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17 marzo 2010

MI MAPA DEL UNIVERSO (I)

A veces la ciencia avanza tanto y tan rápido, que todo cuanto aprendimos en el colegio ha quedado obsoleto y desfasado, incluso para los que intentan mantenerse al día no da apenas tiempo a asimilar tanto descubrimiento. Conviene entonces parar un poco y dedicar un tiempo a recapitular y buscar el sitio de lo nuevo entre lo viejo, eliminar lo inútil y adquirir una nueva visión de conjunto. Bueno, pues en esta ocasión me voy a dedicar a dar un pequeño repaso a cuanto sabemos (o al menos a cuanto yo he recopilado) de nuestra localización en el Cosmos. No pretendo entrar en sus complejidades ni implicaciones, sino simplemente lanzar un pequeño fogonazo a nuestras retinas. Algo similar a la impresión que produce ver nuestro primer planeta a través del ocular de un telescopio, cuando de repente nos damos cuenta de que esa luz brillante del firmamento es ciertamente un planeta, que se mueve muy rápida, que no es simplemente un punto luminoso y plano sino una esfera con volumen y estructura. Nuestro cerebro sufre un pequeño "shock", e incrédulo, de forma automática y sin pensamiento consciente alguno, nos incita una y otra vez a alternar entre la mirada a simple vista y la del telescopio. Con este cambio de escala intenta otorgarle una distancia, una perspectiva como haría con cualquier objeto del mundo cotidiano, busca detectar su volumen, sus detalles. Al final de una u otra forma ese punto luminoso queda catalogado en nuestra psiquis y ya cada vez que lo veamos no será lo mismo: "es un planeta y está allí al lado..."

Es mi intención que al término de este post el lector pueda identificar las diferentes estructuras que aparecen en el hasta ahora es el "padre de todos los zoom", y auténtica delicia para los aficionados, que es el inicio de la película Contact, cuyo guión como sabéis lo escribió el mismísimo Carl Sagan. No es pues mera casualidad la veracidad y riqueza de detalles de esta escena. Al final del post os dejo el enlace a ver si os atrevéis. De momento prefiero ignorarlo, así que "suerte maestro y al toro":

SISTEMA SOLAR

Como todos saben la Tierra se halla en el interior de una burbuja de plasma magnetizado muy poco denso que flota en una inmensa nube de hidrógeno y helio. Esta burbuja, en cuyo interior se encuentra todo el Sistema Solar, recibe el nombre de Heliosfera. Ha sido creada por el empuje del viento solar barriendo el medio interestelar hasta la heliopausa a unos 15.000 millones de kilómetros. Esta distancia fluctúa ya que depende del equilibrio de fuerzas entre el viento solar y el empuje del medio interestelar, a veces un sol especialmente activo amplia sus límites, otras las explosión lejana de una supernova o el atravesar una region galaćtica especialmente densa, los reducen.

En el centro de esa burbuja se encuentra el Sol, una estrella bastante normal del tipo G2. Constituye nada menos que el 99% de la masa del sistema. Durante un tiempo se barajó la posibilidad de que viviéramos en un sistema estelar binario y que el Sol tuviera una pequeña compañera, en este caso una enana marrón o roja que se llegó a bautizar como Némesis. Su orbita sería muy elíptica con un periodo de unos 25 m.a.. Hubo quien afirmó que era la causa de las extinciones masivas que con idéntica periodicidad experimenta la Tierra. En todo caso no se descarta que se descubran otras estrellas compañeras del Sol, pues las estrellas solitarias son muy raras y lo normal es que la misma nebulosa protosolar tenga un "parto múltiple", queda claro que deberían situarse ya fuera de la heliosfera.

Aparte del propio Sol existen numerosos tipos de objetos, muchos de ellos conformando estructuras singulares, cuya naturaleza y disposición se entienden mejor si describimos aunque sea brevemente su origen. La totalidad del sistema solar, astro rey incluido, se forma a partir una nebulosa protosolar en la que una anomalía gravitatoria comienza a traer el gas y el polvo en torno a sí formando un disco de acreción circumestelar que gira en torno a su plano ecuatorial. La mayor parte de la nube, gas y polvo, un 99% es acretado lentamente por la estrella central mientras que el material exterior se difunde lentamente hacia distancias mayores conservando el momento angular . Este disco circumplanetario se enriqueció con cenizas de elementos extraños (Fe, Si, Ca, etc) creadas en las reacciones de fusión de la estrella central y arrojadas al vacio por el viento solar. El material exterior frío se condensa en granos de hielo que se unen formando cuerpos progresivamente mayores hasta adquirir suficiente masa para influir gravitacionalmente las órbitas de otros cuerpos cercanos y atraerlos. Estos cuerpos reciben el nombre de planetesimales. En las regiones internas del sistema estelar también se forman planetesimales pero las altas temperaturas impiden la formación de hielo. El proceso sigue formando cuerpos menores en todo el disco, cuando estos cuerpos son los suficientemente grandes como para que su gravedad por presión hidrostática les confiera un aspecto más o menos esférico se llaman genéricamente planetas. Es el caso de Ceres, Haumaea, Makemake, Plutón y el más grande de ellos Eris. La mayor parte de ellos se halla en compañía de otros planetesimales o cuerpos menores. Pero ocurre que a veces estos planetas son tan grandes que su gravedad atrae hacia sí a los vecinos o los desvía hacia el espacio exterior, de manera que el disco se presenta de forma discontinua en la proximidad de la órbita de estos planetas. Es el caso de Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Un resto del disco permanece entre la órbita de Marte y Júpiter y recibe el nombre de cinturón de asteroides. En su interior se “oculta” un planeta enano denominado Ceres y tres planetas menores: 4 Vesta, 2 Palas y 10 Higia. Por su distancia al Sol todos estos cuerpos son de naturaleza rocosa o metálica y pequeño tamaño. A veces queda un fragmento parcial del anillo no completamente eliminado y los cuerpos integrantes orbitan de forma agrupada como persiguiendo al planeta, en tal caso se les denomina Troyanos. En la órbita de Júpiter hay dos grupos de éstos con unos 4000 integrantes, pero se estima que su número real puede ser superior al millón. Existen otros grupos de troyanos en Marte y Neptuno. En órbitas próximas a la Tierra también hay pequeños grupos de asteroides.

Lógicamente el cinturón de asteroides ha quedado completamente eliminado en la región de los gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) mas allá de la órbita de Neptuno existe un segundo anillo denominado cinturón de Kuiper, constituido por objetos de naturaleza helada. Su extensión es enorme desde las 30 hasta la 50 UA (UA=distancia media entre la Tierra y el Sol). Los objetos descubiertos hasta ahora varían entre los 100 y los 2400 km de diámetro. Por lo que varios de ellos fueron clasificados como planetas enanos (Eris, Plutón, FY9 y 2003 EL61). De forma sorprendente este cinturón acaba de forma brusca en el denominado acantilado de Kuiper, algo que sería explicable si esta región hubiese sido “limpiada” por otro planeta gigante por descubrir.



Existe un tercer anillo, el más grande, en realidad una nube esférica de cuerpos menores. Se cree que la nube de Oort se extiende desde 2.000 o 5.000 UA hasta 50.000 UA del Sol. La nube de Oort se puede dividir en dos regiones: la nube de Oort exterior , de forma esférica, y la nube de Hills, que tiene forma toroidal. La nube podría albergar entre uno y cien billones de cuerpos, siendo su masa unas cinco veces la de la Tierra. Sólo han sido bautizados cuatros objetos de esta nube Sedna, CR15, SQ372 y KV42. Los dos primeros por su gran tamaño se consideran planetas enanos.

En todos estos anillos diversas perturbaciones orbitales, colisiones o explosiones, pueden hacer que alguno de estos objetos abandone la "manada" y tracen su propia órbita. Si su naturaleza es helada se llama cometa pues al aproximarse al sol desarrollan una extensa cola de vapor y cenizas, si su naturaleza es más bien rocosa se llama meteoroide o asteroide pues al aproximarse al sol tiene un brillo patente. En general todos esto cuerpos acaban destrozados por el Sol y Júpiter o barridos fuera del sistema Solar, salvo algunos rebeldes que se dedican a extinguir dinosaurios allende se escondan y cosas de esas.

Existe un último tipo de planetas denominados satélites que orbitan a otros planetas. En algunos casos son realmente grandes y son auténticos planetas. Es el caso de la Tierra que para algunos astrónomos sería un sistema doble de dos planetas Tierra-Luna, pues esta última es demasiado grande para ser considerada un mero satélite. Otros satélites con “alma” de planeta son Io, Europa, Ganímedes o Calixto. Muchos otros planetas disponen de sus propios satélites, hasta un total de 177 que por supuesto no voy a enumerar.

LA BURBUJA LOCAL
Bueno pues ya que conocemos a grandes rasgos la región más cercana, por así decirlo el jardín de la casa, pasemos entonces al vecindario. Ocurre que en el deambular de esta nuestra burbuja nos hallamos atravesando una enorme nube de gas molecular conocida como la Nube Interestelar Local. Es tan grande que ya no valen las UA para medirla y se utiliza el año luz. En concreto tiene 30 años luz (30*9.460.000.000.000 km), es decir, a sus efectos, somos como una gota de agua en el oceáno . Su temperatura es de 6.000ºC, la misma que la superficie del Sol. Nos cruzamos en su camino hace unos 150.000 años y llevamos todo este tiempo atravesándola. Si lo piensan no es más que una escapada de "fin de semana" comparado con los 4.500 millones de años que llevamos de peregrinar. Por lo que puede decirse que nos despediremos en breve, en sólo 20.000 años.

Sin embargo en su inmensidad, esta nube se halla flotando en el interior de otra burbuja mucho mayor conocida como Burbuja Local que es otro hueco creado en el medio interestelar por la explosión de una supernova. No es la explosión que originó nuestro sistema, simplemente era zona de paso de nuestra ruta. Nuestro lugar de nacimiento quedó atrás muy lejos en el camino en la constelación de Gemini y parece ser que nuestra madre fue una supernova llamada Gemina de la que sólo resta un púlsar. Volviendo a la burbuja local, sus dimensiones son de unos 350 años luz. No es esférica sino irregular y se trata en realidad de varias burbujas que se han unido cual pompas de jabón al encontrarse unas con otras formando esta "superburbuja". Alguna de ellas tienen su origen en la explosión de supernovas pertenecientes a la Asociación Alfa-Centauro que son nuestras estrellas vecinas más próximas ya a 380 años luz (nos vamos alejando). De todas ellas la más grande es Antares, pero percibimos mejor a Sirio que es la más cercana. Esta asociación contiene en realidad tres subgrupos con unas 2000 estrellas cada uno, además de diversas nubes de gas formadoras de nuevas estrellas, lo que ocasiona frecuentes explosiones, se cree que una de estas explosiones hace 3 m.a. contaminó nuestra heliosfera enriqueciéndola en hierro.

EL BRAZO DE ORIÓN:
Cerca, es decir en unos 1500 años luz, existen otras nubes moleculares de alta densidad como la grieta del Águila (Aquila Rift) que rodea regiones de estrellas en formación, o la la Nebulosa Gum, una región de hidrógeno gaseoso ionizado. Bueno pues nosotros, las nubes moleculares, las burbujas, la materia oscura, donde quiera que esté, y la inmensa mayoría de las estrellas que vemos en el firmamento estamos en el Brazo de Orión, que es uno de los brazos espirales que parten del centro de nuestra galaxia. Como en el caso de la burbuja local, no pertecemos al Brazo de Orión, simplemente estamos de paso por él, anteriormente ya hemos visitado los otros brazos de la Vía Láctea. De hecho nos desplazamos continuamente arriba y abajo del plano orbital de giro del brazo en una especie de movimiento de vaivén. Esto ha tenido mucha importancia en nuestra historia pues al atravesar la zona central del brazo, rica en estrellas y supernovas, es mucho más probable que la explosión de alguna de éstas nos pillara cerca y fuéramos bombardeados por ráfagas de rayos cósmicos. Este hecho tuvo no sólo profunda influencia en nuestros cambios climáticos sino también con algún que otro fenómeno de extinción masiva como el del Permo-Triásico y, por supuesto, con el surgimiento de seres mitológicos como la masa, la cosa, los cuatro fantasticos e incluso algunos miembros de la patrulla X (Spiderman fue por picadura de araña radiactiva).
El brazo es en realidad una acumulación de estrellas, pulsares, nubes moleculares o nebulosas, agujeros negros bueno ya saben, todo ese tipo de cosas con las que se tropieza uno cuando pretende dar un tranquilo paseo por las galaxias. Juntos emiten suficiente brillo para trazar una franja luminosa en nuestro cielo nocturno; la vía láctea que no es sino una visión de la misma vista de canto pues nosotros mismos estamos en el plano de rotación. El brazo de Orión tiene unos 3500 años luz de ancho por 10.000 años luz de largo, lo que no es mucho para una galaxia de unos 100.000 a.l. De hecho es un brazo menor comparado con los más proximos como el de Perseo o Sagitario. La burbuja local se localizaría en estos momentos aproximadamente en la mitad de su extensión, a unos 26.000 años luz del centro galáctico.

Sigue en Mi Mapa del Universo (II)

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