13 LA
EVOLUCIÓN DE LAS ESTRELLAS
Los conceptos astronómicos que estamos
tratando suponen aportaciones de científicos de altísimo nivel; situados en la
vanguardia y en la élite del conocimiento de la física cuántica, las
matemáticas y la teoría de la relatividad. Sus postulados recogen aportaciones
innovadoras impensables unos años antes. El conocimiento astronómico se produce
de una manera lenta; a veces se tardan décadas en asimilar una nueva aportación.
Y sobre ésta se producen otras nuevas; muchas de ellas suponen un desafío para
la mente humana por lo increíbles y, aparentemente, llenas de fantasía que
parecen. Pero un tiempo después, son asimiladas y se ven como algo posible.
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| Evolución de las estrellas |
Paradigmático
es el ámbito de astronomía relacionado con la evolución de las estrellas. A lo
largo de todo el siglo XX se produjeron unos descubrimientos específicos de
gran transcendencia que fueron evolucionando en el tiempo y asimilados por la
comunidad científica.
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| Supernova. Explosión. |
Pero para encontrar algo, antes debe
saberse qué es lo que se está buscando. Todos los objetos astronómicos que
vamos a enumerar primero fueron formulados en el campo teórico antes de su
descubrimiento físico. Desarrollaremos de manera sucinta el proceso evolutivo
de las estrellas, hasta el concepto de agujero
negro, que es el resultado y la fase final y extrema de dicho proceso. De
hecho, este tipo de objetos astronómicos no se han descubierto puesto que en
esencia son invisibles; se formularon teóricamente primero, y se detectaron
después indirectamente por los efectos que se desencadenan en sus alrededores.
El método indirecto de descubrimiento es bastante habitual en astronomía.
Existencia y fin de las estrellas
Las estrellas surgen cuando su núcleo se
enciende por reacciones nucleares de fusión del hidrógeno por efecto de la
presión que soporta; y éste se convierte en helio, su ceniza. Así pueden estar
brillando miles de millones de años. Pero nada es permanente en el Universo; cuando
se gasta el hidrógeno de la estrella, ésta entra en procesos de extinción. Cuanto
más masiva es una estrella, más rápidamente gasta su reserva de hidrógeno y más
corta es su existencia. Diríamos que lo derrocha. En cambio, aquellas estrellas
pequeñas, poco masivas, economizan muy bien su materia prima y prolongan su
existencia mucho más.
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| Aldebarán. Gigante roja. Sol. |
Este último es el caso del Sol, una
estrella modesta y poco masiva, que tendrá una larga existencia; de unos diez
mil millones de años; y va por la mitad de la misma. Cuando entre en proceso de
“muerte” sus capas más externas se ensancharan y cubrirán todo el espacio hasta
la órbita de Marte: se convertirá en una gigante
roja. Pero en su centro quedará un
núcleo, estrella muy brillante y compacta denominada enana blanca.
El Sol no evolucionará más allá. Pero en
estrellas mucho más masivas, su núcleo, o “enana blanca”, si aún contiene la
materia equivalente a 1,5 la masa solar, evoluciona hacia su hundimiento pues
la fuerza de gravedad no compensa la fuerza de repulsión de sus partículas. El
resultado es que llega un instante en el cual la estrella se colapsa y explota como
supernova con una enorme intensidad,
tal que su brillo anula al de las más de cien mil millones de estrellas que
pueda contener toda su galaxia.
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| Estrella de neutrones, Rayos gamma. |
Y
aún le queda un núcleo enormemente compacto y denso, de unos 10 o 20 km de
diámetro, girando a gran velocidad: es la estrella
de neutrones. La velocidad de giro
puede llegar a una frecuencia de unas 200 rotaciones por segundo; y en cada
rotación emite una señal de radio de manera regular: son los púlsares.
Algunas
de estas estrellas, si aún contienen una masa crítica por encima de un umbral,
pueden seguir derrumbándose sobre sí mismas hasta convertirse en una singularidad, un punto de densidad
infinita pero manteniendo todo su poder de atracción. Albert Einstein en su teoría de la relatividad había postulado que
el espacio-tiempo puede curvarse en presencia de un intenso campo gravitatorio.
Pues bien, si el poder gravitatorio de una “singularidad” es tal que ni
siquiera la luz puede escapar de él porque su velocidad de escape es superior a
la velocidad de la luz y curva su espacio-tiempo de influencia, los fotones no pueden salir de su atracción
gravitatoria; la estrella se vuelve, por tanto, invisible para un observador
situado fuera de dichos límites: se ha convertido en un agujero negro.
Francisco
Sáez Pastor Universidad
de Vigo
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