17Abr/135

De supernovas y bacterias

Si una de las características más impactantes de la ciencia es cómo campos totalmente alejados se encuentran y confirman mutuamente, éste debe ser un excelente ejemplo. Un equipo de investigadores cree haber encontrado en bacterias fósiles, en el fondo del mar, el rastro de la explosión de una supernova que pudo acelerar la extinción de la fauna marina de hace dos millones de años.

La historia de este descubrimiento comienza en realidad hace más de diez años. En 1999 científicos en Alemania encontraron en sedimentos marinos pequeñas cantidades de hierro-60, un isótopo radiactivo del hierro que no puede formarse en la Tierra. Se creía que podía haber llegado allí al pasar el Sistema Solar por un área del espacio abundante en dicho isótopo.

Por otro lado, hace también bastante que los paleontólogos ponen el límite entre dos períodos geológicos recientes, el Plioceno y el Pleistoceno, en el momento de una gran extinción de organismos marinos (que dejó su rastro en forma de restos fósiles característicos). Se consideraba probable que una de las causas de esta extinción fuera un aumento en la radiación ultravioleta solar, que habría matado al plancton cercano a la superficie marina.

En 2002 un equipo liderado por Narciso Benítez (John Hopkins University) propuso que una o más explosiones de supernova cercanas habían emitido rayos cósmicos intensos que, al llegar a la Tierra, habían dañado la capa de ozono, dejando pasar más rayos UV de lo habitual, que exterminaron al delicado plancton del cual depende el ecosistema. Señalaron tentativamente a la Asociación OB Escorpio-Centauro, un grupo que incluye unas cuarenta estrellas gigantes jóvenes y activas, a 450 años luz de nuestro planeta. Las asociaciones estelares OB son bastante típicas: se forman a partir de nubes de gas dando origen a múltiples estrellas muy masivas que viven rápido, mueren jóvenes y a veces dejan un hermoso cadáver.

Cuatrocientos cincuenta años luz es demasiado lejos para afectar la Tierra. Pero según han logrado determinar Benítez y sus colegas, hace dos millones de años algunas estrellas de Escorpio-Centauro podrían haber pasado a sólo 130 años luz. Y aunque no hemos visto ninguna supernova ahí, hay rastros de veinte explosiones en los últimos once millones de años.

Hace pocos días un físico, Shawn Bishop, reveló el hallazgo de hierro-60 en muestras del océano, por medio de un método que elimina las posibles fuentes inorgánicas, como por ejemplo, los minerales arrastrados por la lluvia desde los continentes. El origen de este hierro son bacterias magnetotácticas, que viven en el fondo marino y se orientan guiándose por el campo magnético terrestre, utilizando para ello cantidades microscópicas de magnetita (óxido ferroso-diférrico) que acumulan en sus células. Estos rastros fósiles tienen una antigüedad de 2,2 millones de años, exactamente lo que se esperaría si las bacterias vivieron durante la extinción del Plioceno-Pleistoceno.

Supernova como posible causante de la aparición de hierro-60 en bacterias magnetotácticas fósiles

Podemos imaginar cómo habrá sido: la explosión de la supernova, expulsando inmensas cantidades de átomos pesados; unos siglos después, una lluvia de rayos cósmicos que habrá hecho volar al espacio gran parte de nuestra capa de ozono; el plancton marino, frito por la radiación ultravioleta solar; la Tierra pasando por una nube de hierro-60 y otros isótopos radiactivos; y estas pequeñas bacterias capturando y utilizando ese hierro, ya oxidado, como brújula, para luego morir tranquilamente y dejar su huella en los sedimentos.

El objetivo de los investigadores es, ahora, encontrar más muestras del mismo tipo en otras partes del fondo marino. El sueño, encontrar a la culpable: el rastro en el cielo, ya débil, de la supernova que nos golpeó.

2Feb/117

Betelgeuse, o por qué no es cierto que vamos a tener dos soles en 2012

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Publicado por:PabloDF.

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Los dos soles de Tatooine

Así no se verá el cielo de la Tierra cuando Betelgeuse explote.

El 19 de enero de 2011 el portal de noticias australiano news.com.au publicó declaraciones de Brad Carter, físico de la Universidad de Queensland del Sur, bajo el título “Los soles gemelos de Tatooine, pronto en un planeta cerca de Ud., apenas Betelgeuse explote”. Decía que la “infame” estrella supergigante roja de la constelación de Orión explotaría muy probablemente en 2012 y la veríamos como “un segundo sol en el cielo”. El muy conocido The Huffington Post (éste sí infame por su apertura entusiasta a la pseudociencia de toda clase) lo republicó como “¿Dos soles? Estrellas gemelas podrían ser visibles desde la Tierra en 2012”. El tono de la noticia original era juguetón (estaba ilustrada con la inolvidable escena de Star Wars donde Luke Skywalker contempla ponerse los soles gemelos de su planeta natal); el otro era serio, casi preocupado.

Ni qué decir tiene que el disparate cundió enseguida. Hubo quien lo asoció con el famoso calendario maya y quien lo tachó de exageración debida a los “fanáticos de la astronomía”. Un diario informó que Betelgeuse es “la segunda estrella más grande del universo”, que esto de los soles gemelos ocurre cada millón de años, que el calendario maya predice “el Armagedón” para 2012 y que la palabra Betelgeuse “tiene fuertes asociaciones con el diablo”. Otro matizó, con risible cautela, que la explosión podría ocurrir en 2012 “o dentro de miles de años”. Si la desinformación y el amarillismo tuvieran masa, la cobertura mediática de este asunto ya hubiera colapsado sobre sí misma como agujero negro.

Luego llegaron las desmentidas. Phil Plait (de Bad Astronomy) empezó a escribirla apenas vio la noticia en el portal australiano (hay una traducción al castellano en Ciencia Kanija). De Betelgeuse ya se viene hablando hace un tiempo entre los astrónomos serios, y los profetas del apocalipsis maya también la tenían en la mira.

Pero basta de hablar de lo que dijeron otros. ¿Qué hay de cierto?

Para empezar, se trata verdaderamente de una estrella atípica. Es inmensa: unas 590 veces el diámetro de nuestro Sol y más de 20 millones de veces su volumen. Es sumamente poco densa, por lo cual la masa total es sólo unas 18–19 masas solares. Es tan grande que algunos telescopios han podido fotografiarla como un disco con detalles (mientras que la mayoría de las estrellas sólo pueden verse como puntos de luz indistintos). Y efectivamente, es casi seguro que está por explotar (o ya ha explotado pero el evento todavía no nos ha llegado, distinción que carece de importancia ahora) como una supernova de tipo II. La mayor parte de la radiación que emita será absorbida por la propia nube de gas expulsada. Es muy probable que también cause un estallido de rayos gamma, pero incluso aunque este se emitiera en nuestra dirección, estamos demasiado lejos para que cause efectos significativos. Sin duda ofrecerá un espectáculo magnífico: no será como un segundo sol en el cielo, pero sí se la podrá ver de noche o de día durante meses, con un brillo superior al de la Luna en cuarto creciente. Y además, como está cerca de la eclíptica, será visible desde casi todos los puntos de la Tierra.

Sin embargo, no sabemos cuándo sucederá todo esto. Creemos que va a ser pronto, pero en términos astronómicos eso puede ser mañana o dentro de cien mil años. Por lo tanto, la especulación de que este evento ocurrirá dentro de unos pocos meses es cuanto menos infundada, y sólo puede venir de gente ansiosa de ver profecías cumplidas.

Betelgeuse, con su brillo rojizo en la constelación de Orión (debajo y a la derecha de las Tres Marías, observando desde el Hemisferio Sur)

¿Y por qué estallará Betelgeuse? Ciertamente no para señalar el advenimiento de una nueva época en la Tierra. A las estrellas no les importamos. Betelgeuse estallará porque las estrellas, en esto sí parecidas a nosotros, tienen un ciclo de vida. A lo largo de su existencia, estas gigantescas esferas de gas sufren una lucha constante: la energía que se produce en su interior (producida por la fusión de elementos químicos) tiende a expandirlas hacia afuera, pero la gravedad de su propia masa tiende a comprimirlas hacia adentro. Mientras estas fuerzas se equilibran (lo cual típicamente sucede durante miles de millones de años) la estrella mantiene una forma estable, pero tarde o temprano los elementos de su núcleo terminan de fusionarse, y el equilibrio se acaba. Haciendo una burda analogía, estos elementos serían como la leña de una fogata. Pero a diferencia de la leña, a medida que los elementos se van fusionando, otros nuevos y más pesados se van generando en el mismo proceso. Cuando los primeros elementos (los más ligeros) se terminan, comienzan a fusionarse los segundos (más pesados), originando en consecuencia elementos a su vez aún más pesados… y así el ciclo se repite sucesivamente, generando en cada paso una cantidad menor de energía, hasta llegar a cierto punto límite.

Lo que sucede después depende de cada estrella en particular, según sus distintas características físicas. El abanico de posibilidades va desde apagarse discretamente hasta consumirse en una explosión espectacular. Y a partir sus restos pueden formarse todo tipo de nuevos cuerpos celestes: esferas de gas oscuras y apagadas, nebulosas de colores brillantes, púlsares o incluso agujeros negros.

Una estrella muy grande no puede autosostenerse mucho tiempo. Betelgeuse tiene unos diez millones de años y muestra signos de estar cerca del final: se contrae y expande, cambia de forma y brillo. En su núcleo probablemente ya no quede nada de hidrógeno para fusionar, y quizá incluso quede muy poco helio. Se calcula que una estrella grande puede fusionar helio en carbono durante algunos milenios; el siguiente paso (fusionar carbono en neón o magnesio) transcurre en cuestión de años, y para cuando la estrella comienza a fusionar silicio sólo le quedan días. La fusión de silicio produce una serie de elementos que lleva hasta el níquel, el cual se transforma rápidamente en hierro. La fusión del hierro no produce energía sino que la absorbe. Por lo tanto, éste es el punto donde la estrella pierde la batalla contra su propia gravedad. Su núcleo se derrumba sobre sí mismo a toda velocidad, dejando atrás las capas exteriores de la estrella. La energía liberada por el colapso (que está en el orden de lo que nuestro Sol producirá en toda su existencia, pero en pocos minutos) es lo que vemos como una supernova.

Si el cuerpo residual que queda de la estrella es relativamente ligero (no más de tres masas solares aproximadamente), este nuevo estado es estable; lo que veremos desde la Tierra será una nebulosa que se expande, formada por los restos gaseosos expulsados, con una estrella de neutrones en el centro que quizá veamos como un púlsar. Pero si el residuo es algo más pesado, la materia será comprimida por su propia gravedad hasta formar un agujero negro.

Cualquiera sea el caso, Betelgeuse dará a los astrónomos mucho material de estudio inédito sobre las supernovas: hace desde antes de la invención del telescopio que no vemos una tan cerca. Y a todos los demás nos permitirá ver una muestra directa de cómo se crearon y se siguen creando los elementos de los que estamos formados. Sin embargo, sólo será una decepción para los profetas del apocalipsis y sus crédulos seguidores.

Creer en mitologías pintorescas siempre resulta fácil y atractivo, pero una vez echamos un vistazo más profundo, la realidad resulta mucho más apasionante que la ficción.