lucy in the sky with diamond - EL COLOR DEL CIELO

1. Lucy in the sky with diamonds
Cuando una estrella con una masa no superior a 10 veces la masa solar, termina de consumir
su combustible nuclear, dejan de darse en su interior las reacciones de fusión termonuclear y
se contrae drásticamente.
Lo que queda es una pequeña estrella llamada enana blanca. Las enanas blancas siguen
brillando por el calor remanente (al comienzo unos 150.000.000 ºC) pero sin que ya se den
reacciones nucleares. Poco a poco terminan por enfriarse y se apagan.
Estas estrellas tienen una masa equivalente a la masa del Sol pero comprimida en un tamaño
como el de La Tierra, por lo que poseen una densidad extraordinaria de unos 10.000.000
gr/cm3 (un dado de estrella pesaría 10 toneladas).
Pero lo más curioso es que están compuestas en un 99% de Carbono. En el año 2.004
investigadores de Harvard estudiaron una enana blanca llamada BPM 37093 y confirmaron
(como sospechaban) que a estas presiones el Carbono tiene que estar cristalizado en forma de
diamante, por lo que demostraron que las enanas blancas son literalmente DIAMANTES
INCANDESCENTES de aproximadamente 9.806.734.703.939.260.000.000.000.000.000.000
KILATES.
Desde este momento, los astrofísicos conocen a la estrella BPM 37093 como LUCY en
referencia a la canción de los Beatles, Lucy in the sky with diamonds.
© Pablo Gafo Sanz 18/4/2008
2. GRBs
Se calcula que unas 3 veces al día, ocurre una explosión en el Universo denominada GRB
(acrónimo en inglés de Estallidos de Rayos Gamma). Tras la explosión de rayos gamma,
aparece una luminosidad remanente llamada afterflow que dura algunos días.
Exceptuando el Big Bang, estas explosiones son el fenómeno más energético conocido en el
Universo. Hay dos tipos: los GRBs “largos” que tienen algunas horas de duración y son
producidos por hipernovas (supernovas muy masivas que explotan de manera direccional por
polos). Los GRBs “cortos” que duran 2 o 3 segundos y se producen debido a dos agujeros
negros que estaban rotando uno alrededor del otro y que colapsan entre sí.
En pocos segundos de duración, estos GRB emiten una energía de aproximadamente
225.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 millones de Julios.
El pasado 19 de marzo de este año, el telescopio espacial CHANDRA, detectó y fotografió uno
de estos GRB al que denominaron (según su fecha de detección) GRB 08 03 19 B que explotó
hace 7.500 millones de años, cuando el Universo solo tenía la mitad de la edad actual y que su
luz nos acaba de alcanzar.
En 3 segundos se desprendió una energía similar a la que emitirían 100 soles como el nuestro
desde el comienzo del Universo hasta hoy. La luminosidad remanente a la explosión fue tan
brillante como la que emitirían 10 millones de galaxias juntas. Al cabo de 3 semanas aun no
podía verse la galaxia donde explosionó el GRB, porque éste, aun la eclipsaba con su luz. La
luminosidad remanente llegó a la magnitud 5, es decir, ¡podía verse a simple vista!, ganando
así el record de ser el objeto más lejano (7.500 millones de años luz) que ha podido verse a
simple vista.
Si una de estas explosiones se diera en algún lugar de nuestra galaxia, que tiene un diámetro
de unos 100.000 años luz, en 3 segundos habría destruido la capa de ozono de La Tierra y
durante unos días nos parecería tener dos soles. Se está estudiando si la extinción
supermasiva del Ordovícico-Silúrico hace 450 millones de años fue debida a un GRB en
nuestra galaxia. Se extinguieron el 85% de todas las especies.
Gracias a Dios, las características del Universo actual, (con relativa alta concentración de
elementos más pesados que el Hidrógeno) no permiten que se den este tipo de explosiones.
Por eso solo pueden verse en galaxias distantes unos 8.000 millones de años luz (cuando el
Universo era bastante más joven y que su luz nos está llegando ahora)
Si estás dado de alta, cuando el telescopio espacial CHANDRA detecta una de esta
explosiones, te llega un SMS con las coordenadas celestes donde está ocurriendo, apuntas tu
telescopio y la ves. Si no... siempre nos queda el Google.
© Pablo Gafo Sanz 18/4/2008
3. Agujeros negros
En todas las estrellas existe un equilibrio entre la fuerza de gravedad que tiende a contraer la
estrella y las reacciones de fusión que se dan en su núcleo que tienden a expandirla.
Cuando se ha agotado el combustible nuclear, dejan de darse las reacciones termonucleares
en su núcleo y como no hay nada que contrarrestare el propio peso de la estrella, ésta
comienza a contraerse. Según la masa de la estrella pueden darse 3 casos:
1.-Si la masa de la estrella no llega a las 8-10 masas solares la estrella se comprime hasta que
sus los átomos se juntan unos con otros y la fuerza de repulsión electrostática (electrónelectrón y protón-protón) evita que se siga hundiendo. Se forma así una enana blanca con una
densidad de unas 10 toneladas el centímetro cúbico.
2.-Si su masa esta en torno a 8-10 veces la masa solar, esta fuerza de repulsión electrostática
no es suficiente para sostener el peso de la estrella y seguiría hundiéndose fusionándose los
protones con los electrones dando lugar a neutrones. Lo que queda es una masa de neutrones
hacinados que impiden que la estrella sigua hundiéndose por lo que se conoce como el
Principio de Exclusión de Pauli, que muy a grosso modo viene a decir que en un mismo lugar
no puede estar dos subpartículas exactamente iguales. Es decir dos neutrones no pueden
estar en el mismo sitio. Se forma entonces lo se llama estrella de neutrones con una densidad
del orden de 100.000.000 toneladas/cm3
3.-Si su masa es mayor de 8-10 masas solares, tampoco el Principio de Exclusión puede
detener la fuerza gravitatoria y se sigue comprimiendo. Según la física actual, no conocemos
ningún otro mecanismo, que pueda detener esta compresión, por lo que la estrella se
comprime en principio ¡hasta el infinito! Dando lugar a lo que se comenzó a llamar agujero
negro. Al principio, los franceses fueron muy reacios a aceptar este término porque en francés
“trou noir” digamos que tenía una connotación sexual bastante grosera.
Un agujero negro está delimitado por una esfera que se llama horizonte de sucesos, dentro del
cual, el espacio-tiempo desaparece. Literalmente no existe. Es lo que se conoce como una
rotura en el continuo espacio-tiempo que ya predecía la Relatividad General.
Aquí, la gravedad es tan intensa que absolutamente nada puede escapar de él, ni la radiación,
ni siquiera la información. Esto significa que por más que evolucione la ciencia y la tecnología
jamás podremos obtener ningún tipo de información de dentro del limite de sucesos de un
agujero negro. Años más tarde cuando los físicos se referían a esta propiedad, solían decir que
los agujeros negros no tienen pelos, hecho que vino a confirmar las sospechas de los
franceses...
A pesar de lo que cuentan las maravillosas historias de ciencia ficción, la realidad es que si un
astronauta incauto cayera a un agujero negro, se estiraría como un chicle, por la gran
diferencia de atracción entre sus pies y su cabeza. Nosotros dejaríamos de saber para siempre
de él en el momento de que cruzara el horizonte de sucesos. El astronauta en cambio
experimentaría que el tiempo se va ralentizando respecto a nosotros a medida que aumenta la
gravedad (nos vería a nosotros como a cámara rápida, cada vez más rápida). Tanto se
ralentiza el tiempo para él, que literalmente el tiempo, se detendría al pasar el horizonte de
sucesos. Lo que él experimentaría es que nunca llegaría a caer (según su percepción
terminaría de caer en un tiempo infinito).
Recientemente se ha confirmado que en el centro de las galaxias existe un agujero negro
supermasivo. El de nuestra galaxia se llama Sagitario A (está en Sagitario). Tiene 30 millones
de masas solares en un diámetro aproximado de 2/3 la distancia de La Tierra al Sol. Muy
cerca, alrededor de él, hay entre 20 y 30 estrellas orbitando a velocidades de miles de
kilómetros por segundo, a las que el agujero negro les va arrancando masa, que va cayendo en
espiral al agujero negro, irradiando luz, rayos x y rayos gamma en lo que debe ser una
maravillosa danza estelar que no podemos ver pero sí imaginar.
©Pablo Gafo Sanz 30/4/2008