La sonda ‘Cassini’ (antes de irse definitivamente) desveló la composición de los anillos y las capas altas de la atmósfera del planeta, que registra precipitaciones intensas de agua, propano y butano
Saturno visto por ‘Cassini’ en 2013. NASA
Nadie que lea estas líneas presenciará lo que vio la sonda Cassini antes de arder. Encélado ocultándose tras la atmósfera dorada de Saturno. Las ondas que Dafne —una de sus más de 60 lunas— deja en los anillos del planeta. La turbia atmósfera en la que se desintegró la nave el 17 de septiembre de 2017 para no contaminar los satélites helados, donde puede haber vida.
También en éste satélite de Saturno, como en algunos lugares de la Tierra, se han descubierto geíseres
El artefacto de la NASA pasó sus últimas horas enviando información a la Tierra de forma constante. Fruto de esas transmisiones, ahora se publican en Science seis estudios que explican, entre otras cosas, qué está pasando entre las nubes más altas del gigante gaseoso y el interior de sus anillos, una zona que no se había explorado hasta ahora.
Los datos muestran que esa región está azotada por la lluvia que cae desde el anillo D —el más próximo al planeta— como un “aguacero”, en palabras de Hunter Waite, autor principal de uno de los estudios y líder del espectrómetro INMS que iba a bordo de la nave. “Si estuvieras allí apenas sentirías el impacto de las pequeñas partículas, pero podrías oler los gases ”, explica el físico del Instituto de Investigación del Suroeste (EE UU).
CassiniSaturn✔@CassiniSaturn
La lluvia sobre Saturno contiene agua —el 95% de los anillos está compuesto de hielo—, metano, amoníaco, monóxido de carbono, dióxido de carbono y nitrógeno, más o menos lo que se esperaba, pero también —y esto es una sorpresa— compuestos orgánicos, entre ellos butano y propano. “Los compuestos orgánicos observados parecen similares a los de los cometas, y se postula que estos cuerpos trajeron estos compuestos a la Tierra en sus orígenes”, señala Waite.
Los investigadores están sorprendidos por la cantidad de material que cae sobre la atmósfera saturnina, unos 10.000 kilos por segundo. Pero el impacto de estas “lluvias” es relativo. “Saturno tiene 63 veces la superficie de la Tierra. El material queda repartido por una superficie tan amplia que si hubiese estado lloviendo durante toda la historia del Sistema Solar [unos 4.500 millones de años], la acumulación sería de apenas 2,5 milímetros”, detalla Waite.
Molécula de cloruro de hidrógeno (HCl).
Está presente el cloruro amónico
No obstante, la lluvia del anillo D modifica la composición química de las capas altas de la atmósfera del planeta y es posible que con el tiempo cambie también la proporción de carbono y oxígeno en las capas interiores que están en contacto con la superficie. El espectacular sistema de anillos, que abarca 300.000 kilómetros pero tiene apenas 10 metros de espesor, se retroalimenta. El anillo C descarga sobre el D y este sobre el planeta, según muestra uno de los estudios.
Cassini ha profundizado en otra rareza de Saturno: su campo magnético es algo nunca visto. En la Tierra, los polos geográficos y los magnéticos están separados 11 grados, pero en Saturno están alineados con una diferencia de menos de una centésima de grado. “Hasta ahora creíamos que debía haber una cierta desalineación [entre polos] para que exista un campo magnético, pero su ausencia en Saturno parece indicar que tenemos que repensar todo lo que sabíamos sobre cómo algunos planetas forman campos magnéticos”, explica Gregory Hunt, investigador del Imperial College de Londres y coautor de otro de los trabajos publicados hoy. Estudiar el campo magnético del planeta es clave, porque puede desvelar si Saturno esconde un núcleo sólido en su interior, una de las mayores preguntas que quedan por responder.
La nave fue lanzada en 1997 como parte de una misión conjunta entre la NASA y la Agencia Espacial Europea, que se encargó del módulo de aterrizaje Huygens. Desde que este tocó el suelo de Titán, sus datos han permitido confirmar la presencia en esta luna de una atmósfera, así como lagos y ríos de metano que se evapora y forma nubes que después vuelven a descargar sobre la superficie.
Cassini fue la primera nave que orbitó Saturno. Desde su llegada al planeta en 2004 hizo cosas increíbles, como atravesar las fumarolas de los géiseres de Encélado que brotan de un desconocido océano sepultado bajo el hielo, uno de los lugares más propicios para la vida en el Sistema Solar. Poco antes de desaparecer, la misión también confirmó que en las zonas ecuatoriales de Titán se producen tormentas de polvo como las que suceden en los desiertos de la Tierra y de Marte. Con más de 13 años de datos recogidos por Cassini, vamos a estar analizando y haciendo descubrimientos durante años, si no décadas”, asegura Hunt.
Antes de dar comienzo a la charla sobre el tema propuesto hoy, os quiero decir que estamos rodeados de cosas maravillosas en las que, inmersos en nuestros problemas cotidianos, no prestamos atención.
Viajamos en una “nave espacial” llamada Tierra que se mueve y gira sobre sí misma a 1.700 Km/h., viajando alrededor del Sol a 107.000 Km/h., no sentimos ningún movimiento debido a que estas velocidades son constantes, ni se aceleran ni desaceleran.
Todo en nuestro Universo nace con tiempo determinado de vida que, que de no ocurrir algún percance inesperado, se cumplirá:
Una mosca vive entre 2 y 4 semanas, un elefante 60 años, una tortuga galápago más de 150 años, nosotros sobre los 80 años, y, una estrella (dependiendo de su masa puede vivir millones o miles de millones de años.
Ya lo dijo Einstein, el Tiempo es relativo y no pasa de la misma manera para todos. Una hora no será medida de la misma manera para quién la pase junto a la persona amada al que ese espacio de tiempo le parecerá efímero, y, el enfermo aquejado de dolores en la cama de un Hospital que medirá la misma hora como si fuera eterna.
Nosotros, aunque nunca hemos sabido explicar lo que es el Tiempo, sí que hemos sabido dotarlo de espacios que, en nuestras Sociedades, nos han servido para calcular momentos determinados durante el día y la noche, hora de levantarse, ir al trabajo, comer, ver la tele o hacer las tareas, dormir…
Sobre todo, hemos querido clasificarlo según para qué, y, lo hemos dividido en tres grupos:
PASADO: (El Tiempo que se fue, lo que ya no está, lo que tenemos que rememorar y fijarnos en los aciertos para repetirlos y mejorarlos y en los fracasos para no volver a caer de nuevo en ellos).
PRESENTE: (Que está cargado de ese pasado que fue), es el Tiempo en el que estamos viviendo y, su nombre lo dice, es como un regalo que debemos disfrutar mientras podamos, y, desde luego, sacar de él todo el fruto posible dentro de los límites que marcan las Normas sociales. Lo que no hagamos durante el presente… ¡Nunca podremos hacerlo!
El Tiempo que se va y no regresa
FUTURO: Hablamos mucho de él sabiendo que nunca podremos estar allí. El futuro es lo que aún no ha pasado, lo que está por venir, lo incierto. Como no tenemos ningún elemento de juicio para decir como será, lo que hacemos es conjeturar y teorizar sobre lo que podría ser.
Lo que podría ser y que nunca podremos saber si esas escenas serán realidad “mañana”
Es curioso que durante toda la vida estemos hablando del pasado y del futuro, en uno ya estuvimos y sólo lo podemos recordar, el otro nunca será nuestro. Lo que nosotros llamamos nuestro futuro en realidad, será el Tiempo de otros que detrás de nosotros llegarán pero, para ellos… ¡También será presente!
Estamos condenados a vivir en un Eterno presente. Bueno, se me vino a la mente el Tiempo al estar pensando que, hace ahora 4.600 millones de años que nació el Sol en una Nebulosa molecular gigante.
En una nebulosa como la que arriba podemos contemplar, se formó un disco protoplanetario del que nació el Sol y los planetas, igual que otras muchas estrellas se condensan a partir de ingentes cantidades de material de éstas nebulosas y, con ayuda de la fuerza de Gravedad se condensan inmensos grumos y, en el núcleo llegan a fusionarse los átomos de Hidrógeno formándose la estrella que, a partir de ahí entran en la Secuencia Principal en la que, durante miles de millones de años estarán fusionando elementos sencillos en otros más complejos.
La explicación más aceptada para la formación del Sistema solar es la hipótesis nebular. Según ella, el Sol y los planetas y todos los objetos del Sistema solar se formaron a partir del material nebulosa hace ahora miles de millones de años.
La conjetura que en su momento fue planteada para la formación del sistema solar, es ahora aceptada como pauta general para la formación de estrellas y planetas por todo el Universo.
El Sol está conformado por Hidrógeno y Helio y tiene trazas de Carbono, Oxígeno, Nitrógeno, Neón… Hierro. El 99,86% de toda la masa del Sistema solar la tiene el Sol.
La Tierra, el planeta que nos acoge, está situado a una distancia de 150.000.000 de kilómetros del Sol, en lo que se llama zona habitable.
Dicha distancia hace posible que, la superficie del planeta no esté ni achicharrada ni congelada y, el agua pueda correr líquida para hacer posible la presencia de la Vida.
Así que el Sol es la estrella más cercana a nuestro planeta, y, la más próxima a ella es un conjunto llamado Alpha Centauri que está situado a 4.37 años luz de distancia del Sol. Es decir, unos 42 billones de kilómetros.
Un año luz está referido a la distancia recorrida por la luz en el vacío del espacio en un año y marcaría la distancia de 9.460.730.472.580.8 Km.
Para viajar al sistema de Alpha Centauri con la tecnología actual, tardaríamos unos 30.000 años. Precisamente eso es lo que hace imposible (de momento) los viajes espaciales a otros mundos).
Nuestro Sol, la estrella que alumbra al planeta Tierra, lleva 4.500 millones de años fusionando Hidrógeno en Helio a razón de 4.654.600 toneladas de Hidrógeno en 4.650.000 toneladas de Helio, y, las 4.600 toneladas perdidas en el proceso, son enviadas al espacio en forma de luz y calor, de lo que, una pequeña fracción, llega a la Tierra para hacer posible el sustento de casi todas las formas de vida que conocemos a través de la fotosíntesis y determina el clima de la Tierra y su meteorología.
La luz del Sol nos llega al planeta en 8 minutos y 20 segundos. Determina el día y la noche al unísono con la rotación del planeta.
En la Tierra, la energía radiada por el Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos que constituyen la base de la cadena trófica, siendo la principal fuente de energía de la vida. También aporta la energía que mantiene en funcionamiento los procesos climáticos.
Como decíamos antes, el Sol supone el 99,86 por ciento de toda la masa del Sistema solar. Aunque sea una estrella enana amarilla de las que, sólo en nuestra Galaxia, la Vía Láctea existen miles de millones como ella, para nosotros, y todos los habitantes del planeta, es la estrella más importante, la que nos suministra la energía y permite que la vida tenga sus hábitats proliferando por los más dispares lugares que imaginarnos podamos.
El Sol lleva brillando en la secuencia Principal 4.500 Millones de años, y, todavía le quedan 5.000 millones de años hasta que agote su combustible nuclear de fusión. Cuando llegue ese momento, la estrella sufre una serie de procesos que la llevan a convertirse en una Gigante roja que, en el caso del Sol llegará a tener un radio de unos 100 millones de kilómetros, es decir, aumentará hasta engullir a Mercurio y Venus y seguramente la Tierra. Cuando eso suceda, las temperaturas subirán tanto que, los mares y océanos de la Tierra se evaporarán y, la vida, tal como la conocemos dejará de existir en nuestro planeta.
El tamaño actual del Sol en comparación con su tamaño máximo (estimado) durante la fase de Gigante roja dentro de unos 5.000 millones de años.
Las capas externas de las gigantes rojas están poco ligadas gravitacionalmente por lo que, expulsa masa para formar (después de un largo tiempo), una Nebulosa planetaria.
Así, las capas externas de la gigante roja son eyectadas al Espacio Interestelar para formar una Nebulosa Planetaria que es una nebulosa de emisión consistente en una envoltura brillante en expansión de plasma y gas ionizado, que, como decimos, ha sido expulsado de la fase de rama asintótica gigante que atraviesan las estrellas gigantes rojas al final de sus vidas. Estas Nebulosas tienen forma de anillo o burbujas y, en su centro, aparecerá un puntito blanco que no es otra cosa que, el resto de la masa de la estrella que, una vez liberada de la fusión nuclear que la hacía expandirse, queda a merced de la Gravedad que la contrae, es decir, la condensa más y más, hasta tal punto que alcanzan los 10⁶ g/cm³, varias toneladas por centímetro cúbico.
“A estas densidades entran en juego el principio de indeterminación de Heisenberg y el principio de exclusión de Pauli para los electrones, los cuales se ven obligados a moverse a muy altas velocidades, generando la llamada presión de degeneración electrónica, que es la que efectivamente se opone al colapso de la estrella. Esta presión de degeneración electrónica es un fenómeno radicalmente diferente de la presión térmica, que es la que generalmente mantiene a las «estrellas normales». Las densidades mencionadas son tan enormes que una masa similar a la del Sol cabría en un volumen como el de la Tierra (lo que daría una densidad aproximada de 2 t/cm3), y solamente son superadas por las densidades de las estrellas de neutrones y de los agujeros negros. Las enanas blancas emiten solamente energía térmica almacenada, y por ello tienen luminosidades muy débiles.”
Las estrellas enanas blancas están formadas principalmente de Carbono y Helio viven largo tiempo mientras se enfrían para convertirse en enanas negras.
Los Matemáticos afirman que los Universos múltiples existen, y, si eso es así, coincide con algunas observaciones que han sido realizadas y que, de manera sorprendente, respaldan el resultado de la existencia de otros universos a partir del “borde” mismo del nuestro, y, además, es posible que, las grandes estructuras de estos universos (del más cercano), esté influenciando en el comportamiento del nuestro que lo como si existiera más materia de la que realmente hay debido a que, “la fuerza de gravedad de esos universos” vecinos, incide de manera real en este Universo nuestro, y, si es así, la tan cacareada “materia oscura” podría ser el mayor fraude de la cosmología moderna.
A nuestro alrededor pasan muchas cosas a las que no prestamos atención
Inmersos en los problemas cotidianos prestamos poca atención a lo que pasa a nuestro alrededor, en la Naturaleza y, sólo cuando son fenómenos muy llamativos, inusuales, o, que nos ponen en peligro, ponemos nuestros cinco sentidos en el acontecimiento. Muchas más cosas habríamos evitado y habríamos descubierto si por una sola vez hubiésemos estado más atentos, en lugar de estar pendientes de nosotros mismos, lo hubiéramos hecho con respecto a la Naturaleza que, en definitiva, es la que nos enseña el camino a seguir.
La edad actual del universo visible ≈ 1060 tiempos de Planck
Tamaño actual del Universo visible ≈ 1060 longitudes de Planck
La masa actual del Universo visible ≈ 1060 masas de Planck
Vemos así que la bajísima densidad de materia en el universo es un reflejo del hecho de que:
Densidad actual del universo visible ≈10-120 de la densidad de Planck
Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto es, por tanto
Temperatura actual del Universo visible ≈ 10-30 de la T. de Planck
Estos números extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente pequeñas nos muestran inmediatamente que el universo está estructurado en una escala sobrehumana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los balances de su propia construcción.
Con respecto a sus propios patrones, el universo es viejo. El tiempo de vida natural de un mundo gobernado por la gravedad, la relatividad y la mecánica cuántica es el fugaz breve tiempo de Planck. Parece que es mucho más viejo de lo que debería ser.
Pero, pese a la enorme edad del universo en “tics” de Tiempo de Planck, hemos aprendido que casi todo este tiempo es necesario para producir estrellas y los elementos químicos que traen la vida.
¿Por qué nuestro universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el universo no es mucho más joven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica. Pero los universos viejos también tienen sus problemas. Conforme para el tiempo en el universo el proceso de formación de estrellas se frena. Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habrían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas.
Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas. Los planetas que se forman son menos activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo. La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas. Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta. Si esto también hace menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.
Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre las atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y, a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad. En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.
La vida (creo), estará presente en muchos mundos que, al igual que la Tierra, ofrece las condiciones adecuadas
Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es. Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagar infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.
Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una seria y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas. Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra, habiendo tenido efectos catastróficos. Somos afortunados al tener la protección de la Luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.
La caída en el planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución que tantos miles de millones de años le costó al Universo para poder plasmarla en una realidad que llamamos vida.
El secreto reside en el tiempo biológico necesario para desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas cristalicen los materiales complejos necesarios para la vida, tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, etc.
Parece que la similitud en los “tiempos” no es una simple coincidencia. El argumento, en su forma más simple, lo introdujo Brandon Carter y lo desarrolló John D. Barrow por un lado y por Frank Tipler por otro. Al menos, en el primer sistema solar habitado observado, ¡el nuestro!, parece que sí hay alguna relación entre t(bio) y t(estrella) que son aproximadamente iguales; el t(bio) – tiempo biológico para la aparición de la vida – algo más extenso.
Una atmósfera planetaria adecuada dará la opción de que evolucione la vida y se creen sociedades
La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial durante la cual el oxígeno es liberado por la fotodisociación de vapor de agua. En la Tierra esto necesitó 2.400 millones de años y llevó el oxígeno atmosférico a aproximadamente una milésima de su valor actual. Cabría esperar que la longitud de esta fase fuera inversamente proporcional a la intensidad de la radiación en el intervalo de longitudes de onda del orden de 1000-2000 ángstroms, donde están los niveles moleculares clave para la absorción de agua.
Este simple modelo indica la ruta que vincula las escalas del tiempo bioquímico de evolución de la vida y la del tiempo astrofísico que determina el tiempo requerido para crear un ambiente sustentado por una estrella estable que consume hidrógeno en la secuencia principal y envía luz y calor a los planetas del Sistema Solar que ella misma forma como objeto principal.
A muchos les cuesta trabajo admitir la presencia de vida en el universo como algo natural y corriente, ellos abogan por la inevitabilidad de un universo grande y frío en el que es difícil la aparición de la vida, y en el supuesto de que ésta aparezca, será muy parecida a la nuestra.
“Las historias de ciencia ficción en las cuales se sugiere la existencia de seres vivos construidos de silicio en vez del carbono han proliferado desde hace varias décadas, por ejemplo, en los argumentos de muchas películas y series de TV. La idea no es nueva, pues esta se originó en 1891 (¡!), cuando Julio Sheiner escribió sobre la posibilidad de vida extraterrestre fundada en el Silicio.” Biól. Nasif Nahle
Los biólogos, sin embargo, parecen admitir sin problemas la posibilidad de otras formas de vida, pero no están tan seguros de que sea probable que se desarrollen espontáneamente, sin un empujón de formas de vida basadas en el carbono. La mayoría de las estimaciones de la probabilidad de que haya inteligencias extraterrestres en el universo se centran en formas de vida similares a nosotros que habiten en planetas parecidos a la Tierra y que necesiten agua y oxígeno o similar con una atmósfera gaseosa y las demás condiciones de la distancia entre el planeta y su estrella, la radiación recibida, etc. En este punto, parece lógico recordar que antes de 1.957 se descubrió la coincidencia entre los valores de las constantes de la Naturaleza que tienen importantes consecuencias para la posible existencia de carbono y oxígeno, y con ello para la vida en el universo.
Hace mucho tiempo ya que el hombre mira al cielo y observa los objetos celestes. Muy lejos queda ya la teoría geocéntrica de Ptolomeo con una Tierra ocupando el centro del universo. En Babilonia ya tenían aquella visión de una Tierra en el centro de todo y en su obra El Almagesto, Claudio Ptolomeo continuó reflejando esa teoría alla por el siglo II y estuvo en vigor hasta el siglo XVI, cuando fue reemplazada por la teoría heliocéntrica. Fueron muchos los que discrepaban de la teoría que ponía a la Tierra en el centro de todo y, ya en el siglo II a. C., Aristarco de Samos fue el que defendió la idea con más fuerza e incluso llegó a escribir un libro que no ha llegado a nuestros días.
El tiempo transcurría y las ideas se hicieron más claras y, fue Copérnico el que al fín, en un libro publicado en 1543, De Revolutionibus Orbium Coelestium, dejó fijado el punto de partida que situaba al Sol en el centro y los planetas a su alrededor. Todo aquello, no fue suficiente para que el antiguo modelo de la Tierra central continuara durante algún tiempo, toda vez que Copérnico, no explicaba de manera suficiente algunos fenómenos y, además, se alejaba de la educación religiosa del momento.
Kepler en un retrato de 1610
Kepler con la herramienta de las muchas observaciones realizadas por Tycho Brahe que estudió a fondo, pudo formular sus Tres Leyes en 1609 y 1619, en las que dejó sentado que las planetas se movían en trayectorias elípticas. Galileo con sus observaciones despejó el camino hacia la comprensión de dónde nos encontrábamos. Más tarde llegaría Newton con su Ley de la Gravedad y no fue hasta 1915 que la entrada en escena de Einstien nos trajo un Modelo más moderno y coherente con su Teoría de la Relatividad General.
La Teoría hilocéntrica llegó con fuerza hasta los principios del siglo XX, el Sol estaba situado en el centro sobre el cual giraba todo el universo con los objetos del espacio profundo que contenían “nebulosas espirales”.
Harlow Shapley
La llegada de Shapley al “mundo” de las estrellas le dieron otro giro a la visión que del universo se tenía. Sus observaciones iniciaron el estudio de las estrellas variables que llevó a descubrir un tipo especial de ellas que se caracterizaban por el hecho de que los cambios de brillo estaban relacionados con su liuminosidad intrínseca y, como la estrella prototipo se encontró en la Constelación de Cefeo, se las llamó Cefeidas.
A partir de aquel momento, y, conociendo la luminosidad de un objeto celeste bastaba aplicar la ley del cuadrado inverso que nos dice que el brillo disminuye de acuerdo al cuadrado de la distancia y se pudo calcular la distancia a la que se encontraba el objeto estudiado. Así Shapley siguió con su impresionante trabajo y pudo observar cúmulos globulares, grupos de millones de estrellas que estaban “juntas” en un cúmulo compacto y redondo girando alrededor de los centros galácticos. Se pudo apreciar que el Sol, debería estar situado en la periferia del Universo y muy lejos del centro de la Galaxia.
Los cúmulos globulares pueden contener hasta miles de millones de estrellas
Todos aquellos nuevos descubrimientos llamaron la atención de muchos y, hasta el filósofo Immanuel Kant contribuyó al conocimiento del universo con sus obra Historia general de la naturaleza y teoría del cielo, en la que exponía la hipótesis de que a partir a una nebulosa de gas surgió el Sistema solar y sugirió la idea de que existían otras muchas galaxias que eran como “universos islas”, es decir, una especie de universos en miniatura cuajado de estrellas y de mundos.
Su idea de los universos islas llegaron hasta principios del siglo XX y “las nebulosas espirales”, eran en realidad otros universos islas como la Vía Láctea pero separados de ella y, esa teoría fue firmemente apoyada por Herschel aunque no se tenían pruebas contundentes de ello. Pero como el avance del conocimiento no se para, aquellas pruebas llegaron de la mano de las observaciones de Hubble, realizadas en el Observatorio de Monte Wilson.
Como inmensas pompas de jabón que reflejan el brillo multicolor de las estrellas
El Universo dejó de ser algo estático para convertirse en un universo en expansión. El descubrimiento de varios supercúmulos galácticos en 1978, como el de Perseo-Pegaso (que, se extiende por el cielo a través de mil millones de años-luz), es la mayor de las estructuras que se han podido constar hasta la fecha en el universo. Otro hallazgo importante ocurrió en 1981, cuando se halló el primer “vacío” en la Constelación de Boötes. El vacío, o “Burbuja de Hubble”, una gran región del espacio en la que no existen galaxias -o muy pocas- y cuya extensión puede alcanzar los 250 millones de años-luz de diámetro. En 1985 se descubrieron nuevos vacíos que vinieron a configurar una nueva imagen de nuestro universo que está lleno de burbujas.
Hubble, el 19 de febrero de 1924, escribió a Shapley, quien defendía la existencia de una sola galaxia:
«Seguramente le interesará saber que he hallado una variable cefeida en la nebulosa de Andrómeda». De esta manera se reveló que las nebulosas espirales no eran simples cúmulos de gas dentro de la vía láctea sino verdaderas galaxias independientes o como Kant describió «universos isla».
Pero la historia de las variables Cefeidas tiene otra protagonista que no quiero dejar aquí oculta en el olvido y que es de justicia destacar para que los méritos sean repartidos conforme a quién los ganó. No siempre se han otorgado los premios a los que lo merecieron. Claro que todo aquello no era nada fácil toda vez que…
El ojo humano solo es capaz de percibir la pequeña porción que corresponde a la luz visible, situada entre los 3900 Å y 7500 Å, donde la menor se encuentra cerca del violeta y la mayor del rojo. El Sol emite en todas las longitudes de onda, pero solo llegan a la superficie una pequeña porción de estas, las demás son frenadas por la atmósfera: el ozono absorbe las mas altas longitudes de onda hasta el ultravioleta, y el vapor de agua absorbe gran parte de las infrarrojas. Fueron los telescopios los que nos permitieron llegar más lejos y ver más.
En el Observatorio de la Universidad de Harvard, uno de los principales centros de la monótona pero prometedora tarea de la taxonomía estelar, las placas fotográficas que mostaban los colores y espectros de decenas de miles de estrellas se apilaban ante “calculadoras”, mujeres empleadas como miembros del personal de una facultad que les impedía asistir a clases u obtener un título pero que, desarrollaban una labor importante de infinita paciencia
Una de esas mujeres, Henrietta Leavitt (arriba), fue la investigadora pionera de las estrellas variables cefeidas que tan útiles serían a Shapley y Hubble, ella fue una de esas “calculadoras” de Harvard que, se encargaban de examinar las placas y registrar los datos en una pulcra escritura victoriana para su compilación en volúmenes como el Henry Draper Catalog, así llamado en honor al primer astrofotógrafo y físico que tomó las primeras fotografías del espectro de una estrella. Como presos que marcan el paso de los días en los muros de su celda, señalaban su progreso en totales de estrellas catalogadas. Antonia Maury, sobrina de Draper, contaba que había clasificado los espectros de más de quinientas mil estrellas. Su labor era auténticamente baconiana, del tipo que Newton y Darwin instaban a hacer pero raramente hicieron ellos, y las mujeres se enorgullecían de ella. Como afirmaba la “calculadora” de Harvard Annie Jump Cannon: “Cada dato es un facto valioso en la imponente totalidad”.
“Las estrellas, hacedoras de vida, esas imposibles esferas de gas que son el ejemplo perfecto de equilibrio en la naturaleza entre fuerzas encontradas, también tienen sus momentos. Y al igual que en todo hay excepciones, las estrellas no son menos. Existen estrellas que se niegan a seguir los cánones establecidos y se muestran como faros entre la calma. Son las estrellas rebeldes del universo, la excepción que lo embellece, las indecisas variables.
A día de hoy hemos llegado a catalogar un buen número de tipos de estrellas variables, pero no deja de ser una incógnita por qué existen estrellas que no están en perfecto equilibrio, matizando, claro está, que en el fondo sí pretenden conservarlo, ya que de no ser así, no serían estrellas.”
Precisamente fue Cannon quien, en 1915, empezó a discernir la forma de esa totalidad, cuando descubrió que la mayoría de las estrellas pertenecían a una de media docena de clases espectrales distintas. Su sistema de clasificación (ahora generalizado en la astronomía estelar), ordena los espectros por color, desde las estrellas O blancoazuladas, pasando por las estrellas G amarillas como el Sol, hasta las estrellas rojas M. Era un rasgo de simplicidad debajo de la asombrosa variedad de las estrellas.
Pronto se descubrió un orden más profundo, en 1911, cuando el ingeniero y astrónomo autodidacto danés Ejnar Hertzsprung analizó los datos de Cannon y Maury de las estrellas de dos cúmulos, Las Híades y las Pléyades. Los cúmulos como estos son genuínos conjuntos de estrellas y no meras alineaciones al azar; hasta un observador inexperimentado salta entusiamado cuando recorre con el telescopio las Pléyades, con sus estrellas color azul verdoso enredadas en telarañas de polvo de diamante, o las Híades, cuyas estrellas varían en color desde el blanco mate hasta el amarillo apagado.
Las Pléyades
Las Híades
Puesto que puede suponerse que todas las estrellas de un cúmulo están a la misma distancia de la Tierra, toda diferencia observada en sus magnitudes aparentes pueden atribuirse, no a una diferencia en las distancias, sino en las magnitudes absolutas. Hertzsprung aprovechó este hecho para utilizar los cúmulos como muestras de laboratorio con las que podía buscar una realción entre los colores y los brillos intrínsecos de las estrellas. Halló tal relación: la mayoría de las estrellas de ambos cúmulos caían en dos líneas suavemente curvadas. Esto, en forma de gráfico, fue el primer esbozo de un árbol de estrellas que desde entonces ha sido llamado Diagrama de Hertzsprung-Russell. Claro, como cabía esperar, la aplicabilidad del método pronto se amplió también a estrellas no pertenecientes a cúmulos.
Henry Norris Russell
Henry Norris Russell, un astrofísico de Princeton con un enciclopédico dominio de su campo, pronto se puso a trabajar justamente en eso. Sin conocer siquiera el trabajo de Hertzsprung, Russell diagramó las magnitudes absolutas en función de los colores, y halló que la mayoría están a lo largo de una estrecha zona inclinada: el trondo del árbol de estrellas. El árbol ha estado creciendo desde entonces y hoy, está firmemente grabado en la conciencia de todos los astrónomos estelares del mundo. Su tronco es la “serie principal”, una suave curva en forma de S a lo largo de la cual se sitúan entre el 80 y el 90 por 100 de todas las estrellas visibles. El Sol, una típica estrella amarilla, está en la serie principal a poco menos de la mitad del tronco hacia arriba. Una rama más fina sale del tronco y se extiende hacia arriba y a la derecha, donde florece en un ramillete de estrellas más brillantes y más rojas: las gigantes rojas. Debajo y a la izquierda hay una cantidad de mantillo de pálidas estrellas entre azules y blancas: las enanas.
El Diagrama de Hertzsprung-Russell resumido
Este diagrama proporcionó a los astrónomos un registro congelado de la evolución, el equivalente astrofísico del registro fósil que los geólogos estudian en los estratos rocosos. Presumiblemente, las estrellas evolucionan de algún modo, pasan la mayor parte de su tiempo en la serie principal (la mayoría de las estrellas en la actualidad, en el brevísimo tiempo que tenemos para observar, se encuentran allí), pero empiezan y terminan su vida en alguna otra parte, entre las ramas o en el mantillo. Por supuesto, no podemos esperar para ver que esto sucede, pues el tiempo de vida, aun de estrellas de vida corta, se mide en millones de años. Hallar las respuestas exigirá conocer toda la física del funcionamiento estelar.
Todo esto nos lleva de nuevo a pensar que, sería conveniente que surgiera una teoría unificada del Cosmos, acorde con los primeros pasos del Big Bang y con la aún misteriosa formación de estructuras a gran escala: un modelo, en fin, que contendría en un todo coherente el origen, la evolución, la estructura actual y el destino último del Universo.
Me hubiera gustado contar de manera paralela que, a finales del s. XIX y principios del s. XX, el progreso de la Física, estaba bloqueado por una barrera aparentemente insuperable. Esto era literal: el agente responsable era conocido como la barrera de Coulomb, y por un tiempo frustó los esfuerzos de los físicos teóricos para comprender cómo la fusión nuclear podía producir energía en las estrellas… Pero eso, amigos, es otra historia que os contaré en otro momento.
Hay una veintena de estrellas que se encuentran dentro de un radio de acción marcado por los doce años-luz de distancia al Sol. ¿Cuál de ella se nos presenta como la más probable que, algunos de sus planetas pudieran albergar alguna clase de vida, incluso Vida Inteligente? La estrella más cercana a nosotros es Alfa Centauri que, en realidad es un sistema estelar situado a unos 4.37 años-luz de nosotros (unos 42 billones de kilómetros). En realidad, se trata de un sistema de tres estrellas.
Alfa Centauri contiene al menos un planeta del tamaño terrestre con algo más de la masa de la Tierra que está orbitando a Alfa Centauri B. Sin embargo, su cercanía a la estrella, unos 6 millones de kilómetros lo hace tener una temperatura de más de 1.ooo ºC lo que parece ser muy caliente albergar alguna clase de vida.
Alfa Centauri, seguramente por su cercanñía a nosotros, ha ejercido siempre una sugestiva atracción nosotros cuando miramos el cielo nocturno. Resulta ser, en su conjunto, la tercera estrella más brillante de todas, y junto con Hadar(Beta Centauri), las dos en la imagen de arriba, es una muy importante y útil referencia para la localización de la Cruz del Sur. Además, y como se trata de una estrella triple, Alpha Centauri A, la componente principal, se constituye en una buena candidata para la búsqueda de planetas del mismo que la Tierra.
Las tres estrellas se formaron a partir de la misma nebulosa de materia interestelar. El trio de estrellas se van orbitando las unas a las otras a un ritmo como de vals, unidas por los lazos invisibles de la fuerza gravitatoria que generan y con la que se influyen mutuamente. Lo cierto es que las estrellas triples gozan de pocas probabilidades para albergar la vida, porque no pueden mantener a sus planetas en una órbita estable y segura, la inestablidad que producen las tres estrellas en esos posibles planetas, parece que sería insoportable para formas de vida inteligente. Claro que, las distancias a las que se encuentran unas estrellas de otras es grande y… ¿quién sabe? Nunca podemos afirmar nada sin haberlo confirmado.
La siguiente estrella más allá de Alfa Centauri es la estrella de Barnard, situada a 6 años-luz aproximadamente de nuestro Sol, o, lo que es lo mismo, a unos sesenta mil billones de kilómetros de distancia. Esta estrella parece contar con una familia de planetas. Sin embargo, es una estrella muy vieja, casi tanto como el propio universo, y, por tanto, es deficitaria en la mayoría de los elementos químicos esenciales la vida. Es poco prometedora para buscar vida en sus alrededores.
Las 10 estrellas más cercanas al Sol se encuentran en un rango de distancia los 4 y 10 años luz. tener una idea, la Vía Láctea mide unos 100.000 años luz, lo cual convierte a estas estrellas en verdaderas vecinas:
Alfa Centauri (que, en realidad, es un sistema de tres estrellas): a 4,2 años luz.
Estrella de Barnard: a 5,9 años luz.
Wolf 359: a 7,7 años luz.
Lalande 21185: a 8,2 luz
Sirio (un sistema binario de estrellas): a 8,6 luz
Luyten 726-8 (otro sistema binario): a 8,7 años luz.
Tamaño y color del Sol (Sun, una enana amarilla) comparado con las estrellas del sistema de Alfa Centauri (otra enana amarilla, una enana naranja y una enana roja).
Más allá de la estrella de Barnard existe un cierto numero de estrellas, todas ellas poco prometedoras la existencia de vida y de inteligencia porque, o son demasiado pequeñas y frías para emitir la clase de luz que la vida tal como la conocemos requiere, o demasiado jóvenes como para que haya aparecido la vida inteligente en los planetas que las circundan. No encontraremos otra estrella que pueda albergar la vida y seres inteligentes hasta que no viajemos a una distancia próxima a los once años-luz del Sol.
Épsilon Eridani está situada a unos 10,5 años-luz del Sol, es una de las estrellas más cercanas al Sistema Solar y la tercera más próxima visible a simple vista. Está en la secuencia principal, de espectral K2, muy parecida a nuestro Sol y con una masa algo menor que éste, de unas 0,83 masas solares. Es joven, sólo tiene unos 600 millones de años de edad mientras que el Sol tiene 4.600 millones de años.
Épsilon emite menos luz visible y luz ultravioleta que nuestra estrella, pero probablemente sea suficiente para permitir allí el comienzo de la vida que, si tenemos en el corto tiempo que ha pasado, no llegaría a poder ser inteligente. Claro que, los cálculos realizados sobre la vida de las entrellas en general y sobre esta en particular… ¡No son fiables! Y, siendo así (que los), tampoco podemos estar seguro de lo que en sus alrededores pueda estar presente. Se le descubrió un planeta orbitando a su alrededor, Épsilon Eridani b, que se descubrió en el año 2000. La masa del planeta está en 1,2 ± 0,33 de la de Júpiter y está a una distancia de 3,3 Unidades Astronómicas. Se cree que existen algunos planetas de reciente formación que orbitan estrella.
Más allá de Épsilon Eridani hay nueve estrellas que se encuentran todavía dentro de un margen de distancia del Sol que no sobrepasan los 12 años-luz. Sin embargo, todas ellas, una, son demasiado jóvenes, demasiado viejas, demasiado pequeñas o demasiado grandes para poder albergar la vida y la inteligencia. La excepción se llama Tau Ceti.
Tau Ceti está situada exactamente a doce años-luz de nosotros y satisface todas las exigencias básicas para que en ella (en algún planeta de su entorno) haya podido evolucionar la vida inteligente: Se trata de una estrella solitaria como el Sol -al contrario que Alfa Centauri- no tendría dificultad alguna en conservar sus planetas que no serían distorsionados por la gravedad generada por estrellas cercanas. La edad de Tau Ceti es la misma que la de nuestro Sol y también tiene su mismo tamaño y existen señales de que posee una buena familia de planetas. No parece descabellado pensar que, de todas las estrellas próximas a nosotros, sea Tau Ceti la única con alguna probabilidad de albergar la vida inteligente.
¿Quién sabe lo que en algunos de esos planetas que orbitan la estrella Tau Ceti pudiera estar pasando? Y, luego, dadas las características de su sistema solar y la cercania que parece existir entre alguno de los mundos allí presentes, si algún ser vivo inteligente pudiera contempalr el paisaje al amanecer, no sería extraño que pudiera ser testigo de una escena como la que arriba contemplamos. ¿Es tan bello el Universo! Cualquier escena que podamos imaginar en nuestras mentes… ¡Ahí estará! en alguna parte.
Es cierto que la vida, podría estar cerca de nosotros y que, por una u otra circunstancia que no conocemos, aún no hayamos podido dar con ella. Sin embargo, lo cierto es que podría estar mucho más cerca de lo que podemos pensar y, desde luego, es evidente que el Sol y su familia de planetas y pequeños mundos (que llamamos lunas), son también lugares a tener en para encontrarla aunque, posiblemente, no sea inteligente.
Con certeza, ni sabemos cuentos cientos de miles de millones de estrellas puede haber en nuestra propia Galaxia, la Vía Láctea. Sabemos más o menos la proporción de estrellas que pueden albergar sistemas planetarios y, sólo en nuestro entorno galáctico podrían ser cuarenta mil millones de estrellas las que pudieran estar habilitadas poder albergar la vida en sus planetas.
Estas cifras asombrosas nos llevan a plantear muchas preguntas, tales : ¿Estarán todas esas estrellas prometedoras dándo luz y calor a planetas que tengan presente formas de vida, unas inteligentes y otras no? ¿O sólo lo están algunas? ¿O ninguna a excepción del Sol y su familia. Algunos astronómos dicen que la ciencia ya conoce la respuesta a esas preguntas. Razonan que la Tierra es una clase de planeta ordinario, que contiene materiales también ordinarios que pueden encontrarse por todas las regiones del Universo, ya que, la formación de estrellas y planetas siempre tienen su origen en los mismos materiales y los mismos mecanismos y, en todas las regiones del Universo, por muy alejadas que estén, actúan las mismas fuerzas, las mismas constantes, los mismos ritmos y las mismas energías.
Planetas la Tierra y muy parecidos los hay en nuestra propia Galaxia a miles de millones y, si la vida hizo su aparición en esta paradisíaca variedad de planeta, estos astrónomos se preguntan, ¿por qué no habría pasado lo mismo en otros planetas similares al nuestro? ¿Tiene acaso nuestro planeta algo especial que sólo en él esté presente la vida? La Naturaleza, amigos míos, no hace esa clase de elecciones y su discurrir está regido por leyes inamovibles que, en cualquier circunstancia y lugar, siempre emplea los caminos más “simples” y lógicos para que las cosas resulten como nosotros las podemos contemplar a nuestro alrededor. Y, siendo así (que lo es), nada aconseja a nuestro sentido común creer que estamos sólos en tan vasto Universo.
Un año luz es una unidad de distancia. Equivale aproximadamente a 9,46 × 1012 km (9 460 730 472 580,8 km, para ser más precisos). Es calculada como la longitud que recorre laluz en un año. Más formalmente, un año luz es la distancia que recorrería un fotón en el vacío durante un año juliano (365,25 días de 86 400 s) a la velocidad de la luz (299 792 458 m/s).
Así el año-luz equivales a 9 460 730 472 580,8 km, y, la estrella más cercana a nosotros Próxima Centauri, está situada a unos 4,2 años luz lo que la situada a muchos kilómetros de distancia de nuestro Sistema Solar, así que, hacerles una visita, no parece que, al menos por el momento, nos resultara nada fácil, si tenemos en cuenta nuestra actual tecnología en viajes Espaciales (practicamente inexistente). Hoy por hoy, viajar a las estrellas, es sólo un sueño. En llegar a Alfa Centauri se tardaerían unos 30.000 años.
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por Emilio Silvera ~
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