Hace más de ocho mil millones de años se emitió una señal de radio desde la colisión de dos galaxias. Solo ahora ha sido detectada por el radiotelescopio sudafricano MeerKAT. El descubrimiento ha sido posible gracias a una combinación excepcional de colisiones galácticas, gravedad y una gigantesca «lupa cósmica».
Una señal de radio ha viajado a través de la mitad de la historia del universo
La señal procede del objeto HATLAS J142935.3-002836, un caótico sistema de galaxias situado a más de ocho mil millones de años luz de la Tierra. Cuando fue emitida, el universo tenía apenas unos cinco mil millones de años, menos de la mitad de su edad actual.
En circunstancias normales, una señal de radio procedente de una distancia tan enorme sería demasiado débil para ser detectada. A medida que atraviesa el espacio, su intensidad disminuye gradualmente. Sin embargo, en este caso ocurrió algo extraordinario.
Otra galaxia se encuentra exactamente entre la fuente y la Tierra, actuando como una lente cósmica natural que amplifica la señal de radio varias veces.
La enorme masa de esa galaxia curva el propio tejido del espacio-tiempo, un fenómeno conocido como lente gravitacional. Las ondas de radio se desvían y concentran de manera similar a como la luz se enfoca mediante una lente de vidrio, con la diferencia de que aquí es el propio espacio-tiempo el que actúa como lente.
Gracias a esta alineación casi perfecta entre la fuente, la galaxia-lente y la Tierra, la señal pudo concentrarse lo suficiente para ser detectada por el radiotelescopio MeerKAT, situado en el desierto de Karoo, en Sudáfrica. Sin esta extraordinaria geometría cósmica, la señal se habría perdido entre el ruido de fondo del universo.
MeerKAT: 64 antenas escuchando las señales más débiles del universo
MeerKAT está formado por 64 antenas parabólicas distribuidas en una amplia zona del desierto sudafricano de Karoo. Juntas funcionan como un único y gigantesco «oído» capaz de captar ondas de radio extremadamente débiles procedentes del universo profundo.
En abril de 2025, el telescopio registró esta inusual señal.
Un equipo internacional de investigadores, dirigido por el astrónomo Marcin Glowacki, de la Universidad de Pretoria, analizó los datos del proyecto MeerKAT Absorption Line Survey y descubrió el extraordinario espectro de radio procedente de HATLAS J142935.
MeerKAT en cifras
- Ubicación: desierto de Karoo, Sudáfrica.
- Número de antenas: 64.
- Diseñado para detectar ondas de radio extremadamente débiles.
- Uno de los radiotelescopios más sensibles del mundo.
- Precursor del futuro Square Kilometre Array (SKA).
La enorme sensibilidad del telescopio marcó la diferencia. Mientras que los radiotelescopios más antiguos solo habrían registrado ruido de fondo, MeerKAT pudo identificar claramente la estructura de la señal.
Cuando las galaxias colisionan nace un láser cósmico de radio
La señal procede de una región donde dos galaxias están colisionando.
Durante el choque, enormes cantidades de gas y polvo se comprimen, generando temperaturas y presiones extremas.
En estas condiciones existen moléculas de hidroxilo (OH) que se excitan intensamente y emiten radiación de radio de forma sincronizada. El fenómeno es similar al funcionamiento de un láser, pero en longitudes de onda de radio.
Este proceso recibe el nombre de máser (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
Cuando ocurre a escala de una galaxia entera, los astrónomos hablan de un megamáser, cuya potencia puede ser millones de veces superior a la de los láseres producidos en laboratorios terrestres.
Los investigadores creen que la señal de HATLAS J142935 es tan intensa que probablemente pertenezca a una categoría aún más extrema: un gigamáser.
Una galaxia con una explosiva formación estelar
La enorme energía detectada también revela lo que está ocurriendo dentro de la galaxia.
La colisión desencadena una intensa oleada de formación estelar. Según las estimaciones de los investigadores, cada año nacen estrellas con una masa total equivalente a varios cientos de veces la del Sol.
Como comparación, nuestra propia Vía Láctea solo produce unas pocas masas solares de nuevas estrellas cada año.
Esta intensa actividad mantiene las moléculas de hidroxilo constantemente energizadas, permitiendo que el proceso de emisión máser continúe prácticamente sin interrupción.
Las lentes gravitacionales: los telescopios naturales del universo
La galaxia situada entre la Tierra y el origen de la señal desempeña un papel decisivo.
No solo amplifica la señal, sino que hace posible su observación.
Las lentes gravitacionales pueden:
- amplificar señales extremadamente débiles;
- distorsionar galaxias situadas detrás de ellas;
- generar múltiples imágenes del mismo objeto;
- hacer visibles objetos que de otro modo serían imposibles de observar.
Los astrónomos buscan ahora de forma sistemática regiones donde galaxias masivas o cúmulos de galaxias actúen como lentes gravitacionales naturales.
Este descubrimiento constituye el primer gigamáser de hidroxilo conocido detectado gracias a una lente gravitacional. Los investigadores consideran que supone una importante demostración de que este método funciona y puede revelar miles de objetos hasta ahora ocultos.
El siguiente paso: Square Kilometre Array
MeerKAT es solo el comienzo.
Actualmente se está construyendo el Square Kilometre Array (SKA), el mayor radiotelescopio del mundo, con instalaciones en Sudáfrica y Australia.
Cuando entre en funcionamiento, será capaz de detectar señales de radio aún más débiles procedentes de las primeras etapas de la historia del universo.
Combinando la extraordinaria sensibilidad del SKA con el efecto de las lentes gravitacionales, los investigadores esperan cartografiar nubes de gas molecular en galaxias muy lejanas y comprender mucho mejor la evolución del universo.
¿Qué significan estos conceptos?
Máser
Funciona según el mismo principio que un láser, pero emite microondas o ondas de radio en lugar de luz visible.
Megamáser y gigamáser
Son máseres extremadamente potentes que se producen de forma natural en galaxias donde tienen lugar procesos físicos muy violentos, como colisiones galácticas o intensos episodios de formación estelar.
Lente gravitacional
Fenómeno por el cual la gravedad de un objeto muy masivo curva el espacio-tiempo y actúa como una lente natural capaz de amplificar y concentrar la luz y las ondas de radio procedentes de objetos muy lejanos.
Este tipo de observaciones permite a los astrónomos estudiar condiciones físicas imposibles de reproducir en laboratorios terrestres. Incluso los pequeños detalles del espectro de radio contienen información sobre la densidad, el movimiento y la composición química del gas.
Descubrimientos como este demuestran que el universo es mucho más dinámico de lo que muestran las imágenes. Detrás de las espectaculares fotografías de galaxias se esconde un cosmos lleno de colisiones violentas, explosiones de formación estelar y enormes cantidades de energía, procesos que los radiotelescopios permiten estudiar hoy con un nivel de detalle sin precedentes.