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En las últimas décadas, se han conseguido progresos espectaculares en muchos campos de la astrofísica y la cosmología incluyendo algunos que representan grandes desafíos, como tratar de comprender los primeros instantes del Universo y llegar a explicar cómo, desde unas condiciones iniciales tan extremas, se ha originado la distribución de galaxias que observamos.  Estos avances han tenido lugar gracias, en gran medida, a nuevos desarrollos tecnológicos que han permitido una exploración del Universo con una precisión sin precedentes.  Como muestra, los sofisticados sistemas de detección de microondas que, abordo de observatorios como Planck de la Agencia Espacial Europea, han obtenido medidas de extraordinaria calidad de la intensidad y distribución de la radiación del origen del Universo.

Otro ejemplo son los nuevos espectrógrafos ultra-estables de alta resolución con sistemas de peinado láser que miden la velocidad de las estrellas con precisión de pocos cm/s y que han demostrado la presencia de planetas como la Tierra en estrellas cercanas. Los observatorios espaciales equipados con nuevos dispositivos fotométricos de alta sensibilidad han sido capaces de medir variaciones en la luz de las estrellas de unas pocas millonésimas, revelando la existencia de miles de planetas que producen eclipses.  La estadística de los sistemas planetarios sugiere que en nuestra Galaxia podría haber más de diez mil millones de planetas como la Tierra. El gran reto es estudiar sus atmósferas y encontrar evidencia de actividad biológica en ellos, una tarea en la que el nuevo telescopio espacial James Webb y los telescopios gigantes que están ya en construcción tendrán mucho que aportar.

Desde siempre, el ser humano ha sentido la necesidad de explicar qué son las estrellas, y ahora podemos decir que comprendemos en gran medida cómo se forman, cómo evolucionan y cómo acaban su existencia. Dependiendo de su masa, las estrellas evolucionan de muy diferente manera. Las que son como el Sol producen, después de miles de millones de años de vida relativamente tranquila, unas nebulosas de extraordinaria relevancia para el desarrollo de la compleja química del carbono, tan esencial para la vida. Las estrellas mucho más masivas que el Sol finalizan su vida con explosiones de enorme liberación de energía en las que se sintetizan un gran número de elementos atómicos y dan lugar a la formación de estrellas de neutrones o de agujeros negros. Los últimos avances en el estudio de estos últimos, gracias en buena parte a los sistemas de óptica adaptativa y a la interferometría milimétrica de larga base, han sido asombrosos y junto a la detección de ondas gravitacionales proporcionan una nueva visión de estos objetos, los más intrigantes del Universo.