¿Cómo nacen las estrellas?



EL UNIVERSO está en continuo cambio, en incesante evolución. Pero esto es muy difícil de percibir debido a la lentitud con que los cambios ocurren.

De hecho, nuestra experiencia cotidiana parece indicar lo contrario: un Universo eterno e inmutable.

¿No vemos salir al Sol todos los días con el mismo resplandor? ¿No brillan las estrellas en un lugar fijo de la bóveda celeste?

Esta engañosa inmutabilidad es consecuencia de la corta duración de nuestra vida en comparación con los larguísimos tiempos en que evolucionan las estrellas y los otros objetos cósmicos.

Necesitamos usar nuestra inteligencia para descubrir esta lenta evolución.

Una mosca vive sólo unos días. Si fuera un ser inteligente le parecería que los seres humanos somos eternos e inmutables; tan poco es lo que envejecemos en el periodo de unos días. Pero la mosca podría darse cuenta de que existen diferentes tipos de seres humanos (niños, adultos, ancianos). ¿Son estos distintos tipos intrínsecamente diferentes? ¿O se trata de uno solo que evoluciona a través del tiempo cambiando su apariencia siendo primero niño, luego adulto, y luego anciano?

Un problema similar tiene el astrónomo. De los cientos de millones de estrellas que puede estudiar ayudado de los telescopios encuentra que, aunque muchas son similares al Sol, también existen tipos diferentes.

El astrónomo puede clasificar las estrellas analizando su luz. Esta luz es descompuesta en sus colores constituyentes las llamadas técnicas espectroscópicas. Al pasar la luz de una estrella a través de un prisma, ésta se descompone como un arco iris, o sea formando el “espectro” de dicha estrella.

Los diversos tipos de estrellas tienen espectros completamente diferentes y es relativamente fácil clasificarlas. Las diferencias que existen entre las estrellas se deben principalmente a dos efectos: por una parte, hay estrellas de masa distinta y, como ya comentamos, las más pesadas son más azules (esta diferencia equivaldría, entre las personas, a las características individuales hereditarias).

El segundo efecto vale para estrellas de masa idéntica pero que se encuentran en distintas etapas de su vida (esta diferencia sería equivalente a observar a dos personas que fueron muy similares al nacer, pero que nacieron en épocas distintas y que ahora una es un niño y la otra un anciano).

La idea de que las estrellas nacen, viven y mueren tiene amplio apoyo teórico y de observación. Las estrellas están radiando energía.

Como todo físico sabe, este se tiene que hacer a expensas de algo y no puede haber estado ocurriendo eternamente. Los astrofísicos han logrado desarrollar modelos matemáticos de computadora que predicen muy bien las características de las estrellas jóvenes, maduras, o viejas.

Con la ayuda de una computadora, el científico puede simular en minutos los efectos del paso de millones de años.

Pero la prueba concluyente de que las estrellas nacen y mueren es lograr observar a algunas que estén naciendo y a otras que estén muriendo.

¿De dónde procede el material del cual nace una nueva estrella?

El entre las estrellas ya existentes está casi vacío. El casi se debe a que en el espacio interestelar existen nubes de gas constituidas fundamentalmente por átomos libres de hidrógeno y helio. Estas nubes son gigantescas, y llegan a tener cientos de años luz de diámetro. Sin embargo, son muy tenues, sus densidades son infinitesimalmente pequeñas en comparación con la de, digamos, la atmósfera de la Tierra.

Mezcladas con el gas que forma a estas nubes, hay también partículas de polvo que son opacas a la luz.

Este polvo bloquea la luz de las estrellas que se hallan detrás de la nube y debido a este efecto es que se puede detectar a las nubes.

Pues bien, del gas libre que constituye a estas nubes se forman las nuevas estrellas. Esto ocurre de la siguiente manera: debido a alguna perturbación una parte de la nube comienza a contraerse ayudada por la atracción mutua de las partículas que la forman.

Este proceso de contracción, llamado colapso gravitacional, hace que la de la porción de la nube en colapso aumente más y más hasta que se constituye en un núcleo de alta densidad del cual se formará una nueva estrella

Desafortunadamente, todo este proceso se da en el interior de la nube de la cual el fragmento en colapso formaba parte.

Como hemos dicho, las nubes interestelares son opacas al paso de la luz y por lo tanto no podemos observar las emisiones de la estrella recién nacida. Existe, pues, una cierta analogía entre el nacimiento de un ser humano y el de una estrella.

El ser humano se forma en el seno materno, la estrella se forma en el seno de su nube materna. En ambos casos no es posible observar directamente el fenómeno.




Pero como sucede en los estadios de la gestación de un ser humano en que se emplean radiaciones que pueden penetrar el cuerpo humano, las nuevas estrellas emiten también emisiones infrarrojas y de radio que sí logran escapar de la nube y que pueden ser estudiadas por los astrónomos.

De manera simultánea a la formación de la nueva estrella, los astrónomos creemos que a su alrededor pueden ocurrir los procesos que llevan a la posible formación de un sistema planetario.

Es importante aclarar que sólo estamos seguros de la existencia de nuestro sistema planetario, pero que es válido especular que dichos sistemas se hayan formado o se estén formando alrededor de otras estrellas.

Habíamos dicho que un modelo que describa la formación de un sistema solar como el nuestro debería ser capaz de explicar por qué las órbitas de los planetas están en un mismo plano y por qué los planetas terrestres son tan distintos de los jovianos. Los fragmentos de nube que se colapsan para formar una estrella deben, en general, tener movimientos internos caóticos.

Sin embargo, es muy probable que, como un todo, el fragmento tenga una cierta cantidad de energía en rotación. Esta rotación presente hace que el colapso se modifique profundamente.

En lugar de que se forme una esfera cada vez más pequeña, lo que se forma es una nube aplanada con un núcleo central.

De este núcleo se formará la estrella, mientras que la parte aplanada evolucionará hasta condensarse en forma de planetas. Como éstos se forman del disco gaseoso alrededor del núcleo, se explica que tengan sus órbitas en un mismo plano.

Los astrónomos creemos que la formación de un disco alrededor del núcleo central es un fenómeno común, puesto que lo observamos no sólo en el Sistema Solar como un todo, sino también en Saturno y Júpiter, planetas que tienen sistemas de anillos y satélites con sus órbitas contenidas en un plano.

Por otra parte, cuando el núcleo central comienza a radiar luz y calor es de esperarse que los planetas más cercanos (los interiores o terrestres) sean calentados más que los planetas lejanos (los exteriores o jovianos).

Los planetas de tipo terrestre son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.

Los planetas de tipo joviano son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Plutón, que tiene su órbita en un plano distinto al de los otros planetas, tampoco encaja en esta clasificación.

Pero volvamos a la formación del Sistema Solar. Dada la densidad del disco alrededor del protosol (sol en formación) comenzaron a chocar y juntarse los granos de polvo existentes en él.

Este polvo está formado por núcleos de material rocoso rodeados por una cáscara de hielos de agua, amoniaco y metano. En los planetas cercanos al Sol las cubiertas de hielo se evaporaron, quedando sólo los resistentes núcleos de material rocoso.

Esto no ocurrió en la parte externa del Sistema Solar. Así, se fueron formando, de este polvo, piedras y de las piedras, planetesimales, y de los planetesimales, planetas. Pero los planetas internos se formaron de los núcleos rocosos y son por eso sólidos, mientras que en la parte externa los planetas se formaron de granos que aún tenían su cubierta de hielo.

Por eso son más grandes y los hielos, al sublimarse, formaron esferas gaseosas. Los núcleos rocosos que participaron en la formación se hallan asentados en el centro de los planetas de tipo joviano.

Después de su formación, la estrella central despeja, con la presión de su radiación y con un flujo de partículas de alta velocidad, los residuos de gas que quedaron a su alrededor y en el espacio interplanetario.

Una vez libres de esta “placenta” es posible observar a las estrellas con un telescopio que capte la luz visible. Durante su infancia, las estrellas se estabilizan y entran en un largo periodo de madurez. Es una fortuna para la vida inteligente en la Tierra que las estrellas tengan esta larga y estable etapa (llamada la secuencia principal).

El Sol se halla en medio de este periodo de tiempo, pues han transcurrido 4 500 millones de años desde la formación del Sistema Solar.

Si el Sol sufriera ahora los cambios e inestabilidades de sus primeros 10 millones de años de existencia, desaparecería la vida debido a los cambios bruscos de temperatura que ocurrirían en la Tierra.

El Sol volverá a pasar por etapas convulsivas e inestables que probablemente ocasionarán la desaparición de la vida en la Tierra. Pero tal cosa ocurrirá en un futuro muy lejano, en otros 4 500 millones de años, cuando el Sol agote su combustible termonuclear y comience a sufrir los estertores agónicos que precederán a su muerte como estrella.











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