Soles, estrellas y la primera mujer astrónoma.

Encontré un artículo de prensa que me acerca a una de mis aficiones, la Astronomía, habla sobre Betelgeuse, una de las estrellas más conocidas del universo por su posición en la constelación de Orión, cuyas tres estrellas centrales son conocidas como el cinturón de Orión (a las que mis abuelos llamaban los tres reyes magos, por verse fácilmente en navidad) (ver Foto1),  y por el hecho  de ser una de las pocas estrellas  visibles en todos los países de ambos hemisferios, cuya luz  anaranjada puede ser vista por cualquier habitante de la Tierra entre noviembre y abril; Betelgeuse es el prototipo de la estrella supergigante roja, y es la más cercana de ese tipo a la Tierra: “El lector puede tener una idea de su magnitud con este ejemplo: sí Betelgeuse pudiera ser reducida de manera que su diámetro fuese igual a la altura de un edificio de diez pisos, en la misma escala, la Tierra sería del tamaño del punto al final de este párrafo” (Betelgeuse, una estrella para todos, “El Tiempo”  lunes 4 de mayo de 1998, página 14 A).

Según el artículo, Betelgeuse pese a su tamaño, muestra gran actividad, pues se expande y se contrae en pocos años, comportamiento común en las estrellas supergigantes rojas, señal de que el cuerpo celeste se halla al borde de la agonía; desde 1930 la estrella ha sido sometida a mediciones, llegando a tener un tamaño de 600 veces el diámetro del sol (ver Foto 2).

Por didáctica, veamos algunas definiciones:

Estrella: cada uno de los cuerpos celestes que brillan en la noche con luz propia (Rae).  Sol: cualquier estrella luminosa que es centro de un sistema planetario (Rae). El sol: es una estrella, es decir, un cuerpo celeste que brilla con luz propia, compuesto de hidrógeno y helio a grandes temperaturas en estado de plasma. Es la estrella más cercana a la tierra y de la que depende toda la vida en ella (www.manzanares.es/sol).

El sol es una estrella de tipo – G de la secuencia principal y clase de luminosidad V que se encuentra en el centro del sistema solar y constituye la mayor fuente de radiación electromagnética de este sistema planetario (Wikipedia).

Hablando de estrellas, en la antigüedad estas eran unas misteriosas esferas de luz en el cielo nocturno, cuya composición se intentaba establecer solo con la imaginación y las observaciones de antiguas civilizaciones, poco a poco la ciencia fue dando pasos para resolver esta pregunta. En el año 1666 Issac Newton mostró que, al pasar la luz natural por un prisma se descomponía en los diferentes colores del arco iris, o lo que es lo mismo, en sus diferentes frecuencias, las frecuencias más altas se corresponden con los colores más azules y las bajas con los colores rojos, dichas frecuencias son llamadas espectro electromagnético.

En 1802, William Wollaston observó que en el espectro del sol, aparecían bandas oscuras como si faltara luz a determinadas frecuencias, años más tarde se descubrió que estas eran debidas a la presencia de  elementos químicos, como cada elemento absorbe luz únicamente a determinadas frecuencias, se pensó que midiendo la posición de las bandas en el sol se podría determinar de que estaba hecho, estas medidas mostraron que las absorciones más prominentes se correspondían con los elementos químicos más abundantes en la superficie de la tierra, por lo que se pensó que el sol y la tierra estaban hechos del mismo material.

A comienzos del siglo XX se creía que la tierra y las estrellas tenían una composición similar, una científica con sus investigaciones ayudó a abandonar esta teoría errónea y comprobar que la composición de las estrellas se basa en Hidrógeno y Helio. Esta científica fue Cecilia Payne, inglesa  que empezó estudiar en la universidad de Cambridge, que no permitía a las mujeres optar por grados avanzados, por esa razón viajó a Estados Unidos, allí en el Radclife College logró un doctorado gracias a su disertación sobre las atmósferas estelares; cuando ella empezó su tesis doctoral leyó un escrito que permitía calcular el número de electrones que los elementos químicos habían perdido, sabiendo la temperatura y la presión; algunos elementos pierden electrones más fácilmente que otros, y la posición y prominencia de las bandas varían dependiendo  de la posición de ellas, así comprendió que había que calcular de nuevo las abundancias químicas en el sol y en el resto de estrellas; en 1925 presentó su tesis doctoral que cambió el concepto de la constitución de las estrellas, formadas en un 75%  de Hidrógeno y un 25% de Helio; en la superficie terrestre la suma de estos elementos no llega al 1%. su tesis no fue aceptada y hasta recibió descalificaciones, con el paso del tiempo se acumularon evidencias y su teoría recibió aceptación del mundo científico; Payne pasó toda su carrera académica en Harvard y durante varias décadas no tuvo un puesto oficial; en 1938 al fin consiguió su título de astrónoma y en 1956 fue la primera mujer profesora asociada de Harvard (YouTube Cecilia Payne – Gaposchkin. La astrónoma que descubrió el secreto de las estrellas).

“Cómo mueren las estrellas. Las estrellas arden hasta que usan todo su combustible nuclear. Estrellas de distinto tamaño evolucionan de manera diferente.

Del tamaño del sol. Arde por 10.000 millones de años. La estrella gasta su hidrógeno y se convierte en una gigante roja. El núcleo se colapsa. La reacción nuclear se sale de la superficie de la estrella. Los gases escapados forman una nebulosa incandescente. El núcleo se colapsa en una estrella enana blanca. Nuestro sol ha estado ardiendo durante 4.500 millones de años, y tiene combustible para otros 5.000. Eventualmente formará una gigante roja, y su superficie alcanzará la órbita de la tierra, incinerando el planeta.

10 veces el tamaño del Sol. Arde durante 20 millones de años: es 5.000 veces más luminosa. Brillante, caliente, una estrella azul usa su combustible y se transforma en una supergigante roja. Cuando las reacciones nucleares acaban, el núcleo se colapsa y la estrella explota en una brillante supernova. Si la estrella explota con suficiente fuerza, la mayoría de su masa es lanzada al espacio, dejando atrás una pequeña y densa estrella de neutrones.

30 veces el tamaño del Sol. Puede gastar su combustible en tan poco tiempo como un millón de años. Esta estrella es una de las más luminosas en el universo. Se expande hasta formar una supergigante roja y termina en una poderosa explosión supernova. El enorme núcleo de estas estrellas se colapsa pasando al estado de estrella neutrónica y llega a ser un agujero negro, una estructura densa y pesada, cuya gravedad es tan fuerte que incluso la luz no puede escapar de su interior” (Betelgeuse, una estrella para todos, “El Tiempo” lunes 4 de mayo de 1998, página 14 A).

Desde la tierra nuestro sol se ve apenas como una esfera brillante similar a la luna, sin embargo, su diámetro es de 1.392.000 kilómetros y la tierra cabría allí 1.300.000 veces; la masa del sol representa más del 99% de la masa del sistema solar (99,8%) lo que lo hace un astro enorme; pero en el universo hay estrellas más grandes que nuestro sol, que incluso pueden superarlo en tamaño miles de veces.

“Las diez estrellas más grandes conocidas son:

10-Pólux:  una estrella de color naranja, su diámetro de 12.000.000 la hace 10 veces más grande que el sol, ubicada en la constelación de Géminis a 33,7 años luz de la tierra.

9-Arturo o Arturus:  gigante rojo, la tercera más brillante en el firmamento, ubicada a 36,7 años luz de la tierra, con sus 36.000.000 de kilómetros de diámetro triplica a Pólux en tamaño, es 25 veces mayor que el sol.

8- Rigel: super gigante azul, a 860 años luz de nosotros, está ubicada en la constelación de Orión, triplica a Arturo en tamaño, está en una Fase muy avanzada de su vida y se cree que terminará como una supernova.

7- Pistola: tiene un diámetro de medio billón de kilómetros, es una hiper gigante azul, de estar en nuestro sistema solar llegaría a la órbita de Marte, está a 26.000 años luz, tiene el resplandor de 10 millones de soles.

6- Antares: super gigante roja que duplica el tamaño de Pistola a 946 años luz de nuestro sistema solar, se cree que está al borde de una explosión, cataclismo que la convertiría en una estrella de neutrones.

5- Betelgeuse: la novena estrella más brillante del firmamento, super gigante roja con diámetro de 1.300.000 kilómetros, ubicada a 642 años luz de nosotros, se considera que en pocos miles de años se convertiría en una supernova, cuyo brillo igualaría al de la luna en el cielo nocturno.

4- Mu Cephei o Herschel´s Garret Star:  super gigante roja, 1.259 veces más grande que el sol, una de las más grandes de nuestra galaxia, ubicada a 6.000 años luz de la tierra.

3-Uy Canis Majoris:  hipergigante roja ubicada a 3.840 años luz, 1.400 veces mayor que el sol.

2- Uy Scuti: ubicada a 9.500 años luz, con un diámetro de 2.400 millones de kilómetros, se cree que en una explotará en supernova y terminará como agujero negro.

1-Stephenson 2-18: hipergigante roja ubicada a 18.900 años luz, con diámetro de 3.000 millones de kilómetros, en ella cabrían más de 10.000 millones de soles” (datos tomados de youtu.be).

A pesar de ser monstruosamente gigantes, todas estas estrellas son solo chispas que se pierden en la vastedad del universo y, que en sus galaxias quedan reducidas a solo puntos brillantes.