Hablemos de estrellas (II) y de agujeros negros

Seguimos con la evolución vital de las estrellas. ¿Qué ocurre después de la explosión de una supernova?

Por lo visto, es posible que en el centro de la explosión sobreviva una "enana blanca", una pequeña estrella del tamaño de la Tierra (foto) cuyos elementos están tan concentrados que una cucharadita de café llena de esta materia pesaría una tonelada. La enana blanca puede continuar su proceso de compresión. Aquellas con una masa superior al 40 % a la del Sol, se concentrarían en algo inimaginablemente denso y extraño, hasta tal punto que los protones y los electrones se fusionarían transmutándose en neutrones. Después, colapsada por su propia masa, la estrella se desploma hacia su interior y su tamaño se reduce más y más. Al final, se contrae y desaparece. Ahora en su lugar existe un agujero negro.

Pasemos a hablar ahora un poco de estos entes tan extraños e intrigantes. El tirón de la gravedad en una estrella que se convierte en un agujero negro es de tal magnitud que ni siquiera la luz, con sus 300.000 km/seg, puede escapar de allí. De modo que el astro no emite luz. Se vuelve negro. Además, su masa es tan gigantesca que ese agujero negro crea a su alrededor un intensísimo campo gravitatorio. Cualquier cosa que se mueva en sus cercanías, sean rayos de luz, asteroides, planetas incluso otras estrellas, se verán irremisiblemente atraídos hacia el monstruo y serán devorados por el.

Si unos supuestos navegantes del espacio pasaran por allí, su destino no sería morir absorbidos y aplastados contra la enorme masa del agujero, ya que, de veras, este es un abismo sin fondo. No solo se ha desvanecido de la vista, sino que ha desaparecido del Universo. Al menos de nuestro espacio de tres dimensiones.

¿Y por qué pasa esto? Cuando la masa considerada es demasiado grande, la curvatura del espacio se incrementa de tal modo que la región situada más allá de esa masa queda desvinculada del espacio normal. A esto se le llama "singularidad". El embudo así formado no termina en la nada, sino que a partir de su punto más estrecho y profundo, se forma otro embudo simétrico al anterior, como si se reflejara en el espejo.

Algunos científicos han especulado la posibilidad de que existieran la contrapartida de los agujeros negros, las llamadas "fontanas blancas", a través de las cuales brotaría instantáneamente todo lo que hubiera sido absorbido en el otro extremo. De este modo, los agujeros negros serían una especie de atajo en el espacio-tiempo que permitiría realizar viajes a través del Universo.

Pero en realidad, nadie sabe exactamente cómo funcionan. Los estudios de Einstein llegaron a la conclusión de que para poder traspasar un agujero negro sería necesaria una velocidad superior a la de la luz. No obstante, ningún objeto conocido del Universo puede superar esta velocidad, por lo que estos viajes espacio-temporales no serían posibles.

Por otro lado, según la relatividad, las grandes masas tienen la propiedad de enlentecer el paso del tiempo. Un supuesto astronauta que cayera en un agujero negro se vería sometido a tales diferencias gravitatorias que se despedazaría. Además, el tiempo iría ralentizándose más y más al aproximarse al centro del remolino, hasta detenerse. De este modo, el astronauta realmente nunca llegaría a caer por completo dentro de la singularidad.

¿Y cómo los detectamos desde la Tierra? En el próximo capítulo, que si no me queda una entrada muy larga.

Hablemos de estrellas (I)

Hoy voy a retomar, así porque sí, el blog con una entrada físico-astronómica. El tema del Universo siempre me fascinó pero es ahora, cuando comienzo a leer algo de literatura cósmica para cerebritos normales, cuando empiezo a "comprender" algunas cosas. Del primer libro leído, "Principio y fin del Universo", me quedo con muchas historias interesantes. Una de ellas es esta: nacimiento, vida y muerte de una estrella (Capítulo I).

PD: el libro es bastante antiguo, por lo que es posible que algunos datos ya no sean los mismo en la actualidad.

En sus primeras fases una estrella es apenas un tenue conglomerado de gas. Nubes de hidrógeno y polvo interestelar comienzan agrupándose en alguna región de la galaxia rica en estos elementos. Cuando se junta suficiente cantidad de estos elementos, la gravedad actúa reuniéndolos en un volumen cada vez menor. Los átomos se encuentran a tan poca distancia unos de otros que comienzan a chocar entre sí y a generara calor. El objeto comienza a emitir radiación infrarroja. A partir de aquí pueden ocurrir varias cosas:

a) Si no se consigue reunir más cantidad de materia, estas "protoestrellas" no pasan de este estado. Este es el caso de Júpiter, cuya materia reunida es demasiado pequeña como para haber formado una estrella, aunque es demasiado grande como planeta. Tanto que la enorme gravedad generada por su gran masa no ha dejado escapar ni siquiera a los gases más ligeros. Por el contrario, si la cantidad de materia reunida es muy pequeña, se forma un cuerpo diminuto como la Luna. Su gravedad es tan pequeña que todos los gases han escapado de su atracción gravitatoria y se han dispersado por el espacio. La Tierra se encuentra justo en el punto medio.

b) Para que surja una estrella es preciso reunir una cantidad de materia superior a la décima parte de la masa de nuestro Sol. En este caso, la enorme fuerza gravitatoria agrupa toda la materia en una gran bola y los átomos de hidrógeno chocan entre si generando procesos de fusión nuclear, elevando la temperatura. Ha nacido una estrella, que seguirá evolucionando durante millones de años.

b.1) Las estrellas parecidas a nuestro Sol continúan con la fusión nuclear hasta que han consumido todo el hidrógeno de su núcleo central. Entonces, el astro empieza a expandirse y se convierte en una gigante roja, como por ejemplo Betelgeuse o Antares. Cuando nuestro Sol alcance esta fase, su volumen aumentará unos 40 millones de veces y se extenderá más allá de la órbita de Marte. Todos los planetas del Sistema Solar serán vaporizados. Fijaros qué flipada de foto; qué tamaño tiene nuestro Sol y qué tamaño tienen las gigantes rojas.

b.2) Pero si la estrella tiene demasiada masa, la fuerza de la gravedad actúa de nuevo iniciando una fase de contracción. La fusión nuclear continua, pero esta vez se forman en el centro de la estrella elementos pesados hasta que se origina un núcleo de hierro. En este momento, la fusión nuclear se detiene. El astro está dominado por dos fuerzas contrapuestas; las reacciones nucleares ejercen una enorme presión hacia el exterior, mientras que la gravedad lucha por mantener la cohesión. Cuando cesan las reacciones nucleares, la gravedad no encuentra oposición y la estrella se derrumba. Se colapsa. Una masa como la del Sol se convierte en una esfera más pequeña que la de la Tierra. Luego disminuye a unos pocos kilómetros. Entonces, el astro, literalmente, estalla. Su brillo se hace mil millones de veces mayor que el de su estado original. Durante unos días este brillo es tan intenso que puede eclipsar al emitido por cien mil millones de estrellas. En el firmamento aparece una supernova.

Como dato curioso, la primera explosión de una supernova en la época contemporánea tuvo lugar el 23 de Febrero de 1987, en la Gran Nube de Magallanes, a unos 170.000 años-luz de distancia. Se le impuso el nombre de 1987-A.

Para descubrir que pasa después de la explosión de estas bicharracas, vete al Capítulo II.