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Cuando los PJ miran al cielo, Parte II

Esta es la segunda parte de una serie de artículos que pretenden dar nociones básicas sobre astronomía, pero que al mismo tiempo resulten útiles para crear ambientaciones, mundos o escenarios en juegos de rol. Aquí puedes encontrar el primer artículo (Cuando los PJs miran al cielo). Como ya se advirtió anteriormente, estos artículos pretenden ser útiles en un sentido efectista o estético, más que exhaustivo y especializado. Sin embargo, se proveen de enlaces a páginas especializadas, para quien desee profundizar en estos temas.

En el artículo anterior se habló del color de las estrellas y de lo que nos dice sobre ellas. En este artículo la atención se centra en un tema similar, pero con un enfoque diferente: ¿cómo puede ser la estrella (sol) alrededor de la cual orbite nuestro mundo de juego? Desde el punto de vista de la fantasía, el sol puede ser de cualquier color y forma. Si hay magia, todo es posible. Aunque por comodidad, claro, suele suponerse una estrella blanca normal y corriente, como nuestro Sol. Sin embargo, quienes deseen un mundo realmente exótico, o quienes deseen visitar planetas muy diferentes en su ambientación de ciencia ficción, pueden encontrar aquí ideas interesantes.

Antes que el mundo fue su estrella

Cuando las estrellas nacen, lo hacen por aglomeración gravitatoria del gas y polvo que existe en el espacio interestelar. Sin embargo, el material que atraen no cae sin más en la protoestrella (es decir, la aglomeración central de masa que terminará convirtiéndose en la estrella), sino que tiende a formar un disco a su alrededor. Ese disco, llamado de acreción o acrecimiento, rota alrededor de ella, y la materia que lo compone va cayendo lentamente hacia el centro, siguiendo una trayectoria espiral. En el disco se van formando grumos de materia, los protoplanetas, que crecen asimilando la materia del disco cercana a ellos.

This is the sharpest image ever taken by ALMA — sharper than is routinely achieved in visible light with the NASA/ESA Hubble Space Telescope. It shows the protoplanetary disc surrounding the young star HL Tauri. These new ALMA observations reveal substructures within the disc that have never been seen before and even show the possible positions of planets forming in the dark patches within the system.

Disco de acreción protoplanetario observado en frecuencias de radio por el radiotelescopio ALMA. El color es, obviamente, falso, y muestra simplemente la intensidad de la radio emisión que depende de la densidad de materia. Los anillos oscuros son zonas del disco que los protoplanetas han vaciado de materia al captarla para si mismos a lo largo de su órbita. Crédito: European South Observatory

 

De los protoplanetas terminan naciendo los planetas propiamente dichos, pero es un proceso lento, que dura cientos de millones de años. Además, cuando la estrella nace, es decir, cuando su núcleo “se enciende” debido a que ha comenzado a fusionar hidrógeno, su luz tiende a dispersar la materia sobrante a su alrededor. Eso rompe la envoltura de polvo y gas, y también dispersa lo que quede de ellos en el propio disco de acreción. En el siguiente vídeo hay una animación artística (con los planetas extremadamente exagerados en tamaño para que sean visibles en la animación) de todo el proceso.

¿Un sol azul? ¿Un sol rojo?

Como se comentó en el artículo anterior, las estrellas azules son las que primero nacen y las que tienen las vidas más cortas, desde unos pocos hasta varias docenas de millones de años. Por tanto, en general estas estrellas mueren antes de que hayan podido formarse planetas a su alrededor, dándose la excepción solo entre las más longevas de ellas, que son casi blancas. Sin embargo, en estos casos hablamos de planetas que muy difícilmente podrían albergar algún tipo de vida: sencillamente no habría transcurrido tiempo suficiente como para que ésta pudiera haber surgido. E incluso si hubiera ocurrido, o la vida hubiera llegado de otro lugar, no son estrellas muy amigables pues tienen comportamientos muy energéticos (una gran emisión ultraviolenta, poderosos vientos estelares, etc.). Por tanto, un sol azul no parece el escenario más probable para tu mundo, aunque puede ser interesante, por sus condiciones de supervivencia en un ambiente interestelar muy hostil, en el caso de una partida de ciencia ficción.

“Esquema muy simple de la llamada “zona Ricitos de Oro” en tres tipos de estrellas, más calientes que el sol, similares al Sol y más frías. La zona se llama así porque un planeta en ella no estaría ni demasiado caliente, ni sería demasiado frío, para albergar agua líquida en su superficie. Vamos, que la sopa está templada, como le gustaba a la niña allanadora de moradas del cuento. Crédito: NASA”.

“Esquema muy simple de la llamada “zona Ricitos de Oro” en tres tipos de estrellas, más calientes que el sol, similares al Sol y más frías. La zona se llama así porque un planeta en ella no estaría ni demasiado caliente, ni sería demasiado frío, para albergar agua líquida en su superficie. Vamos, que la sopa está templada, como le gustaba a la niña allanadora de moradas del cuento. Crédito: NASA”.

En las estrellas blancas sí hay tiempo de sobra para que se formen planetas, y más aún, para que aparezca la vida y evolucione hasta formas complejas, como las que encontramos en la Tierra. Son además estrellas relativamente tranquilas, con una tendencia baja a tener grandes perturbaciones en su superficie que puedan afectar de forma grave a los planetas que la orbitan. Este es el caso del Sistema Solar, en cuyo arquetipo entran en realidad la gran mayoría de mundos de ficción.

Las estrellas enanas rojas, mucho más longevas que las blancas, proporcionan tiempo de sobra para que se formen planetas a su alrededor. Sin embargo, sus condiciones no son las más aptas para que tales planetas se asemejen a la Tierra. Estas estrellas son más frías que las blancas y mucho menos luminosas. Esto implica que para que un planeta pueda tener una temperatura adecuada que permita la existencia de agua líquida en su superficie, como es el caso de la Tierra, debe estar bastante más cerca de la estrella que la Tierra del Sol. Esa cercanía provoca que el planeta sufra un efecto conocido como “anclaje o acoplamiento de marea”. Este término tiene una explicación un tanto técnica, pero su resultado es fácilmente comprensible: el planeta anclado muestra siempre la misma cara a su estrella. De este efecto tenemos un ejemplo cotidiano en el sistema Tierra­-Luna, donde nuestro satélite está anclado por marea y nos muestra siempre la misma cara. Volviendo a las estrellas rojas, un planeta con una cara siempre iluminada y otra sumida en una noche eterna parece no ser fácilmente habitable. Aún así, hay cálculos que demuestran que con las condiciones atmosféricas adecuadas, esos planetas podrían tener agua líquida en la estrecha zona templada que hay entre los hemisferios de luz y sombra permanente. Aun más, podrían ser habitables en zonas más amplias, si la convección atmosférica (el movimiento de masas de aire) fuera suficientemente eficiente como para templar grandes regiones. En cualquier caso, no parece que fuera un planeta parecido a la Tierra, pero es un mundo que seguro que sería interesante plantear como escenario de juego (imaginad las posibilidades narrativas y de trama de prescindir de algo tan absolutamente básico como la existencia del día y la noche).

“Comparativa de cómo se ve el Sol hoy en día y cómo se verá cuando sea una gigante roja. Aquí puedes ver el vídeo con la animación de la comparativa. Desde luego, también sirve como escenario hiper­apocalíptico”.

“Comparativa de cómo se ve el Sol hoy en día y cómo se verá cuando sea una gigante roja. Desde luego, también sirve como escenario hiper­apocalíptico”.

Pero hay otro tipo de estrellas rojas, si las recordáis del primer artículo: las gigantes rojas. En el caso de esas estrellas estaríamos en un escenario completamente diferente al de las enanas. Como se explicó en el artículo anterior, estas gigantes son los monstruos en los que se convierten las estrellas blancas cuando agotan su combustible primario, el hidrógeno, en sus núcleos. Son, por tanto, estrellas necesariamente viejas, que han tenido tiempo de sobra para que a su alrededor nazcan planetas y la vida germine en ellos. Sin embargo, su paso de estrellas blancas a estrellas rojas cambiará la naturaleza de todos los planetas que la orbitan. Por un lado, las perturbaciones dinámicas alterarán las órbitas de los planetas, e incluso podrían provocar que algunos de ellos sean expulsados del sistema. Por otro lado, en los planetas como la Tierra los cambios serían drásticos. Aquellos que eran templados y tenían agua líquida en su superficie cuando orbitaban una estrella blanca, se encontrarán ahora demasiado cerca de la estrella y se convertirán en mundos completamente arrasados (si es que  no son directamente engullidos).

Por otro lado, este cambio a gigante roja puede provocar que planetas o lunas más lejanas, antes completamente inhabitables, ahora pasen a tener unas condiciones mucho más benignas. Sin embargo, el tiempo de vida como gigante roja no es muy largo así que parece improbable que pueda surgir vida en ese lapso. Además, la vida de estas estrellas es muy turbulenta: la estrella en muchos casos pulsa periódicamente, variando su luminosidad y temperatura, y expulsa grandes cantidades de su propia atmósfera, creando envolturas de gas, moléculas y polvo bastante complejas, hasta el punto de llegar a perderla por completo, lo que da lugar a una nebulosa planetaria.

“Nebulosa del Anillo, una nebulosa planetaria. Su nombre se debe a que cuando se descubrieron se pensaba que ahí nacían los planetas... pero no. Justo al contrario: esas vistosas nebulosas son el producto de una estrella que ha agonizado hasta la muerte expulsando su atmósfera. Por cierto, esa nebulosa comparada con nuestro sistema solar es enorme: tiene casi un año luz de diámetro, es decir, ¡más o menos la cuarta parte de la distancia de aquí a Alfa Centauri!”.

“Nebulosa del Anillo, una nebulosa planetaria. Su nombre se debe a que cuando se descubrieron se pensaba que ahí nacían los planetas… pero no. Justo al contrario: esas vistosas nebulosas son el producto de una estrella que ha agonizado hasta la muerte expulsando su atmósfera. Por cierto, esa nebulosa comparada con nuestro sistema solar es enorme: tiene casi un año luz de diámetro, es decir, ¡más o menos la cuarta parte de la distancia de aquí a Alfa Centauri!”.

En todos los casos anteriores, la existencia de planetas como la Tierra, capaces de albergar vida compleja, se ha supeditado al color de la estrella (es decir, su temperatura). Éste es el factor primordial, pero hay otros a tener en cuenta que dependen principalmente de las características del planeta y su órbita. Es decir, que el tipo de estrella limita las posibilidades, pero incluso si la estrella es como nuestro sol, hay multitud de factores que pueden hacer que en vez de una Tierra tengamos un planeta completamente inhabitable. Como ejemplos, ahí están Venus y Marte. Ambos están a una distancia del Sol compatible con la existencia de agua líquida en su superficie (¡y Marte la tuvo!). Sin embargo, uno es un planeta desértico apenas sin atmósfera, mientras que el otro es un infierno volcánico, con una atmósfera de dióxido de carbono casi 100 veces más pesada que la de la Tierra y un efecto invernadero que hace que su superficie sea más caliente incluso que la de Mercurio, que está mucho más cerca del Sol.

Bajo la luz de múltiples soles

En muchas películas o series de ciencia ficción aparecen imágenes de planetas con múltiples soles en su cielo, y lo cierto es que es muy vistoso. El caso es que por lo que sabemos, los sistemas con más de una estrella no son nada infrecuentes. Se ha estimado que más del 70% de las estrellas azules, alrededor del 50% de las blancas y cosa del 35% de las enanas rojas se encuentran en sistemas múltiples, es decir, sistemas estelares en los que hay dos o más estrellas orbitando entre ellas, tengan o no planetas a su alrededor.

“Sigma Orionis, una de las estrellas más brillantes en la constelación de Orión, es en realidad un sistema compuesto por 8 estrellas ligadas gravitatoriamente, rotando alrededor de un centro común. Sin embargo, a simple vista parece una única estrella. En este esquema se ven las diferentes componentes, y creo que ilustra la complejidad que pueden tener los sistemas múltiples. Crédito: Instituto de Astrofísica de Canarias”

“Sigma Orionis, una de las estrellas más brillantes en la constelación de Orión, es en realidad un sistema compuesto por 8 estrellas ligadas gravitatoriamente, rotando alrededor de un centro común. Sin embargo, a simple vista parece una única estrella. En este esquema se ven las diferentes componentes, y creo que ilustra la complejidad que pueden tener los sistemas múltiples. Crédito: Instituto de Astrofísica de Canarias”

El problema en estos sistemas, sin embargo, es la estabilidad dinámica de los planetas. Básicamente son canicas empujadas de un lado a otro durante un baile de gigantes, y puede llegar un momento en el que ese planeta cambie drásticamente de órbita e incluso que sea expulsado del sistema. Igual no es “inmediato”, pero puede ser simplemente cuestión de algunos millones o cientos de millones de años. Puede parecer mucho tiempo… pero ponedlo en perspectiva con los ¡4.500 millones de años que tiene la Tierra!

Estudiar la estabilidad de los planetas es un tema muy técnico y árido, así que simplificaré los casos a dos configuraciones en las que los planetas tienen órbitas estables a largo plazo y que pueden ser relativamente frecuentes: que el planeta esté lejos de ambas estrellas y orbite a ambos a la vez o que las estrellas estén bastante lejos entre ellas y el planeta orbite a una en concreto. En el primer caso ambos soles estarían siempre bastante cercanos en el cielo del planeta, y, más aún, deberían eclipsarse entre ellos cada cierto tiempo, dado que es razonable que orbiten en el mismo plano que el planeta. En cualquier caso, los días y noches serían como los de la Tierra. En el segundo caso los días y noches estarían dominados por la estrella en torno a la que orbita el planeta, pero podría ocurrir que algunas noches tuviéramos al sol secundario iluminándonos. Eso ocurriría en ciertas épocas del año y durante una parte de éste. Vamos, que no sería un fenómeno como la luna llena que va y viene cada mes. Más bien sería que por ejemplo, durante 3 meses, una parte o toda la noche pueda verse a la otra estrella. Claro, el espectáculo será muy diferente dependiendo de su brillo. Podría ser desde una estrella más del firmamento pero especialmente brillante (como si fuera Venus, por ejemplo), o ser mucho más brillante, aunque no es probable que más que la estrella a la que está orbitando el planeta (ya que esperamos que esa estrella esté a una distancia suficientemente grande como para garantizar la estabilidad orbital).

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“Espectacular puesta de sol doble de Tatooine”.

Por supuesto, pueden existir sistemas triples, cuádruples, etc., pero cuantas más componentes, más complicada es la estabilidad dinámica tanto en lo que respecta a los planetas como a las propias estrellas. De todos modos, a la hora de tratar esos sistemas, sería cuestión de combinar los casos explicados anteriormente. Por ejemplo, un planeta que orbita a dos estrellas y, a su vez, hay otra estrella lejana que orbita a esas dos estrellas también.

Espero que todo esto os haya inspirado para vuestros mundos, para probar otros tipos de soles, de días o noches, o para que en vuestra campaña de ciencia ficción podáis explorar sistemas estelares “diferentes” a lo habitual.

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.

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