starry-night-1149815_960_720

Cuando los PJ miran al cielo

Este artículo, por su naturaleza, no puede comenzar sin advertir al lector de su intención y enfoque. En estas líneas se habla de cómo es nuestro universo y, a partir de ello, de cómo darle una mayor verosimilitud a los cielos de los mundos que desarrollemos y a los confines de los universos que creemos. También pretende ofrecer ideas y perspectivas que puedan emplearse para plantear escenarios “astronómicamente” exóticos. Sin embargo, este artículo no desea imponer la realidad de nuestro universo a la creatividad del lector, sino ser fuente de inspiración e información. Tampoco es un artículo exhaustivo, sino que pretende ser útil y ameno para la amplia mayoría aunque sea a costa de los detalles técnicos y de generalizaciones generosas. No obstante, se proporcionarán enlaces a diversas páginas donde quien tenga interés podrá profundizar. Ese último detalle es muy importante: este artículo es generalista, enfocado a lo efectista o lo estético y no se puede usar como referencia especializada. En caso de que me lea alguien que conozca el tema con detalle, espero que sea indulgente con mi nivel de simplificación.

“…este artículo no desea imponer la realidad de nuestro universo a la creatividad del lector, sino ser fuente de inspiración e información”.

El color de las estrellas

Cualquiera que se haya detenido a observar alguna vez las estrellas seguramente se haya fijado en que las hay con diferentes colores, algunas azuladas, muchas más o menos blancas y unas cuantas más bien rojizas. Tal vez parezca un tema banal hablar del color de las estrellas, pero ese detalle encierra mucha más información de la que puede parecer a simple vista.

El color de las estrellas depende esencialmente de la temperatura de la “superficie” de la estrella, siendo las más calientes las azules y las más frías las rojas. A simple vista, los humanos podemos distinguir a grandes rasgos estrellas de tres colores: azules, blancas y rojas. Aunque científicamente hablando, la cosa es más compleja (con estrellas denominadas azules, blancas, amarillas, naranjas y rojas)* (https://es.wikipedia.org/wiki/Tipo_espectral_(estrellas)), me ceñiré esencialmente a la forma en que las percibimos.

Fuente: http://www.aaeivissa.com/images/AAE/TCH/NGC1333.jpg

“NGC1333, en la constelación de Perseo. Aquí hay estrellas azules, blancas, rojas y… espera, ¿qué hay de esas manchas, nubes y colores? No lo diré todavía, pero sinceramente, si vierais eso en un juego de ciencia ficción, ¿no querríais ir con vuestra nave a explorar ese lugar? Yo sí”.

A su vez, la temperatura depende esencialmente de la masa de dicha estrella y del momento concreto de su vida, ya que las estrellas cambian mucho desde que nacen hasta que mueren*(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Star_life_cycles_red_dwarf_en.svg).

Atribucion: By cmglee, la NASA Goddard Space Flight Center (Archivo: star_life_cycles_red_dwarf.jpg) [<font><font>CC BY-SA 4.0</font></font>], via Wikimedia Commons

De la masa de la estrella también depende la longevidad: cuanto más masa, paradójicamente, más rápido consume su energía. De este modo, las que menos masa poseen son las que tienen una vida más larga.

Así, las estrellas azules siempre son extremadamente jóvenes, grandes y con gran masa, pero queman su combustible tan rápido que sus vidas son cortas en extremo (entre unos pocos millones y unos pocos cientos de millones de años)… para ser estrellas, claro. Las estrellas blancas, en cambio, son algo más pequeñas y contienen menos masa, pero duran mucho más (miles de millones de años), por lo que entre unas y otras siempre será infinitamente más probable que las blancas sean mucho, mucho más viejas que las azules. Tanto blancas como azules cambian mucho de aspecto y tamaño a lo largo de su vida, debido a lo que ocurre en su interior. De hecho, en cierto momento, cuando agotan su combustible primario en su núcleo, crecen enormemente en en muy poco tiempo a la vez que se enfría su exterior, lo que las convierte en enormes estrellas rojas, llamadas gigantes (clic aquí)

Atribución:By Oona Räisänen ( usuario: misidos ), Usuario: Mrsanitazier . [<font><font>GFDL</font></font> or <font><font>CC-BY-SA-3.0</font></font>], via Wikimedia Commonso supergigantes (clic aquí) rojas, según su tamaño, que en esencia depende de si vienen de estrellas blancas o azules, respectivamente.

“Es la mejor animación que he encontrado (aunque esté en ruso) porque todo está a escala. Es fácil: lo amarillo es el Sol, el punto azul la Tierra, y se ve muy claramente qué le pasará al sol cuando se convierta en gigante roja”.

Las estrellas que han nacido rojas son muy pequeñas comparadas con las demás, y por eso se las llama enanas rojas. Tienen mucha menos masa pero también, por eso mismo, son las más longevas. Tanto  que su vida (que va desde decenas de miles de millones, hasta billones de años) es más larga que la edad del universo, por lo que aún no ha muerto ninguna de ellas. Por lo mismo mencionado anteriormente, entre estas y las blancas, estadísticamente siempre será mucho más probable que la enana roja sea más vieja. De todo lo anterior podemos llegar a la conclusión de que, a grandes rasgos, de forma estadística, las estrellas azules son las más jóvenes, las estrellas blancas son de edad intermedia y las estrellas rojas muy probablemente serán las más viejas. A partir de esta idea tan simple, podemos plantear el aspecto del cielo nocturno del mundo que deseemos crear, dándole un significado cósmico.

El nacimiento de las estrellas

El color de las estrellas nos dice muchas cosas, pero no encontramos las estrellas de todos los colores distribuidas por igual en el cielo y en el universo, y eso tiene que ver con cómo nacen las estrellas.

Lo primero que hace falta para que nazcan es materia prima… ¿de dónde sale? Pues de las enormes nubes de gas y polvo que hay en el espacio interestelar (de eso os cuento algo otro día). Estas nubes, cuya masa es de cientos, miles o decenas de miles de veces la del Sol, por una razón u otra empiezan a colapsar gravitatoriamente. Al hacerlo, se van formando grumos de materia, y cuanta más masa tiene un grumo mayor es su gravedad, por lo que tiende a atraer cada vez más masa. Dentro de esos grumos, la materia va cayendo en su mismo centro por acción gravitatoria, donde se condensa hasta que se alcanzan las condiciones en las que puede iniciarse la fusión nuclear, que es la fuente de energía que da vida a las estrellas. Cuando eso ocurre, ha nacido una nueva estrella.

Como decía antes, esas nubes contienen masas enormes, y una nube puede dar lugar a una enorme cantidad de estrellas. Tal asociación de estrellas nacidas de una vez a partir de una misma nube se llama cúmulo estelar. Las primeras en nacer siempre son las azules, pues al ser las que más masa tienen, han atraído todo el gas cercano en un tiempo muy breve. Las estrellas con menos masa, es decir, las blancas y rojas, se encontrarán entonces con menores cantidades de gas y unas condiciones mucho menos favorables para iniciar su propia fusión nuclear, por lo que tardan mucho más en nacer… tanto, que la mayoría de las azules habrá muerto para cuando blancas y rojas estén iniciando su fusión.

Debido a todo eso, los cúmulos que acaban de nacer tienen enormes cantidades de estrellas azules juntas. De hecho, es raro ver a una estrella azul “sola”, siempre es más probable ver otras azules cerca. Y como las azules viven tan poco tiempo, no pueden alejarse mucho de su lugar de nacimiento, ni dispersarse por el resto del espacio, antes de morir.

“NGC3293, en la constelación de Carina. Es un cúmulo muy joven, y todas esas estrellas azules acaban de nacer hace cosa de diez millones de años”.

Así, un mundo que estuviera cerca de una región donde nacen estrellas, vería una gran aglomeración de estrellas azules en su cielo. La región de formación estelar más cercana que tenemos a la Tierra es Orión, pero es muy pequeña, no contiene muchas estrellas azules y además se han dispersado un tanto. También hay grupos de estrellas azules que están a grandes distancias pero que pueden verse a simple vista, y que están juntas porque han nacido juntas, como por ejemplo las Pléyades.

“El cinturón de Orión es una región de formación estelar donde hay un gran número de estrellas azules”.

“Las Pléyades, un bonito y joven cúmulo, con unas cuantas estrellas azules”.

Ahora bien, pese a que las estrellas azules son las más masivas y nacen antes, en número, son las menos abundantes. Por cada estrella azul nacen cientos de blancas y miles o decenas de miles de rojas, por la sencilla razón de que para formar una azul hace falta mucha más masa que para formar una enana roja, lo que hace que sea más difícil que pueda reunir dicha masa compitiendo con otro montón de estrellas por el gas de la nube. Además, como las blancas y rojas tienen vidas mucho más largas les da perfectamente tiempo a alejarse del cúmulo y dispersarse por la galaxia. Por eso dichas estrellas las vemos repartidas más o menos homogéneamente en todas direcciones, mientras que las azules siempre vienen en grupos.

Por supuesto, cuanto más predominantes sean las estrellas rojas en el cielo de nuestro mundo respecto a blancas o azules, significará que en conjunto, como población, serán más viejas. Como las azules y blancas mueren primero, si no nacen nuevos reemplazos, la tendencia es que sólo vayan quedando estrellas rojas por todos lados. Así, el cielo de un mundo muy viejo, en una región de estrellas muy viejas, estaría dominado por estrellas rojas.

Además, en las galaxias, que son grandes agrupaciones de cientos de millones de estrellas, las estrellas no nacen de forma uniforme: cuanto más gas haya disponible para que nazcan estrellas, y más “inestable” sea la región en términos de movimiento, más estrellas nacerán. Un buen ejemplo de esto se ve en la imagen de la galaxia de Andrómeda (más abajo). En ella se distingue que su bulbo (región central) es rojizo, porque en él predominan las estrellas rojas y viejas, mientras que en su disco (la región alrededor del centro) están naciendo muchas estrellas nuevas, y por eso predomina el color azul.

“La galaxia de Andrómeda”.

“Así, el cielo de un mundo muy viejo, en una región de estrellas muy viejas, estaría dominado por estrellas rojas”.

En nuestro cielo se alternan los tres colores porque el Sol se encuentra en una región en la que predomina la población de edad intermedia (esencialmente estrellas blancas), con regiones donde nacen nuevas estrellas relativamente cerca (y por tanto con estrellas azules), pero también con presencia de estrellas rojas “viejas” a su alrededor. Sin embargo, como se ha comentado, puedes darle a tu mundo (o si juegas ciencia ficción, a tu sector) un estilo especial, eligiendo que predomine cierto color entre las estrellas que haya.

Sé que en este punto pueden surgir aún muchas preguntas: ¿Y el Sol podría ser azul, o rojo? ¿Y aún así podría habitarse? ¿Y qué son todos esos colores rojos, azules o negros, como nubes, alrededor de las estrellas, que se ven en las fotos del artículo? ¿Y lo de que el Sol se convierta en gigante roja va a pasar pronto?

Todo eso espero ir respondiéndolo, poco a poco, en futuros artículos. Pero vamos, que nadie se inquiete, que el Sol no va a convertirse en gigante roja antes de que llegue el próximo artículo.

Friki irredento, astrofísico de profesión y enamorado del rol de vocación. Juega todo lo que puede, que no es tanto como querría, a todo lo que encuentre, y cuando no está jugando, está escribiendo algunos de sus muchos proyectos sin terminar. Algunos, incluso, los termina.

4 Responses

  1. Alvaro Prada 26/04/2016 / 16:44

    Muchas gracias por el artículo. Muy interesante y ¡deseando ya que escribas los siguientes!

    • Ricardo Dorda 26/04/2016 / 17:02

      Gracias a ti por leerlo y comentar :)
      Este ha sido un tanto introductorio, espero que los siguientes sean aún más interesantes 😀

  2. David 28/04/2016 / 22:49

    Un artículo sencillo, correcto y ameno. Podría ser perfectamente la introducción de un libro de texto de astrofísica básica. Me ha dejado muy buen sabor de boca, estaré impaciente por leer el siguiente artículo ;).
    Yo también soy aficionado así que lo he disfrutado doblemente.

    • Ricardo Dorda 29/04/2016 / 09:58

      Muchas gracias David, me alegro que te haya gustado.
      Si como aficionado a la astronomía te ha convencido el artículo, entonces parece que no voy por mal camino. Que uno de mis temores es que para quién ya estuviera iniciado en estos temas, resultada demasiado simplista o burdo. :)
      Ahora ando con mucho lío pero espero que para dentro de un par de semanas podré escribir algo más :)

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *