Hoy he decidido aparcar los temas biomédicos y dedicar el programa a mi segunda ciencia favorita: la Astronomía. En particular, este programa puede considerarse una secuela del dedicado hace más de un año a explicar las unidades de distancia astronómica empleadas en la serie de películas de la Guerra de las Galaxias. Lo podría haber titulado algo así como las distancias astronómicas contraatacan, pero lo he titulado Cefeidas, porque es su título original y porque lo dedico a este tipo tan particular de estrellas, sin cuya existencia hubiera resultado mucho más difícil comprender la talla de nuestra galaxia y del universo. También dedicaré parte de las explicaciones a rendir homenaje a los astrónomos que descubrieron las primeras cefeidas y a la astrónoma que descubrió un hecho fascinante sobre este tipo de estrellas, y que quizás no fue galardonada con el premio Nobel debido a que su candidatura tuvo que ser retirada por causa de su muerte.

Veamos, en primer lugar, lo que explicaba sobre las cefeidas allá por septiembre de 2003, y que sigue siendo cierto hoy.

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No creas que las cefeidas son estrellas tan raras. De hecho, todo el mundo civilizado del hemisferio norte conoce una estrella cefeida: la estrella polar, también conocida por el nombre de Polaris. Esta estrella, además de indicarnos el norte, está lo suficientemente cercana a la Tierra como para poder determinar su distancia por el método del paralaje. Tras determinarse esta distancia, el periodo y amplitud del cambio de su luminosidad permitió establecer su luminosidad absoluta para este tipo de cefeida. Con ella, se pudo determinar la distancia de otras cefeidas similares simplemente observando su brillo y cómo este cambiaba con el tiempo.

La primera cefeida fue descubierta en 1784 por el astrónomo Inglés Edward Pigott, en la constelación del Águila. Poco después, el astrónomo aficionado nacido en Holanda, pero afincado en Inglaterra, John Goodricke, descubrió la segunda en la constelación de Cefeo y fue esta constelación la que acabó dando el nombre a este tipo de estrellas, las cefeidas.

John Goodricke se quedó sordo en la infancia debido a una enfermedad, lo que no le impidió desaprovechar las oportunidades que la vida le ofreció para estudiar las estrellas que variaban en luminosidad y con ello brillar él mismo como científico. La oportunidad de estudiar las estrellas variables se la ofreció Nathaniel Pigott, el padre del Edward Pigott, con el que compartía un parentesco lejano. Los padres de John Goodricke se habían establecido en York y eran vecinos de Nathaniel Piggot, quien había montado un, para la época, sofisticado observatorio astronómico privado. John y Edward se hicieron amigos y este estimuló al sordo, pero no por ello menos entusiasta, John, a realizar observaciones de las estrellas variables en el observatorio de su padre. Fue así como las dos primeras cefeidas fueron descubiertas.

Las estrellas variables eran ya conocidas, al menos por la familia Pigott, cuando Goodricke comenzó a hacer sus observaciones, pero nadie había propuesto ningún mecanismo que explicara la variación en luminosidad. John Goodricke fue el primero en proponer que la luminosidad de algunas estrellas podría variar al ser su brillo eclipsado por otra estrella menos brillante en órbita con la primera. Este tipo de estrellas existen y una de las más conocidas es Algol, en la constelación de Perseo. John Goodricke fue reconocido por su contribución y a la corta edad de 21 años fue propuesto como miembro de la Royal Society. Sin embargo, no pudo ni siquiera enterarse de este honor, en aquellos tiempos de correo equino, ya que murió de neumonía cuatro días más tarde de su nominación y la noticia no tuvo tiempo de alcanzarle antes que la muerte.

Sin embargo, las estrellas binarias eclipsantes no son estrellas cefeidas, las cuales cambian su luminosidad de manera intrínseca, sin que esta sea apantallada por otro objeto que pase por delante en nuestra línea visual, generando un eclipse.

El descubrimiento de la relación entre la luminosidad de una cefeida y su periodo de pulsación fue realizado por la astrónoma estadounidense Henrietta Swan Leavitt (1868-1921). Henrietta es otro fabuloso ejemplo de aprovechamiento de las oportunidades que la vida puede ofrecer para realizar, en ocasiones, grandes aportaciones a la ciencia. Tras su graduación en una universidad para mujeres, Henrietta fue contratada en 1902, por el director del observatorio de la Universidad de Harvard, Edward Charles Pickering, como un “ordenador humano” para medir, me imagino que con una simple regla, las distancias entre las imágenes de las estrellas que aparecían en placas fotográficas tomadas por los telescopios, aparatos que las mujeres no estaban autorizadas a manejar en aquellos años. Por aquella época, curiosidades de la vida, Henrietta, como antes había sucedido con John Goodricke, había desarrollado una sordera por causa también de una enfermedad. Desconozco si fue la misma enfermedad que causo la sordera a John Goodricke. Tristemente, hay que considerar la posibilidad de que quizá fuera la sordera la que permitió a Henrietta ser tratada de una forma diferente a la de otras mujeres de la época, y acceder a la astronómica oportunidad que ese trabajo le ofrecía.

El trabajo de Henrietta consistía en determinar la posición y el brillo de las estrellas que aparecían en las placas. Se trataba de un trabajo mecánico de análisis de datos, en aquella época probablemente considerado un trabajo sofisticado para una mujer. Sin embargo, Henrietta no se conformó con examinar y medir distancias entre los puntos que aparecían en las placas, las estrellas fotografiadas, y su despierta inteligencia le permitió extraer valiosa información de los datos que analizaba. Y es que los datos son como conocimiento muerto si no son animados por una inteligencia que los interprete. Fue la inteligencia de Henrietta la que permitió revelar a partir de esos datos que algunas estrellas variables pulsaban con un periodo proporcional a su luminosidad.

El descubrimiento de la relación entre luminosidad y periodo de las estrellas cefeidas valió a Henrietta ser considerada como candidata al premio Nobel, pero su nominación tuvo que ser retirada por causa de su muerte, debida a cáncer estomacal, a la relativa corta edad de 53 años. Un cráter de la luna y un asteroide, no obstante, llevan su nombre como reconocimiento a su importante contribución a la Astronomía.

Hoy, los impresionantes avances de la ciencia en todos los ámbitos han permitió proponer un mecanismo por el cual las estrellas cefeidas varían en luminosidad con un período característico. El mecanismo tiene que ver con cambios periódicos en el estado de ionización del helio que se encuentra en el interior de esas estrellas, las cuales, en general, son de 4 a 20 veces más masivas que el Sol. Según sea este estado de ionización, es decir, de acuerdo con cuantos electrones han perdido los átomos debido a su calentamiento en el interior de la estrella, la interacción de los iones de helio con la luz emitida desde el núcleo de la estrella cambia, lo que afecta a su luminosidad. El mecanismo es complejo, pero es sin duda una suerte para nosotros que ese mecanismo exista, o de otra forma nos hubiera resultado mucho más difícil determinar las dimensiones del universo en el que estamos inmersos.

Jorge Laborda (11/04/2024)

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