Hace poco más de 400 años un hombre apuntó al cielo nocturno un rústico catalejo: dos lentes apenas bien pulidas en los extremos de un tubo, probablemente de cuero y madera. Seguramente sentía temor ante los enigmas que podría desvelar con aquel instrumento. Miro al Sol y encontró que tenía manchas. Miró la Luna y descubrió que tenía hoyos. Miró al planeta Venus y observó que tenía fases como la Luna. Miró al planeta Júpiter y encontró cuatro “pequeñas estrellitas” alineadas, bailando armoniosamente con el pasar de los días. Galileo Galilei comprendió que eran lunas rotando el planeta gigante. Ahí comenzó su revolución.
En algún momento, Galileo sintió la necesidad de apuntar su telescopio también a las partes centrales de la Vía Láctea. Tenía curiosidad por saber qué eran esas manchas blanquecinas sobre el fondo negrísimo de la noche. Siguió poco a poco el “camino de leche” y descubrió cientos de miles de estrellas. Nunca nadie había observado ni registrado esos puntos de luz lejanos. Esos soles a la mitad de nuestra Galaxia eran descubiertos por primera vez.
Después de Galileo comenzó un estudio exhaustivo del Universo. Las observaciones con grandes telescopios eran cosa común, se desarrollaron teorías físicas para explicar muchos fenómenos y se plantearon preguntas intrigantes e importantes sobre el cosmos. Una de ellas fue ¿de qué están hechas y cómo se formaron las estrellas? Poco a poco, a lo largo de estos cuatro siglos, la ciencia moderna, especialmente la astronomía, ha comenzado a vislumbrar las respuestas para esta fascinante pregunta.
Del matraz a la superficie de las estrellas
A finales del siglo XVII y principios del XVIII la química comenzó a dar los primeros pasos para convertirse en una ciencia. Hasta esos momentos, las explicaciones y los objetivos aún estaban contaminados por la alquimia, aquella que tenía entre sus objetivos convertir cualquier metal en oro y encontrar el “elixir de la vida”. Bajo la influencia de nuevos métodos para tratar el problema de la composición y descomposición de las sustancias, muchos químicos diseñaron experimentos para saber realmente cuál o cuáles eran los últimos constituyentes de la materia. Uno de ellos fue Robert Boyle, quien por 1671 descubrió que mezclando limaduras de hierro con algunos ácidos diluidos se producía una sustancia gaseosa. Boyle no pudo explicar qué era aquel gas y fue casi 100 años después, en 1766, que Henry Cavendish reconoció que se trataba de una sustancia que no podía descomponerse en otra; se trataba de un elemento. El mismo Cavendish descubrió que cuando el gas ardía se producía agua. Al poco tiempo, el nuevo elemento fue nombrado hidrógeno, que quiere decir “creador de agua”.
Algo que probablemente no paso desapercibido para Cavendish fue el color azul intenso que producía el hidrógeno cuando se quemaba. Sin embargo, tendrían que pasar otros cincuenta años para descubrir un mensaje oculto en la luz que emanaba del gas ardiendo.
Durante las primeras décadas de 1800 hubo mucho interés de la comunidad científica por estudiar un gran número de fenómenos relacionados con la luz. El más interesante de todos era probablemente que al hacer pasar un rayo luminoso por un prisma, la luz se descomponía en varios colores -es el mismo efecto que produce un arco iris y que formalmente se conoce como dispersión. Pero además, si la luz del Sol se dispersaba y se analizaba con mucho cuidado, podía observarse una variedad de líneas oscuras entre la multitud de colores. Estas líneas fueron llamadas de absorción -parecía que la luz era absorbida justo ahí. Por otro lado, se encontró que cuando un material ardía -como el caso del hidrógeno- y su luz era dispersada, se producían líneas intensas en determinados puntos. Dicho de otra manera, se formaban líneas de un sólo color en lugar de un juego de colores continuos. A estas se les llamó líneas de emisión. Pronto se confirmó que las líneas de absorción y las de emisión coincidían en posición, lo que llevó a proponer que eran producidas por el mismo elemento. Pero aún más, cada elemento tenía un juego bien determinado de líneas. Eran, en una frase, las huellas digitales de cada sustancia conocida.
Así, al analizar la luz del Sol y las estrellas se detectó que tenían las mismas líneas encontradas que cuando se dispersaba la luz del hidrógeno ardiendo. Se comprobó que el hidrógeno, el más sencillo de los elementos, era el principal componente de las estrellas. Y no solo eso, cuando se estudiaron las nebulosas encontradas alrededor de varios grupos de estrellas, se observó que también estaban formadas en su mayoría por gas hidrógeno.
Actualmente, con los grandes telescopios y radiotelescopios -antenas observando ondas de radio- se ha comprobado que el hidrógeno gaseoso es el principal elemento en el Universo y de este se han formado -y se formarán- todas las estrellas.
Ríos de gas cósmico
Para entender cómo se forman las estrellas hay que considerar algo importante: allá afuera, en el Universo, todo es a lo grande. El tamaño, la cantidad de materia, las distancias y los tiempos son increíblemente enormes al compararlos con nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, las estrellas más cercanas están a varios años luz, el Sol tiene una edad de 4 mil 500 millones de años, su masa es de 2 mil cuatrillones de toneladas -y existen estrellas que llegan a tener cien veces más materia-, etcétera.
En el caso de las estrellas y sobre cómo se forman, la mejor teoría que tenemos actualmente propone que estas nacen a partir del gas hidrógeno en las galaxias. Primero, el gas y polvo estelar forman una especie de nubes enormes, miles de veces el tamaño del Sistema Solar. Dentro de esas nubes se forman grumos más densos que sirven como semillas para atraer más gas de sus alrededores. Son como los grumos que se crean en la leche con chocolate. Justo en las partes centrales y con más material, el gas se comprime más y más. Es ahí, en el centro de los grumos más densos, donde se forman las estrellas. Si las nubes originales son pequeñas y tienen poco material, es probable que sólo se formen estrellas pequeñas como el Sol. Pero si las nubes y los grumos centrales son enormes, entonces se formarán estrellas grandes y masivas.
En diciembre del pasado 2013, un grupo internacional de astrónomos, entre los que se encuentran tres mexicanos publicaron un estudio de una de estas enormes regiones, donde justo ahora están naciendo estrellas masivas. Dado que estas nubes y grumos son muy densos, los telescopios normales no pueden ver a través de ellas y es necesario utilizar ondas de radio para desentrañar lo que sucede ahí dentro.
La investigación encabezada por Roberto Galván-Madrid del Observatorio Europeo Austral (ESO) y ex-alumno del Centro de Radioastronomía y Astrofísica (CRyA) de la UNAM, utilizó observaciones hechas con varios conjuntos de antenas ubicadas en Hawaii y China. Las imágenes obtenidas con los radiotelescopios revelaron que la parte central de la región llamada W49A, en la constelación de Aquila (el Águila), tiene suficiente gas como para formar cerca de 100 mil estrellas durante los próximos millones de años, algo excepcional y probablemente único en nuestra galaxia. W49A es una de las regiones más luminosas de la galaxia, sin embargo, las estrellas más jóvenes aún están embebidas en el gas denso y el polvo que forman la nube, cuyo tamaño supera en 400 mil veces el tamaño del sistema solar. Viajando a la velocidad de la luz (300,000 km/segundo) necesitaríamos unos 330 años para atravesar la nube de lado a lado.
Los investigadores, entre los que se encuentran Luis Felipe Rodríguez y Luis Zapata del CRyA, UNAM, encontraron que el material que forma a W49A está distribuido en una especie de filamentos por donde, precisamente, el gas llega a las partes centrales y alimenta y promueve la formación estelar. Son como caudales de gas cósmico convergiendo en un increíble cunero repleto de estrellas. La imagen de abajo muestra el gas en la parte central de W49A; cuanto más claro es el color, más densas son las regiones.
W49A se ubica justo en la Vía Láctea, escondida entre muchas otras regiones formadoras de estrellas. Galileo probablemente pasó por ahí mientras echaba un ojo al maravilloso camino estelar. No logró verla, sin embargo, dio el primer paso, inició la revolución que hoy llamamos ciencia.
¿De qué están hechas y cómo se alimentan estrellas? La respuesta es fascinante y estamos por descubrirlo.
Twitter: @naricesdetycho
