Nuestro Sol es una estrella entre las miles de millones en la Vía Láctea. Pero en una noche limpia, despejada y lejos de las ciudades solo podemos ver entre 5 mil 500 y 6 mil a simple vista. Han brillado noche tras noche, generación tras generación y a pesar de eso desconocemos mucho sobre ellas. Desde que Galileo Galilei apuntó su telescopio hacia las partes centrales de la Vía Láctea y descubrió que estaba repleta de estrellas, una pregunta ha cautivado el pensamiento de los astrónomos, ¿cómo se forman las estrellas?
Si tenemos una noche realmente limpia y sin contaminación lumínica podríamos ver tenues “formas nebulosas”, tanto oscuras como ligeramente brillantes. Incluso, hacia la parte central de la Galaxia, por la región de la constelación de Sagitario, las partes brillantes se convierten en una ilusión óptica y mucha gente espera que se muevan de ahí, pensando que se trata de niebla o nubes altas en la atmósfera. Ahí mismo, las nebulosas oscuras parecen esbozar manchas y filamentos, contrastando con el fondo blanquecino de estrellas.
Pues bien, todas las estrellas que pueblan nuestra Galaxia, se formaron precisamente de ese gas y polvo. Aún más, dentro de esas nubes oscuras y brillantes, justo ahora se siguen formando estrellas, son auténticos “cuneros estelares”.
Sin embargo, a pesar de que en los últimos 50 años hemos avanzado en su estudio, todavía desconocemos muchos detalles de las primeras etapas en la vida de las estrellas. A grandes rasgos, el principal problema radica en explicar cómo pasamos de esas enormes nubes de gas (principalmente moléculas de hidrógeno) y polvo, a un objeto que brilla por si mismo, gracias al “quemando” de ese hidrógeno primordial, mediante reacciones nucleares.
Entre las dificultades que los astrónomos tienen para entender mejor el origen de las estrellas podemos citar dos: primero, las estrellas nacen en lo profundo de esas gigantescas nubes de gas y polvo, haciendo imposible su observación directa con telescopios ópticos; es como intentar ver a simple vista una fogata, a decenas de kilómetros y en medio de un denso campo de niebla. Segundo, la vida de las estrellas y de sus nubes progenitoras es tan larga, comparada con los tiempos humanos, que es imposible seguir paso a paso todo el proceso evolutivo de una de ellas.
En cuestión de edades, las estrellas se comportan de manera peculiar, pues dependiendo de su masa -esencialmente la cantidad de hidrógeno- será el tiempo que vivan: entre más masiva sea una estrella, menos tiempo vivirá; pero entre menos masa, más tiempo se mantendrá brillando. En general, la vida de las estrellas va desde unos poco millones, hasta varios miles de millones de años. Por ejemplo, el Sol tiene unos 4 mil 500 millones de años y se encuentra apenas a la mitad de su vida.
Para solucionar el primero de los problemas anteriores (de su detección en las etapas iniciales), los astrónomos utilizan telescopios y radiotelescopios (como las antenas de televisión satelital) que les permiten ver a través de las regiones oscurecidas por el gas y polvo. Es necesario pues, ver el Universo con otros ojos.
Básicamente, los investigadores usan detectores de luz infrarroja, ondas de radio (cortas y largas), luz ultravioleta y rayos X. Así, aunque nuestros ojos sean incapaces de penetrar en las densas y oscuras nubes, la tecnología que hemos desarrollado nos permite echar un vistazo hasta los “cuneros estelares”.
Un ejemplo de estos instrumentos es el interferómetro (conjunto de antenas) ALMA, acrónimo de Atacama Large Millimeter Array. ALMA se encuentra en una planicie en medio del desierto chileno, a unos 5 mil metros sobre el nivel del mar; es sin duda, uno de los lugares más secos e inhóspitos sobre la Tierra. Desde ahí, el conjunto de 66 antenas observa el Universo con “ojos milimétricos”, es decir, detecta luz que se encuentra en la parte de microondas del espectro electromagnético; la misma que utilizas para calentar alimentos en tu cocina.
Pero, ¿qué tiene de especial esta luz y porqué observar el Cosmos a través de ella? Bueno, por dos razones: una, que esa radiación se genera en las capas más internas de las nubes que están formando estrellas. Así, al observar el corazón mismo de la actividad de esas regiones, podemos estudiar más fielmente qué sucede y cómo están constituidas. La segunda razón, es que esas regiones tienen una gran cantidad de moléculas que emiten en microondas, encontrándose especies como monóxido de carbono, agua, amoniaco o metanol; moléculas que son utilizadas para calcular el tamaño, la masa, la densidad y la temperatura de esas regiones.
Por ejemplo, los investigadores Luis Felipe Rodríguez, Luis Zapata, Stan Kurtz y otros colaboradores del Centro de Radioastronomía y Astrofísica (CRyA) de la UNAM, han observado varias de estas moléculas en el núcleo de regiones de formación estelar y han podido detectar la rotación y la caída de material hacia el centro de las nubes. Ademán han encontrado expulsión (en forma de chorros) de grandes cantidades de gas, producto de la misma rotación. Sus investigaciones usando radiotelescopios han ayudado a entender mejor cómo se forman las estrellas y en especial las que tienen masas por arriba de diez veces la del Sol.
Para solucionar el segundo problema (de los largos tiempos en la vida de las estrellas), los astrónomos echan mano principalmente de dos herramientas: estudios estadísticos y simulaciones computacionales.
Respecto a la primera, los investigadores estudian cientos de casos de regiones con estrellas muy jóvenes. Esto lo hacen con el fin de tener una muestra representativa de las distintas etapas. Al final son capaces de armar una “película” bastante fidedigna de lo que ahí sucede.
Un símil de esto podría ser el siguiente: supongamos que descubrimos una especie nueva. Si conociéramos solo a un individuo, no podríamos saber si sus características físicas son comunes en los otros; aún más, viendo un solo animal es imposible determinar si a lo largo de su vida ha cambiado de aspecto. Entonces, una forma de investigar esta nueva especie es observando, clasificando y organizando a muchos individuos. Así, muy probablemente, tendremos una mejor idea de las etapas evolutivas por las que pasan esos animales. En términos técnicos, es necesario hacer estudios estadísticos que nos muestren un mejor panorama de lo que investigamos.
La segunda herramienta, como su nombre lo indica, utiliza computadoras muy poderosas para simular detalladamente qué sucede y cómo suceden las cosas dentro de las regiones donde se forman estrellas. Para lograr esto, los investigadores desarrollan programas computacionales que resuelven complejas ecuaciones físicas y muestran el comportamiento de parámetros como la masa, el tamaño o la temperatura a lo largo del tiempo.
Básicamente lo que hacen es crear millones de “partículas artificiales” (que simulan ser el gas) y permiten que evolucionen bajo ciertas reglas físicas. De esta manera, se generan “películas computacionales” donde se observa cómo una gran nube de gas y polvo se comprime poco a poco hasta que logra tener las condiciones adecuadas para que nazcan nuevas estrellas.
Por ejemplo, el grupo encabezado por los doctores Javier Ballesteros-Paredes y Enrique Vazquez-Samadeni del CRyA, han logrado generar simulaciones que resumen en algunos minutos el comportamiento de las regiones de formación estelar, proceso que en realidad llevaría varias decenas de millones de años. El trabajo que los investigadores han desarrollado ha ayudado a entender cómo evolucionan el tamaño, la masa y la temperatura de las nubes progenitoras de estrellas, incluso desde sus etapas más tempranas.
A pesar de que la astronomía tiene muchas limitaciones técnicas e intelectuales ha sido capaz de plantear algunas buenas teorías sobre origen de las estrellas, del Universo y de nosotros mismos, siempre basándose en observaciones, simulaciones y modelos. Es probable que muy pronto desvelemos más misterios que guardan para nosotros las regiones donde se forman las estrellas, “los cuneros estelares”.
Por cierto, mientras leías este artículo, miles y miles de estrellas se están formando en los rincones cercanos y lejanos de nuestro Universo.
Twitter: @naricesdetycho
Facebook: naricesdetycho
