Por sorprendente que pueda parecer, especialmente después de ver las imágenes de la Tierra tomadas desde el espacio, en las cuales ésta aparece como una brillante bola azul y blanca sobre un fondo oscuro, la luz visible no ofrece las mejores perspectivas para detectar directamente otros planetas similares a la Tierra. Esto es así por dos razones:

En primer lugar, la luz visible que se recibe desde un planeta como la Tierra es en esencia el reflejo de la luz procedente de su estrella progenitora, por lo que no sólo es relativamente débil, sino que resulta muy difícil de captar a distancias astronómicas  sobre el fondo iluminado por el resplandor de dicha estrella.

En segundo lugar, del tipo de la Tierra alcanzan en realidad su brillo máximo en la parte de rayos infrarrojos del espectro electromagnético, por el modo en que la energía absorbida procedente del Sol vuelve a irradiarse en la zona de infrarrojos de dicho espectro, con longitudes de onda más largas que las de la luz visible.

En una longitud de onda de unas pocas micras, la Tierra es el planeta más brillante del Sistema solar y destacaría como un objeto impactante si se utiliza cualquier telescopio de infrarrojos suficientemente sensible situado en nuestra proximidad estelar. El problema es que, dado que la radiación de infrarrojos es absorbida por los propios gases de la atmósfera terrestre, como el dióxido de carbono y el vapor de agua, que son lo que nos interesa descubrir, el telescopio que se utilice para buscar otros planetas como la Tierra tendrá que ser colocado en las profundidades del espacio, lejos de cualquier fuente potencial de contaminación. También tendrá que ser muy sensible, lo que significa muy grande.

                                                  Pronto lo tendremos en funcionamiento

De ahí que estemos hablando de un proyecto internacional, aunque, en este mismo momento ya se está haciendo una realidad y se construye el sustituto del Hubble. Sin embargo, otros proyectos y por distintos medios y utilizando interferómetros de infrarrojos no dejan de buscar “nuevas” Tierras y elementos que, alrededor de lejanos planetas puedan contener los materiales primigenios para la vida.

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Némesis: monstruo estelar

Consideremos este cuento: Hay otro sol en el cielo, un sol oscuro, demoníaco, que no podemos ver. Hace mucho tiempo, mucho antes de que nacieran nuestros abuelos, ese sol demoníaco atacó a nuestro Sol. Los cometas cayeron sobre la Tierra y un invierno terrible se apoderó del mundo. La mayoría de los seres vivos murió. El sol demoníaco nos ha atacado otras veces antes y volverá a atacarnos.

 

Si un antropólogo de otra generación hubiese escuchado esta historia de un grupo de estudio, la hubiese considerado “primitiva” o “pre-científica”, aunque no queda duda de la fuerza de la idea, que fácilmente —de no haber sido presentada en esta época y por científicos reconocidos— podría estar entre las leyendas más temibles de la humanidad.

Los registros fósiles de la vida terrestre han mostrado que se repiten extinciones masivas a un promedio de entre 26 y 30 millones de años. Según una teoría, esto podría ocurrir a causa del acercamiento cíclico en su órbita de una estrella compañera del Sol. La teoría fue ideada por Richard A. Muller, físico de la Universidad de California en Berkeley, luego de una conversación circunstancial con un profesor sobre un paper científico. El artículo de Muller que presentó la teoría de Némesis fue publicado por primera vez en la revista científica Nature (vol 308, pp 715-717, 1984). Los autores del paper fueron el propio Muller y otros dos científicos que lo ayudaron en el modelo, Marc Davis, de Princeton, y Piet Hut, del Institute for Advanced Study de Princeton. Existe, además, un libro llamado “Nemesis”, escrito por Richard Muller (Weidenfeld & Nicolson, 1988).

Hubo otro grupo que publicó algo similar en 1985, formado por Daniel P. Whitmire y John J. Matese, de la Universidad de Southern Lousiana. Este grupo incluye la idea de que la estrella compañera podría ser un agujero negro.

La teoría y la estrella fueron bautizadas con el nombre de Némesis, que es la diosa griega de la venganza, aunque más que nada representa a una justicia que devuelve los golpes, algo así como la diosa del “ojo por ojo, diente por diente”. Sin la información científica que la respalda, consideraríamos que es una historia de fantasía. Asimov escribió una novela llamada Némesis (Nemesis, Plaza & Janés, 1989), pero no trata exactamente sobre esta estrella. La película que se está produciendo sobre Star Trek, la número 10, se llama Star Trek: Némesis, pero no trata sobre esta estrella, sino sobre un personaje que se enfrenta a Picard.

Némesis: “Aquella de la que nada puede escapar”

De acuerdo con la teoría de Némesis, nuestro sol tendría una estrella compañera, a la que han bautizado Némesis. Poseería una amplia órbita que la llevaría a una distancia del Sol que varía entre 20.000 y 90.000 unidades astronómicas (entre 0,3 y 1,4 años luz). Hay que tener en cuenta que es una distancia

muy grande: Plutón, el planeta más externo del Sistema Solar, está a una distancia del Sol “sólo” 39 unidades astronómicas.

El Sistema Solar es muy complejo y no sólo lo componen los planetas y sus lunas. Desde las 30 unidades astronómicas de distancia desde el Sol hasta más o menos 1.000 unidades astronómicas se extiende la llamada franja de Kuiper, en la que orbitan millones de desechos cósmicos. Más allá, ocupando un anillo ubicado entre las 10.000 y las 30.000 unidades astronómicas desde centro del Sistema Solar, hay otra acumulación de objetos celestes a la que se ha bautizado como Nube de Oort. Esta nube, compuesta principalmente de cometas, cubre más o menos medio año luz alrededor del Sol.
Némesis, la hipotética compañera del Sol, sería una estrella oscura (una enana marrón o negra) o quizás muy poco brillante, y por esta razón no habría sido reconocida por los astrónomos hasta hoy, aunque sí podría figurar en los catálogos sin que nadie haya notado nada peculiar. Una estrella tan cercana mostraría un detectable desplazamiento de su posición con respecto al resto de las estrellas, producido en muy poco tiempo.

El período orbital de Némesis sería de alrededor de los 30 millones de años (las mediciones no son exactas: dan entre 26 y 34 millones de años), y a este ritmo pasaría por las afueras del Sistema Solar, produciendo una perturbación en los cometas de la Nube de Oort. Al agitar miles —incluso millones— de objetos hasta desplazarlos de sus órbitas con su fuerza gravitatoria, causaría que muchos se dirijan hacia el interior del Sistema Solar. Algunos de estos objetos podrían caer a la Tierra, impactando como bombas nucleares, y produciendo daños y terribles cambios en el clima, tales como lluvias de polvo, oscurecimiento masivo, enfriamientos extremos y pérdida de ozono. La catástrofe no sería puntual: una vez iniciada, esa lluvia de cometas podría durar entre 100.000 a 2 millones de años, con un promedio de por lo menos diez impactos, en intervalos de hasta 50.000 años.

Al comienzo del 2000, dieciséis años después de su nacimiento, la teoría de Némesis ganó terreno cuando un equipo de distinguidos astrónomos de los Estados Unidos calcularon que la estrella oscura, si es que existe, podría ser un enana marrón. Ese mismo año John Matese, de la Universidad de Lousiana, estudió las órbitas de ochenta y dos cometas de la nube de Oort. De acuerdo a Matese, sus órbitas tienen algunos elementos en común que sólo se pueden explicar si estos cometas han sido influenciados por la atracción gravitacional de un objeto de varias veces el tamaño de Júpiter.

La teoría de Némesis ofrece una explicación para la periodicidad curiosamente regular que se observa en las extinciones masivas de seres vivos que ha sufrido la historia de nuestro planeta. Esta periodicidad fue evidenciada por un estudio científico publicado en 1984, poco tiempo antes de la aparición de la teoría de Némesis. Fue su inspirador.

Los dinosaurios, extinguidos 65 millones de años atrás, parecen haber sido afectados seriamente por el impacto de un gran asteroide en la Tierra. Se detectaron señales en el área de la península de Yucatán que indican la existencia de un gigantesco cráter. Luis Alvarez, profesor emérito de física en la Universidad de California en Berkeley y ganador del Premio Nobel, fue quien observó y comunicó el hecho a la comunidad científica en la década del setenta. Curiosamente, en un principio se opuso de inmediato al paper de 1984 que presentaba el estudio estadístico de la periodicidad de las extinciones: él creía en los asteroides, pero cayendo azarosamente. Una discusión entre Alvarez y Muller inspiró la idea de la existencia de Némesis en este último, y ése fue el nacimiento de la teoría.
Parecería ser que el impacto de Yucatán fue el que produjo la desaparición de un noventa y cinco por ciento de las especies en la era de los dinosaurios. Luego hubo otros.

La última extinción ocurrió hace unos 11 millones de años, de modo que la próxima se debería producir dentro de más o menos 15 millones de años.

Evidencias que dan pie a la teoría de Némesis

                  Regularidad en el registro de las extinciones

La base de la teoría implica la aceptación de una regularidad en las extinciones masivas producidas en el registro de formas de vida de nuestro planeta. Quienes notaron esto fueron Dave Raup y Jack Sepkoski, dos respetados paleontólogos, cuando reunieron gran cantidad de datos de las extinciones que se detectan en el registro de los seres vivos (estratos de fósiles con enorme contenido de material) y obtuvieron la curva que se observa abajo.

Las f

Estas fechas se han dibujado cada 26 millones de años. Como se puede observar, coinciden con la mayoría de los picos de extinción. Los dos períodos en los que no hubo extinciones podrían haberse dado porque, por azar, ninguno de los cometas desplazados en esos ciclos dio en la Tierra. El pequeño icono representando un dinosaurio marca el fin de la era de los grandes saurios. El artículo científico original que analiza la desaparición de familias de fósiles marinos fue publicado en Proceedings of the National Academy of Science USA, vol 81, páginas 801-805 (1984).

     Iridio en las capas fósiles

Otra evidencia de grandes impactos sobre el planeta es dada por el hallazgo de grandes concentraciones de iridio en las rocas fosilíferas. El iridio no es común en la corteza terrestre, pero sí lo es en los objetos extraterrestres como los cometas. Se han encontrado rastros de iridio en más de veinticinco sitios paleontológicos alrededor del mundo. Está presente en el registro de fines del Cretáceo y principios de la era Terciaria, que marca la época de la extinción de los dinosaurios. En la zona de piedra caliza fosilífera llamada “divisoria K/T” se puede encontrar una capa de arcilla roja que es 600 veces más rica en iridio que las todas rocas adyacentes. Esta capa fue encontrada en veinticinco sitios y se ha demostrado que proviene de un mismo origen, midiendo la concentración de otros elementos que acompañan al iridio, tales como renio, oro y platino. La concentración en todos los sitios de estos elementos es tan uniforme que sólo puede explicarse como proveniente del impacto un único asteroide o cometa.
Del estudio de estas concentraciones de elementos, se ha deducido que la cantidad de iridio presente provendría de un asteroide de unos 10 kilómetros de diámetro que se estrelló en la Tierra. Un impacto de esta magnitud produciría una enorme cantidad de polvo muy fino que se extenderían por la estratósfera, produciendo oscurecimiento y, además y como consecuencia, un fuerte enfriamiento del planeta, condición que crearía un entorno inhabitable para la mayoría de las criaturas de la época.

Análisis de los meteoritos

Otra línea de evidencia, no relacionada con efectos terrestres, se basa en la exposición a los rayos cósmicos que sufren los meteoritos en el espacio. Se puede determinar si un cuerpo ha estado expuesto a estas radiaciones midiendo la cantidad presente de cierto tipo de isótopos, como el Neón 21. Usando esta medición, se puede saber cuánto tiempo ha estado un meteorito en el Sistema Solar. Y se ha encontrado que los meteoritos creados por impacto de cometas han caído a la Tierra aproximadamente al mismo tiempo que las tres últimas extinciones masivas. Los meteoritos que han sufrido el impacto de un cometa tienen un alto contenido de hierro en forma de chronditas H. El hierro que contienen proviene del núcleo de asteroides o planetas que han sido golpeados por cometas. Se ha encontrado una correlación entre la presencia de chronditas H y las extinciones masivas.

            Inversiones del campo magnético

Con el descubrimiento del paleomagnetismo, se ha agregado otra prueba a las evidencias que presenta la teoría de Némesis. Se ha analizado la hipótesis de que, al hacer impacto un cometa en la superficie de la Tierra, las altas temperaturas de la catástrofe evaporan gran cantidad de agua que luego, al producirse el enfriamiento masivo del planeta, se congelan en los polos. Debido a la conservación del momento angular, esta redistribución de masa es una agitación suficiente como para alterar el campo magnético terrestre. Se han producido inversiones geomagnéticas doscientos noventa y seis veces, cada aproximadamente treinta millones de años. Lo cual coincide con la teoría de la estrella mortal.

         Descenso del nivel del mar

Otro efecto del congelamiento de grandes masas de agua es el descenso del nivel de los océanos. Se ha demostrado que esto ocurrió en la divisoria K/T.

       Las estrellas binarias son comunes

Más del 50 % de las estrellas de nuestra galaxia son parte de un sistema binario, lo cual ayuda a apoyar la posibilidad de que nuestro Sol posea una estrella compañera, que posiblemente sea una enana marrón.

Qué se dice en oposición a la teoría de Némesis

            Vulcanismo

Para explicar el enfriamiento masivo y repentino del clima del planeta causado por un oscurecimiento debido a la presencia de polvo en la estratosfera, se ha apelado a un hipotético incremento de la actividad volcánica. Sin embargo, no se explica de este modo la periodicidad detectada en las extinciones ni la existencia de capas de alto contenido de iridio en los registros fósiles.

       Otra causa del desplazamiento de cometas

Aceptando que se hayan apartado grandes masas de su órbita en la nube de Oort y que éstas finalmente hayan impactado en la Tierra, se ha presentado una hipótesis alternativa según la cual nuestro Sistema Solar pasaría, en su movimiento alrededor del centro de la galaxia, por nubes gigantes de polvo molecular que podrían producir los desplazamientos orbitales. Sin embargo, este tipo de nubes están en un estado demasiado alto de dispersión como para que se produzca una fuerza gravitatoria suficiente.

            El planeta X

Otra teoría introduce la existencia de un décimo planeta en el Sistema Solar, el llamado “planeta X”, pero esta idea requiere la existencia de un disco interior en la nube de Oort, y los cálculos indican que esto no sería posible por problemas de estabilidad.

          Velocidad de la extinción

Algunas personas argumentan que los dinosaurios no se extinguieron tan rápido como parece señalar la teoría de Némesis. Las especies fueron declinando lentamente, y no de repente, en una catástrofe. Sin embargo, la teoría de Némesis no implica necesariamente una extinción inmediata de la vida, ya que la teoría implica la existencia de varios impactos, y de distintos tamaños de cometas, de modo que algunas formas de vida podrían haber sobrevivido a los primeros golpes, pero no a los que les siguieron más tarde.

             Órbita inestable

Si una estrella se acerca a un objeto masivo tiende a fundirse con él

Otros hacen notar que la órbita elíptica que se propone para Némesis no podía mantenerse en el tiempo y que la estrella compañera se habría apartado para siempre, y hace mucho, del Sistema Solar. Pero los investigadores que han desarrollado la teoría de Némesis han dicho desde el primer momento que su órbita no se ha mantenido constante a lo largo del tiempo, y que esta estrella estaba antes más cerca del Sol. Otros objetos galácticos, una estrella errante, quizás, pueden haber producido una distorsión de la órbita de Némesis, haciéndola más amplia y menos estable. Una clara demostración de que esto es posible y que la órbita puede mantenerse por otros mil millones de años más fue publicada por Piet Hut en Nature, vol 311, pp. 636-640 (1984).

Variación del ritmo estadístico

Otro argumento en contra es que las extinciones, si bien son regulares, han tenido un ritmo que presenta un rango de variación de unos 4 millones de años, ya que el registro de las extinciones masivas tiene separaciones no absolutamente exactas, que varían entre los 26 y los 30 millones de años. Sin embargo, este aparente problema en la teoría se puede explicar por desviaciones breves de la amplia órbita de la estrella Némesis producidas por encuentros con otras estrellas errantes o con las nubes galácticas.

Encontrar a Némesis

Muchas estrellas conocidas y registradas podrían ser Némesis, que debería ser visible con un pequeño telescopio e incluso con binoculares. Prácticamente todas las estrellas con las características de la hipotética compañera del Sol ya han sido catalogadas, pero se ha medido la distancia de muy pocas de ellas.
La búsqueda de Némesis se lleva a cabo en el observatorio Leuschner, ubicado en Lafayette, California, Estados Unidos. Se utiliza un telescopio automático, que fotografía campos de estrellas y compara la imagen con una nueva fotografía tomada entre dos y seis meses después. Una estrella cercana que se mueva en la cercanía mostrará un desplazamiento notable, mientras que las estrellas lejanas quedarán casi en el mismo lugar. Lo más probable es que Némesis sea una enana roja, con una magnitud entre 7 y 12. Se cree que será hallada en la constelación de Hydra.

Parece curioso que no se haya detectado aún a Némesis, pero hay que tener en cuenta que los investigadores que la buscan no tienen los recursos que quisieran. Debido a que el telescopio de Leuschner no es del todo adecuado para este trabajo, han estado trabajando en la construcción de un nuevo proyecto llamado Large Aperture Synoptic Survey que, espera Richard Muller, terminará de una vez por todas con la discusión sobre la existencia o no de Némesis. “Si el telescopio funciona, encontraremos Némesis o probaremos que no existe. Esto me hace sentir bien”, dice Muller. “Si no existe, podemos olvidar esto y buscar otra explicación”. Pero agrega: “Soy optimista: creo que la encontraremos.”

Texto extraído de Axxon

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Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre los atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad.  En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar.  Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es.  Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagan infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.

Contaminamos nuestro entorno y ciudades, los océanos, incluso el Espacio exterior, y, estamos a merced de la posible caída de grandes pedruscos que podrían provocar grandes calamidades, no digamos de pandemias y otros terrores

Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una seria y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas.  Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra habiendo tenido efectos catastróficos.  Somos afortunados al tener la protección de la luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.

La caída en el Planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución. Como se supone que pasó con aquellos grandes animales del Jurásico.

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Cuando pensamos en la edad y el tamaño del universo lo hacemos generalmente utilizando medidas de Tiempo y Espacio como años, kilómetros o años-luz. Como ya hemos visto, estas medidas son extraordinariamente antropomórficas. ¿Por qué medir la edad del universo con un “reloj” que hace “tic” cada vez que nuestro planeta completa una órbita alrededor de su estrella madre, el Sol? ¿Por qué medir su densidad en términos de átomos por metro cúbico? Las respuestas a estas preguntas son por supuesto la misma: porque es conveniente y siempre lo hemos hecho así.

Saturno es un planeta grande. Sin embargo, si lo pudiéramos poner en una piscina… ¡Flotaría!

                                  La jerarquía del Universo: A mayor tamaño, menor densidad

La jerarquía del Universo muestra una tendencia de mayor tamaño con menor densidad en sus estructuras a gran escala (vacíos cósmicos, filamentos, cúmulos), contrastando con la alta densidad de objetos pequeños como estrellas y agujeros negros (especialmente estrellas de neutrones), aunque el universo en su conjunto tiene una densidad promedio muy baja (un átomo por metro cúbico), con grandes vacíos dominando el panorama cósmico y las estructuras densas agrupándose en redes. 

 A medida que examinamos volúmenes cada vez mayores del Universo, la densidad de material que encontramos sigue disminuyendo hasta que salimos de las dimensiones de los cúmulos de galaxias. Cuando llegamos a dicha escala, la acumulación de materia empieza a desvanecerse y se parece cada vez más a una minúscula perturbación aleatoria de un mar uniforme de materia, con una densidad de aproximadamente un átomo por cada metro cúbico.

Cúmulos de galaxias  051280×800: La Jerarquía del Universo a mayor tamaño, menor densidad

 A medida que buscamos en las mayores dimensiones visibles del Universo, encontramos que las desviaciones de la uniformidad perfecta de la materia y la radiación se quedan en un bajo nivel de sólo una parte en cien mil. Esto nos muestra que el Universo no es lo que se ha llegado a conocerse como un fractal, en donde la acumulación de materia en cada escala parece una imagen ampliada de la escala superior siguiente.

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