Descifrando el ruido: cómo un ingeniero revolucionó la astronomía

Karl se crió en Oklahoma, en Estados Unidos, a principios del siglo XX. Su padre era ingeniero eléctrico y profesor e inculcó a sus hijos (a Karl y a su hermano mayor Cyril) su pasión por la ciencia y la tecnología. Karl se graduó por la Universidad de Wisconsin en 1927 pero siguió estudiando para conseguir su título de Máster. En verano del año siguiente, antes de haber defendido la tésis que le daría el título, pudo entrar a trabajar en los Laboratorios Bell. Por una condición que tenía desde que empezara sus estudios universitarios que le afectaba al riñón, se le recomendó trasladarse a un ambiente más campestre, alejado de la ciudad, por lo que fue enviado a la estación de campo de Holmdel, en el estado de Nueva Jersey.

Por aquella época en los laboratorios Bell estaban interesados en investigar cómo la atmósfera transmitía, absorbía y reflejaba las ondas cortas de radio, ondas electromagnéticas con longitudes de onda de alrededor de 10 ó 20 metros. Estas ondas podían utilizarse por ejemplo en comunicaciones de radio transatlánticas, para conectar las estaciones del este de Estados Unidos con aquellas en la zona oeste de Europa. Por su formación, a Jansky le asignaron investigar todas aquellas fuentes de ruido estático que pudieran interferir con las transmisiones de teléfono por ondas de radio.

Aprovechando los recursos del laboratorio, construyó una gran antena dirigible que sería capaz de capturar ondas de radio en ese rango de longitudes de onda. Tenía una longitud de unos 30 metros y unos 6 metros de alto. Vista por ojos inexpertos, no parecía más que una gran estructura metálica, pero con ella podían recibirse transmisiones desde miles de kilómetros de distancia y, como descubriría Jansky pronto, desde incluso más lejos. La antena estaba anclada a una plataforma con ruedas que permitía girarla. Esto permitía recibir señales de todas direcciones y, más importante, localizar la fuente de cada señal en función de la intensidad con la que se detectara en cada dirección. Al parecer el montaje de Jansky recibió el nombre cariñoso de “tiovivo de Jansky” entre sus compañeros del laboratorio. A pesar de su simplicidad, se estima que no costó más de 1000 dólares construirla, cumplió con creces su función.

Tras varios meses de observaciones se dio cuenta de que había tres fuentes principales de ruido estático. Una eran las tormentas eléctricas cercanas, otra eran las tormentas eléctricas lejanas (no había muchas fuentes de ruido en aquella época, al parecer) y la última era un silbido débil pero cuyo origen no había podido desentrañar. Tras otro año más buscando la fuente de este silbido observó que su intensidad crecía y disminuía cada día, de manera periódica. Su primera opción fue el Sol. En aquella época ya se sabía que el Sol podía emitir luz más allá de la parte visible del espectro, como luz infrarroja o ultravioleta, por lo que no era descabellado pensar que pudiera emitir también en ondas de radio. Sin embargo durante los siguientes meses vio como el punto de máxima intensidad de la señal iba alejándose lentamente del Sol. Jansky se dio cuenta también de que el ciclo no era exactamente de un día, sino que era más bien de 23 horas y 56 minutos. Tal y como le hizo ver un colega astrofísico, este es exactamente el periodo de rotación de la Tierra con respecto a las estrellas.

Los 4 minutos de diferencia entre este periodo y la duración de un día surgen del hecho de que la Tierra recorre parte de su órbita alrededor del Sol cada día. Al avanzar ese mínimo porcentaje, necesita girar un poco más para que el Sol vuelva a ocupar la misma posición que ocupaba cuando se empezara a contar. Al estar tan lejos las estrellas en comparación al Sol (como mínimo miles de veces más lejos), su posición apenas cambia con el tiempo y podemos, a efectos prácticos, considerarla fija excepto para las estrellas más próximas al sistema solar. Utilizando mapas del firmamento, Jansky llegó a la conclusión de que la señal que había detectado provenía de la constelación de Sagitario, de la dirección en la que se encuentra el centro de la Vía Láctea.

Quedaba por descubrir qué había en esa región del cielo que emitiera ondas de radio. Si fueran las estrellas situadas en esa dirección, significaría que el Sol, en principio, también debería emitir ondas de radio, cosa que no se había observado. Jansky propuso que debía ser el gas interestelar, concretamente las partículas cargadas que contuviera. Hoy sabemos que la contribución principal viene de lo que conocemos como Sagitario A*, el agujero negro supermasivo que habita el centro de nuestra galaxia y concretamente el disco de acreción que crece a su alrededor. Con su descubrimiento fortuito, Karl Jansky dio comienzo a la radioastronomía, que no solo nos permitiría estudiar la región central de la Vía Láctea sino también otros fenómenos tan importantes como el Fondo Cósmico de Microondas, púlsares o cúmulos galácticos.