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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

El nacimiento del Sol y sus hermanas

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La ciencia nos desvela misterios inexplicados sobre nuestros orígenes

A nadie se le escapa que estamos atrapados en el tiempo desde que nacemos, y que nuestra vida se desarrolla como una historia, una narración, con su principio y su fin. La ciencia ha desvelado que el propio universo se encuentra también atrapado en el tiempo y que todo lo que lo habita tiene igualmente un principio y un final.
El conocimiento científico nos ha proporcionado, en efecto, narrativas plausibles sobre los orígenes del universo y de la vida, y sobre el nacimiento de nuestro Sol. Por lo que se ha investigado, se estima probable que el sistema solar naciera de la congregación gravitatoria de materia alrededor de un punto central. En dicho punto, cuando la materia agregada alcanzó una densidad suficientemente elevada, se iniciaron las reacciones de fusión nuclear que “encendieron” por primera vez al Sol. Había nacido una estrella.

EN BUSCA DE EXPLICACIONES

Este escenario, sin embargo, no lo explica todo. En primer lugar, no explica que puedan existir planetas rocosos como la Tierra orbitando al Sol. Hoy, sabemos que los elementos químicos más pesados que el hidrógeno y el helio solo se crean en el centro de las estrellas. Por tanto, es necesario postular que la nube de materia que dio origen a nuestro sistema solar provino de la explosión de una estrella anterior, en la que se formaron los elementos químicos que ahora forman nuestros cuerpos y los objetos que nos rodean. El Sol sería pues una estrella de segunda generación, nacida de los restos de otra anterior, lo que posibilitó la existencia de planetas como el que habitamos.

Pero el escenario anterior tampoco puede explicar toda la historia. El estudio detallado de la composición química de meteoritos caídos sobre la Tierra, que guardan en su interior elementos químicos de la nube de materia inicial cuya agregación originó al sistema solar, reveló ciertas anomalías difíciles de explicar. La más importante fue la abundancia en dichos meteoritos de dos isótopos: el magnesio 26 y el níquel 60. Estos isotopos provienen de la desintegración de dos elementos radioactivos, el aluminio 26 y el hierro 60, que se generan en el corazón de estrellas masivas.

Para explicar la abundancia de dichos isótopos, no quedó inicialmente más remedio que postular la explosión de una segunda supernova, de masa muy particular, en el momento de congregación de la materia proveniente de la supernova inicial. Esta explosión supuestamente enriqueció en dichos isótopos a la nube formadora del sistema solar, y de ahí su abundancia anómala.

El problema con esta hipótesis es que la segunda supernova tuvo que explotar en un momento concreto y a una distancia particular de la nube que daría origen al Sol, ya que de explotar en otro momento o a otra distancia no hubiera podido enriquecer suficientemente a esta en hierro 60 ni aluminio 26, o la hubiera desagregado por la potencia de la explosión, impidiendo la formación del Sol y los planetas. En otras palabras, la abundancia anómala de esos dos isótopos nos conduce a una situación muy incómoda para explicar el nacimiento de nuestro Sol; la cual es improbable que se repita a menudo y dé nacimiento a sistemas solares similares al nuestro. Nuestro Sol, al igual que nuestro planeta Tierra con su gran Luna, sería también una anomalía. Demasiadas anomalías para aceptar sin reservas la explicación propuesta.

SUPERNOVAS CREADORAS

Afortunadamente, nuevos descubrimientos sobre el comportamiento de las estrellas masivas acudieron al rescate. Estos descubrimientos revelaron que mientras el hierro 60 debe necesariamente provenir de una explosión supernova, el aluminio 26 puede provenir de su liberación al espacio exterior por parte de potentes protuberancias y viento solar de estrellas masivas, antes de su muerte en forma de supernova.

Este nuevo descubrimiento, junto con observaciones telescópicas de algunas zonas de nacimiento de estrellas en la galaxia, y sofisticadas simulaciones realizadas por ordenador, permitieron a los astrofísicos M. Gounelle y G. Maynet, explorar otras posibilidades para explicar el nacimiento del Sol. Finalmente, la historia completa tomó forma, la cual publican en la revista especializada Astronomy and Astrophysics. El Sol proviene de una o varias primeras supernovas, verdaderamente gigantescas, que originaron casi todo el hierro 60 y una nube colosal de materia dispersa. Al congregarse parte de los restos de estas supernovas nació una estrella supermasiva, unas 30 veces mayor que el Sol.

El aluminio 26 proviene del viento solar de esta estrella. Alrededor de la misma, otros restos de materia dispersa proveniente de las primeras supernovas originó la formación de cientos de estrellas similares a nuestro Sol, las cuales orbitaron alrededor de la masiva estrella central. Al morir esta en otra gran explosión supernova, el Sol y sus hermanas perdieron sus órbitas y se dispersaron por la galaxia. Así pues, cientos de estrellas similares a la nuestra nacieron casi al mismo tiempo. Más importante aún: el escenario del nacimiento de nuestro Sol no tiene nada de particular. El Sol es solo una de cientos de estrellas nacidas de un proceso cosmológico normal que puede observarse hoy, gracias a los modernos telescopios, en algunas partes de nuestra galaxia.

La ciencia, de nuevo, nos desvela misterios inexplicados sobre nuestros orígenes y coloca al Sol y al ser humano en un lugar más preciso en la historia del universo. Esto, que podrá agradar a unos y molestar a otros, no deja de aportar algo importante a las razones causales que explican nuestra existencia.

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