La muerte del Sol y de la Tierra - Joaquín Manuel Ramírez Rodríguez

9.4

La muerte del Sol y de la Tierra.

Las vidas de las estrellas.

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“Erase una vez, una estrella absolutamente común; ni muy caliente ni muy fría, pequeña y amarilla. Perdida en un rincón de un pequeño y tranquilo brazo [1] de la Vía Láctea, más cerca del borde que del centro. Una estrella entre las más de 200 mil millones que se puedan encontrar en la galaxia. Nadie le prestaba la más mínima atención, aislada de sus hermanas y de las otras estrellas que habían nacido en la misma gran nube oscura de polvo y gas [2].

Ella pensaba que nunca sería conocida, que nada ni nadie sabrían cómo se había desarrollado su vida. Su existencia se reduciría a fabricar elementos químicos que expulsara al morir, cómo sólo saben hacer las estrellas y que terminarán uniéndose como un puzle cósmico.

Aun así, ella seguiría viviendo su larga vida de la manera que sabía hacerlo; liberando la materia de su interior (un gigantesco horno termonuclear por corazón) transformada en chorros de energía, bañando de luz y calor todo lo que se encuentre a su alrededor. Permitiendo, entre otras cosas, la vida sobre un punto azul pálido [3]”.

Las estrellas han sido guardianas de nuestros sueños y nuestros anhelos como especie y sin darnos cuenta, todos los años nace una nueva estrella en algún rincón de nuestra galaxia. Sería muy difícil, casi imposible, saber cuántas están naciendo en todo el universo mientras escribo estos párrafos, o cuantas han podido nacer desde que Carl Sagan nos habló de ellas en Cosmos. Tenemos que emprender un viaje al pasado para encontrarnos en un día cualquiera, hace aproximadamente 4.600 millones de años [4], en que nació nuestra estrella.

En apenas unas décadas, comenzado el siglo XX, la ciencia humana ha podido descifrar el más profundo secreto de las estrellas y en consecuencia de nuestro Sol, un enigma que nos acompañaba desde hacía milenios.

Comprendemos muchas cosas sobre ellas mismas; cómo fue su nacimiento, cómo pre-visiblemente se desarrollará su vida, en el caso de nuestro Sol y en su última fase activa, se extinguirá apagándose muy lentamente (a lo largo de períodos de tiempo inimaginablemente largos), dejando en el camino (la estrella pulsará y expulsará sus capas exteriores al espacio) uno de los objetos cósmicos más bonitos que se pueden observar; una nebulosa planetaria [5], el fantasma de una estrella rumbo al exterior. En el centro quedará una bolita de cenizas muy densa (el núcleo del viejo Sol), esta enana blanca ya no puede hacer otra cosa que enfriarse.

Hemos descubierto cómo funcionan sus abrasadores núcleos, las fraguas en donde se forja la materia y que, en el caso de algunas estrellas, serán expulsados al medio interestelar (por medio de una colosal explosión de supernova) [6] en donde volverán a formar parte de futuras estrellas o del material que orbitará alrededor de las mismas. Se formarán nuevos planetas y si logran tener la misma suerte que tuvo el nuestro, posiblemente puedan generar algún tipo de vida, parecida o no, a la nuestra.

Nebulosa planetaria NGC 6543, observada en 2004 por el telescopio espacial Hubble, presenta al menos 11 capas concéntricas de materia expulsada. 

Crédito: NASA/ESA/HEIC/STScI/AURA

Sabemos que en el interior de nuestra estrella (desde su nacimiento) se mantiene un duro equilibrio (denominado equilibrio hidrostático) entre dos fuerzas, un pulso entre la gravedad (generada por su propia masa) y la fusión nuclear o visto de otra manera, una lucha colosal entre los resultados de estas dos fuerzas; contracción y expansión.

Esta lucha entre la gravedad que tiende a contraer la estrella y la presión de su interior, producto del calor generado en las fusiones nucleares (calcinando Hidrógeno, para transformarlo en cenizas de Helio), son el principal factor que determinará la evolución de la estrella. En constante batalla de supervivencia con las fuerzas qué componen su estructura, latirá lentamente y su núcleo estará tan caliente que durante un tiempo transformará el Helio (el subproducto de la fusión del hidrógeno) en Carbono, la ceniza de la fusión nuclear desde su nacimiento, que le servirá de combustible, para luchar a "muerte" contra la gravedad generada por sus propios átomos y en un intento de reescribir su destino, su vida será gobernada por el equilibrio entre estas dos fuerzas.

El Sol es una máquina que se autorregula y el camino que seguirá dependerá de cómo reacciona ante los cambios que en ella se producen al variar su masa, temperatura y composición internas, de tal forma que puede permanecer estable varios miles de millones de años, convirtiendo a cada segundo toneladas y toneladas de materia en energía (luz y calor principalmente), liberada gracias a complicados procesos subatómicos; un proceso que tiene lugar en cada rincón del universo.

Todos nuestros días están gobernados por el Sol, ha sido la luz, el calor y el bálsamo en las noches oscuras y amenazantes para los primeros humanos (en el África de hace unos 150 mil años), forma parte de nuestro pasado, presente y futuro. Siempre atraídos por la esencia de su brillo y de su luz que nuestros antepasados observaron y confundieron con los dioses (fue Ra, Shamash, Inti o Helios entre otros) de su tiempo. Adorado, celebrado y a la vez temido.

En cuanto a lo concerniente a nuestra estrella ninguno de sus días se hace aburrido, amanece otra vez como todo el mundo espera que suceda, siendo la señal del comienzo de cada uno de nuestros días. Esta sencilla y aparente rutina y quizás sumado también a nuestra arrogancia e indiferencia, el Sol, que se muestra constante a nuestros ojos, pareciendo como una ilusión, invariable y duradera. Los habitantes de este planeta dependemos de sus caprichos, la misma Tierra tiembla en respuesta a la fuerza que el Sol es capaz de liberar; los más pequeños cambios en su aparente rutina, hacen que nuestro planeta se caliente o se enfríe y, en definitiva, que se modifique el clima y así modificando el destino de las civilizaciones, incluida la nuestra.

Hay mecanismos de la física (gravedad contra radiación) que rigen su evolución y su envejecimiento (su línea temporal), una lucha constante y sin descanso, un delicado empate de fuerzas que se ha mantenido desde que la primera fusión encendiera el núcleo del Sol. Pero un día, inevitablemente, ese empate llegara a su fin.

Según las múltiples formas de alcanzar el fin de la Tierra antes de tiempo, tan presentes en los medios de comunicación (situaciones mayoritariamente apocalípticas), pero la vida de nuestro planeta tampoco será eterna y su destino está marcado de forma indeleble por los mecanismos internos, que rigen la lenta transformación de nuestro Sol y de su inevitable final.

A lo largo de la existencia del Sol y como resultado de la continua fusión, su núcleo se ha ido calentando de manera lenta a medida que el helio se ha ido acumulando y comprimiendo. Estas fusiones termonucleares se han ido acelerando y actualmente es un 40% más luminoso y energético que cuando era un recién nacido, hace 4.600 millones de años, obviamente la intensidad de energía (luz y calor) que llegará a la Tierra continuará aumentando, mientras siga acumulando helio en su centro y esta tendencia continuará hasta el final.

Pero los problemas habrán empezado mucho antes de ese final, la agonía del Sol afectara de manera dramática a la suerte de la Tierra. Dentro de unos 600 millones de años, la luminosidad solar habrá aumentado en un 10% y activara una serie de mecanismos que afectaran directamente al planeta (afectara directamente al clima y al normal funcionamiento de la vida), el principal problema sería un ultra efecto invernadero, provocando que se fundan todas las masas de hielo (dejara de existir el agua en estado sólido) sobre el planeta. Al tiempo, los océanos se calentarán, aumentando la evaporación del agua. La atmósfera terrestre se llenará de vapor, que contribuirá a retener aún más calor (independientemente del Sol) y a más calor, más evaporación de agua. En ese punto, la temperatura media de la Tierra se encontrará cercana de los 50ºC y evaporará por completo los océanos [7] y en un plazo de 1.300 millones de años, el planeta podría quedar libre de vida compleja.

La dramática situación terrestre seguirá, dentro de 3.500 millones de años, la influencia del Sol volverá a sentirse sobre la Tierra, su brillo aumentará un 40% más que en la actualidad y será capaz de fundir la roca de la superficie terrestre.

El Sol, completamente indiferente al desastre terrestre (sin mencionar a Mercurio y Venus), continuara con su evolución física (comienza la fase de supergigante roja), en unos 4.800 millones de años. Brillará un 67% más que ahora, después esta cifra aumentará hasta el 120%, también perderá mucha masa a través del viento solar, provocando una alteración en las órbitas de los planetas. La Tierra, se desplazará a una distancia de unos 225 millones de kilómetros, esto quizá la “salvará” temporalmente, ya que el Sol aumentará su tamaño de forma radical hasta los 180 millones de kilómetros de radio y su atmósfera se tragará las órbitas de Mercurio y Venus, en un plazo de unos 7.500 millones de años.

La Tierra, estando tan cerca de la agonía final del Sol y afectada su órbita (que se reducirá) por el fenómeno de las mareas gravitatorias, las mismas que perturbarán a la Luna, cuya órbita se acercará a menos de 20.000 kilómetros, momento en que será destruida y desmenuzada, cayendo sus restos sobre el planeta. En este punto, algunos científicos opinan que la infernal Tierra acabará siendo devorada por la atmósfera solar, pero otros piensan que podría aún aguantar en su precaria órbita. De todas maneras, antes de eso, el planeta habrá perdido su atmósfera de forma rápida y su superficie será magma líquido en torno a 1.500ºC.

El Sol aún vivirá varios miles de millones de años más como una enana blanca, pero estará tan débil que su gravedad no tendrá fuerza para mantener unido al Sistema Solar. Sin su poder, los restos del Sistema Solar estarán expuestos, no sólo a las últimas oleadas de radiación del Sol, sino a los potentes rayos interestelares. Los átomos de lo que un día fue el Sistema Solar (incluidos nosotros) se esparcirán por toda la galaxia.

Referencias:

[1] Nuestra galaxia tiene una serie de brazos espirales, y el Sol se encuentra actualmente en el pequeño brazo espiral que llamamos el “brazo de Orión” (o brazo local), que es una conexión entre dos brazos espirales mayores que están cerca de nosotros: el de Sagitario y el de Perseo.

[2] (Nube molecular gigante) compuesta principalmente de hidrógeno molecular y helio, con cantidades pequeñas de gases más pesados, ellas son las cunas del nacimiento de nuevas estrellas y planetas. http://legacy.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/ask/nebula.html

[3] Un punto azul pálido (Pale Blue Dot), es una fotografía de la Tierra tomada por la sonda espacial Voyager 1 desde una distancia de 6000 millones de kilómetros. La imagen muestra la Tierra como una mota o punto de luz casi imperceptible debido al fulgor del Sol. Wikipedia

[4] El Sol es una estrella de segunda generación, pues se formó hace 4.600 millones de años, en una época en que la galaxia tenía más de 10.000 millones de años. (Pag.150. Soles en Explosión.)

[5] https://www.bbc.com/mundo/noticias-44041257 

[6] Una supernova es la explosión más grande que podemos imaginarnos, el brillante y último suspiro de una estrella que tiene al menos cinco veces más masa que nuestro Sol. https://spaceplace.nasa.gov/review/dr-marc-space/supernovas.sp.html

[7] Los modelos de temperaturas, indican la ausencia total de agua líquida en un plazo de 1.100 millones de años, y una situación similar a la existente hoy en día en Venus. (Pag.223. La muerte llega desde el cielo).

Bibliografía:

(1) David Whitehouse, 2006, El Sol. Una Biografía, Madrid, Kailas Editorial.

(2) Philip Plait, 2010, La muerte llega desde el cielo, Madrid, Ma Non Troppo.

(3) Mariano Ribas Bertrán, 2010, Historia de las Estrellas, Buenos Aires, Capital Intelectual.

(4) Isaac Asimov, 1994, Soles en Explosión, Barcelona, RBA Editores.

(5) Carl Sagan, 1980, Cosmos, New York, Random House.

Joaquín Manuel Ramírez Rodríguez.

Ingeniero Técnico Industrial. Grado en Ingeniería.