las naves humanas más rápidas tardaría decenas de miles de años en recorrer esa distancia si pudiera mantener una velocidad comparable durante todo el viaje. Con la tecnología actual, no podemos llegar allí en una vida humana.
Sí. Próxima Centauri tiene planetas detectados a su alrededor. El más conocido es Próxima b, de tamaño parecido al de la Tierra y situado en la zona donde podría existir agua líquida bajo ciertas condiciones, aunque eso no significa que sepamos que sea habitable.
Es un sistema formado por dos estrellas que están unidas por gravedad y orbitan alrededor de un centro común. Desde lejos pueden parecer una sola luz, pero las observaciones muestran que ambas se mueven siguiendo una órbita compartida.
Sí. Existen sistemas triples y hasta sistemas con más estrellas. En un sistema triple estable, normalmente dos estrellas orbitan relativamente cerca entre sí y una tercera se mueve a mucha mayor distancia alrededor del par, como ocurre en Alfa Centauri.
Las estrellas nacen dentro de grandes nubes de gas y polvo. La gravedad junta material hasta formar una región cada vez más densa y caliente. Cuando el centro alcanza suficiente temperatura y presión, comienza la fusión nuclear del hidrógeno y nace una estrella estable.
Depende sobre todo de su masa. Una estrella parecida al Sol se hincha como gigante roja y termina dejando una enana blanca. Una estrella mucho más masiva puede explotar como supernova y dejar una estrella de neutrones o un agujero negro.
Una enana blanca es el núcleo caliente y muy denso que queda después de que una estrella de masa baja o intermedia, como el Sol, expulsa sus capas externas. Ya no produce energía mediante fusión normal y se va enfriando muy lentamente.
Una supernova es una explosión estelar extremadamente energética. Puede ocurrir cuando una estrella masiva colapsa al final de su vida o, en otro tipo de supernova, cuando una enana blanca sufre una explosión termonuclear. Estas explosiones dispersan elementos por el espacio.
Es el núcleo ultradenso que puede quedar después de la explosión de una estrella masiva. Tiene una masa comparable a la del Sol comprimida en una esfera de solo unas decenas de kilómetros de diámetro. Su materia está dominada por neutrones y es extraordinariamente compacta.
Un púlsar es una estrella de neutrones que gira rápidamente y emite haces de radiación desde regiones cercanas a sus polos magnéticos. Si uno de esos haces barre la Tierra durante cada giro, recibimos pulsos muy regulares, como la luz de un faro cósmico.
Un magnetar es un tipo de estrella de neutrones con un campo magnético extremadamente intenso. Ese campo puede liberar enormes cantidades de energía y producir estallidos de rayos X y gamma. No todos los magnetares se comportan exactamente igual, pero todos son objetos muy compactos y magnéticos.
Una nebulosa es una gran nube de gas y polvo en el espacio. Algunas son lugares donde están naciendo estrellas; otras son restos expulsados por estrellas envejecidas o explosiones de supernova. Su aspecto depende del material que contienen y de cómo reciben o emiten luz.
Algunas nebulosas brillan porque la radiación de estrellas cercanas excita o ioniza su gas, que después emite luz. Otras reflejan la luz de estrellas cercanas. También hay nebulosas oscuras que bloquean la luz porque contienen mucho polvo.
Un cúmulo estelar es un grupo de estrellas relacionadas por su origen y, en muchos casos, por la gravedad. Las estrellas de un cúmulo suelen haberse formado a partir de la misma nube de gas, por lo que tienen edades y composiciones químicas parecidas.
Los cúmulos abiertos suelen contener desde decenas hasta miles de estrellas relativamente jóvenes y se encuentran sobre todo en el disco de una galaxia. Los globulares son grupos mucho más densos, con cientos de miles de estrellas muy antiguas, y suelen rodear la galaxia en su halo.
No podemos contarlas una por una, pero los astrónomos estiman que la Vía Láctea contiene del orden de cientos de miles de millones de estrellas. La cifra exacta es incierta porque vivimos dentro de la galaxia y el polvo oculta muchas regiones.
En el centro de la Vía Láctea hay una región muy poblada de estrellas, gas y polvo, y en su corazón se encuentra Sagitario A*, un agujero negro supermasivo de unos cuatro millones de veces la masa del Sol.
Observamos que las estrellas forman una banda alrededor del cielo y medimos sus distancias, movimientos y distribución. Al combinar esos datos con observaciones en radio e infrarrojo, que atraviesan mejor el polvo, podemos reconstruir la forma de nuestra galaxia desde dentro.
Vivimos dentro del disco de la Vía Láctea. Cuando miramos a lo largo de ese disco vemos muchísimas más estrellas juntas que cuando miramos hacia arriba o abajo de él. A simple vista sus luces se mezclan y forman una franja blanquecina.
Es una galaxia con un disco aplanado donde estrellas, gas y polvo forman brazos que parecen enrollarse alrededor del centro. Muchas también tienen una barra de estrellas central. La Vía Láctea es una galaxia espiral barrada.
Es una galaxia de forma redonda u ovalada, generalmente con menos gas frío y menos formación de estrellas nuevas que una espiral. Sus estrellas se mueven en muchas direcciones y suelen ser, en promedio, más antiguas.
Sus estrellas casi nunca chocan directamente porque están muy separadas, pero la gravedad cambia las órbitas de enormes cantidades de estrellas y comprime gas. Las galaxias pueden deformarse, formar nuevas estrellas y terminar fusionándose en una sola galaxia mayor.
La galaxia grande más cercana es Andrómeda, a unos 2,5 millones de años luz. Existen galaxias enanas más cercanas, pero Andrómeda es nuestra vecina grande más próxima y pertenece, como la Vía Láctea, al Grupo Local.
Es el conjunto de decenas de galaxias vecinas unidas gravitacionalmente al que pertenece la Vía Láctea. Sus miembros principales son la Vía Láctea, Andrómeda y la galaxia del Triángulo, junto con muchas galaxias enanas.
Es una colección de cientos o incluso miles de galaxias ligadas por gravedad, junto con enormes cantidades de gas caliente y materia oscura. Los cúmulos son estructuras mucho mayores que los pequeños grupos de galaxias como nuestro Grupo Local.
Un cuásar es el núcleo extremadamente brillante de una galaxia activa. Su energía proviene de materia que cae hacia un agujero negro supermasivo y forma un disco muy caliente. Puede brillar más que toda la galaxia que lo contiene.
La materia que gira y cae hacia un agujero negro supermasivo pierde energía gravitacional y se calienta muchísimo antes de cruzar el horizonte. Esa región puede transformar una parte de la energía en radiación con enorme eficiencia, haciendo que el núcleo sea extraordinariamente luminoso.
Hay varios caminos. Los agujeros negros de masa estelar pueden formarse cuando el núcleo de una estrella muy masiva colapsa. Los agujeros negros supermasivos de los centros galácticos crecieron durante la historia del universo, pero todavía se investiga exactamente cómo se formaron sus primeras semillas.
Según la relatividad general, nada que ya haya cruzado el horizonte de sucesos puede volver al exterior, ni siquiera la luz. La radiación de Hawking no significa que partículas escapen desde dentro: es un efecto cuántico predicho para la región asociada al horizonte y haría que el agujero negro perdiera energía muy lentamente.
Es la frontera alrededor de un agujero negro más allá de la cual nada puede regresar al exterior. No es una superficie sólida. Marca una región del espacio-tiempo donde todas las trayectorias posibles hacia el futuro conducen más hacia el interior.
Es una radiación predicha por la combinación de física cuántica y gravedad cerca del horizonte de un agujero negro. Haría que los agujeros negros perdieran energía y masa muy lentamente. Todavía no se ha observado directamente en agujeros negros astronómicos.
Sí. Dos agujeros negros que orbitan entre sí pueden perder energía emitiendo ondas gravitacionales, acercarse y finalmente fusionarse. Los detectores LIGO y Virgo han observado muchas señales producidas por este tipo de choques.
Instrumentos como LIGO usan haces de láser para medir cambios diminutos en la longitud de brazos perpendiculares. Una onda gravitacional estira y comprime el espacio una cantidad extremadamente pequeña, y esa variación altera el patrón de luz del detector.
Son ondulaciones del espacio-tiempo producidas cuando masas muy grandes se aceleran de forma intensa, por ejemplo al fusionarse dos agujeros negros. Viajan a la velocidad de la luz y transportan información sobre acontecimientos que a veces son difíciles de observar de otra manera.
Es el nombre que damos a una forma de materia que no emite ni refleja luz, pero cuya gravedad parece necesaria para explicar cómo se mueven galaxias y cúmulos y cómo se formaron grandes estructuras. Todavía no sabemos qué partículas la componen.
Porque la materia visible no produce suficiente gravedad para explicar varias observaciones: la velocidad de las estrellas en galaxias, el movimiento de cúmulos, las lentes gravitacionales y la estructura del universo. Esas evidencias encajan con la presencia de masa invisible adicional.
Es el nombre que usamos para explicar la observación de que la expansión del universo se está acelerando. No sabemos todavía qué es físicamente. En el modelo cosmológico actual actúa como una propiedad o componente del universo que produce ese comportamiento a gran escala.
Significa que, a gran escala, las distancias entre galaxias que no están gravitacionalmente unidas aumentan con el tiempo. No es simplemente que las galaxias vuelen desde un punto central por un espacio vacío: el propio espacio entre ellas cambia de escala.
Según el modelo cosmológico actual, la expansión no tiene un centro dentro del universo observable. Desde cualquier galaxia lejana se observaría, en promedio, que otras galaxias distantes se alejan. El Big Bang no fue una explosión desde un punto del espacio preexistente.
No sabemos si el universo completo es finito o infinito, pero el universo observable sí tiene un límite: solo podemos recibir luz de regiones cuya señal ha tenido tiempo de alcanzarnos. Ese límite no es una pared ni necesariamente el borde del universo total.
Las mejores mediciones actuales indican que el universo tiene aproximadamente 13.800 millones de años. Esa edad se obtiene combinando observaciones de la expansión, la radiación cósmica de fondo y el modelo físico que describe la evolución del cosmos.
Los científicos miden qué tan rápido se expande el universo y estudian la radiación cósmica de fondo, la composición cósmica y las estrellas más antiguas. Al comparar esas observaciones con modelos de evolución cósmica, obtienen una edad cercana a 13.800 millones de años.
Es el nombre del modelo que describe al universo temprano como mucho más caliente y denso y su posterior expansión y enfriamiento. No fue una bomba que explotó en un lugar del espacio; ocurrió en el espacio mismo, en todas las regiones que hoy forman nuestro universo observable.
El universo se expandió y enfrió. Primero existió un plasma muy caliente de partículas; luego se formaron núcleos ligeros, más tarde átomos y, con el tiempo, la gravedad reunió materia para formar las primeras estrellas, galaxias y estructuras mayores.
Es una débil luz de microondas que llena todo el cielo y proviene de cuando el universo tenía unos 380.000 años. Es una especie de fotografía del universo temprano y conserva pequeñas variaciones que ayudan a explicar cómo crecieron después las galaxias.
El universo temprano produjo sobre todo hidrógeno, helio y un poco de litio. Muchos elementos más pesados se formaron después dentro de estrellas y durante acontecimientos violentos como supernovas y fusiones de estrellas de neutrones, y luego se dispersaron al espacio.
Un exoplaneta es un planeta que orbita una estrella distinta del Sol. Ya conocemos miles. Pueden ser rocosos, gigantes gaseosos, muy calientes, muy fríos o diferentes de los planetas de nuestro Sistema Solar.
Como casi nunca podemos verlos directamente, buscamos sus efectos. Un planeta puede hacer que su estrella se mueva ligeramente por gravedad o puede pasar delante de ella y reducir un poco su brillo. También existen técnicas de imagen directa y otros métodos.
Necesita condiciones de temperatura y presión adecuadas, pero también importan la atmósfera, la composición, la cantidad de energía recibida y otros factores. Estar a cierta distancia de una estrella ayuda, pero por sí solo no garantiza que haya agua líquida en la superficie.
Es el rango de distancias donde un planeta con condiciones atmosféricas apropiadas podría mantener agua líquida en su superficie. Es una primera pista para estudiar habitabilidad, no una prueba de que un planeta tenga vida o incluso agua.
Sí. Algunos mundos pueden ser expulsados de sus sistemas durante interacciones gravitacionales y viajar por el espacio sin orbitar una estrella. Se llaman planetas errantes o de libre flotación. Detectarlos es difícil porque suelen ser muy oscuros.
Es un objeto con masa planetaria que se mueve por el espacio sin estar ligado en órbita a una estrella. Algunos pueden haberse formado alrededor de estrellas y ser expulsados; otros quizá se formen de manera parecida a estrellas pequeñas. Su origen puede variar.
Es un cuerpo que orbita el Sol, tiene suficiente gravedad para ser aproximadamente redondo y no es una luna, pero no ha limpiado su vecindad orbital de otros objetos comparables. Plutón, Eris, Haumea, Makemake y Ceres son ejemplos reconocidos.
En 2006 la Unión Astronómica Internacional definió que un planeta debe, entre otras cosas, haber despejado su vecindad orbital. Plutón comparte su región con muchos objetos del cinturón de Kuiper, así que fue clasificado como planeta enano. No cambió Plutón; cambió la clasificación.
Es una enorme región más allá de Neptuno con muchos cuerpos helados, restos de la formación del Sistema Solar. Allí se encuentran Plutón y otros planetas enanos, además de innumerables objetos pequeños. También es una fuente de algunos cometas de período corto.
Es una región hipotética muy lejana, probablemente casi esférica, llena de cuerpos helados que rodean al Sistema Solar. Nunca se ha observado directamente, pero las órbitas de muchos cometas de período largo indican que podrían venir de allí.
Se piensa que la mayoría procede de la nube de Oort, una reserva distante de cuerpos helados. El paso de estrellas o las fuerzas gravitacionales de la galaxia pueden alterar sus órbitas y enviar algunos hacia el interior del Sistema Solar.
Cuando un cometa se acerca al Sol, su hielo se calienta y libera gas y polvo. La luz solar y el viento solar empujan parte de ese material y forman colas. Un cometa puede tener una cola de polvo y otra de gas ionizado.
Porque la radiación solar y, especialmente para la cola de iones, el viento solar empujan el material alejándolo del Sol. Por eso la cola no queda simplemente detrás del cometa según su movimiento: siempre apunta aproximadamente en dirección opuesta al Sol.
La mayoría se forman cuando asteroides, cometas o fragmentos de roca chocan contra una superficie a gran velocidad. El impacto libera muchísima energía, excava material y deja una depresión circular. La erosión y la actividad geológica pueden borrar cráteres con el tiempo.
Mercurio conserva muchísimos cráteres porque recibió impactos durante miles de millones de años y hoy tiene una atmósfera extremadamente tenue y muy poca erosión por agua o viento que los borre. Además, aunque hubo volcanismo y otros cambios geológicos, grandes zonas de su antigua superficie craterizada siguen preservadas.
La Gran Mancha Roja es una enorme tormenta anticiclónica en la atmósfera de Júpiter que ha durado siglos. Se mantiene gracias a la dinámica de una atmósfera profunda y rápida, aunque su tamaño cambia con el tiempo. Todavía se investigan detalles de su longevidad y color.
Saturno tiene un sistema de anillos enorme y brillante formado principalmente por incontables partículas de hielo, desde granos pequeños hasta bloques grandes. El hielo refleja muy bien la luz solar y los anillos se extienden muchísimo en anchura, aunque son sorprendentemente delgados.
Es posible, pero no tenemos evidencia de vida allí. Europa, luna de Júpiter, parece tener un océano de agua salada bajo una corteza de hielo y podría disponer de fuentes de energía química. Por eso es uno de los lugares más prometedores para investigar habitabilidad fuera de la Tierra.
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