Una imagen muestra un cielo abarrotado de estrellas. En medio aparece una enorme mancha negra, como si alguien hubiera arrancado un pedazo del firmamento. Para hacerla todavía más inquietante, en algunas versiones difundidas por internet se ha añadido una pequeña galaxia en el centro. El titular termina de construir la historia: la Tierra podría estar atrapada dentro de un gigantesco vacío cósmico de cientos de millones de años luz.

La imagen impresiona. El problema es que no muestra nada parecido.

“El titular manda y, si hace falta una galaxia en medio, la ponemos”, comenta Raúl González Díaz durante la entrevista. Raúl es investigador postdoctoral del Instituto de Astrofísica de Andalucía, en el Departamento de Astronomía Extragaláctica y miembro del Grupo de Estallidos de Formación Estelar en Galaxias. La reiterada aparición de aquella noticia en redes sociales le llevó a dedicarle un artículo divulgativo.

El objeto de la fotografía existe y es fascinante, pero no es un vacío cósmico. Se llama Barnard 68, o B68, una nube molecular oscura situada dentro de nuestra propia galaxia, a unos 500 años luz de nosotros. Su diámetro no llega a medio año luz. Compárese esa cifra con los aproximadamente 100.000 años luz de diámetro de la Vía Láctea y resulta evidente el disparate de introducir nuestra galaxia dentro de ella.

¿Por qué parece entonces un agujero en el cielo? Barnard 68 está formada fundamentalmente por gas molecular —principalmente hidrógeno— y polvo. Es tan fría y densa que bloquea la luz visible procedente de las estrellas situadas detrás. Pero basta cambiar nuestros ojos por instrumentos capaces de observar otras longitudes de onda para que el panorama sea diferente. En infrarrojo, la nube se vuelve mucho más transparente y aparecen multitud de estrellas ocultas tras ella.

Lejos de ser un agujero, B68 está llena de materia. Y esa materia cuenta una historia mucho más interesante que el titular viral: la historia del nacimiento de las estrellas.

Las nubes moleculares son grandes depósitos de gas frío. Bajo determinadas circunstancias pueden desestabilizarse y colapsar por efecto de la gravedad. La influencia gravitatoria de objetos cercanos o la onda expansiva de una supernova pueden contribuir a desencadenar ese proceso. A medida que el material se concentra, aumenta la densidad y la temperatura hasta que finalmente pueden nacer una o varias estrellas. Raúl pone como ejemplo el complejo molecular de Orión, donde podemos contemplar distintas etapas de ese proceso.

Desmontado el engaño de la fotografía, queda por explicar la otra mitad de la historia. Porque los vacíos cósmicos sí existen.

Para comprenderlos debemos abandonar la escala de las estrellas y contemplar el Universo desde muchísimo más lejos. Las galaxias tampoco se distribuyen al azar. La Vía Láctea forma parte del Grupo Local junto a Andrómeda, la galaxia del Triángulo y numerosas galaxias enanas. A escalas todavía mayores aparecen agrupaciones y enormes estructuras que terminan dibujando lo que los cosmólogos denominan red cósmica: un entramado de filamentos y concentraciones de materia separado por regiones de menor densidad.

Esas regiones son los vacíos cósmicos. Pero «vacío» puede resultar engañoso. No significa que allí no exista nada. Hay materia, gas, materia oscura e incluso galaxias; simplemente su densidad es inferior a la media. Cerca del Grupo Local existe precisamente una de esas regiones, conocida como Vacío Local, y nosotros nos encontramos próximos a uno de sus bordes. Además, algunos estudios plantean la posible existencia de una estructura mucho mayor, denominada KBC Void o Local Hole, cuya densidad de galaxias podría ser entre un 10 y un 20 % inferior a la media del universo cercano. Su tamaño y hasta su propia existencia siguen siendo objeto de investigación.

El viaje podría terminar aquí, pero durante nuestra conversación con Raúl damos otro giro para acercarnos a su investigación.

Las galaxias contienen gas en diferentes estados: molecular, atómico e ionizado. Raúl estudia especialmente una misteriosa componente denominada gas ionizado difuso. Si elimináramos mentalmente las regiones compactas donde nacen estrellas, explica, todavía quedaría una especie de fondo de gas ionizado extendido por toda la galaxia, «como si fuese un queso gruyere». La pregunta es fascinante: si ese gas se encuentra lejos de las principales fuentes de energía, ¿qué lo mantiene ionizado y evita que se enfríe? Esa cuestión ha ocupado buena parte de su investigación doctoral.

Para investigarla utiliza MUSE, un espectrógrafo de campo integral instalado en el Very Large Telescope (VLT) de Chile. El instrumento proporciona algo extraordinario: una imagen de una galaxia en la que cada píxel contiene a su vez un espectro. Las líneas de emisión y absorción actúan como huellas dactilares que revelan qué elementos existen, su estado de ionización y los procesos físicos que tienen lugar en cada región. La cantidad de información, reconoce Raúl, «es brutal».

Actualmente su mirada se dirige todavía más lejos, hacia el llamado mediodía cósmico, la época en la que el Universo alcanzó su máximo ritmo de formación estelar. Entre sus objetivos está buscar indicios de las hipotéticas estrellas de Población III, formadas a partir del gas primordial surgido del Big Bang y que nunca han sido observadas directamente. Para encontrarlas hay que actuar, como dice Raúl, casi como un detective: buscar sus huellas, entre ellas emisiones asociadas al helio doblemente ionizado.

Así, una fotografía utilizada para alimentar un titular engañoso acaba llevándonos mucho más lejos: desde una pequeña nube oscura de nuestra galaxia hasta el nacimiento de las estrellas, la estructura a gran escala del Universo y la búsqueda de las primeras estrellas que iluminaron el cosmos.

Os invitamos a escuchar a Raúl González Díaz, investigador postdoctoral del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), en el Departamento de Astronomía Extragaláctica y miembro del grupo de Estallidos de Formación Estelar en Galaxias.

Referencias:

El artículo de la BBC: Earth may be trapped inside a giant void in space, say scientists

Perfil de Raúl González Díaz de Google Scholar donde se pueden consultar sus publicaciones científicas

Caracterización de los entornos de las supernovas con MUSE