Némesis: monstruo estelar

Consideremos este cuento: Hay otro sol en el cielo, un sol oscuro, demoníaco, que no podemos ver. Hace mucho tiempo, mucho antes de que nacieran nuestros abuelos, ese sol demoníaco atacó a nuestro Sol. Los cometas cayeron sobre la Tierra y un invierno terrible se apoderó del mundo. La mayoría de los seres vivos murió. El sol demoníaco nos ha atacado otras veces antes y volverá a atacarnos.

Si un antropólogo de otra generación hubiese escuchado esta historia de un grupo en estudio, la hubiese considerado “primitiva” o “pre-científica”, aunque no queda duda de la fuerza de la idea, que fácilmente —de no haber sido presentada en esta época y por científicos reconocidos— podría estar entre las leyendas más temibles de la humanidad.

Los registros fósiles de la vida terrestre han mostrado que se repiten extinciones masivas a un promedio de entre 26 y 30 millones de años. Según una teoría, esto podría ocurrir a causa del acercamiento cíclico en su órbita de una estrella compañera del Sol.

La teoría fue ideada por Richard A. Muller, físico de la Universidad de California en Berkeley, luego de una conversación circunstancial con un profesor sobre un artículo científico. El artículo de Muller que presentó la teoría de Némesis fue publicado por primera vez en la revista científica Nature (vol 308, pp 715-717, 1984).

                                                                                          Hipótesis de Némesis

Los autores del artículo fueron el propio Muller y otros dos científicos que lo ayudaron en el modelo, Marc Davis, de Princeton, y Piet Hut, del Institute for Advanced Study de Princeton. Existe, además, un libro llamado “Nemesis”, escrito por Richard Muller (Weidenfeld & Nicolson, 1988).

Hubo otro grupo que publicó algo similar en 1985, formado por Daniel P. Whitmire y John J. Matese, de la Universidad de Southern Lousiana. Este grupo incluye la idea de que la estrella compañera podría ser un agujero negro.

La teoría y la estrella fueron bautizadas con el nombre de Némesis, que es la diosa griega de la venganza, aunque más que nada representa a una justicia que devuelve los golpes, algo así como la diosa del “ojo por ojo, diente por diente”. Sin la información científica que la respalda, consideraríamos que es una historia de fantasía. Asimov escribió una novela llamada Némesis (Némesis, Plaza & Janés, 1989), pero no trata exactamente sobre esta estrella. La película que se está produciendo sobre Star Trek, la número 10, se llama Star Trek: Némesis, pero no trata sobre esta estrella, sino sobre un personaje que se enfrenta a Picard.

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El el Blog titulado “Temas del siglo XXI”, he podido localizar este trabajo que, dadas las circunstancias actuales y, para mejor conocimiento del público en general de cómo funciona todo esto, me ha parecido bien exponerlo aquí para divulgar la mecánica que se sigue en estas plantas de fisión nuclear que tanto peligro conllevan y, precisamente de ahí, parten todos los resortes de seguridad que se emplean en su construcción y funcionamiento. Veamos:

Cosas como esta no deberían pasar. Sin embargo, nuestra importancia para la Naturaleza es la misma que pueda tener la de una mariposa.

“Las cuestiones sobre la seguridad y los peligros constituyen el centro de la controversia nuclear. Antes de emprender este tema sumamente complejo resultará útil considerar algunos de los principios básicos de la seguridad industrial, y después describir su aplicación a las plantas nucleares. Para familiarizarse con los conceptos generales del diseño seguro, utilizaremos el ejemplo del automóvil. Primero reconocemos que el propósito de un carro consiste en desplazar a la gente de un lugar a otro, lo cual encierra un peligro intrínseco, ya que pueden cruzarse en su camino otros objetos y herir a los pasajeros. Por consiguiente la primera condición consiste en que una operación sin riesgos debe formar parte del diseño original. Por ejemplo, los frenos deben funcionar de modo uniforme y confiable; el conductor debe ver el camino claramente en todas direcciones, por la noche o durante lluvias o nevadas; y el automóvil debe amortiguar los golpes provenientes de los baches. Pero todos sabemos que los artefactos mecánicos no son perfectos. Las cosas pueden salir mal, y, después de cierto tiempo, sabemos que así será. Existen dos respuestas posibles a dichos peligros. Una consiste en proporcionar un “soporte” o sistemas de duplicación que funcionen en caso de que fallen los originales. Algunas veces a este procedimiento se llama redundancia. En el automóvil, un ejemplo de esto es el sistema de frenos independiente que funciona si el primario falla. La otra respuesta consiste en proporcionar una prevención, de modo que el conductor pueda maniobrar y evitar un accidente inminente. Así, una luz o un zumbador pueden indicar el sobrecalentamiento o la pérdida de aceite. El desgaste de los materiales y los componentes obliga a ofrecer un programa de inspección y mantenimiento. Por último, si fracasan todos estos sistemas y ocurre un accidente, el diseño debe contener medidas que eviten o reduzcan al mínimo las lesiones. Entre ellas figuran los cinturones de seguridad, bolsas de aire, cascos, trajes de asbesto, amortiguadores autorregenerativos y barras de rodamiento. Las plantas nucleares, al igual que los automóviles, tienen una función inherentemente peligrosa: procesan materiales que son nocivos en grado sumo para los organismos vivos. Por tanto, se deben seguir los cinco principios de medidas de seguridad. Sus aplicaciones a las plantas nucleares se sintetizan a continuación:

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Las poderosas fuerzas geomorfológicas pueden actuar suavemente. La acción de la gravedad puede mover, en cuestión de segundos, enormes volúmenes de tierra y piedras en devastadores deslizamientos y desprendimientos. Con lluvias intensas, la erosión en barrancos y cauces puede transformar los campos y las riberas, e inundar las llanuras durante horas o incluso días. Los vientos huracanados pueden, igualmente, modificar la fisonomía de las costas, y algunas superficies pueden ser remodeladas casi instantáneamente por erupciones volcánicas y terremotos. Pero la denudación de los continentes – el proceso debido a la acción de las inclemencias del tiempo, erosión meteórica y el posterior arrastre de los materiales erosionados – es un cambio gradual con tasas habitualmente bajas, que las alteraciones no se perciben durante el transcurso de una vida.

“La unidad Bubnoff (abreviado B ) es una unidad de velocidad igual a 1 m/10⁶ años . La unidad Bubnoff se utiliza en geología para medir las tasas de rebaje de superficies terrestres debido a la erosión  y lleva el nombre del geólogo ruso (alemán-báltico) Serge von Bubnoff (1888-1957).  Esta unidad se definió en 1969. 

En otras palabras, 1 B es igual a 1 metro erosionado en 1.000.000 de años , 1 milímetro en 1.000 años, o un micrómetro por año. Una velocidad de erosión de 1 B también significa que se elimina 1 m³ de tierra de una zona de 1 km² en un año.”

En la Naturaleza como en todo el Universo, todo está en movimiento aunque no lo parezca

El Bubnoff (B) – la denudación de 1 mm en mil años (o 1 μm/año) – es una unidad conveniente para medir este cambio. Las precipitaciones, por disolución, reducen las duras rocas ígneas o metamórficas con una tasa comprendida entre 0’5 y 5 B, y las calizas hasta 100 B. La denudación en terrenos generalmente secos se produce a ritmos no mayores de 10 – 15 B, y en los trópicos húmedos llega a los 20 – 30 B. Los cambios en terrenos montañosos pueden ser mucho más importantes, llegando hasta 800 B en zonas de glaciares rápidos (sudeste de Alaska) y hasta los casi 10 KB en las zonas más recientes en continua elevación (la región de Nanga Parbat en el Himalaya). Pero incluso estas altas tasas de denudación son resultado de fuerzas modestas.

Un ejemplo de importancia medioambiental y económica ilustra este lento proceso geomorfológico de baja potencia. Si no hubiera erosión, la profundidad del suelo en los campos de cultivo sería mayor, pero su capa superior se empobrecería en nutrientes, ya que la erosión meteórica, si no es demasiado intensa, es la que repone los minerales en esta capa en la que crecen las raíces, ayudando a mantener la fertilidad del terreno.

La máxima pérdida de suelo compatible con el cultivo sostenido de cosechas es aproximadamente de 11 toneladas por hectárea en la mayor parte del terreno agrícola norteamericano. Cerca de dos quintas partes de los campos de ese país se están erosionando a tasas superiores, y la tasa media nacional de erosión, solamente por agua, es de casi diez toneladas por hectárea, equivalente a 550 B (suponiendo que la densidad del suelo es de 1’8 tn/m³).

El papel dominante de las lluvias en el proceso de la denudación se hace evidente cuando se compara la energía cinética de las gotas de lluvia con la energía de la escorrentía superficial. Las mayores gotas de lluvia, con diámetro comprendido entre 5 y 6 mm, alcanzan velocidades finales de 9 m/s, lo que implica que su energía cinética durante el impacto equivale aproximadamente a 40 veces su masa. Aunque la mitad de la precipitación corriera por la superficie a un velocidad media de un metro por segundo, la energía cinética sería una cuarta parte de la masa en movimiento. Consecuentemente, la erosión resultante de la caída de la lluvia sería dos órdenes de magnitud más potente que la corriente superficial.

La energía total de la denudación global del planeta se puede calcular suponiendo que afecta al menos a 50 B de material, con una densidad media de 2’5 g/cm³ (125 tn/m³) y que la altura media continental es de 850 m. Así, la energía de los campos de la Tierra se reduciría anualmente en 135 PJ. Este flujo, 4’3 GW, es muy pequeño comparado con otros flujos energéticos del planeta, representando el 0’05 por ciento de la energía potencial perdida por las corrientes superficiales de agua, el 0’01 por ciento del calor terrestre e igual a menos de 2×10^-7 veces la radiación solar absorbida  por las superficies continentales. Claramente, en la denudación de los continentes se invierte una parte insignificante de la radiación solar tanto directamente, a través de la luz solar, como indirectamente, con las corrientes de agua y el viento.

Además, hay fuerzas opuestas que anulan este lento cambio. Si no fuera por el continuo levantamiento tectónico, la cordillera alpina, con sus 4.000 metros de altura, sometida a una denudación de 1 – 5 B se nivelaría en menos de cinco millones de años, y sin embargo, la edad de la cordillera es actualmente un orden de magnitud superior.

Tasas de levantamiento comprendidas entre 5 – 10 B son bastantes frecuentes, y muchas regiones están elevándose con tasas superiores a 20 KB, es decir, una tasa hasta 10 veces superior a la tasa de denudación. No obstante, parece ser que en las zonas montañosas cuyas cumbres sobrepasan la cota de nieve, con grandes precipitaciones y gran actividad glacial, la altura está más limitada por una denudación rápida que por la elevación tectónica del terreno. El noroeste del Himalaya, incluyendo la zona del famoso Nanga Parbat, es un claro ejemplo, donde muchos de sus picos sobrepasan los 7.000 m y solamente el 1 por ciento del terreno los 6.000 m.

Encuentros espaciales

          Siendo temibles localmente, son sucesos de relativa poca importancia globalmente habland0

La más destructiva intensificación temporal de los normalmente suaves flujos de energía geotectónica – erupciones volcánicas o terremotos extraordinariamente potentes – o de energía atmosférica – vientos o lluvias anormalmente intensas -, parecen irrelevantes cuando se comparan con las repetidas colisiones del planeta con cuerpos extraterrestres relativamente grandes.

                                                  La caída sobre la Tierra de un Gran asteroide sí que es temible

La Tierra está siendo bombardeada continuamente por invisibles partículas microscópicas de polvo muy abundantes en todo el Sistema Solar, y cada treinta segundos se produce un choque con partículas de 1 mm de diámetro, que dejan un rastro luminoso al autodestruirse en la atmósfera. También son relativamente frecuentes los choques con meteoritos de 1 metro de diámetro, que se producen con una frecuencia de, al menos, uno al año.

Pero los impactos, incluso con meteoritos mayores, producen solamente efectos locales. Esto es debido a que los meteoritos que deambulan por la región de asteroides localizada entre Marte y Júpiter están girando alrededor del Sol en el mismo sentido que la Tierra, de manera que la velocidad de impacto es inferior a 15 Km/s.

El cráter de Arizona, casi perfectamente simétrico, se formó hace 25.000 años por el impacto de un meteorito que iba a una velocidad de 11 Km/s, lo que representa una potencia cercana a 700 PW. Estas gigantescas liberaciones de energías palidecen cuando se comparan con un choque frontal con un cometa típico. Su masa (al menos de 500 millones de toneladas) y su velocidad relativa (hasta 70 Km/s) elevan su energía cinética hasta 10²² J. Aunque se perdiera un diez por ciento de esta energía en la atmósfera, el impacto sería equivalente a una explosión de unas 2.500 bombas de hidrógeno de 100 megatones. Está claro que un fenómeno de estas características produciría impresionantes alteraciones climatológicas. Sin embargo, no es seguro y sí discutible que un impacto parecido fuese la causa de la extinción masiva del cretácico, siendo lo más probable, si tenemos en cuenta el periodo relativamente largo en que se produjo, que se podría explicar por la intensa actividad volcánica de aquel tiempo.

       La frecuencia de impactos sobre la Tierra disminuye exponencialmente con el tamaño del objeto.

Aproximadamente, cada cincuenta o sesenta millones de años se produce una colisión con un cometa, lo que significaría que la biosfera, que ha evolucionado durante cuatro mil millones de años, ha debido superar unos cuarenta impactos de este tipo. Está claro que ha salido airosa de estas colisiones, ya que aunque haya sido modificada, no ha sido aniquilada.

Igualmente, la evolución de la biosfera ha sobrevivido a las explosiones altamente energéticas de las supernovas más “cercanas”. Dado que en nuestra galaxia se produce por término medio la explosión de una supernova cada 50 años, el Sistema Solar se encuentra a una distancia de 100 parsecs de la explosión cada dos millones de años y a una distancia menor de 10 parsecs cada dos mil millones de años. En este último caso, la parte alta de la atmósfera se vería inundada por un flujo de rayos X y UV de muy corta longitud de onda, diez mil veces mayor que el flujo habitual de radiación solar, lo que implica que la Tierra recibiría, en unas pocas horas, una dosis de radiación ionizante igual a la que recibe anualmente. Exposiciones de 500 roentgens son setales para la mayoría de los vertebrados y, sin embargo, los diez episodios de esta magnitud que se han podido producir en los últimos 500 millones de años no han dejado ninguna consecuencia observable en la evolución de la biosfera.

               La radiación cósmica incompatible con la vida

Si suponemos que una civilización avanzada podría preparar refugios para la población durante el año que transcurre ente la llegada de la luz y la llegada de la radiación cósmica, se encontraría con la inevitable dosis de 500 roentgens cada mil millones de años, tiempo suficiente para permitir el desarrollo de una sociedad cuyo conocimiento le sirviera para defenderse de un flujo tan extraordinario y de consecuencias letales.

emilio silvera

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