STEPHEN HAWKING Y LOS CONOS LUMINOSOS

El científico británico Stephen W. Hawking ha dedicado buena parte de su trabajo al estudio de los agujeros negros.

En su libro Historia del Tiempo explica cómo, en una estrella que se está colapsando, los conos luminosos que emite empiezan a curvarse en la superficie de la estrella.

Al hacerse pequeña, el campo gravitatorio crece y los conos de luz se inclinan cada vez más, hasta que ya no pueden escapar. La luz se apaga y se vuelve negro.

Si un componente de una estrella binaria se convierte en agujero negro, toma material de su compañera. Cuando el remolino se acerca al agujero, se mueve tan deprisa que emite rayos X. Así, aunque no se puede ver, se puede detectar por sus efectos sobre la materia cercana

Los agujeros negros no son eternos. Aunque no se escape ninguna radiación, parece que pueden hacerlo algunas partículas atómicas y subatómicas.

Alguien que observase la formación de un agujero negro desde el exterior, vería una estrella cada vez más pequeña y roja hasta que, finalmente, desaparecería. Su influencia gravitatoria, sin embargo, seguiría intacta.

Como en el Big Bang, en los agujeros negros se da una singularidad, es decir, las leyes físicas y la capacidad de predicción fallan. En consecuencia, ningún observador externo puede ver qué pasa dentro.

Las ecuaciones que intentan explicar una singularidad de los agujeros negros han de tener en cuenta el espacio y el tiempo. Las singularidades se situarán siempre en el pasado del observador (como el Big Bang) o en su futuro (como los colapsos gravitatorios). Esta hipótesis se conoce con el nombre de "censura cósmica".

AURORA POLAR

Una aurora polar es un espectacular fenómeno de la alta Atmósfera provocado por el impacto de partículas atómicas cargadas, provenientes del Sol contra las capas de la ionosfera a aproximadamente 100 km de altura.

Estas partículas estimulan los átomos y las moléculas de la ionosfera, provocando el fenómeno de la Luminiscencia. Como las partículas tienden a moverse a lo largo de las líneas del campo magnético terrestre, hacia los polos magnéticos, las auroras son apreciadas al máximo en las regiones polares, de donde surge el nombre de auroras boreales (las que se manifiestan en el Polo Norte) y auroras australes (las del Polo Sur).

Se presentan como una luminiscencia variopinta en el cielo nocturno, que adquiere las formas de banderas, arcos, coronas, etc. El fenómeno tiene duración variable desde algunos minutos a algunas horas. Se ha constatado que las auroras son más frecuentes alrededor de los máximos del ciclo periódico de actividad del Sol.

La luminosidad de las auroras es clasificada en cuatro grados, de los cuales el máximo se compara con la luminosidad de la Luna y decrece con la distancia desde los polos magnéticos. Los colores, visibles sólo en el cuarto grado, son: verde, violeta, rojo y amarillo.

Las estrellas

Aunque la mayor parte del espacio que podemos observar está vacío, es inevitable que nos fijemos en esos puntitos que brillan. No es que el espacio vacío carezca de interés. Simplemente, las estrellas llaman la atención.

A causa de la atracción gravitatoria, la materia de las estrellas tiende a concentrarse en su centro. Pero eso hace que aumente su temperatura y presión. A partir de ciertos límites, este aumento provoca reacciones nucleares que liberan energia y equilibran la fuerza de la gravedad, con lo que el tamaño de la estrella se mantiene más o menos estable durante un tiempo, emitiendo al espacio grandes cantidades de radiación, entre ellas, por supuesto, la luminosa.

Sin embargo, dependiendo de la cantidad de materia reunida en un astro y del momento del ciclo en el que se encuentra, se pueden dar fenómenos y comportamientos muy diversos. Enanas, gigantes, dobles, variables, cuásares, púlsares, agujeros negros, ... En este capítulo vamos a dar una visión general sobre las estrellas, sus tipos, sus comportamientos y su evolución.

AGUJEROS NEGROS

Los llamados agujeros negros son cuerpos con un campo gravitatorio muy grande, enorme.

No puede escapar ninguna radiación electromagnética ni luminosa, por eso son negros. Están rodeados de una "frontera" esférica que permite que la luz entre pero no salga.

Hay dos tipos de agujeros negros: cuerpos de alta densidad y poca masa concentrada en un espacio muy pequeño, y cuerpos de densidad baja pero masa muy grande, como pasa en los centros de las galaxias.

Si la masa de una estrella es más de dos veces la del Sol, llega un momento en su ciclo en que ni tan solo los neutrones pueden soportar la gravedad. La estrella se colapsa y se convierte en agujero negro.

POBLACIÓN ESTELAR

De acuerdo con una clasificación introducida por Walter Baade (1893-1960), las estrellas pueden subdividirse en dos categorías según su edad: la Población I que comprende a estrellas jóvenes; y la Población II que comprende estrellas viejas.

Baade llegó a esta distinción observando que las galaxias lejanas, como Andrómeda, tienen un halo circular caracterizado por estrellas rojas viejas (Población II) y brazos en espiral caracterizados por estrellas más jóvenes (Población 1).

Las estrellas viejas de la Población II se han formado hace alrededor de diez mil millones de años, cuando las galaxias comenzaban a condensarse y en su interior nacían las primeras estrellas. En aquellos tiempos, los brazos en espiral no se habían aún formado y las estrellas, hoy transformadas en rojas, se encuentran aproximada mente en un halo de forma circular.

Las estrellas jóvenes de la Población I se encuentran, en cambio, en una capa delgada que coincide con el plano galáctico, en el cual están acumulados gases y polvos: de los procesos de condensación aún en curso, nacen precisamente los nuevos astros que se hacen visibles bajo la forma de estrellas azules.

CARL SAGAN

(Nueva York, 1934-Seattle, EE UU, 1996) Astrónomo estadounidense. Cursó estudios en la Universidad de Chicago, donde se doctoró en astronomía y astrofísica en 1960. Posteriormente fue profesor de la Universidad de Berkeley, de la Universidad de Harvard y, a partir de 1968, de la Cornell University. En 1970 fue nombrado director del Centro de Estudios Planetarios. Colaborador habitual de la NASA, ideó los mensajes radiotelegráficos enviados por las sondas Pioneer 10 y 11 al espacio exterior para contactar con posibles civilizaciones extraterrestres. Contrario a la proliferación del arsenal nuclear, de cuyos peligros advirtió, fue un prolífico escritor de ciencia ficción, y en 1978 fue galardonado con el Premio Pulitzer por su obra Los dragones del Edén: especulaciones sobre la evolución de la inteligencia humana, si bien adquirió fama y popularidad por su obra Cosmos, que en 1980 fue convertida en serie televisiva y constituyó un éxito mundial.

NEBULOSAS

Una nebulosa es una nube de gas o polvo en el espacio. Las nebulosas pueden ser oscuras o, si se iluminan por estrellas cercanas o estrellas inmersas en ellas, pueden ser brillantes. Generalmente son lugares donde se produce la formación de estrellas y discos planetarios, por lo que se suelen encontrar en su seno estrellas muy jóvenes.

Existe gran variedad de nebulosas acompañando a las estrellas en todas las etapas de su evolución. La gran mayoría corresponden a nubes gaseosas de hidrógeno y helio que experimentan un proceso de contracción gravitatoria hacia un estado de protoestrella. Así, las llamadas nebulosas capullo cuentan en su interior cuentan con una estrella recién formada. La nebulosa no es, en este caso, sino los restos de gas que no ha colapsado. El gas en cuestión, que puede, mediante colisiones atómicas, formar moléculas y pequeñas partículas sólidas de mayor o menor complejidad, se calienta por la radiación emitida por la nueva estrella lo suficiente como para enmascarar su presencia, y lo que se observa es una imagen parecida a la de un capullo de oruga.

Otro tipo de nebulosas, llamados glóbulos de Bok, son nubes de gas muy condensado, en vías de formar una protoestrella. Se revelan, cuando están situadas sobre un fondo claro, como por ejemplo la Galaxia, como un oscurecimiento del fondo, por ejemplo la nebulosa llamada Saco de carbón, junto a la constelación Cruz del Sur, y la nebulosa llamada de Cabeza de caballo, una de las más famosas.

Los llamados objetos de Herbig-Haro son nebulosas pequeñas, variables, que aparecen y desaparecen en un periodo de pocos años, que parecen consistir en grumos de materia gaseosa eyectados en los polos de una estrella en formación, principalmente en la fase de capullo. Su luminosidad se produce por colisión con la nube circundante de gas, pues producen una característica onda de choque debido a la gran velocidad con que se expulsan.

Otro tipo de nebulosas, con una composición química rica en elementos químicos pesados (helio, carbono y nitrógeno principalmente) son restos de materia estelar expulsada por las estrellas gigantes y supergigantes a gran velocidad (1000 Km/s) en un tipo de estrellas llamadas de Wolf-Rayet. semejantes a éstas se producen también en las últimas etapas estelares, tras la formación de novas y supernovas.