La radioastronomía: una ventana al universo invisible

¿Tiene usted teléfono móvil?, ¿radio?, ¿televisión?, ¿mando inalámbrico?, ¿dispone de wi-fi?... Admítalo, literalmente vivimos inmersos en un mar de ondas de radio, y eso sin contar con las que vienen de los cuerpos celestes. Sí, nuestra galaxia, el Sol, los planetas y hasta el eco del Big Bang andan entre nosotros. Solo hay que disponer del equipo adecuado de detección. De cómo detectar y analizar las ondas de radio celestes se ocupa la Radioastronomía. Pero a pesar de que estas ondas nos resultan muy familiares, la Radioastronomía es en realidad una ciencia joven.

Fue en 1932 cuando Karl Jansky, empleado de Bell Laboratories, descubrió de manera fortuita las ondas de radio cósmicas. Jansky trataba de averiguar el origen de ciertas interferencias en las líneas telefónicas por cable entre América y Europa. Construyó un dispositivo receptor y una antena del tamaño de un autobús basada en simples dipolos. Jansky identificó las interferencias, excepto un pequeño ruido que parecía provenir de una zona del cielo muy particular: el centro de nuestra galaxia.

Con los años se han recogido evidencias que apuntan a que tanto cuásares como radiogalaxias podrían contener gigantescos agujeros negros

La detección de estas ondas extraterrestres tuvo cierta repercusión en la prensa, fue incluso portada de The New York Times en 1933, pero no pareció interesar a los astrónomos del momento, quienes observaban el cielo con instrumentos indiscutiblemente más astronómicos que unas antenas: telescopios. De hecho, Jansky fue reasignado para trabajar en otros proyectos. Por suerte, Grote Reber, un experto en antenas de Illinois, supo ver la importancia del trabajo de Jansky, al punto de construir una antena parabólica de nueve metros de diámetro... en el patio de su casa. Con su particular antena, Reber realizó el primer mapa del cielo en radio, donde se podían distinguir tres objetos: el centro de nuestra galaxia, Cassiopea A y Cygnus A. Pero su resolución, la habilidad para separar dos puntos en el cielo, era muy limitada. Los astrónomos miraban con indiferencia estos descubrimientos; se necesitarían antenas de tamaño kilométrico para acercarse a la resolución de los telescopios ópticos. Pero, ¿cómo construirlas?

Los interferómetros

Entre los años 50 y 60, grupos en Australia, Inglaterra y Estados Unidos desarrollaron unos dispositivos denominados interferómetros. Aun con nombre complicado, el funcionamiento de un interferómetro es relativamente sencillo: estos dispositivos combinan dos o más antenas separadas incluso por kilómetros de forma que es posible obtener casi la misma información que la recibida por una enorme antena de kilómetros de diámetro. Este avance técnico permitió el paulatino aumento de la resolución hasta unos pocos segundos de arco, como los telescopios ópticos. De esta forma, ya era posible identificar los objetos emisores de ondas de radio con cuerpos celestes más o menos conocidos. Por fin la comunidad astronómica mostró interés en la radioastronomía y las sorpresas (y preguntas) no tardaron en llegar.

Los radioastrónomos apuntaron a Cygnus A, uno de los objetos del mapa de Reber. Parecía estar asociado a una galaxia, pero la emisión en radio no venía de la propia galaxia sino de unas regiones enormes (lóbulos) situadas a ambos lados. ¿Cómo estas radiogalaxias podían generar la suficiente energía para mantener esos enormes y energéticos lóbulos? Se descubrieron los cuásares, objetos en apariencia similares a una estrella, pero cuya emisión en radio era intensísima y provenía casi de los confines del universo (a miles de millones de años-luz de nosotros); además, la emisión estaba muy localizada en el cielo (algo menos de un año-luz). ¿Qué tipo de bestia galáctica tan compacta podría emitir estas cantidades descomunales de energía? Con los años se han recogido suficientes evidencias que apuntan a que tanto cuásares como radiogalaxias podrían contener gigantescos agujeros negros.

Una reliquia del fogonazo primordial

En 1963, Penzias y Wilson detectaron una radiación milimétrica uniforme y débil, que estaba presente en cualquier dirección del cielo. Según la teoría del Big Bang, esta radiación cósmica de fondo es una reliquia de este fogonazo primordial. Y en 1967, en plena efervescencia radioastronómica, una estudiante irlandesa, Jocelyn Bell, descubrió zonas del cielo que emitían pulsos de energía en frecuencias de radio a intervalos muy regulares, tan regulares como 1.3373011 segundos. Estos objetos se llamaron púlsares (por estrellas pulsantes). Ahora sabemos que los púlsares corresponden con estrellas de neutrones en rotación que emiten ondas de radio en direcciones muy definidas.

Cuásares, púlsares, radiogalaxias... son tan solo algunos de los descubrimientos tempranos de la radioastronomía. En los últimos años las mejoras técnicas han continuado y se han desarrollado instrumentos más sensibles y con mejor resolución (hoy en día se combinan antenas situadas en diferentes continentes e incluso en el espacio). Con estos instrumentos y otros que pronto comenzarán a funcionar, los astrónomos tenemos nuevos retos que superar: conocer los orígenes y la evolución del universo; descubrir cómo se formaron las primeras galaxias; encontrar evidencias de ondas gravitatorias; estudiar en detalle los agujeros negros; encontrar y saber cómo se forman otros sistemas planetarios; queremos incluso resucitar el proyecto SETI (de búsqueda de inteligencia extraterrestre). Mirar al universo con otros ojos, con otra frecuencia, ha supuesto una revolución comparable al uso astronómico del telescopio por Galileo hace 400 años. Y nuevas sorpresas nos aguardan.

José Carlos Guirado es profesor del Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Valencia