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Estamos en la periferia, a 30.000 años luz del centro galáctico

Nuestra Vía Láctea tiene ya una edad de, aproximadamente, diez mil millones de años, y el Sol tarda unos 250 millones de años en describir una órbita completa alrededor del centro. Los procesos de intercambio de materia y energía entre nubes interestelares y estrellas pueden parecer lentos según la escala humana del Tiempo, pero sin embargo son rápidos según la escala de la propia galaxia.

Otro aspecto clave es que las estrellas tienen distinto tamaño – o, lo que es más importante, distintas masas -. Cuanto más grande es una estrella (cuanto más cantidad de masa tiene), mayor es su cantidad de reserva de combustible nuclear que ha de consumir (convirtiendo hidrógeno en helio, por ejemplo) por medio de la fusión nuclear con el fin de mantener su forma, resistiendo su propio peso que genera una fuerza de Gravedad que trata de aplastarla.

Diagrama Hertzsprung-Russell de pulsación. Las enanas M están localizadas en la parte inferior de la línea diagonal de secuencia principal, en color anaranjado-rojizo. Las ubicaciones de las diferentes clases de estrellas pulsantes están indicadas con elipses rayadas. Fuente: Lars Peter Rasmussen.

“Se suele pensar que las estrellas están allá arriba en el firmamento, inmóviles, quemando su combustible nuclear de forma confortable y silenciosa, pero la realidad que hemos descubierto a través de su observación es bastante diferente. Las estrellas “respiran”, se “contorsionan” y “retuercen” de diversas formas, alterando su radio y temperatura superficial, lo que produce cambios periódicos en su luminosidad y velocidad en su superficie, que detectamos con nuestros telescopios e instrumentos. Estos efectos se conocen con el nombre técnico de pulsaciones, u oscilaciones, y la técnica que intenta extraer toda la información posible de estas estrellas pulsantes se conoce como astro-sismología o, en el caso específico de nuestro Sol, helio-sismología. La nomenclatura responde a las técnicas utilizadas, análogas a las de la sismología terrestre, que extraen información de las ondas sísmicas propagándose en el interior de nuestro planeta para derivar la composición y estratificación de la Tierra. La astro-sismología analiza las frecuencias de oscilación de la luz procedente de las estrellas, que son la huella dactilar de la composición química y estructura del interior estelar, así como de otros parámetros físicos fundamentales, como su masa, densidad y edad.”

   Por Cristina Rodríguez López (IAA-CSIC)

    Curvas de luz de estrellas variables en el cúmulo de estrellas M1. Fuente: Lee Jae Woo et al.

Esto hace que la estrella sea muy brillante (secuencia principal), pero también que esté sometida a una combustión temprana. Aunque el Sol tiene una esperanza de vida de unos diez mil millones de años en esta fase estable (ya lleva aproximadamente la mitad), una estrella que tenga el doble de su masa sólo podrá mantenerse durante la cuarta parte de ese tiempo, y una estrella que tenga 30 veces la masa del Sol vivirá sólo unos diez millones de años, luciendo un brillo igual a 30.000 soles, pero consumiendo su combustible nuclear con una voracidad impresionante.

Llegado a ese punto, la estrella se colapsará hacia adentro, implosiona bajo la gravedad de su propio peso, ya que, roto el equilibrio que la mantenía estable entre esas dos fuerzas antagónicas de la fusión nuclear y la gravedad, finalizada la primera, la estrella quedará a merced de la segunda que, literalmente la aplastará y comprimirá liberando una enorme de energía gravitatoria, y, la estrella explotará convirtiéndose en una supernova.

Galaxias como la Vía Láctea, que tienen la característica de ser espirales con unos brazos bien definidos y visibles porque están rodeadas por estrellas calientes de gran masa que relucen con mucho brillo, y, cuyo significado es que son estrellas jóvenes, ya que no hay estrellas viejas que tengan gran cantidad de masa.

Dado que una estrella suele tardar algo así como cien millones de años en recorrer una sola órbita por la galaxia, y las estrellas brillantes que borden los brazos espirales brillan intensamente durante sólo unos pocos millones de años, quizás diez, se deduce que estas estrellas se forman más o menos donde las vemos ahora. La radiación ultravioleta, en presencia de nuevas estrellas es abundante.

Mecánica celeste.

Ciencia que estudia las interacciones entre la materia y las fuerzas que actúan sobre ella.  La estática se ocupa de la acción de las fuerzas cuando no hay cambios en el momento, mientras que la dinámica se ocupa de los casos en los que sí hay cambios en el momento. La cinemática es el estudio de los movimientos de los cuerpos sin referencia a las fuerzas que afectan al movimiento.

Estas ciencias clásicas se ocupan de los cuerpos macroscópicos en el estado sólido, mientras que la mecánica de fluidos es la ciencia de las interacciones entre fuerzas y fluidos.

También tenemos otras ramas de la mecánica, pero aquí (física, astronomía, cosmología), procede explicar solo algunas.

Megaparsec.

Un millón de parsecs (10⁶).

Microondas.

Radiación de radio con longitudes de onda de alrededor de 10^-4 a 1 metro, iguales a 109 10¹³ hertzios.

Microondas de fondo.

Referida a la radiación de fondo de microondas que inunda todo el Universo como consecuencia de la Gran Explosión (Big Bang).

Es isótropa, es una emisión, de radio de microondas proveniente de todas las direcciones y que corresponde a una curva de cuerpo negro; sus propiedades coinciden con las predichas por la teoría del Big Bang, como habiendo sido generada por fotones liberados del Big Bang cuando el Universo tenía menos de un millón de años de antigüedad.

La teoría del Big Bang también supone la existencia de radiaciones de fondo de neutrinos y gravitatoria, aunque aún no existen los medios para detectarlas.

Cuando en casa ponemos la tele y no tenemos sintonizada ninguna emisora o canal, lo que aparece en pantalla es lo que familiarmente llamamos “lluvia” que, en realidad es “radiación de fondo de microondas captada por la antena de nuestra tele”:

Minkouski, espacio de. (continuo espacio-tiempo)

Geometría que incluye las tres dimensiones espaciales y una cuarta dimensión temporal.  En física newtoniana, el espacio y el ran simultáneos o no era materia que se consideraba como obvia para cualquier observador capacitado.

En el concepto de Einstein del Universo físico, basado en el sistema de geometría inventado por H. Minkowki (1864-1909), el espacio y el tiempo estaban considerados como enlazados, de manera que dos observadores en movimiento relativo podían estar en desacuerdo sobre la simultaneidad de eventos distantes.

En la Geometría de Minkowski, un suceso se considera como un punto de universo en un continuo de cuatro dimensiones.

Minkowski fue profesor de Einstein al que recordaba como el alumno vago y tarambana que no prestaba la atención debida en la clase.  Sin embargo, cuando cayó en sus manos la publicación de la teoría de la relatividad especial, se dio cuenta al instante de que el Universo tenía cuatro dimensiones, tres de espacio y una temporal que le inspiró su geometría del espacio-tiempo.

Molécula.

Parte  más pequeña de un compuesto, estando una sustancia formada por la combinación química de uno o más tipos de átomos.  Por ejemplo, el agua está constituida por dos átomos de Hidrógeno y un átomo de Oxígeno; por tanto, tiene la fórmula H₂ O.

Los átomos que conforman la molécula están unidos por las interacciones de sus electrones.

Momento angular.

El producto de una masa por la velocidad angular de un objeto de rotación; similar al momento lineal.

En la mecánica cuántica, el momento angular está cuantizado, es decir, se mide en unidades indivisibles equivalentes a la constante de Planck, h, dividida por 2 p.

Neutrinos.

Partículas elementales con carga cero y masa en reposo nula o casi nula.  Los neutrinos viajan a muy altas velocidades que, si la masa en reposo es cero, igualan la velocidad de la luz.

Se clasifican como leptones y al igual que el grupo de electrones (electrón, muón y tan), los neutrinos conocidos son: neutrino electrónico, neutrino muónico y el neutrino tanónico.

Los neutrinos solo tienen una interacción débil con la materia, y consecuentemente los neutrinos producidos en las reacciones nucleares de los centros de las estrellas pueden escapar sin colisionar con el material que está en su campo.

Ernest Ruterford, descubrió que casi el cien por cien de la masa de un átomo estaba en el núcleo, el resto, más del 90% era espacio vacío, así que, los neutrinos, sin masa, atraviesan continuamente, (miles de millones de ellos) el planeta Tierra y también nuestros cuerpos, sin tocarnos.

El Universo, está inmerso en un mar de neutrinos que, desde las estrellas, salen despedidas por el espacio de manera isotrópica.

Neutrones, estrella de.

Objeto extremadamente pequeño y denso que se forma cuando una estrella masiva, al final de la secuencia principal (agotado su combustible nuclear), sufre una explosión de supernova del tipo II.

Durante la explosión, el núcleo de la estrella masiva se colapsa bajo su propia gravedad hasta que, el núcleo de la estrella masiva queda comprimido a una densidad de 10^-17 kg/m³, los electrones y los protones están tan juntos, que pueden combinarse para formar neutrones.

El objeto resultante consistente solo en neutrones, se soporta frente a un mayor colapso gravitacional por la presión de degeneración de los neutrones, siempre que su masa no sea mayor que unas dos masas solares (limite de Oppenneimer-Volkff)).

Si el objeto fuese más masivo colapsaría hasta formar un agujero negro.

Una típica estrella de neutrones, con una masa poco mayor que la del Sol, tendría un diámetro de solo unos 30 km, y una densidad mucho mayor que la que había en un terrón de azúcar con una masa igual al de toda la Humanidad.

Cuanto mayor es la masa de una estrella de neutrones, menor es su diámetro.

Se cree que las estrellas de neutrones tienen un interior de neutrones super-fluidos (es decir, neutrones que se compactan como un fluido de viscosidad cero), rodados por una corteza sólida de más o menos 1 km. De grosor compuesta de elementos como el hierro.

Los púlsares son estrellas de neutrones magnetizadas en rotación que giran cada unos pocos segundos, siendo este el pulso que se detecta desde la Tierra y de ahí su nombre, pulsar.

Las binarias de rayos X masivas también se piensa que contienen estrellas de neutrones.

Newton, Ley de gravitación de.

Existe una fuerza de atracción entre dos cuerpos masivos cualesquiera en el Universo.  Para dos cuerpos puntuales de masa m₁ y m₂ separados por una distancia d, la fuerza de atracción F está dada por:

g= GM/d2

donde G es la constante gravitacional, M la masa de la Tierra y G la constante gravitacional.

Los cuerpos reales que tienen simetría esférica actúan como masas puntuales situadas en sus centros de masas.

Newton ha sido uno de los grandes científicos de la Historia de Humanidad a la que él, con su genio y talento, ayudó a continuar avanzando.  Sus contribuciones a la física, las matemáticas y la óptica, son impagables.

Nodo.

1. Física:  Punto de mínima perturbación en un sistema de ondas estacionarias.
2. Astronomía: Cualquiera de los dos puntos en los que la órbita de un cuerpo celeste intercepta con un plano de referencia, habitualmente en el plano de la eclíptica o el ecuador celeste.

emilio silvera.

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