viernes, 14 de agosto del 2020 Fecha
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IMPRESIÓN NO PERMITIDA - TEXTO SUJETO A DERECHOS DE AUTOR




Siempre en busca de respuestas

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (0)

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Nuestro contertulio Don José C. Gómez, me envía un correo en el que me dice lo siguiente:

Earth to Sun - luz es.png

ch/4G = Mu′ mg

“Saludos Emilio, le adjunto una formula que combina las 3 Constantes universales c, h y G, con los datos extraídos de mi estudio, Mu es la masa del Universo actual 3.2*10^52 kg. y mg la masa de un gravitón 2.33*10-68 kg. El gravitón seria el tejido del espacio, el medio por el que viajan el resto de fuerzas, curvándose ante la masa. No se desplaza simplemente transmite energía.”

Esperemos que su constancia, al final le de el fruto de desvelar algún secreto importante de la Naturaleza.

¡Suerte!

El “universo” de las partículas

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física Cuántica    ~    Comentarios Comments (0)

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Solo el 1% de las formas de vida que han vivido en la Tierra están ahora presentes, el 99%, por una u otra razón se han extinguido. Sin embargo, ese pequeño tanto por ciento de la vida actual, supone unos cinco millones de especies según algunas estimaciones. La  Tierra acoge a todas esas especies u palpita de vida que prolifera por doquier. Hay seres vivos por todas partes y por todos los rincones del inmenso mosaico de ambientes que constituye nuestro planeta encontramos formas de vida, cuyos diseños parecen hechos a propósito para adaptarse a su hábitat, desde las profundidades abisales de los océanos hasta las más altas cumbres, desde las espesas selvas tropicales a las planicies de hielo de los casquetes polares. Se ha estimado la edad de 3.800 millones de años desde que aparecieron los primeros “seres vivos” sobre el planeta (dato de los primeros microfósiles). Desde entonces no han dejado de aparecer más y más especies, de las que la mayoría se han ido extinguiendo. Desde el siglo XVIII en que Carlos Linneo propuso su Systema Naturae no han cesado los intentos por conocer la Biodiversidad…, de la que por cierto nuestra especie, bautizada como Homo sapiens por el propio Linneo, es una recién llegada de apenas 200.000 años.

Ahora, hablaremos de la vida media de las partículas elementales (algunas no tanto). Cuando hablamos del tiempo de vida de una partícula nos estamos refiriendo al tiempo de vida media, una partícula que no sea absolutamente estable tiene, en cada momento de su vida, la misma probabilidad de desintegrarse. Algunas partículas viven más que otras, pero la vida media es una característica de cada familia de partículas.

También podríamos utilizar el concepto de “semivida”. Si tenemos un gran número de partículas idénticas, la semivida es el tiempo que tardan en desintegrarse la mitad de ese grupo de partículas. La semivida es 0,693 veces la vida media.

http://www.monografias.com/trabajos75/agua-pesada/image003.gif

Si miramos una tabla de las partículas más conocidas y familiares (fotónelectrón muón tau, la serie de neutrinos, los mesones con sus pioneskaones, etc., y, los Hadrones bariones como el protónneutrónlambdasigmapsi y omega, en la que nos expliquen sus propiedades de masa, carga, espín, vida media (en segundos) y sus principales maneras de desintegración, veríamos como difieren las unas de las otras.

 

 

 

Dibujo20130128 neutron lifetime through time from year 1960 until 2010

 

 

“El neutrón y el protón forman los núcleos de los átomos; el protón es estable (su vida media es superior a 10³² años, según PDG 2012), pero el neutrón es inestable (vía la interacción electrodébil se desintegra en un protón) y aislado su vida media es de solo 880,1 ± 1,1 segundos (14 minutos y 40,1 segundos), según el PDG 2012; en muchos isótopos también es inestable aunque su vida media es mucho más larga (el carbono-14 decae en el nitrógeno 14 con una vida media de 5.730 años). Sin embargo, al releer libros antiguos uno descubre que se pensaba que la vida media era de unos 17 minutos. ¿Por qué la diferencia es tan grande? La razón es que medir la vida media de un neutrón aislado es muy difícil y el resultado depende del método experimental utilizado (los valores en discordia difieren en hasta 10 segundos). ¿Por qué es importante la medida de la vida media del neutrón? Para verificar las teorías de nucleosíntesis primordial en el big bang, así como varios parámetros necesarios para la cosmología de precisión y para el modelo estándar de las partículas elementales (como el parámetro Vud). Nos lo contó Rebecca Cheung, “Secret of a Lifetime. How long a neutron lives holds clues to the cosmos,” ScienceNews, May 4, 2012. Más información técnica en Fred E. Wietfeldt, Geoffrey L. Greene, “Colloquium: The neutron lifetime,” Rev. Mod. Phys. 83: 1173–1192, 2011, y en A. N. Ivanov, M. Pitschmann, N. I. Troitskaya, “Neutron Beta-Decay as Laboratory for Test of Standard Model,” arXiv:1212.0332, Dec 3, 2012.”

Dibujo20180511 Parity-violating electron scattering from the proton nature com 41586_2018_96_Fig1

“El neutrón se observó en 1932 (Nobel de Física en 1935). Siendo inestable fuera del núcleo, se desintegra en menos de 15 minutos vía la interacción débil. Hay un misterio asociado a la medida de su vida media: con neutrones ultrafríos atrapados se obtiene un valor de 878.5 ± 0.8 segundos, mientras que contando las desintegraciones un haz de neutrones fríos se obtiene 887.7 ± 2.2 s, con una diferencia de 9.2 s, que son 3.9 sigmas (desviaciones estándares). Se publica en Science una nueva medida del primer tipo, que resulta en 877.7 ± 0.7 (stat) +0.4/–0.2 (sys) segundos. La nueva medida logra reducir los errores sistemáticos por debajo de los estadísticos. Por desgracia, aún no resuelve el misterio.”

Algunas partículas tienen una vida media mucho más larga que otras. De hecho, la vida media difiere enormemente. Un neutrón por ejemplo, vive 10¹³ veces más que una partícula Sigma⁺, y ésta tiene una vida 10⁹ veces más larga que la partícula sigma cero. Pero si uno se da cuenta de que la escala de tiempo “natural” para una partícula elemental (que es el tiempo que tarda su estado mecánico-cuántico, o función de ondas, en evolucionar u oscilar) es aproximadamente 10ˉ²⁴ segundos, se puede decir con seguridad que todas las partículas son bastantes estables. En la jerga profesional de los físicos dicen que son “partículas estables”.

http://nuclear.fis.ucm.es/FERIA/IMAGENES/TAB_ISOTOPOS.JPG

¿Cómo se determina la vida media de una partícula? Las partículas de vida larga, tales como el neutrón y el muón, tienen que ser capturadas, preferiblemente en grandes cantidades, y después se mide electrónicamente su desintegración. Las partículas comprendidas entre 10ˉ¹⁰ y 10ˉ⁸ segundos solían registrarse con una cámara de burbujas, pero actualmente se utiliza con más frecuencia la cámara de chispas. Una partícula que se mueve a través de una cámara de burbujas deja un rastro de pequeñas burbujas que puede ser fotografiado. La Cámara de chispas contiene varios grupos de de un gran número de alambres finos entrecruzados entre los que se aplica un alto voltaje. Una partícula cargada que pasa cerca de los cables produce una serie de descargas (chispas) que son registradas electrónicamente. La ventaja de esta técnica respecto a la cámara de burbujas es que la señal se puede enviar directamente a una computadora que la registra de manera muy exacta.

Una partícula eléctricamente neutra nunca deja una traza directamente, pero si sufre algún tipo de interacción que involucre partículas cargadas (bien porque colisionen con un átomo en el detector o porque se desintegren en otras partículas), entonces desde luego que pueden ser registradas. Además, realmente se coloca el aparato entre los polos de un fuerte imán. Esto hace que la trayectoria de las partículas se curve y de aquí se puede medir la velocidad de las partículas. Sin embargo, como la curva también depende de la masa de la partícula, es conveniente a veces medir también la velocidad de una forma diferente.

 

Una colisión entre un prtón y un antiprotón registrada mediante una cámara de chispas del experimento UA5 del CERN.

En un experimento de altas energías, la mayoría de las partículas no se mueven mucho más despacio que la velocidad de la luz. Durante su carta vida pueden llegar a viajar algunos centímetros y a partir de la longitud media de sus trazas se puede calcular su vida. Aunque las vidas comprendidas entre 10ˉ¹³ y 10ˉ²⁰ segundos son muy difíciles de medir directamente, se pueden determinar indirectamente midiendo las fuerzas por las que las partículas se pueden transformar en otras. Estas fuerzas son las responsables de la desintegración y, por lo tanto, conociéndolas se puede calcular la vida de las partículas, Así, con una pericia ilimitada los experimentadores han desarrollado todo un arsenal de técnicas para deducir hasta donde sea posible todas las propiedades de las partículas. En algunos de estos procedimientos ha sido extremadamente difícil alcanzar una precisión alta. Y, los datos y números que actualmente tenemos de cada una de las partículas conocidas, son los resultados acumulados durante muchísimos años de medidas  experimentales y de esa manera, se puede presentar una información que, si se valorara en horas de trabajo y coste de los proyectos, alcanzaría un precio descomunal pero, esa era, la única manera de ir conociendo las propiedades de los pequeños componentes de la materia.

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Que la mayoría de las partículas tenga una vida media de 10ˉ⁸ segundos significa que son ¡extremadamente estables! La función de onda interna oscila más de 10²² veces/segundo. Este es el “latido natural de su corazón” con el cual se compara su vida. Estas ondas cuánticas pueden oscilar 10ˉ⁸ x 10²², que es 1¹⁴ o 100.000.000.000.000 veces antes de desintegrarse de una u otra manera. Podemos decir con toda la seguridad que la interacción responsable de tal desintegración es extremadamente débil.

Se habla de ondas cuánticas y también, de ondas gravitacionales. Las primeras han sido localizadas y las segundas están siendo perseguidas.

Aunque la vida de un neutrón sea mucho más larga (en promedio un cuarto de hora), su desintegración también se puede atribuir a la interacción débil. A propósito, algunos núcleos atómicos radiactivos también se desintegran por interacción débil, pero pueden necesitar millones e incluso miles de millones de años para ello. Esta amplia variación de vidas medias se puede explicar considerando la cantidad de energía que se libera en la desintegración. La energía se almacena en las masas de las partículas según  la bien conocida fórmula de Einstein E = Mc². Una desintegración sólo puede tener lugar si la masa total de todos los productos resultantes es menor que la masa de la partícula original. La diferencia entre ambas masas se invierte en energía de movimiento. Si la diferencia es grande, el proceso puede producirse muy rápidamente, pero a menudo la diferencia es tan pequeña que la desintegración puede durar minutos o incluso millones de años. Así, lo que determina la velocidad con la que las partículas se desintegran no es sólo la intensidad de la fuerza, sino también la cantidad de energía disponible.

Si no existiera la interacción débil, la mayoría de las partículas serían perfectamente estables. Sin embargo, la interacción por la que se desintegran las partículas π°, η y Σ° es la electromagnética. Se observará que estas partículas tienen una vida media mucho más corta, aparentemente, la interacción electromagnética es mucho más fuerte que la interacción débil.

Durante la década de 1950 y 1960 aparecieron tal enjambre de partículas que dio lugar a esa famosa anécdota de Fermi cuando dijo: “Si llego a adivinar esto me hubiera dedicado a la botánica.”

Si la vida de una partícula  es tan corta como 10ˉ²³ segundos, el proceso de desintegración tiene un efecto en la energía necesaria para producir las partículas ante de que se desintegre. Para explicar esto, comparemos la partícula con un diapasón que vibra en un determinado modo. Si la “fuerza de fricción” que tiende a eliminar este modo de vibración es fuerte, ésta puede afectar a la forma en la que el diapasón oscila, porque la altura, o la frecuencia de oscilación, está peor definida. Para una partícula elemental, esta frecuencia corresponde a su energía. El diapasón resonará con menor precisión; se ensancha su curva de resonancia. Dado que para esas partículas extremadamente inestable se miden curvas parecidas, a medida se las denomina resonancias. Sus vidas medias se pueden deducir directamente de la forma de sus curvas de resonancia.

http://i.livescience.com/images/i/22669/i02/cms-higgs.jpg

Bariones Delta. Un ejemplo típico de una resonancia es la delta (∆), de la cual hay cuatro especies ∆ˉ, ∆⁰, ∆⁺ y ∆⁺⁺(esta última tiene doble carga eléctrica). Las masas de las deltas son casi iguales 1.230 MeV. Se desintegran por la interacción fuerte en un protón o un neutrón y un pión.

Existen tanto resonancias mesónicas como bariónicas . Las resonancias deltas son bariónicas. Las resonancias deltas son bariónicas. (También están las resonancias mesónicas rho, P).

Las resonancias parecen ser solamente una especie de versión excitada de los Hadrones estable. Son réplicas que rotan más rápidamente de lo normal o que vibran de diferente manera. Análogamente a lo que sucede cuando golpeamos un gong, que emite sonido mientras pierde energía hasta que finalmente cesa de vibrar, una resonancia termina su existencia emitiendo piones, según se transforma en una forma más estable de materia.

Por ejemplo, la desintegración de una resonancia ∆ (delta) que se desintegra por una interacción fuerte en un protón o neutrón y un pión, por ejemplo:

∆⁺⁺→р + π⁺;  ∆⁰→р + πˉ; o п+π⁰

En la desintegración de un neutrón, el exceso de energía-masa es sólo 0,7 MeV, que se puede invertir en poner en movimiento un protón, un electrón y un neutrino. Un Núcleo radiactivo generalmente tiene mucha menos energía a su disposición.

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Misterios por resolver, profundizar en las entrañas del átomo, saber sobre el origen (real) del Universo, querer tocar el componente primigenio de la materia, el que hizo posible la constitución de las estrellas y las galaxias. ¿Sería la “sustancia cósmica” a la que los griegos clásicos llamaban Ylem? El el LHC lo están buscando.

El estudio de los componentes de la materia tiene una larga historia en su haber, y, muchos son los logros conseguidos y muchos más los que nos quedan por conseguir, ya que, nuestros conocimientos de la masa y de la energía (aunque nos parezca lo contrario), son aún bastante limitados, nos queda mucho por descubrir antes de que podamos decir que dominamos la materia y sabemos de todos sus componentes. Antes de que eso llegue, tendremos que conocer, en profundidad, el verdadero origen de la Luz que esconde muchos secretos que tendremos que desvelar.

Esperemos que con los futuros experimentos del LHC y de los grandes Aceleradores de partículas del futuro,  se nos aclaren algo las cosas y podamos avanzar en el perfeccionamiento del Modelo Estándar de la Física de Partículas que, como todos sabemos es un Modelo incompleto que no contiene a todas las fuerzas de la Naturaleza y, cerca de una veintena de sus parámetros son aleatorios y no han sido explicados. Uno de ellos era el Bosón de Higgs que pudo ser confirmado. Sin embargo, a mí particularmente me quedan muchas dudas al respecto.

emilio silvera

¿Terraformar Marte? Imposible con la tecnología actual

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Marte    ~    Comentarios Comments (0)

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En el pasado Marte estuvo cubierto de agua, pero la perdió cuando su atmósfera se debilitó – NASA | Descubren agua líquida en Marte ATLAS

 

 

 

 

Un equipo de científicos de la NASA calcula las posibilidades de transformar Marte en un mundo habitable

 

 

 

 

 

Lo sentimos por los futuros colonos, pero no podemos terraformar Marte

 

Ya nos gustaría terraformar el planeta pero… ¡No podemos!

 

Desde hace décadas, «terraformar» Marte para convertirlo en un planeta habitable ha sido un tema recurrente en las novelas de ciencia ficción. Incluso más de un científico ha sugerido que esa terraformación podría conseguirse liberando una cantidad suficiente del dióxido de carbono atrapado en la superficie marciana, algo que «engordaría» la tenue atmósfera del planeta rojo y provocaría un efecto invernadero capaz de calentar el gélido planeta, haciéndolo apto para nosotros.

Sin embargo, según se desprende de un nuevo estudio de la NASA recién publicado en Nature Astronomy, Marte no sería capaz de retener la cantidad de dióxido de carbono que actualmente seríamos capaces de inyectar en su atmósfera, y el gas terminaría perdiéndose en el espacio sin lograr su cometido. Para transformar el inhóspito entorno marciano en un lugar que los astronautas pudieran explorar sin tener que cargar con pesados sistemas de soporte vital, cascos y trajes espaciales, sería necesario enviar a la atmósfera una cantidad mucho mayor de dióxido de carbono de la que hoy seríamos capaces de extraer del planeta vecino. Algo que, según los expertos de la NASA, está por completo fuera del alcance de nuestras capacidades tecnológicas actuales.

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Y ello a pesar del hecho de que, por sí sola, la atmósfera marciana ya está hecha, principalmente, de dióxido de carbono, aunque su cantidad es insuficiente para retener agua en estado líquido, el ingrediente más preciado de la vida que conocemos. En Marte, en efecto, la presión de la atmósfera es de menos de un uno por ciento de la que ejerce la atmósfera terrestre. Por eso, mientras que la Tierra es capaz de retener su agua, la que hay (y hubo) en Marte o termina congelada o se evapora y se pierde irremediablemente en el espacio.

«El dióxido de carbono y el vapor de agua -explica Bruce Jakosky , de la Universidad de Colorado y autor principal del estudio- son los únicos gases de efecto invernadero presentes en Marte en la cantidad suficiente para provocar un calentamento global significativo». Con esa idea en mente, durante los pasados años 90 se llevaron a cabo diversos estudios para investigar la posibilidad de terraformar Marte, pero el nuevo estudio, que ha contado con la ventaja de dos décadas adicionales de observación del planeta rojo, acaba de negar esa posibilidad.

En busca de un cambio climático

 

 

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Creo que más adelante, en un futuro algo lejano todavía… ¡Lo conseguiremos!

 

Los investigadores, en efecto, analizaron la abundancia de minerales que contienen carbono y la presencia de CO2 en los hielos polares utilizando datos del Mars Reconnaissance Orbiter y de la Mars Odissey. Y recurrieron a los datos de la sonda MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) para averiguar qué cantidad exacta de atmósfera marciana se pierde actualmente en el espacio. «Estos datos -afirma Christopher Edwards, de la Universidad del Norte de Arizona y coautor de la investigación- han proporcionado nueva información sustancial sobre la historia de materiales volátiles como el CO2 y y el H2O en el planeta, la abundancia de volátiles encerrados bajo de la superficie y la tasa de pérdida de gas de la atmósfera al espacio».

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Reconvertir el planeta en el que era hace millones de años… Requiere una tecnología que no está presente

«Nuestros resultados -prosigue el científico- sugieren que no tenemos acceso al suficiente CO2 remanente en Marte para colocar en la atmósfera y proporcionar un calentamiento de invernadero significativo. De hecho, la mayor parte del CO2 no es accesible y no se puede movilizar fácilmente. Como resultado, la terraformación de Marte no es posible con la tecnología actual».

Anteriormente se propuso también introducir en la atmósfera marciana otros componentes, como clorofluorocarbonos, para conseguir el calentamiento del planeta, pero esos gases tienen la vida demasiado corta para el propósito y su producción requeriría de procesos de fabricación a gran escala, por lo que no fueron considerados para el estudio actual.

La clave, en los casquetes polares

 

 

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Los nuevos cálculos indican que las fuentes más accesibles de CO2 en Marte se encuentran en sus casquetes polares, y que sería posible cubrir los polos de polvo (o incluso usar explosivos) para que absorbieran una mayor cantidad de radiación solar y liberaran el gas. Pero aún así la contribución de CO2 a la atmósfera marciana solo serviría para duplicar su presión atmosférica actual (el 0,6 por cien de la que hay en la Tierra) a un escaso y absolutamente insuficiente 1,2 por cien de la que ejerce la atmósfera terrestre sobre nuestro planeta.

Otra posible fuente de CO2 en Marte se encuentra adherida a las partículas de polvo que cubren el planeta, que podrían ser calentadas para que liberaran el gas. Pero los investigadores estiman que incluso así se conseguiría apenas un 4 por cien de la presión atmosférica necesaria para elevar la tempertura del planeta.

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           Costará mucho recuperar lo que fue

Una tercera fuente de dióxido de carbono está «bloqueada» en el interior de depósitos minerales. Pero según las últimas observaciones de la NASA, liberarlo solo contribuiría con otro 5 por cien de la presión atmosférica necesaria. Y eso sin contar con que, solo para utilizar los depósitos minerales que estén más cerca de la superficie, sería necesario llevar a cabo una extracción masiva a cielo abierto que cubriera prácticamente toda la superficie del planeta. ¡¡¡Y con una profundidad de cerca de 91 metros!!!

Según los investigadores, solo los depósitos minerales enterrados a gran profundidad bajo la superficie marciana podrían contener suficiente CO2 como para que, al ser liberado, confiriera a la atmósfera la presión requerida. Pero la extensión y localización de estos depósitos profundos es desconocida, ya que están fuera del alcance de las prospecciones orbitales. Y aunque supiéramos dónde están, conseguir llegar hasta ellos utilizando la tecnología actual resultaría imposible.

¿Un proceso de millones de años?

 

 

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En un pasado lejano, Marte tuvo gran cantidad de agua en su superficie, y una atmósfera capaz de conservar el preciado líquido. Pero, según ha comprobado la sonda MAVEN, la radiación y el viento solar «hicieron jirones» la antigua atmósfera marciana, arrancando de ella la mayor parte de su CO2 y de su vapor de agua. Los datos de la MAVEN indican, en efecto, que la mayor parte de esa antigua atmósfera, probablemente capaz incluso de sustentar vida, se perdió para siempre en el espacio por cupla de la acción del Sol.

Los investigadores creen que incluso si consiguiéramos frenar de algún modo esa pérdida, permitiendo que la atmósfera vuelva a regenerarse lentamente gracias sl proceso natural de desgasificación geológica, se necesitarían más de 10 millones de años solo para duplicar la actual atmósfera de Marte. Algo, de nuevo, insuficiente para que el planeta volviera a ser habitable.

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                             El misterioso suceso que hizo desaparecer la atmósfera de Marte

Otra idea sería la de importar volátiles mediante la redirección de cometas y asteroides para que cayeran en Marte y liberaran allí los gases necesarios. Sin embargo, los cálculos del equipo revelan que se necesitarían muchos miles de ellos para conseguir el objetivo. Un sistema, pues, poco práctico y también fuera de nuestro alcance.

En conjunto, los resultados de la investigación nos dejan pocas esperanzas, e indican que la terraformación de Marte es imposible de abordar con la tecnología disponible actualmente. Cualquier esfuerzo de ese tipo tendrá, pues, que ser aplazado a un futuro muy lejano…

El nacimiento del Sol

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astrofísica    ~    Comentarios Comments (0)

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Los cristales analizados se formaron en el disco de polvo y gas que rodeaba al Sol. Luego fueron bombardeados por partículas de alta energía liberadas por la estrella

Los cristales analizados se formaron en el disco de polvo y gas que rodeaba al Sol. Luego fueron bombardeados por partículas de alta energía liberadas por la estrella – Field Museum, University of Chicago, NASA, ESA, and E. Feild (STScl).

Confirman por primera vez que el Sol tuvo un nacimiento terrible

 

Unos cristales atrapados en meteoritos han revelado que la estrella tuvo un pasado muy violento en el que bombardeaba su vecindario

 

 

¿Cómo se formó el Sol? ¿Cuándo apareció el Sistema Solar? La idea general es que hace 4.600 millones de años, algún tipo de acontecimiento muy energético, como una explosión de supernova, hizo que una parte de una gran nube de gas y polvo comenzara a contraerse por efecto de la gravedad. Esta contracción dio lugar a un disco plano y giratorio de gas y polvo en cuyo centro se acumuló la mayoría de la materia, formando un «protosol» que engulló hasta el 99,9 % de la masa del disco. Cuando este protosol se calentó lo suficiente comenzaron a producirse reacciones de fusión nuclear que generaron helio a partir de hidrógeno (entre otras reacciones). Después, el material sobrante del disco se fue concentrando en fragmentos cada vez mayores y se formaron los llamados planetesimales. El viento solar despejó el vecindario de la estrella y las temperaturas de esa región bajaron, permitiendo que los planetesimales crecieran y atrajeran mayores cantidades de gas. Finalmente, los materiales más pesados se acumularon cerca de la estrella y formaron planetas rocosos, mientras que en las afueras se acumularon los ligeros y se formaron los gigantescos planetas gaseosos.

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Un estudio que se acaba de publicar en Nature Astronomy ha recogido un testimonio de excepción de aquellos días. Científicos de la Universidad de Chicago han analizado burbujas de gas halladas en hibonitas, unos antiguos cristales azules que quedaron atrapados en algunos de los meteoritos que han chocado contra la Tierra. Las burbujas de gas halladas solo son posibles en un escenario en el que el Sol estuviera liberando al espacio montones de partículas de alta energía. Son, de hecho, la primera evidencia concreta que revela que los primeros días del Sol fueron muy violentos.

«El Sol era más activo al comienzo de su vida: tenía más erupciones y creaba una corriente más intensa de partículas cargadas. Por así decirlo, era como mi hijo de tres años», ha bromeado en un comunicado Philipp Heck, autor del estudio e investigador en la Universidad de Chicago.

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El Sol es hoy un gigantesco orbe de plasma (gas extremadamente caliente y cargado eléctricamente) que tiene atrapados con su gravedad a los planetas del Sistema Solar. Experimenta un ciclo solar de 22 años (algo así como un ciclo de respiración estelar), en el que los polos magnéticos se invierten. Así se establecen fases de mínima y máxima actividad. Durante su apogeo, es cierto que el Sol da lugar a más manchas solares, más erupciones, más eyecciones de masa coronal y auroras más resplandecientes en la Tierra. Sin embargo, y aunque estos ciclos parecen influir en el clima terrestre y que comportan un riesgo claro para nuestro planeta, hoy en día esta estrella es lo suficientemente benigna como para tolerar la presencia de vida en la Tierra.

Un joven y violento Sol

 

Pero los cristales de hibonita han revelado que en los albores del Sistema Solar el Sol era mucho más violento. Antes de que se formasen los planetesimales, y de que se despejara el entorno de la protoestrella, el disco de gas que rodeaba el centro del Sistema Solar alcanzaba una temperatura de 1.500 ºC. Según los investigadores fue cuando esta parte del disco comenzó a enfriarse cuando se formaron los minerales azules hallados en los meteoritos. Después, el joven Sol disparó protones y partículas subatómicas al espacio.

Cristal de hibonita hallado en uno de los meteoritos

 

 

 

 

Cristal de hibonita hallado en uno de los meteoritos – Andy Davis, University of Chicago

 

 

 

Resulta maravilloso, pero todavía hoy es posible detectar las huellas dejadas por el impacto de esas partículas energéticas contra los cristales de hibonita. De hecho, cuando los protones golpearon los átomos de calcio del interior de estos, los rompieron en átomos de neón y helio gaseosos.

Durante miles de millones de años, estos átomos han estado atrapados en la hibonita. Los caprichos del destino quisieron que las colisiones que formaron el Sistema Solar les llevaran a integrar rocas espaciales. La suerte llevó a que algunas de estas cayeran en la Tierra en forma de meteoritos.

La carambola continuó cuando las benignas condiciones del Sol permitieran el desarrollo de la vida, y de la ciencia más avanzada. De hecho, no ha sido hasta recientemente cuando los investigadores han capacidad de poder analizar la composición del gas atrapado en estos cristales. Lo han logrado gracias a un avanzado espectrómetro (capaz de medir la composición química de los objetos) y a un láser, que usaron para fundir pequeños gránulos de cristal de hibonita y liberar el helio y el neón atrapados en su interior. «Obtuvimos una señal sorprendentemente intensa, mostrando la presencia de neón y helio», ha dicho Levke Kööp, director de la investigación.

La primera prueba concreta

 

 

Ilustración que muestra al Sol rodeado de un disco de gas y polvo antes de la formación de los planetas y una imagen de cristales de hibonita

 

Los cristales azules de hibonita datan de una época en la que el Sol estaba rodeado por un disco de gas y polvo, antes de la formación de los planetas.

 

Esas minúsculas cantidades de neón y helio atrapados en la hibonita constituyen la primera evidencia concreta de la potente actividad del Sol durante su infancia. Además, al contrario que otras evidencias de la pasada actividad solar, no hay otra buena forma de explicar el origen de los cristales de hibonita.

«Esto es como si alguien al que conocemos es un adulto tranquilo, sospecháramos que de pequeño era un niño activo pero que no tuviéramos ninguna prueba», ha dicho Heck. Pero entonces, un día subes al ático y encuentras sus juguetes rotos y sus libros con las páginas desgarradas: tendrías la prueba de que esa persona fue alguna vez un niñito repleto de energía».

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Aparte de encontrar evidencias de la vida pasada del Sol, los investigadores han detectado que los materiales más antiguos del Sistema Solar fueron irradiados pero que otros más recientes no. también han hallado evidencias que sugieren que ocurrió «un gran cambio» durante el nacimiento del Sistema Solar después de que se formaran los cristales de hibonita: «Quizás la actividad del Sol disminuyó o quizás los materiales más jóvenes del disco protoplanetario no pudieron viajar a los lugares del disco donde la irradiación era posible».

¿Para qué sirve saber todos estos detalles sobre el nacimiento del Sol y los planetas? Además de para comprender los orígenes del Sistema Solar y de los otros sistemas planetarios, Heck ha explicado que entender mejor estos fenómenos ayudará a «adquirir una mejor comprensión de la física y la química de nuestro mundo natural». Uno absolutamente dominado por la infuencia del Sol.