Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

mayo 30, 2007

Nace una estrella... y millones de ellas

La idea de los cielos inmutables ha dado paso a un concepto de un universo dinámico y en permanente transformación.

En 1592, el filósofo, sacerdote y cosmólogo Giordano Bruno fue llevado ante la inquisición (primero la veneciana, después la romana) por ocho acusaciones, una de las cuales era la creencia en la "pluralidad de los mundos", concepto éste que partía de su idea de que las estrellas no eran luces inmutables en los cielos perfectos de la enseñanza eclesiástica, sino que eran soles alrededor de los cuales podría haber mundos como la Tierra, lo cual, a ojos de la ortodoxia del siglo XVI, equivalía a negar que este mundo era singular, y que el dios bíblico había colocado aquí, de modo privilegiado, a las criaturas que eran a su imagen y semejanza. El 17 de febrero de 1600, Bruno fue quemado vivo en el Campo de Fiori, en Roma.

Pese al horror que nos pueda causar esta historia, no es difícil entender que durante milenios, salvo por las conjeturas o fantasías de algunos personajes excepcionales, la idea prevaleciente fuera que las estrellas y los cielos eran inmutables, las zonas de habitación de las deidades, y por tanto la idea de que las estrellas podían cambiar era casi inimaginable. De hecho, pese a las observaciones aisladas sobre nuevas estrellas realizadas en el pasado, fue Edmond Halley, el astrónomo que dio su nombre al famoso cometa, quien demostró por primera vez en el siglo XVII que dos estrellas habían cambiado su posición relativa a la Tierra desde que las describiera Hiparco en el siglo II antes de nuestra era. El uso de la espectroscopía y el conocimiento de las leyes de la gravitación, dos logros de Isaac Newton llevaron por fin a la demostración de que el universo era, en efecto, un sistema dinámico, y que las estrellas nacían, se desarrollaban y morían, como en la actualidad lo podemos constatar con las asombrosas fotografías de las "incubadoras de estrellas" en los límites del universo que nos han podido traer telescopios de última generación como el Hubble.

Las estrellas son soles, el sol es una estrella, pero... ¿qué es una estrella?

La definición más simple es que una estrella es un cuerpo de plasma en el cual un proceso de fusión nuclear hace que produzca luz y calor. El "plasma" es una fase de la materia, distinta de la sólida, la gaseosa o la líquida, en la cual la materia tiene una forma similar a un gas, pero ionizado, con una gran capacidad de conducir electricidad y una sensibilidad especial a los campos electromagnéticos. Cuando hay una cantidad o masa suficiente de plasma reunida en un punto, puede comenzar un proceso de fusión nuclear. En dicho proceso, los átomos de la materia que conforman el plasma empiezan a unirse para crear átomos de un núcleo más pesado, liberando en el proceso una gran cantidad de energía. En las estrellas como nuestro sol, el hidrógeno está fusionándose continuamente para formar átomos de helio, generando la luz y el calor que permiten la vida en la Tierra.

Las estrellas se forman dentro de las llamadas nubes moleculares gigantes, regiones de gran densidad de hidrógeno en el espacio interestelar. Cuando una nube molecular se ver perturbada por algún fenómeno cercano, como las ondas de choque de una supernova o la colisión de dos galaxias, se pude crear una inestabilidad, llamada Inestabilidad de Jeans, que provoque que en un punto haya tal densidad de materia que su propia gravedad empiece a provocar que se contraiga la nube molecular, el llamado "colapso gravitacional". Durante este largo colapso, la nube se fragmenta en regiones cada vez más pequeñas, hasta que en el centro de la nube llega a formarse lo que se conoce como una protoestrella, alrededor de la cual los demás fragmentos forman discos de materia que pueden condensarse formando planetas o, incluso, otras estrellas. En las protoestrellas, el calor es producto de la gravedad pero aún sin iniciar una reacción de fusión nuclear

Cuando la densidad de la protoestrella permite que el calor en su interior llegue a los 10 millones de grados Kelvin, el hidrógeno que la forma comienza el proceso de fusión nuclear, la estrella "nace" y comienza a brillar, cosa que pueden hacer, en función de su masa, entre unos pocos millones de años y 13 mil millones de años, evolucionando lentamente en cuanto a su luminosidad y a la cantidad de calor que emiten. Igualmente, su masa determinará su destino, si una estrella al final de su vida estallará como una brillante supernova o se se convertirá en una gigante roja, y si finalmente se convertirá en una densa enana blanca (como le ocurrirá a nuestro sol), en una estrella de neutrones o en un denso y misterioso agujero negro. Como en la vida humana, en la existencia de las estrellas infancia es destino en gran medida.

El desarrollo de cada estrella dependerá principalmente de la masa con la que ha nacido, que a su vez determina la temperatura superficial que tiene y su clasificación. Los cosmólogos clasifican a las estrellas según sus características espectrales con las letras O, B, A, F, G, K y M, siendo las más calientes las de clase O (con 33.000 grados Kelvin o más) y las más frías las de clase M (con entre 2.600 y 3.850 grados Kelvin). Nuestro sol es una estrella de clase G, con una temperatura superficial de entre 5.500 y 6.000 grados Kelvin.

Las estrellas se forman continuamente en nuestro universo, de forma más frecuente de lo que se creía no hace muchos años. Las observaciones con el telescopio Hubble recientemente han demostrado, por ejemplo, que en un solo racimo globular de estrellas de nuestra propia galaxia, el NGC 2808, han surgido estrellas en tres momentos distintos, tres "generaciones" que contradicen la idea de que en un racimo todas las estrellas se formaban a la vez. Una pluralidad de pluralidades que sin duda habría complacido a Giordano Bruno.

Estrellas gemelas y más


Las estrellas pueden existir en sistemas múltiples, y se conoce al menos un sistema séxtuple, el de la estrella Castor. Los más comunes son los binarios, con dos estrellas producto de la misma nube molecular que giran una alrededor de un centro de masa o baricentro común. Se calcula que al menos una cuarta parte de todas las estrellas están en sistemas binarios, y el más conocido por nosotros es Sirio, cuya estrella componente Sirio A, es la más brillante de la noche, mientras que su compañera, Sirio B, es una enana blanca. Según los astrónomos, nosotros estuvimos a punto de vivir en un sistema solar con dos estrellas: si Júpiter hubiera tenido unas pocas veces más su masa, se habría convertido cuando menos en una estrella de las llamadas "enanas marrón", pues el gigante de gas se habría colapsado iniciando fusión nuclear en su interior. Júpiter es, así, la estrella que no pudo ser.

No hay comentarios: