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Ulises y la Ciencia

Desde abril de 1995, el profesor Ulises nos ha ido contando los fundamentos de la ciencia. Inspirado por las aventuras de su ilustre antepasado, el protagonista de la Odisea, la voz de Ulises nos invita a visitar mundos fascinantes, sólo comprendidos a la luz de los avances científicos. Con un lenguaje sencillo pero de forma rigurosa, quincenalmente nos cuenta una historia. Un guión de Ángel Rodríguez Lozano.

La estrella más guapa de la galaxia.

La estrella más guapa de la galaxia. - Ulises y la Ciencia podcast - Cienciaes.com

Ulises nos va a sorprender hoy con su asistencia a otro certamen de belleza, parece que en verano se está aficionando a ellos después del éxito de aquel que eligió Miss Homínida a Lucy. Pero en esta ocasión es más atrevido aún porque el certamen es para elegir a La estrella más guapa de la galaxia. Ha sido nombrado presentador del certamen, un certamen que, como escucharán, no está exento de polémica. Después les ofrecemos una ampliación del tema con una conversación con el astrónomo D. Mario Tafalla.

¿Se ha parado usted a mirar el cielo estrellado alguna vez? Hágalo y se sorprenderá de las cosas que se pueden saber a partir los puntos de luz que pueblan el firmamento. A simple vista podemos ver que unos astros brillan más que otros. Unos, muy pocos, cambian de posición: son los planetas, satélites y cometas. El resto, la inmensa mayoría, permanece inmóvil noche tras noche, son: las estrellas. La intensidad de su luz varía y sus colores son ligeramente distintos, unas son rojizas, otras blanco-amarillentas y otras tienen un color azulado. Es precisamente ahí, en su luz, donde se encuentran ocultos muchos de sus secretos.

La luz nace en los átomos, diminutos ladrillos del universo capaces de absorber o emitir energía luminosa de unas frecuencias determinadas, es decir, de unos colores específicos. La luz es, pues, la tarjeta de presentación de los átomos y, por esa razón, sirve tanto para identificar los elementos químicos de un gas de laboratorio, como para conocer la composición de los lejanos y calientes gases que rodean a las estrellas.

A principios de siglo, en la Universidad de Harvard, trabajaba un grupo de mujeres a las que llamaban despectivamente “calculadoras”. Su labor consistía en recopilar, una a una, la luz de cientos de miles de estrellas. Para su estudio, descomponían la luz procedente de cada astro en sus colores básicos y la fotografiaban. Esa fotografía de colores es llamada espectro. Analizando esos datos, una de esas “calculadoras”, Annie Jump Cannon, realizó la primera clasificación de las estrellas. Las ordenó en clases atendiendo a sus colores. A cada clase le asignó una letra. Las más azuladas eran de tipo O, le seguían las de tipo B, A, F, G, K y, por último, a las más rojas les dio la letra M. Los alumnos, idearon una regla nemotécnica para recordar la clasificación. Era una frase en inglés que decía: “Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me”, que, traducida, viene a decir. “Oh sé buena chica, bésame”.

Además del color, otra posibilidad de estudio de una estrella es su brillo. La intensidad de la luz emitida por una bombilla roja será menor cuanto más lejos esté, pero su luz seguirá siendo roja. Un astrónomo danés, llamado Hertzsprung, comprendió que si dos estrellas tienen el mismo espectro, es decir la misma distribución de colores, deben ser muy semejantes. Y, por lo tanto, su diferencia de brillo debía depender de la distancia a la que se encontraban. La idea resultó ser cierta, bastaba con determinar la distancia de una estrella con un espectro determinado para que se pudieran calcular las distancias de muchas otras del mismo tipo. Así, jugando con el color, la intensidad o magnitud y la distancia, se fue formando poco a poco la imagen en tres dimensiones que tenemos del universo.

Mientras que los astrónomos se dejaban los ojos mirando por los telescopios, los físicos trataban de resolver otro de los grandes enigmas: ¿De dónde sale la inmensa cantidad de energía que alimenta a las estrellas? La solución estaba, paradójicamente, en el núcleo atómico. En el corazón de las estrellas la gravedad comprime la materia con una fuerza tremenda, tanta, que consigue unir dos protones, dos núcleos de hidrógeno, superando su propia repulsión eléctrica. Así se produce una cadena de fusiones nucleares que convierten el Hidrógeno en Helio. En el proceso, una pequeña cantidad de masa se convierte en una gran cantidad de energía. La energía que alimenta a estrellas. En lo más profundo de una estrella común, como el Sol, las condiciones son inimaginables, la materia es unas doce veces más densa que el plomo y las reacciones nucleares de fusión elevan la temperatura hasta los 15 millones de grados. Es un infierno en el que se queman, cada segundo, 4 millones y medio de toneladas de hidrógeno. Pero no se preocupen, el Sol no corre peligro de apagarse inmediatamente, su tamaño es tal que aún tiene combustible para 5000 millones de años. En una estrella más grande, las condiciones de su interior son aún más extremas y el combustible se consume más rápidamente. Por eso, curiosamente, cuanta más masa tiene una estrella, más corta es su vida. Un astro diez veces más masivo que el Sol, apenas durará cien millones de años mientras que un pequeña enana, de apenas una centésima parte de la masa solar, quemaría su hidrógeno con tanta prudencia que podría vivir un billón de años.

Así viven pero… ¿cómo mueren? Los últimos estertores de una estrella como el Sol irían acompañados por una contracción repentina y estremecedora de su núcleo. En cambio su atmósfera se expandiría engullendo a Mercurio, Venus, la Tierra…. El Sol se inflaría hasta convertirse en una Gigante Roja. Finalmente, la atmósfera estelar se disiparía en el espacio dejando atrás una pequeña estrella, del tamaño de la Tierra pero muchísimo más densa: Una enana blanca. El proceso de contracción haría que se enciendan otras reacciones nucleares y los núcleos de helio se fundirían para formar átomos de carbono, oxígeno, neón…. Si la masa de la estrella fuera menor que dos o tres veces la del sol acabaría en una esfera durísima y pesada que podría acumular la masa del sol en una pequeña bola del tamaño de una ciudad: es una estrella de neutrones. Si la masa de la estrella que muere es mayor, el proceso de contracción se desequilibra y el astro muere en medio de la explosión más grande jamás conocida: Una supernova. Sus trozos saldrían despedidos inundando el espacio de átomos de carbono, oxígeno, hierro, plomo…. Elementos químicos que, más tarde, formarían los planetas como la Tierra y darían la materia prima necesaria para las criaturas que en ella vivimos. Y es que…, en ese sentido, todos, todos los seres vivos somos hijos de las estrellas.

MÁS INFORMACIÓN

La vida del Sol. Hablando con Mario Tafalla.

Viaje entre enanas blancas y estrellas de neutrones. Hablamos con Antonio Claret.

Viaje al centro del Sol (I). Hablamos con Inés Rodríguez Hidalgo

Viaje al centro del Sol (II). Hablamos con Inés Rodríguez Hidalgo


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