Esquema de estrellas binarias eclipsantes mostrando la curva de luz observada.
Estrella binaria:
Ejemplo de una estrella binaria, donde dos cuerpos con masa similar orbitan alrededor de un centro de masa en órbitas elípticas.
Par de estrellas unidas por su atracción gravitatoria mutua y orbitando en torno a su centro de masas común, en contraposición a una doble óptica, que no esta ligada gravitatoriamente. Una binaria visual es aquella que se puede resolver visual o fotográficamente, mientras que una binaria astronómica es detectable únicamente por las irregularidades en el movimiento propio de alguna de las estrellas visibles. En las binarias eclipsantes son los eclipses los que aportan evidencias directas de la existencia de un compañero, mientras que en las binarias espectroscópicas son los desplazamientos Doppler de las líneas espectrales.
En otros artículos hablamos de la posible existencia de estrella de Quark, una rareza y, aquí podemos ver un Sistema de estrellas binarias múltiples Los períodos orbitales de las binarias varían entre minutos y cientos de años. Las binarias con componentes muy próximos entre sí se subdividen de acuerdo a cuánto llena cada componente su lóbulo de Roche, dando lugar a binarias separadas, semi-separadas y de contacto. Las últimas dos categorías incluyen a las binarias en interacción, en las que existe una transferencia de masa. Muchas binarias son también estrellas variables, siendo las más importantes las distintas formas de estrella binaria cataclísmica, las supernovas de tipo I y ciertas fuentes variables de rayos X.
| Nombre |
Tipo espectral; de la estrella principal |
Período orbital; (días) |
M2/M1* |
| ε Coronae Australis |
F2V |
0,5914 |
0,11 |
| 44 Bootis |
G2V |
0,2678 |
0,56 |
| V2388 Ophiuchi |
F3V |
0,8023 |
0,29 |
En ocasiones, las binarias llegan a estar tan cerca que, finalmente, se produce el encuentro y se funden en una sola estrella muy difrente a lo que fueron sus originales.
Estrella “capullo”:
En la Nebulosa del Capullo, no se observan proto estrellas, las existentes, jóvenes, ya formadas se encuentran en desarrollo, sería mas preciso decir en evolución, produciendo agua en abundancia y soplando con fortaleza como para expandirla. Se puede observar transformada en nebulosa de reflexión rodeando la estrella azul en la parte superior de la imagen (deberá ser ampliada),y en la parte inferior derecha, filtra el color de las estrellas como un halo. Abajo la imagen centrada en el Capullo propiamente dicho, vemos la estrella masiva central que sopla generando la apertura de la nebulosa.
Estrella Capullo (arriba la podemos contemplar) aparece rodeada por una densa nube de gas y polvo que absorbe parte de la energía radiante de la estrella y la reemite en longitudes de onda infrarrojas. En casos extremos la estrella puede estar completamente oscurecida ópticamente, siendo sólo una fuente infrarroja. Las fuentes OH-IR son ejemplos de estrellas “capullo “.
Estrella con baja velocidad:
Estrella cuya velocidad relativa a las estrellas de la vecindad solar es pequeña, y que, por tanto, se haya en una órbita similar a la de estas alrededor del centro galáctico.
Estrellas Binarias de baja velocidad
Estrella con envoltura:
Eta Carinae es una estrella con envoltura de muchas masas solares a punto de…dar un susto
Estrella cuyo espectro (normalmente de tipo B) contiene prominentes líneas de absorción que se originan en una capa de material que rodea a la estrella. Si es variable, la estrella se clasifica como una estrella Gamma Cassiopea , en la que la eyección de una envoltura está acompañada por una disminución del brillo temporal.
Las estrellas de densas masas, a veces producen extraños sucesos como el de formar burbujas mientras que ellas quedan presumidas y brillantes en su centro para lucir todo su poderío.
Estrella con exceso de ultravioleta:
Estrella que presenta un exceso de radiación ultravioleta en comparación con las estrellas normales. Un exceso de ultravioleta puede ser utilizado para identificar estrellas O y B calientes, enanas blancas y objetos rodeados por un disco de acreción, como estrellas de neutrones y agujeros negros.
Estrella de alta velocidad:
Estrella que se mueve a más de 65 km/s en relación al movimiento promedio de otras estrellas en la vecindad del sol (el estándar local de reposo). Las estrellas de alta velocidad son miembros del halo galáctico, moviéndose en órbitas altamente elípticas alrededor del centro galáctico.
Sus altas velocidades relativas tienen su origen en el hecho de que están atravesando el disco galáctico y no comparten la rotación del sol y de sus otras estrellas vecinas alrededor del centro galáctico. Dichas estrellas pudieron haberse formado en las etapas tempranas de la historia de la Galaxia, o pueden ser los restos de galaxias menores que se han fusionado a la nuestra.
Estrella de baja luminosidad:
Término vago que puede comprender a las enanas rojas, las subenanas, las enanas blancas y las enanas marrones. La dificultad en detectar estrellas de baja luminosidad hace que el número total de ellas sea incierto. No obstante, pueden constituir una fracción significativa de la masa total de la Galaxia.
Estrella de baja masa:
Término vago, que en algunas ocasiones incluye a las estrellas con masas ligeramente mayores que la del Sol, y en otras es utilizado sólo para las estrellas de menos de unas pocas décimas de masas solares, aunque todavía con suficiente masa como para quemar hidrógeno en sus núcleos (es decir, al menos 0,08 masas solares). La primera definición distingue a las estrellas con núcleos radiactivos de las estrellas de masas mayores con núcleos convectivos; la segunda restringe el término a las enanas rojas.
Estrella de bario:
Estrella gigante roja de tipo espectral G o K en la que aparecen en el espectro elementos más pesados como el bario con una abundancia inusualmente alta; conocida también como estrella B ll o estrella de metales pesados. El helio que se quema en una capa alrededor del núcleo produce los elementos más pesados. Las estrellas de bario son similares a las *estrellas CH, si bien son más ricas en metales y no tienen suficiente carbono como para ser consideradas * estrellas de carbono.
Estrella de bariones:
Estrella compuesta principalmente por bariones. En la práctica el término es un sinónimo de estrella de neutrones, ya que la repulsión eléctrica de los protones rompería una estrella de protones pura.
Estrella de campo:
Estrella que es visible en el mismo campo de visión que un cúmulo de estrellas, aunque no pertenece al mismo, estando o bien más próxima a nosotros o más distante. Análogamente, una galaxia de campo se encuentra en la misma línea de visión que un grupo de galaxias aunque no es un miembro del mismo.
Estrella de carbono:
Estrella gigante roja fría en una etapa avanzada de su evolución, mostrando intensos rasgos característicos del carbono en forma de bandas de CN, CH y C2 en su espectro; también conocida como estrella de tipo espectral C. En las estrellas de carbono, la abundancia de carbono es mayor que la de oxígeno. La presencia adicional de litio indica que estos elementos han sido producidos mediante reacciones nucleares en el núcleo de la estrella y que están siendo ahora transportados por convección hacia su superficie.
R Leporis es una estrella variable, de Carbono. Descubierta en 1.845 por el astrónomo inglés John Russell Hind, va oscilando desde la magnitud 5.5 hasta 11.7, en periodos constantes de 427.07 días, o sea, unos 14 meses. Se trata de una estrella de carbono, tipo espectral C6II, de un marcado color rojo conocida como la estrella carmesí de Hind, en honor a su descubridor, quien al observarla desde elocular de su telescopio, la comparó a una gota de sangre.
Dado que el carbono sólo puede ser producido por el proceso triple-alfa a temperaturas muy altas, estas estrellas deben de estar muy evolucionadas. Estos raros pero luminosos objetos incluyen a las antiguas tipos R (gigantes de tipo K con temperaturas de 4000-5000 K) y N (gigantes de tipo M aunque más frías, con unos 3000K), que fueron introducidos en la clasificación de Harvard. Las estrellas de carbono de tipo N pueden ser hasta 10 veces más luminosas que las de tipo R.
Estrella de circonio: V. estrella S.
Las estrellas de tipo S presentan bandas intensas de cianógeno (CN) y contienen líneas espectrales de litio y tecnecio. Las estrellas S puras,
Proto estrella:
Una proto-estrella (o sea, una estrella en fase bebé) que lanza grandes cantidades de hidrógeno y oxígeno desde sus polos fue descubierta por los astrónomos recientemente. La estrella está a unos 750 años luz de la Tierra, y cada lanzamiento de estos gases, que son los que componen el agua, equivale a 100 millones de veces la que hay en el río Amazonas.
Este tipo de expulsiones han sido observadas antes en otras estrellas en formación, lo que hace pensar a los astrónomos que todas las estrellas pasan por este proceso. Los lanzamientos de hidrógeno y oxígeno en la estrella provocan grandes ondas alrededor de la misma, y el fenómeno podría ser el responsable de la existencia de agua en el universo
Estrella de estroncio:
Estrellas ultra-rápidas
Forma de estrella Ap con líneas de estroncio más intensas de lo habitual en su espectro. Estrellas viejas con niveles extrañamente altos de elementos raros como el estroncio y el itrio.
Estrella de helio:
Núcleo de una estrella que fue masiva (con más de 12 masas solares originalmente) y que ha evolucionado y perdido su envoltura rica en hidrógeno. La pérdida del hidrógeno puede ocurrir bien por medio de un intenso viento estelar, como en las estrellas Wolf-Rayet, o bien por transferencia de masa a un compañero, siempre que este se encuentre cerca de la primaria.
Se espera que las estrellas de helio evolucionen de la misma manera que los núcleos de las estrellas masivas, produciendo un núcleo de hierro que colapsa para generar una explosión de supernova de tipo Ib o Ic, dependiendo de la masa de la estrella.” Estrella de helio “es también un término obsoleto para referirse a una estrella d tipo B normal.
Estrella de la población I extrema:
Estrella que pertenece a la población estelar más joven. Como una estrella T Tauri, una estrella recién llegada a la secuencia principal de edad cero, o una estrella OB masiva con su región H II asociada. Dichas estrellas tienen altas abundancias de metales (similares a las del Sol o mayores).
Se encuentran en regiones localizadas del disco galáctico, notablemente en los brazos espirales, donde la formación de estrellas ha tenido lugar muy recientemente.
Estrella de la población intermedia:
Estrella con propiedades intermedias entre las viejas de la Población II del halo galáctico y las jóvenes de la Población I del disco galáctico. Su abundancia en metales pesados es intermedia entre la de las dos poblaciones, y se encuentran distribuidas en un grueso disco que se extiende por encima y por debajo de un fino disco en el que se encuentran las estrellas de la población del disco.
“Sería más correcto considerar que el límite teórico de 150 masas solares represente un punto en la evolución de una estrella masiva donde alcance un cierto equilibrio de fuerzas. Pero esto no quiere decir que no pueda haber estrellas más masivas que 150 masas solares, sino que, solamente, irán disminuyendo siempre su masa hasta alcanzar el valor de 150 masas solares. Y, para ello, expulsarán masa al Espacio Interestelar.”
Una estrella que tenga una masa cercana a las 100 masas solares está en peligro y le puede ocurrir como a la que, arriba en la imagen podemos ver, será destruida por su propia radiación y, ni la fuerza de Gravedad puede mantenerla estable.
Gigante roja como será el Sol dentro de 4.000 M de años
Estrella de la rama gigante asintótica:
Estrella que ocupa una franja en el diagrama de Hertzsprung-Russell que es casi paralela a, o justo por encima de, la rama de las gigantes. Las estrellas evolucionan desde la rama horizontal a la rama gigante asintótica cuando han agotado el helio en su núcleo y lo están quemando en una capa alrededor de este.
.
Los investigadores han observado un centenar de esos cuerpos celestes ricos en rubidio, conocidos como estrellas de la rama asintótica gigantes. La variedad de estrellas (en sus componentes)m existentes en el Universo es inmensa. Incluso las tenemos que son auténticas diamantes.
Estrella de litio:
Estrella gigante inusual de tipo espectral G, K o M que presenta litio en su espectro. Las reacciones nucleares en o cerca del núcleo de la estrella evolucionada producen berilio, que es transportado por convección a las capas superiores, donde captura un electrón para convertirse en litio.
El término es en ocasiones aplicado para referirse a las estrellas T Tauri (que son muy jóvenes y todavía en formación); en estos casos el litio es probable que se hallara en el gas del cual se formó la estrella, y será pronto destruido una vez que la estrella alcance la secuencia principal.
Estrella de manganeso:
Estrella químicamente peculiar con una proporción inusualmente alta de manganeso con respecto de hierro y una temperatura correspondiente al tipo espectral B tardío. Son estrellas de la secuencia principal, similares a las estrellas Ap, aunque sin evidencias de campos magnéticos intensos.
Estrellas múltiples:
Estrella múltiple, grupo de más de dos estrellas unidas entre sí por gravitación mutua de modo que cada una se mueve en una órbita alrededor de la otra. Los sistemas de estrellas múltiples de tres o cuatro estrellas parecen ser tan comunes como los sistemas binarios de estrellas, que son los pares de estrellas forzados a girar uno alrededor del otro por gravitación. Los astrónomos estiman que más o menos la mitad de todas las estrellas del cielo pertenecen bien a un sistema binario, bien a uno múltiple.
Estrella de mercurio-manganeso:
Forma de estrella de manganeso que tiene una línea espectral a una longitud de onda de 398,4 nm, identificada como de hidrógeno ionizado; también conocida como estrella de manganeso-mercurio.
Estrella de metales pesados:
Gigante con cantidades inusuales de elementos pesados en su espectro, como las estrellas de bario o las estrellas S.
Estrella de neutrones:
Estrella masiva que al final de sus días se contrae en estrella de neutrones. Son objeto extremadamente pequeño y denso que se cree que se forma cuando una estrella masiva sufre una explosión de supernova de tipo II. Durante la explosión el núcleo de la estrella masiva se colapsa bajo su propia gravedad hasta que, a una densidad de unos 10 con exponente 17 k/m3, los electrones y los protones están tan juntos, que pueden combinarse para formar neutrones.
El objeto resultante, consistente sólo en neutrones, se soporta frente a un mayor colapso gravitacional por la presión de degeneración de los neutrones, siempre que su masa no sea mayor que unas dos masas solares (límite de Oppenheimer-Volkoff).
Si el objeto fuese más masivo colapsaría hasta formar un agujero negro. Una típica estrella de neutrones, con una masa poco mayor que la del Sol, tendría un diámetro de apenas 30 km, y una densidad mucho mayor que la que habría en un terrón de azúcar con una masa igual a la de toda la humanidad.
Cuanto mayor es la masa de una estrella de neutrones, menor es su diámetro. Se cree que las estrellas de neutrones tienen un interior de neutrones superfluitos (es decir, neutrones que se comportan como un fluido de viscosidad cero), rodeados por una corteza sólida de más o menos un kilómetro de grosor compuesta de elementos como el hierro.
Los pulsares son estrellas de neutrones magnetizadas en rotación. Las binarias de rayos X masivas también se piensa que contienen estrellas de neutrones.
Estrella de quarks:
Estrella hipotética con una densidad intermedia entre la de una estrella de neutrones y la de un agujero negro. Dichas estrellas estarían constituidas por quarks libres. Las fuerzas entre los quarks compensan las fuerzas gravitacionales. Es improbable que las estrellas de quarks existan en la naturaleza, pero algunos modelos de núcleos de estrellas de neutrones sugieren que los neutrones (y los protones) dejan de ser estados ligados para formar un caldo de quarks.
Estrella de referencia:
Estrella cuya posición y -o movimiento propio son conocidos, de manera que puede ser utilizada para definir un sistema de referencia local para las posiciones relativas o los movimientos propios de otras estrellas situadas en la misma área del cielo.
Estrella de silicio: Tipo de estrella Ap en la que hay una abundancia de silicio mayor de la normal.
Estrella Supermasiva:
Un peculiar Horizonte de Sucesos en el Centro de una Galaxia
La estrella supermasiva cuando se convierte en un agujero negro se contrae tanto que, realmente desaparece de la vista, de ahí su nombre de “agujeros negros”. Su enorme densidad genera una fuerza gravitatoria tan descomunal que la velocidad de escape supera a la de la luz, por tal motivo, ni la luz puede escapar de él. En la singularidad, dejan de existir el tiempo y el espacio, podríamos decir que el agujero negro está fuera, apartado de nuestro Universo, pero en realidad, deja sentir sus efectos, ya que, como antes dije, se pueden detectar las radiaciones de rayos X que emite cuando engulle materia de cualquier objeto estelar que se le aproxime más allá del punto límite que se conoce como Horizonte de Sucesos.
Estrella de tecnecio:
Estrella M o estrella de carbono que contiene isótopos de tecnecio. Dado que el isótopo de tecnecio de más larga vivaque puede ser creado por la nucleosíntesis estelar tiene una vida media de 210.000 años, este material debió de haberse creado recientemente en el interior de la estrella y más tarde llevado hacia su superficie.
Estrella de tipo intermedio:
Término empleado en ocasiones para referirse a las estrellas con tipos espectrales F o G.
Estrella de tipo tardío:
Estrella con una temperatura superficial más fría que la del Sol, con un tipo espectral K, M, C o S; a menudo, también se incluyen las estrellas G en esta categoría. Las estrellas de tipo tardío pueden ser o bien de baja masa, si son de la secuencia principal, o más masivas que el Sol, si son gigantes o supergigantes. La designación “tardío “proviene de la época en la que se pensaba incorrectamente que las estrellas con espectros K o M eran viejas y evolucionadas.
Estrella de tipo temprano:
Cualquier estrella masiva y caliente de tipo espectral O, B o A. La designación “temprano” deriva de una antigua idea errónea de que las estrellas evolucionaban desde un estado caliente y joven a un estado frío y viejo. El término también se utiliza para referirse al tipo más caliente de cada clase espectral; por ejemplo, una estrella K1 es más temprana que una estrella K5.
Estrella del polo:
Siempre fue la guía de los marineros aventureros
La estrella visible a simple vista más próxima a los polos celestes Norte y Sur. La estrella del polo norte es en la actualidad Polaris, y la estrella del polo Sur es Sigma Octantis. No obstante, la posición del polo celeste (y, por tanto, a estrella del polo) cambia con el tiempo debido al efecto de la precesión.
Estrella doble:
Dos estrellas que aparecen próximas entre sí en el cielo. Dichos pares pueden dividirse en dos clases:
Dobles ópticas, donde las componentes no están gravitacionalmente ligadas, y dobles físicas, en las que las estrellas se hayan orbitando en torno a un baricentro común. El término “estrella doble” está restringido frecuentemente al primer grupo, mientras que el término estrella binaria es empleado para el segundo. De hecho, las dobles ópticas son relativamente poco comunes, y la mayoría de las dobles son realmente auténticos sistemas binarios
Las estrellas se reflejan en las olas que mueren en la playa y brillan como luciérnagas
Me gustaría haber hecho este viaje más completo y con más imágenes de estrellas que representaran a cada una de las clases que en las galaxias existen, sin embargo, diversas circunstancias me impiden llevarlo a la práctica. De todas las maneras y, como una muestra de la riqueza que existe en la familia estelar, creo que está bien para comprender que, el inmenso Universo, siempre nos sorprenderá con su contenido y las maravillas que en él están presentes.
Pero no podemos olvidar que las estrellas son mucho más que simples puntos brillantes en el cielo. Han estado más de diez mil millones de años “fabricando” elementos complejos para que ahora nosotros estemos aquí.
Emilio Silvera Vázquez
“ALMA observa cómo se forman las galaxias en el universo temprano. Image Credit: ESO”
Dicen debajo de la Imagen:
“ALMA consiguió captar una señal tenue, pero clara, de carbono (que brillaba intensamente) de una de las galaxias, llamada BDF2399. Sin embargo, este resplandor no provenía del centro de la galaxia, sino más bien de uno de sus lados.”
“El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) se ha utilizado para detectar las nubes de gas con formación estelar más distantes encontradas hasta ahora en galaxias normales del universo temprano. Las nuevas observaciones permiten a los astrónomos empezar a ver cómo se construyeron las primeras galaxias y cómo despejaron la niebla cósmica en la época de reionización. Esta es la primera vez que pueden verse este tipo de galaxias como algo más que manchas difusas.”
Ninguna de estas explicaciones nos demuestran cómo se formaron las galaxias en verdad, a pesar de la presencia de la expansión cósmica del universo que habría hecho dispersar la materia que estaban destinadas a formas esas galaxias, ¿Qué había allí, para retener la materia y que las galaxias se pudieran formar?
“Cuando se forman las estrellas, reina el pandemónium. Un caso antológico es la región de formación estelar NGC 6559 . Arriba podemos ver nebulosas de emisión de hidrógeno en rojo brillante; nebulosas de reflexión de polvo azules, oscuras nebulosas de absorción de polvo y las estrellas que se han formado de ellas.”
Observatorio Info
Más que “materia oscura”, yo apostaría por Sustancia Cósmica, la materia primigenia del Universo
En los temas que hemos tratado en otros trabajos, la protagonista ha sido la “hipotética” materia y energía oscura que, según algunos modelos supone el 90% de la materia que compone el universo. El tema dio pie a opiniones y algún debate que principalmente llevaron adelante Kike y Fandila (antiguos contertulios de este lugar) que, con sus indudables conocimientos y formas de aplicar la lógica, nos llevaron de la mano, con alguna metáfora incluida, a que podamos comprender mejor como son las cosas que, no siempre, coinciden con la realidad que algunos nos dibujan.
Nadie sabe contestar esa pregunta
Y, nuestra obligación, aunque el dibujo sea hermoso, armonioso y hasta placentero, debemos desconfiar, y, tomarlo, tan sólo como algo posible, algo que podría ser pero que de momento no es. Acordaos de aquel sabio que nos dijo: Todas las cosas son”. Con aquella simple frase, elevó a las “cosas” a la categoría de ser. Claro que las cosas a las que se refería estaban allí y podíamos contemplarlas. Por el contrario, la “materia oscura” nadie la vio nunca, es algo imaginario y supuesto que, al parecer, nos señalan algunos indicios observados, por lo demás, nada podemos concretar de ella.
¿Qué debe existir algo que justifique el inusual movimiento de las galaxias? Sí, pero ¿Qué es?
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Nuestro Universo es tan complejo que, seguramente, todo lo que hemos podido saber de él, es sólo una pequeñísima parte de lo que es. Quizá el inmenso trabajo y esfuerzo, el ingenio de muchos, la intuición de algunos, la genialidad de unos pocos, el avance, costoso avance en el campo de las matemáticas, todo ello unido como un todo, nos ha traído hasta aquí, un momento en el que, se podría decir sin temor a equivocarnos que estamos en la línea de partida para comenzar el camino hacia más grandes logros. Creerse más que eso, sería engañarnos a nosotros mismos, dado que, la cruda realidad es que sabemos menos de lo que creemos y decimos que sabemos.
Aquí se dio un gran paso para adentrarnos en la nueva Cosmología
Más arriba contemplamos la conocida y familiar imagen de una Galaxia y, si alguien nos preguntara como pudieron formarse las galaxias, la verdad sería que, no tendríamos contestación para esa pregunta. ¿Cómo es posible eso a estas alturas? Pues porque lo que podemos resumir de la moderna visión del universo se podría limitar a dos breves afirmaciones:
Primera; el universo ha estado expandiéndose desde que se formó, y en el proceso ha evolucionado desde las estructuras simples a las complejas.
Segunda: la materia visible en el universo está organizada jerárquicamente: las estrellas agrupadas en galaxias, las galaxias en cúmulos y los cúmulos en supercúmulos.
El problema al que nos enfrentamos por tanto, es comprender como un universo cuya evolución está dominada por la primera afirmación, puede llegar a tener la estructura descrita en la segunda afirmación.
El problema de es explicar la existencia de la galaxias ha resultado ser uno de los más espinosos de la cosmología. Con todo derecho no deberían estar ahí y, sin embargo, ahí están. Es difícil comunicarl el abismo de frustración que este simple hecho produce entre los científicos. Una y otra vez han surgido nuevas revelaciones y ha parecido que el problema estaba resuelto. Cada vez la solución se debilitaba, aparecían nuevas dificultades que nos transportaban al punto de partida.
Cada pocos años, la American Physical Society, la Asociación Profesional de físicos, tienen una sesión en una de sus reuniones en la que los Astrofísicos hablan de los más nuevos métodos de afrontar el problema de las galaxias. Si te molestar en asistir a varias de esas reuniones, dos son las sensaciones contradictorias que te embargan:
En el Universo se forman muchos objetos pero, no siempre sabemos como lo hacen
Por una parte sientes un gran respeto por la ingenuidad de algunas propuestas que son hechas “de corazón” y, desde luego, la otra sensación es la de un profundo escepticismo hacia las ideas que proponían, al escuchar alguna explicación de cómo las turbulencias de los agujeros negros, las explosiones durante la formación de galaxias, los neutrinos pesados y la materia oscura fría resolvía todos aquellos problemas.
Lo cierto es que, a pesar de lo que se pueda leer en la prensa en comunicados oficiales, todavía no tenemos ese “bálsamo milagroso” que nos permita responder a una pregunta simple: ¿Por qué está el Universo lleno de galaxias, a pesar de la expansión del Hubble?
Es cierto, el Universo está lleno de cúmulos de galaxias y nosotros, tratando de saber de su presencia allí, hemos llegado a conseguir eliminar muchas de las respuestas equivocadas. Podemos estar ahora mucho más cerca de la verdad de lo que lo estábamos antes. Pero, de ninguna manera sería bueno que nos dejemos adormecer por la credulidad de los postulados modernos que parecen “sacados de la manga” del jugador cosmológico tramposo, para que la partida salga redonda. Claro que, una cierta dosis de escepticismo no implica que no podamos aceptar como probables y ciertas, algunas de las ideas generales implícitas en las soluciones propuestas que podrían, al final de todo el camino, ser parte de la solución que buscamos.
Formalmente podríamos exponer aquí al menos cinco razones para tratar de justificar el por qué, las galaxias, no deberían estar ahí presentes.
Los átomos antes que las galaxias
1º) Las Galaxias no pueden haberse formado antes que los átomos. No es un asunto trivial. Durante muchísimos años se estuvo tratando de entender este proceso, comenzando con ideas mágicas, hasta que a principios del siglo 19 se empezó a a comprender como funcionan las estrellas y el Universo.
Es un proceso algo complicado, por eso se tardo tanto en reconocerlo. En este momento la mejor teoria que explica el Universo es que comenzo con el Big-Bang, la explosión inicial que dio origen a todo. En la explosion, de origen todavia incierto, habia pura energia, y al expandirse se fue enfriando, como lo haria cualquier gas. Al llegar a un nivel de energia un poco mas bajo del inicial, se pudieron condensar de la energia las primeras particulas elementales (protones, neutrones, etc).
Cómo se formaron las partículas elementales? Descifrando el universo primigenio
Esto ocurrió en los primeros minutos. La famosa ecuación de Einstein E = mc2, implica que se puede transformar materia en energía, como en un reactor nuclear, y también la energía puede condensarse en materia, como en este caso. A los 300 mil años, el nivel de energía fue lo suficientemente bajo como para permitir la formación de los primeros átomos.
La existencia protones, electrones y neutrones dispersos, que cuando se juntaron fue para formar los elementos químicos mas elementales: Hidrogeno, Helio y algo de litio. Nada mas se formo, en la proporcion de 75% de hidrogeno, casi 25% de helio, y trazas de los otros elementos.
Recrean la primera materia del Universo, y descubren que era una “sopa” de plasma perfecta para que se pudieran formar las primeras familias de partículas que darían lugar a la aparición de átomos, moléculas, células y cuerpos
Aquella primera “sopa de plasma primordial” posibilitó que se juntaran protones y neutrones para formar el elemento más simple del Universo: El Hidrógeno,
Así, podemos partir de la base cierta de que, hasta donde sabemos, podemos pensar en el Universo durante aquellas primeras etapas de la expansión de Hubble estaba formado por dos únicos constituyentes: materia y radiación. La materia sufrió una serie de congelaciones al construir gradualmente estructuras más y más complejas. A medida que tienen lugar estos cambios en la formación de la materia, la manera en que interaccionan, materia y radiación cambian radicalmente. Esto, a su vez, desempeña un papel fundamental en la formación de galaxias.
La liberación de los fotones hizo aparecer la luz y convirtió, un universo opaco en transparente
La luz y otros tipos de radiación interaccionan fuertemente con partículas libres eléctricamente cargadas, del tipo de las que existían en el plasma que constituía el universo antes de que los átomos se formara. A causa de esta interacción, cuando la radiación se mueve por este plasma, colisiona con partículas, rebotando y ejerciendo una presión del mismo modo que las moléculas de aire, al rebotar sobre las paredes de un neumático, mantienen el neumático inflado. Si se diese el caso de que una conglomeración de materia del tamaño de una galaxia tratase de formarse antes de la congelación de los átomos, la radiación que traspasaría el material habría destruido el conglomerado, y, la radiación tendería a quedar atrapada dentro de la materia. Si tratase de salir, sufriría colisiones y rebotaría.
2º) Las galaxias no tuvieron tiempo de formarse. La Gravedad es la gran fuerza desestabilizadora del Universo, nunca lo abandona del todo; siempre está actuando tratando de unir trazos de materia, En cierto sentido, la historia entera del Universo se puede pensar como un último y fútil intento de superar la Gravedad.
La fuerza de Gravedad tuvo un papel estelar en la formación de galaxias
“La gravedad es lo que hace que se unan entre sí trozos de materia, para formar planetas, lunas y estrellas. La gravedad es lo que hace que los planetas entren en órbita alrededor de las estrellas–como la Tierra que está en órbita alrededor de nuestra estrella, el Sol.”
Sería asombroso, dada la naturaleza universal de la fuerza gravitatoria, que no hubiera desempeñado un papel importante en la formación de las galaxias. Escribir sobre este apartado nos llevaría a tener que explicar muchas implicaciones que están presentes en la dinámica del universo en relación a la materia. De todas las maneras que la queramos mirar, la sensación que percibimos es la de que, en aquellos primeros momentos, podía existir “algo” (no sabemos qué) que generaba también, como la materia bariónica normal, fuerza gravitatoria. ¿Sería el Ylem, al que Aristóteles llamó sustancia cósmica primigenia?
3º) La turbulencia tampoco nos vale. El Impulso a través de la turbulencia es una idea simple, cuyas primeras versiones fueron aireadas alrededor de 1950. El postulado es: cualquier proceso tan violento y caótico como las primeras etapas del Big Bang no será como un río profundo y plácido, sino como una corriente de montaña, llena de espuma y turbulencias. En este flujo caótico podemos esperar encontrar remolinos y vórtices de gas. Lo cierto es que, en este maremagnun, era de todo punto imposible que las galaxias se pudieran formar.
La expansión del Universo es contraria a la formación de galaxias y cúmulos
4º) Las Galaxias no han tenido tiempo para formar cúmulos. Quizá estamos encontrando dificultades porque consideramos el problema de las galaxias desde un punto de vista muy estrecho. Quizá lo que deberíamos hacer es ver las cosas en una escala más grande y esperar que si entendemos como se forman los cúmulos de galaxias, la génesis de las galaxias individuales, se resolverá por sí misma. La idea nos conduce naturalmente a la cuestión de cómo se pueden haber formado concentraciones muy grandes de masa al comienzo de la vida del universo. Una de las ideas más sencillas sobre como puede haber sido el universo cuando los átomos se estaban formando es que no importa lo que estuviese pasando, la temperatura era la misma en todas partes. Este se llama modelo isotérmico.
Explicar aquí las implicaciones matemáticas a que nos llevaría explicar el modelo isotérmico, estaría bien pero, no parece imprescindible para finalizar este trabajo que, de manera sencilla, sólo trata de explicar que, las galaxias no se pudieron formar conforme a lo que hemos observado y sabemos del Universo, algo nos falta por saber y, alguna fuerza “oculta” debería haber estado allí presente para evitar que, la materia se dispersara con la expansión de Hubble y las galaxias se pudieran formar.
El material que conforma a las Nebulosas Planetarias, está ionizado por la radiación que emite en el ultra violeta, la estrella enana blanca que tiene en su centro. Los colores dependen de la clase de elementos que allí esté presente
5º) Si la radiación marcha junto con la materia y la materia con las galaxias, la radiación de microondas cósmicas sería contradictoria. Si la radiación no se hubiera dispersado uniformemente, con independencia de la materia del universo, ¿Dónde hubiera estado? siguiendo el procedimiento normal de la física teórica, consideraremos a continuación la tesis opuesta.
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La masa y la radiación del Universo primigenio estaban concentrados en una misma cosa
Supongamos que en el comienzo del universo materia y radiación estaban unidas. Si era así, allí donde se encontrara una concentración de masa, también habría una concentración de radiación. En la jerga de la Física se dice que esta situación es “adiabática”. Aparece siempre que tienen lugar en las distribuciones del gas cambios tan rápidos que la energía no puede transferirse fácilmente de un punto al siguiente.
Sabemos que, para hacer galaxias, la materia del universo tuvo que estar muy bien distribuida en agregados cuando se formaron los átomos. Pero, todo este resultado choca con uno de los hechos más notables del universo que conocemos. Si consideramos la radiación de microondas, que llega hasta nosotros desde la dirección del Polo Norte de la Tierra, y luego nos volvemos y miramos la radiación que viene del Polo Sur, encontramos que son casi completamente idénticas. De esta notable uniformidad se deduce que cuando la radiación se despareja de la materia deberá de estar muy uniformemente distribuida por todo el universo.
El resultado final es este: lo que el proceso de formación de galaxias requiere del entorno de microondas y lo que observamos de su uniformidad son cosas diametralmente opuestas. Lo primero requiere radiación para ser reunida con la materia; así, si la materia estuviera agrupada cuando los átomos se formaron, habría trazas de esa agrupación en el fondo cósmico de microondas de hoy.
Por otra parte, la uniformidad observada en el entorno de microondas implica que la radiación nunca podría haber estado tan agrupada; si lo hubiera estado, hoy no sería uniforme. Cuando se hacen detallados cálculos numéricos, los astrofísicos encuentran que es imposible conciliar estas dos exigencias en conflicto. La radiación de microondas no puede ser uniforme y no uniforme al mismo tiempo.
Todos los razonamientos anteriores nos llevan a pensar y demuestran muy claramente que, no podemos dar por supuesto un universo lleno de galaxias y, si de hecho lo está, debemos buscar la causa real que lo hizo posible. Explicar ese universo ha sido mucho más difícil de lo que muchos llegaron a pensar y, como se dice en el título de este trabajo, no tenemos una explicación, ni las razones de peso que justifiquen la presencia de las galaxias.
¿Qué había y estaba presente en el comienzo del Universo, que nosotros desconocemos pero que, hizo posible que las galaxias se pudieran formar?
Yo no lo se.
Estamos de nuevo en el punto de siempre: Nuestros conocimientos son limitados. Nuestra ignorancia… ¡Infinita!
Emilio Silvera Vázquez
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