Expansión del Universo y supernovas

Supernova SN1994D (abajo a la izquierda) detectada por el Hubble
Space Telescope en la galaxia NGC 4526. Créditos: NASA/ESA.

Además de sintetizar de manera natural los elementos más pesados, las supernovas también nos ayudan a comprender el porqué de la expansión acelerada del Universo. En concreto, las supernovas de tipo Ia son las que nos ayudan a complementar esta teoría que propuso en su día Edwin Hubble.

Pues bien, el pasado 24 de agosto tuvo lugar una de estas explosiones de supernova tipo Ia en la galaxia del Remolino (Messier 101), a algo más de 20 millones de años luz de nosotros, lo que la convierte en la supernova de este tipo más cercana en décadas. Los telescopios de rastreo consiguieron dar con la explosión unas 2 horas después de que se produjese, por lo que la evolución de esta explosión podrá seguirse con bastante precisión.

¿Por qué las tipo Ia?

Las supernovas tipo Ia son provocadas por explosiones de estrellas enanas blancas en sistemas binarios. Su particularidad reside en que detonan de la misma forma y emitiendo un mismo patrón de brillo con respecto al tiempo y el gran destello que emiten permite detectadarlas incluso en galaxias muy lejanas. Entonces, estudiando la anchura de la curva de la luz que provocan, podemos calcular con gran precisión a qué distancia se encuentra la explosión y, por lo tanto, la galaxia que alberga a la estrella detonada.

La explicación

Puede resultar muy idílico comprobar que las explosiones de tipo Ia son todas prácticamente idénticas y la intensidad de la luz que nos llega nos permite saber a qué distancia se encuentran. Pero, con todo esto, ¿cómo se explica la expansión acelerada del Universo? Hay mucha cosmología detrás de todo esto, pero para resumirlo en unas palabras, la explicación es la siguiente: el brillo que nos llega de la supernova es menor que el que nos debería llegar en base a la anchura de su curva de luz, lo que indica que está más alejada de lo que debería en un instante determinado. La explicación más directa a este efecto es que el Universo se expande de manera acelerada.

Esta otra manera más de estudiar y conocer un poco más la denominada energía oscura, principal candidata a provocar esta expansión acelerada del Universo.

Es un tema complicado, pero consideraba oportuno tratarlo porque un objeto de oportunidad como es la supernova detectada el pasado 24 de agosto es algo que no sucede todos los días, con el añadido de haber detectado la explosión prácticamente en su inicio. En unos días esta supernova alcanzará su máximo brillo y podrá ser observada incluso con unos pequeños prismáticos. Será casi tan brillante como toda la galaxia que la alberga.

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Llegan las perseidas

Bólido. Créditos: Howard Edin

Como cada año, la noche del 12 al 13 de agosto tendrá lugar la lluvia de meteoros de las perseidas, conocidas comúnmente como las "lágrimas de San Lorenzo". A pesar de no ser la lluvia más intensa del año (100 THZ), es la más conocida debido a la época: las temperaturas nocturas del mes de agosto suelen ser agradables.

Este año habrá un inconveniente para observar un gran número de perseidas ya que el 13 de agosto la Luna entrará en fase de llena. La consecuencia de ésto será que en horarios de máxima actividad de la lluvia, la Luna iluminará el cielo como si de un foco se tratase enmascarando así los objetos celestes poco brillantes, incluyendo a las perseidas más débiles. Para ello se recomienda mirar en la madrugada de la noche del 12 al 13 de agosto en dirección opuesta a la Luna y a ojo descubierto, es decir, sin usar telescopios ni prismáticos.

¿Qué son?

La mayoría de las lluvias de meteoros están producidas por los restos de materiales (polvo fundamentalmente) que dejan a su paso los cometas. A este rastro se le conoce como tubo meteórico y es más denso cuando más cerca se encuentra del Sol.

Tanto las órbitas de los cometas como la de la Tierra, son estables. Por lo tanto nuestro planeta cruza el tubo meteórico en las mismas fechas cada año, de ahí que el máximo tenga lugar en la misma época. En el caso de las perseidas, su cometa progenitor es el 109P/Swift-Tuttle.

Las partículas que forman el tubo meteórico se les conoce como meteoroides y cuando éstos son atraídos por la fuerza de gravedad terrestre, se precipitan hacia nuestro planeta. Al entrar en contacto con la atmósfera, los meteoroides se calientan, se vuelven incandescentes y se pulverizan, creando una estela y formando el fenómeno que conocemos como meteoro. Estos meteoroides que forman los meteoros son partículas de un tamaño que oscila entre 0.1mm y 1.0cm. Si el tamaño fuese por ejemplo, el de una nuez, veríamos un meteoro extremadamente brillante conocido como bólido.

Si un meteoroide fuese lo suficientemente grande como para no pulverizarse por completo en la entrada a la atmósfera y chocase contra la superficie de la Tierra, estaríamos hablando de un meteorito, pero tranquilos, es extremadamente improbable.

Las más intensas

Si queremos ver las lluvias de meteoros más intensas del año, nos debemos trasladar a los meses de diciembre (Gemínidas, THZ 120) y enero (Cuadrántidas, THZ 120), sin olvidarnos de las leónidas (noviembre) cuya THZ se estima en 20 pero esporádicamente pueden encontrarse máximos de actividad (tormentas) como la de 2001 en la que se alcanzó una THZ de 1500 meteoros/hora.

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Plutón y sus historias

"Pobre Plutón". Créditos: Mathias Pedersen

Hijo de Saturno (dios de la Agricultura) y Ops (diosa de la Fertilidad), Plutón, era considerado por los romanos como dios del Inframundo. Era el dios más despiadado y temido por los hombres. Además, no era muy agraciado físicamente.

En la mitología griega, el dios del Inframundo estaba representado por Hades, hijo del titán y la titánide Crono y Rea, respectivamente y hermano de Zeus y Poseidón. En el reino de Hades, Caronte era su barquero, hijo de Érebo (dios primordial de las Sombras) y Nix (diosa primordial de la Noche y la Oscuridad), era el encargado de llevar las almas de los difuntos siempre y cuando tuvieran un óbolo para pagar el traslado a la otra orilla del río Aqueronte. Si no podían pagar el viaje, estaban condenados a vagar cien años. Por ese motivo, los cadáveres se enterraban con una moneda en la boca en la antigua Grecia. 

La orilla a la que llegaban las almas para ser trasladadas estaba custodiada por Cerbero, el perro de tres cabezas encargado de vigilar que ningún vivo cruzara a la otra orilla. Otra de las entradas al inframundo de Hades estaba vigilada por Hidra, la despiadada serpiente de cien cabezas.

El culebrón de Plutón

Volviendo al mundo actual, Plutón se descubrió en 1930 y fue considerado como el noveno planeta del Sistema Solar. En el año 1978 se descubrió su primer satélite, Caronte. Al igual que nuestra Luna, está anclado por marea al, por aquel entonces, planeta.

A finales de 2005 el telescopio espacial Hubble detectó dos nuevos satélites en el todavía planeta Plutón: Hidra y Nix. Así se situaba a la cabeza en lo referido al número de satélites naturales en los planetas telúricos del Sistema Solar.

¿Planeta Sí o No?

Meses después, en agosto de 2006 y tras un intenso debate, Plutón perdió la categoría de planeta, viéndose relegado a la categoría de planeta enano. Se habían descubierto cuerpos más grandes que Plutón más allá de la órbita de Neptuno y había que "cortar por lo sano" para dejar estático el número de planetas. Para eliminar a Plutón redefinieron el concepto de planeta de la siguiente manera:

- Debe orbitar alrededor de una estrella o remanente de ésta.

- Debe tener la suficiente masa como para vencer las fuerzas del cuerpo rígido y adoptar una forma de equilibrio hidrostático (esférica o quasiesférica).

- Debe haber limpiado la vecindad de su órbita.

Y es en el último punto donde Plutón falla, ya que durante un período de su órbita se encuentra más cerca del Sol que el planeta Neptuno, con lo cual , y atendiendo a tamaños, venció Neptuno quedando Plutón relegado a la categoría que ostenta actualmente, pasando así el Sistema Solar de tener 9 planetas a los 8 que tiene hoy en día.

Una nueva luna

El pasado 28 de junio, de nuevo el telescoio espacial Hubble descubrió un nuevo satélite en Plutón; fue llamado genéricamente S/2011 P1. Su diámetro no llega a los 35 Km, siendo el más pequeño de los que posee Plutón. Su órbita está situada entre las de Hidra y Nix y tarda 31 días en completarla. Ahora falta conocer qué nombre le dará la IAU a este nuevo cuerpo. ¿Hacemos apuestas? Yo voto por Cerbero.

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Las huellas de las estrellas

Espectro de absorción del Sol (arriba) y espectro de emisión
del hidrógeno (abajo). Créditos: José Manuel Carrasco (UB).

Dicen que no hay dos seres humanos con las mismas huellas dactilares. A las estrellas les pasa algo parecido: también tienen huellas que las hacen únicas frente al resto. Son huellas dinámicas a lo largo del tiempo, pero a ojos de un ser humano serán invariables debido a que el tiempo que emplea una estrella en completar su ciclo es del orden de miles de millones de años. Estas huellas estelares se analizan con un método llamado espectroscopía y nos permite saber la edad del astro, entre otras cosas.

Fundamentos de la espectroscopía

Todos sabemos que cuando llueve y aparece un rayo de Sol, el agua produce un efecto tal que la luz del Sol se separa en sus colores fundamentales. Esto lo conocemos como el arcoiris. Dicho de otra forma, el arcoiris es una descomposición de la luz del Sol en sus frecuencias fundamentales o espectro.

El espectro electromagnético abarca desde las ondas de radio hasta los rayos gamma. Dentro de él, está el espectro visible humano, que es una pequeña franja que abarca desde el violeta (380 nm) hasta el rojo (750 nm). A ambos lados de estos dos colores y fuera del espectro visible tenemos el ultravioleta y el infrarrojo, respectivamente.

Las huellas del espectro

Las estrellas están compuestas por elementos químicos. En sus inicios están formadas por hidrógeno y, en menor medida, por helio. Conforme van envejeciendo, la proporción de helio aumenta, así como la presencia de elementos más pesados como el litio, carbono, sodio... pero nunca llegan más allá del hierro, siendo éste el elemento más estable capaz de sintetizarse en el interior de las estrellas. El resto de los elementos que aparecen de forma natural en el Universo se formaron en explosiones de supernova.

Los elementos químicos absorben radiaciones de frecuencias muy determinadas, por lo que en el espectro aparecen franjas oscuras que se corresponden a estos elementos y que permiten saber la cantidad de hidrógeno, helio y la proporción de elementos más pesados.

Recuerdo la primera vez que vi el espectro de absorción del Sol, me pareció increíble que se apreciara con tanta nitidez y se pudiera calcular tan fácilmente a qué elementos correspondía cada banda. Estas bandas, por su parte, nos permiten conocer con gran exactitud la edad de la estrella viendo cuál es la cantidad de elementos pesados.

Pero ésto no sólo sucede con las estrellas, sino con cualquier cuerpo que emita o refleje luz. Y tampoco sucede sólo con los elementos químicos aislados, sino también con las moléculas. Así pues podemos determinar qué elementos químicos y moléculas existen en otros cuerpos tanto del Sistema Solar como fuera de él y saber "de qué está hecho" y qué cualidades físico-químicas puede tener para analizarlo con más profundidad y así poder investigar para responder a preguntas mucho más relevantes. Y todo esto viendo las bandas oscuras de su arcoiris.

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