Un cuento maravilloso

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In the beginning the Universe was created. This has made a lot of people very angry and been widely regarded as a bad move.

En el inicio fue creado el universo. Esto ha causado gran  enojo a mucha gente y ha sido generalmente considerado como una mala movida.

Douglas Adams

 

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El cometa McNaught se puede observer en esta imagen tomada desde Nueva Zelandia en enero del 2007. A la izquierda vemos la banda de estrellas que es la Vía Láctea La “nube” que se ve encima de la cola del cometa es una de las nubes de Magallanes. Imágen tomada por Minoru Yoneto.

Seguramente has olvidado muchos de los cuentos que te conté cuando eras niña, el de Caperucita Roja, aquella a quien se la traga un lobo, el de Blanca Nieves y los enanitos (creo que eran siete), o el del Principito que vino del asteroide B612, y muchos otros de los cuales yo tampoco me acuerdo. Este cuento, hija mía, es uno que te hago para que no te lo olvides. Pienso que es el mejor, el más maravilloso y sorprendente, por la simple razón de que en realidad no es un cuento, es una historia verdadera.

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Vemos el gas oscuro de la nube molecular Barnard 68, que no deja pasar la luz de estrellas que se encuentran detrás. Se encuentra a unos 500 años luz de nosotros y su diámetro aproximado es de medio año-luz. Su colapso llevará eventualmente a la formación de nuevas estrellas y planetas. (FORS Team, 8.2-meter VLT Antu, ESO )

Había una vez, hace mucho pero mucho tiempo, tanto tiempo que es difícil imaginarlo, en una región muy distante una enorme nube de hidrógeno con un poco de helio, ese gas que se utiliza para inflar los globos de cumpleaños que terminan pegados al techo o se pierdan entre las nubes. El hidrógeno y el helio son los dos elementos más simples que conocemos. Pesan menos que el aire, que se compone mayormente de nitrógeno y oxígeno, y por eso suben los globos.

La región era muy grande, muchísimo más grande que la Tierra, una gigantesca nube de gas muy tenue. Era oscura ya que no había ninguna estrella cercana para iluminarla. La nube se contraía lentamente porque las partes exteriores sentían la fuerza causada por la masa de sus partes interiores, la fuerza universal de la gravedad. Es la misma fuerza que tu sientes causada por la masa de la Tierra que te atrae a su centro y es la razón por la cual tu y la atmósfera, entre otras cosas, se queden en la Tierra en vez de perderse en el espacio. Perdona que te diga “cosa” pero en términos de la fuerza de gravedad no hay diferencia entre tú y una cosa como una piedra, por ejemplo.

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Las estrellas del cúmulo de las Pléyades se encuentran a  400años luz de nosotros, contiene unas 3000 estrellas dentro de un diámetro de unos 15 años-luz. (Antonio Fernandez-Sanchez )

Luego de algunos millones de años, un tiempo corto en la escala de tiempo del universo que se mide en miles de millones de años, la nube se había condensado y fragmentado en muchas nubes más pequeñas que se calentaban a medida que se contraían. Lo mismo ocurre con cualquier gas – si lo comprimes se calienta. Este proceso continuó hasta que en el centro de algunas nubes se formó una esfera de hidrógeno con una temperatura tan alta que comenzó a emitir luz, como lo hace la hornilla eléctrica cuando se calienta. Nació una estrella que no es otra cosa que una enorme bola de gas hidrógeno muy caliente con un poco de helio.

Si pudieras observar todo esto desde una gran distancia y pudieras acelerar la acción de tal modo que un millón de años pasaran en un minuto se vería como si fueran fuegos artificiales. El cielo oscuro se encendería con varios cientos de puntos de luz, cada uno de diferente color y brillantez.

Los centenares de estrellas en el cúmulo de las Pléyades, que alguna vez te enseñé en el cielo nocturno y que se ve en la noche como una tenue nubecita al norte de la brillante Aldebarán, es tal fuego artificial, detenido en el tiempo, ya que en realidad no podemos acelerar la acción. El número de estrellas que puedes ver a simple vista en las Pléyades depende en parte de tu visión. La mayoría de las personas pueden ver siete estrellas, por lo cual el cúmulo también se conoce en algunos países como las siete cabritas o las siete hermanas. Pero si lo observas con binoculares, verás el hermoso espectáculo ofrecido por decenas de estrellas en el cúmulo.

En las noches despejadas y oscuras puedes ver miles de puntitos de luz en el cielo, el impresionante espectáculo que te brindan las estrellas de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que se te presentan en silencio, algunas haciéndote guiñadas como si tuvieran algo íntimo que contarte. No podemos llegar a ellas para averiguar qué son ya que se encuentran tan distantes que tardaríamos miles de años en llegar, aunque pudiéramos viajar a velocidades enormes como la de un rayo.

Pero hay una que está mucho más cerca de nosotros. Es tan brillante que cuando ella esta en el cielo su intensa luz no permite que se vean las otras estrellas, aunque siguen ahí. Es el Sol, nuestra estrella, tan cercana que puedes sentir su calor sobre tu piel. Ella nos provee la energía que alimenta la vida sobre la Tierra.

Por muchos años, los astrónomos han estudiado el Sol y las estrellas con grandes telescopios y poco a poco han aprendido cómo funcionan. No en vano te guiñaban en la noche.

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Una eyección masiva de gas desde la superficie solar. Cuando estas partículas energéticas llegan a la Tierra causan auroras y pueden también afectar satélites y redes de electricidad y comunicación. (NASA / Goddard / SDO AIA Team)

En el centro de las estrellas la temperatura es muy alta, tan alta que aquí en la Tierra solamente se produce en el instante de la explosión de una bomba nuclear, triste artefacto que se inventó para matar gente, como ocurrió en Hiroshima y Nagasaki hace años, y que aún amenazan nuestra existencia. A esas altas temperaturas ocurren reacciones que transforman el hidrógeno y el helio en elementos más pesados como carbono, nitrógeno, oxigeno, hierro y silicio, para nombrar algunos de los más comunes. Esas reacciones producen una gran cantidad de energía (por la famosa ecuación de Einstein E=mc2) y es por eso que brillan las estrellas y sentimos el calor del Sol. Como si fueran enormes calderos cósmicos de los antiguos alquimistas en las estrellas se producen casi todos los elementos que conocemos en nuestro mundo.

Ls estrellas no siempre existieron – nacen, viven y mueren – y al principio, si hubiese habido un planeta como la Tierra, su cielo habría sido negro. Pero claro, sin los elementos químicos no puede haber un planeta como la Tierra que se compone en su mayoría de hierro, silicio, magnesio, y oxigeno, con una pequeña fracción de todos los otros elementos de la tabla periódica, aquella que tuviste que memorizar en la escuela sin saber porqué.

Los organismos también se componen de unos pocos elementos. Así, tú y yo y todas las formas de vida del planeta somos en esencia la misma cosa, mayormente hidrógeno, carbono, nitrógeno, y oxígeno, con trazas de otros elementos. El agua, tan importante para la vida no es más que una combinación de hidrógeno y oxígeno. Todos estos elementos se formaron en el transcurso de la vida de las estrellas y sin ellas no existiríamos.

Al final de su existencia, una estrella libera el material del cual estaba compuesta, incluyendo los nuevos elementos que produjo en su interior. Imagínate que esto ocurrió millones de veces en un ciclo de vida y muerte, y que al final, en algún momento se formó una nueva estrella muy particular, una que incorporó todos esos elementos nuevos, y alrededor de la cual se formaron planetas también con esos elementos. El oxigeno y el hidrógeno se combinaron para formar agua para los océanos y los ríos, y el silicio se combinó con oxígeno para formar la arena de las playas.

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Imagen del remanente de la supernova de 1006 AD. Esta nube de gas en expansión visible desde el hemisferio sur en la constelación Lupus, tiene unos 60 años-luz de diámetro. La imagen fue compuesta observando con un telescopio óptico (colores amarillos), uno de rayos x (color azul) y un radio telescopio (colores rojos). Se encuentra a unos 7000 años-luz de nosotros. (NASA, ESA, Zolt Levay (STScI))

El hierro, el elemento más abundante de la Tierra, es especial no sólo porque aquí lo usamos para fabricar gran variedad de cosas, sino porque en el contexto de esta historia establece un punto crítico en la evolución de algunas estrellas que son de masa alta, algunas diez veces más masivas que el Sol. En términos cósmicos, estas estrellas tienen una vida corta que apenas dura unos pocos millones de años, esto es, un instante cósmico. Una vez que la mayoría del material del centro de una estrella masiva se convierte en hierro como consecuencia de las reacciones en su interior, el astro no puede continuar produciendo energía. Cuando carece de la fuente de energía que genera la presión interna necesaria para mantener el equilibrio, la estrella se colapsa bajo su propio peso. En un santiamén se genera un infierno.

Por un breve instante, mientras la estrella colapsa, la temperatura aumenta a valores sin precedentes y ocasiona un relámpago de reacciones nucleares. El astro se aniquila en una explosión titánica que los astrónomos llaman supernova, dando lugar a uno de los sucesos más energéticos que se conocen en el universo. Las capas exteriores de la antigua estrella forman una envoltura de gas que se expande rápidamente hacia el espacio y va esparciendo por una región cada vez más extensa sus restos. Durante los primeros segundos de la explosión, se producen todos los elementos de la tabla periódica más pesados que el hierro, como el oro y la plata. Como estos elementos se gestan de esta manera tan especial, su abundancia es muchísimo menor que la de los elementos más livianos que el hierro.

Tal vez ahora aprecies de manera diferente la cadenita de oro que en una ocasión te compré. Sin duda el oro es costoso porque es raro y bello, pero lo que le confiere su verdadero valor, al igual que a otros metales preciosos, es saber que lo que llevas en el cuello se formó hace más de cinco mil millones de años durante la explosión de una estrella gigante en algún rincón de la Galaxia.

Algunos de los elementos producidos de esta forma son radiactivos, como el uranio, el torio y el potasio. Estos elementos radiactivos perduran por miles de millones de años, y se incorporaran en grandes cantidades al formarse un nuevo planeta. Aquí en la Tierra, producen el calor interno que da origen a los volcanes y terremotos.

Hace unos cinco mil millones de años, la nube de gas que más tarde dio lugar al Sistema Solar se contrajo y formó un disco de material en rotación que denominamos la nebulosa solar. En su centro se formó el Sol. El disco se extendía hasta regiones muy distantes, mucho más allá de la órbita del lejano Plutón (que por entonces aún no existía). La densidad del material era menor en las regiones más apartadas del Sol recién nacido, y la temperatura, que era elevadísima cerca del centro, también descendía con la distancia. Estas circunstancias determinaron en gran medida la composición química de los planetas que se gestaron a partir del material de la nebulosa. En las zonas de la nebulosa con mayor densidad, diminutos gránulos comenzaron a chocar entre sí hasta adherirse e ir formando partículas cada vez más grandes. Este proceso continuó hasta desarrollar objetos de varios kilómetros de tamaño, los planetésimos, cuya gravedad les permitió seguir incorporando material de la nebulosa y crecer aún más. Al final quedaron varios centenares de cuerpos tan grandes como la Luna en órbita alrededor del Sol, y los choques entre todos ellos terminó dando lugar a los planetas.

Cerca del joven Sol se formaron los planetas telúricos (del latín tellus, – tierra) Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Su aparición se produjo en un tiempo relativamente corto de varios millones de años, a lo largo del cual el fuerte viento solar (partículas que emite el Sol) característico de las estrellas jóvenes, fue despejando la nebulosa de los alrededores del Sol.

Más afuera, en la zona donde surgieron los gigantes Júpiter y Saturno, el agua congelada se mantuvo estable. Una vez que se formaron los núcleos rocosos de estos mundos, lograron atraer material de la nebulosa antes que ésta se disipara barrida por el viento solar. Como resultado aparecieron planetas con un núcleo similar al de los planetas telúricos, pero envueltos por una capa enorme de hidrógeno y helio de composición no muy distinta a la de la nebulosa original o el Sol. En regiones aún más exteriores, donde imperan temperaturas más bajas y densidades menores, se formaron hielos de amoníaco, metano y dióxido de carbono, compuestos construidos con los elementos más comunes.

Los planetésimos más distantes al Sol estaban formados por estos hielos y pequeñas cantidades de silicatos. En esas regiones surgieron Urano y Neptuno, aunque tardaron mucho más tiempo que el resto debido a la menor densidad del material en esta zona de la nebulosa. Cuando se gestó el núcleo rocoso de estos mundos la nebulosa ya había comenzado a desvanecerse, de manera que no pudieron acumular mucho material y se quedaron bastante más pequeños que Júpiter o Saturno.

Más allá de Neptuno, las colisiones entre planetésimos no se produjeron tan a menudo y no pudieron formarse planetas. Es cierto que existe Plutón, el más pequeño del Sistema Solar, más pequeño que la Luna, el cual se encuentra cuarenta veces más lejos del Sol que la Tierra. Pero Plutón no es un verdadero planeta sino uno de muchos objetos que se formaron en esa época y hoy los astrónomos lo clasifican como “planeta menor”. Poderosos telescopios ya han descubierto decenas de ellos en la lejana región más allá de la órbita de Plutón.

En la región de la nebulosa solar donde se formaron los planetas telúricos reinaban temperaturas tan elevadas que los elementos volátiles no pudieron condensarse. La Tierra primitiva, caliente y parcialmente fundida por su calor interno, producto de la radiactividad de aquellos elementos formados en las supernovas, y por los efectos de numerosos impactos, era un lugar estéril.

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El lado no visible de la Luna fotografiado por la misión Apolo 16. Aunque muchos se refieren al “lado oscuro” de la Luna esto es erróneo.

Sobre la  superficie de la Luna puedes ver un gran número de cráteres. Desde que los astronautas la visitaron hace algunos años, sabemos que son el resultado indeleble de los impactos por planetésimos que bombardearon su superficie y la de la Tierra después de su formación. Hubo millones de ellos que, como si fuera una lluvia torrencial, se precipitaron sin cesar contra los planetas terrestres antes de que se despejara el cielo. Durante algunos cientos de millones de años, esta gran tormenta aportó a la Tierra el agua y los ingredientes necesarios para la vida incluyendo moléculas orgánicas complejas que se habían formado en la superficie de los pequeños gránulos de la nebulosa solar.

Hoy, aún no ha cesado por completo aquella tormenta, pero se ha convertido en una fina garúa de planetésimos que ocasionalmente se acercan hasta el interior del Sistema Solar procedentes de regiones más remotas que la órbita de Plutón. Los reconocemos porque el agua que se evapora de ellos y el polvo que expelen se tornan visibles a medida que se acercan al calor del Sol. Entonces desarrollan un halo difuso y una magnífica cola de millones de kilómetros de largo. Los llamamos cometas. Aunque los cometas actuaron como los manantiales de la vida, otras condiciones resultaron de igual importancia para que ésta se estableciera y desarrollara: La Tierra se encuentra a una distancia del Sol y es de un tamaño tal que en su superficie puede existir agua líquida, el elixir de la vida. No hay agua líquida en la superficie de los otros planetas.

Como los cometas constituyen acontecimientos únicos y espectaculares que aparecen, igual que los accidentes, de forma inesperada, se los ha asociado con eventos ominosos. En muchas mitologías se los considera signos de mal agüero y, si pudiéramos preguntarle a un dinosaurio, esta percepción estaría justificada ya que su fin fue causado por uno, que chocó con la Tierra hace sesenta y cuatro millones de años. Un cometa apareció en los cielos americanos en el 1510, (también un eclipse solar) un presagio del sufrimiento de los indígenas en manos de Hernán Cortéz y Francisco Pizarro. Pero, como todos los presagios y profecías, los de los cometas carecen de validez. Cada año aparece algo que podemos interpretar como portento ominoso, y cada año ocurre algo siniestro.

Cuando al fin cesó la gran tormenta pudo originarse la vida en los cuerpos de agua del planeta, llenos de moléculas orgánicas que chocaban entre sí para en algún momento formar un nuevo compuesto. Y así, poco a poco se formaron las moléculas de la vida.

Otro día te cuento el resto de esta historia maravillosa, comenzando con unos organismos unicelulares que aparecieron en las charcas de agua caliente a orillas de los mares primitivos y terminando con nosotros.

Es por todo lo anterior que te digo que eres hija de las estrellas. ¿Verdad que parece un cuento?

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