SOL: El fin de la tierra y de toda la humanidad

Las estrellas nacen. Toman forma. Ellas van a través de una turbulenta adolescencia, y luego viven sus vidas en un patrón predecible. Otras disminuyen rápidamente y mueren. De alguna manera, las estrellas son como personas.

Nuestra estrella, el Sol, no es una excepción. En otro tiempo, la gente consideraba a las estrellas como una especie diferente de objetos. Ésta determina el día, las estrellas adornaban la noche. Pero en los últimos siglos los astrónomos han llegado a reconocer que es sólo uno de los miembros de mediana edad de la vasta familia de las estrellas. Desde lejos, el Sol se vería como cualquier otra estrella - un punto de luz. Al igual que cualquier otra estrella que es mortal. La comprensión de que el Sol es una estrella ha sido maravilloso para la astronomía. Mediante el estudio de ella, la estrella más cercana, los científicos han aprendido acerca de todas las estrellas. Por el contrario, mediante el estudio de las estrellas, en toda su variedad hemos aprendido sobre el pasado y el futuro de nuestro sol.


Sobrevivir

La importancia del Sol para la Tierra es una de las principales razones que los científicos quieren entender. De hecho, el impulso de la ciencia solar a principios de este siglo no vinieron de los astrónomos, sino de los geólogos. A principios de este siglo, que cree que las rocas más antiguas en la Tierra están cerca de 4 mil millones de años y que el Sol tiene una existencia que va desde 4,5 hasta 5 mil millones años. La edad extrema fue una sorpresa. Pronto se dieron cuenta que las fuentes de energía conocidas sólo podría haber mantenido vivo el sol por unos 20 millones de años. Otras fuentes de energía - por ejemplo, un gran incendio - que lo quemaría más rápido. La solución a esta diferencia de edad fue el resultado de varios avances dispares en la ciencia.

En primer lugar, los astrónomos sabían que el Sol tiene que ser extremadamente caliente y denso en el centro si se va a soportar su propio peso. Un gas a alta temperatura ejerce una fuerte presión, y esto es hasta las capas exteriores del Sol. En segundo lugar, los físicos habían comparado recientemente el peso de cuatro átomos de hidrógeno con la de un átomo de helio. Tanto los cuatrillizos de hidrógeno y el helio están esencialmente compuestos por el mismo número de partículas subatómicas. Sin embargo, el helio pesa menos. En tercer lugar, la nueva teoría de Albert Einstein de la relatividad mostró que la materia puede ser convertida en energía (E = mc2).

A primera vista, estas tres ideas pueden parecer totalmente ajenas. Pero de ellas, se deduce que la fuente de energía del Sol fue un proceso hasta entonces desconocido en la Tierra: la fusión nuclear del hidrógeno en helio. En el núcleo profundo del caliente y denso Sol átomos de hidrógeno se aprietan entre sí o lo que es lo mismo se fusionan, en átomos de helio. Un átomo de helio tiene menos masa que la energía de hidrógeno de la que fue creado y esta masa perdida se convierte en energía. Otros pocos métodos pueden generar tanta energía como la fusión nuclear. Una pequeña cantidad de hidrógeno puede producir una cantidad inmensa de energía - por lo que las bombas nucleares son tan destructivas, y por qué el Sol puede seguir brillando durante miles de millones de años.




Somos una familia

¿Cómo el sol se calienta y empieza a ponerse denso? Este es el secreto de nacimiento estelar. A pesar de que no estaban cerca para presenciar el nacimiento de nuestro proveedor, podemos leer su historia de vida temprana en las estrellas. En concreto, podemos mirar hacia el espacio y ver nuevas estrellas naciendo ahora mismo.

El ejemplo más cercano es la Gran Nebulosa de Orión, un patrón de estrellas brillantes fácilmente visible a simple vista. Esta es una guardería estelar - una enorme nube, grumos de gas frío y polvo, que se convierte en cientos de pequeñas estrellas azules. El gas es principalmente hidrógeno y el polvo es algo así como el polvo en una tormenta del desierto. Dentro de las nubes son cientos de condensados​​, el frío grumos de gas y polvo. Una perturbación, como una onda expansiva de una explosión estelar cercana, puede causar una gran aglomeración para comenzar colapsando bajo su propio peso. Cuando la temperatura en el núcleo en torno a varios millones de grados, los átomos de hidrógeno comenzaran a fusionarse, más energía se libera, y así sucesivamente. Una reacción en cadena que comenzó hace miles de millones de años. La presión hacia fuera creada por esta fusión nuclear se contrapone de la presión interna de la gravedad, y cuando las dos se anulan mutuamente, la masa de polvo y gas detienen el colapso. El Sol nace. Podemos ver muchos ejemplos de tales regiones de formación estelar. Alrededor de dos tercios de las estrellas son en realidad nacimientos con gemelos cerca(dos soles girando entre si), pero el Sol es el único.


Perfecto

Dependiendo del tamaño de la aglomeración original de gas y polvo, el proceso de nacimiento estelar puede dar lugar a diferentes tipos de estrellas. Una pequeña aglomeración no desarrolla suficientemente altas presiones y temperaturas para iniciar la fusión nuclear. Es condenado a seguir siendo un fracaso estelar triste y oscuro, - una estrella enana marrón. Un trozo más grande se convierte en una gran estrella, tan caliente y brillante que se funde en unas pocas decenas de millones de años. Una aglomeración de tamaño medio, no demasiado pequeño y no demasiado grande, se convierte en una estrella mediana, tales como el sol. Lo cual es bueno: si el Sol había sido mucho menor, la Tierra sería oscura y un mundo muerto. Y si fuera mucho más grande la Tierra habría sido asada a la parrilla. Por suerte para nosotros, es el tamaño perfecto para sostener la vida en la Tierra. En sus primeros años, pasó por una juventud tempestuosa, levantando fuertes vientos que limpiaron el sistema solar de gas que de otra manera se habría incorporado al planeta. Pero luego se calmó. Del estudio de las rocas, fósiles y hielo de la Antártida, los científicos creen que el Sol ha estado brillando a lo largo del tiempo. También estiman que tiene otros 5 mil millones de años para seguir haciendolo.

¿Qué pasará cuando el Sol haya consumido todo el gas? Afortunadamente, todavía se tienen reservas de hidrógeno de las capas que rodean el núcleo. El núcleo se calentara hasta esta capa de hidrógeno. Si el depósito se calienta lo suficiente como para fusionar hidrógeno en helio, la liberación de energía continuará allí. Pero este truco tiene su precio. La fuente de energía ya no será el núcleo denso, masivo, sino más bien un depósito cerca de la superficie - y que hará una gran diferencia (por así decirlo) en la estructura del sol. El sol deberá aumentar en tamaño hasta que su radio sea 30 veces mayor convirtiéndose en una gigante roja, similar a la estrella Arcturus, aunque mucho más pequeño que un supergigante, como Betelgeuse en la constelación de Orión. Una gigante roja es roja porque su exterior esta enfriado de 9.000 a 3.000 grados Fahrenheit, esto ocurre al expandirse; para una estrella, rojo significa fresco. Esta etapa de gigante roja tendrá una duración de cerca de 2 mil millones de años.


Más pequeñas

Nuevos datos del satélite de la Agencia Espacial Europea Hipparcos ha llevado a los expertos a reducir sus estimaciones de la magnitud de las estrellas rojas. Ahora piensan que el Sol no nos engullirá cuando se convierta en una gigante roja, como se creía anteriormente. Pero esto será un pequeño consuelo. En su retiro de la fusión del núcleo normal, nuestra estrella de crianza va tener menos cuidados con sus hijos planetarios. Ésta bombeara mil veces más energía, haciendo que la Tierra sea una buena aproximación al infierno. Para colmo de males, el viento solar (un flujo de partículas que ahora nos da cosas divertidas, como la aurora boreal) se convertirá en un ciclón que hará imposible la comunicación de radio y tal vez se evapore por completo la atmósfera. Mirando el lado positivo, la gigante roja Sun puede ser lo suficientemente caliente para derretir la rica agua que existe en las lunas congeladas de Júpiter y Saturno. La humanidad, si todavía está ahí, podría trasladarse allí.

Mientras tanto, que le sucede a todo el helio que se produce en el núcleo? Poco a poco se va agotando, convirtiendo al núcleo del Sol aún más caliente, y en consecuencia mas denso y comprimido. Esto eleva la temperatura del núcleo hasta que de pronto - y realmente quiero decir de repente, como en cuestión de segundos - el helio en el núcleo se quema y empieza a fusionarse en carbono.



El fin esta cerca(a sólo unos 5 mil millones de años)

El final se acerca. Ahora el Sol tiene que reorganizar su estructura interna una y otra vez, ya que como la fuente de energía vuelve a ser el núcleo central. Se contraerá de nuevo a un poco más grande que su radio original y se emitirán diez veces lo que estamos acostumbrados hasta ahora. Esta fase sólo dura otros 500 millones de años, ya que hay muchos menos núcleos de helio (que tardó cuatro núcleos de hidrógeno para hacer un núcleo de helio, y tres núcleos de helio para formar un núcleo de carbono) y la producción de energía es mucho menos eficiente.

Como se agota el helio en el núcleo, el Sol desesperadamente busca recurrir nuevamente a las reservas en sus capas exteriores. Una vez más se expande. Esta vez crece tan grande que su borde exterior esta débilmente unido gravitacionalmente a la base. Después de otros 100 millones de años, las cosas realmente comenzarán a desmoronarse. Las capas externas del Sol, se liberan de la gravedad del núcleo, y se alejan a más distancia. En el transcurso de unos 10.000 años, estas capas se extienden en el espacio como una esfera enorme de gas iluminado por el núcleo caliente ahora desnudo. Estas capas constituyen una "nebulosa planetaria", llamada así porque desde un pequeño telescopio se puede ver la nube de gas un poco como el disco de un planeta. El núcleo caliente es ahora una "enana blanca", una ceniza estelar. Como una enana blanca, será el resplandor del ex-Sol por toda la eternidad.

Por desgracia, no habrá explosiones dramáticas para entretener a nuestros descendientes lejanos: el Sol, modesto en la vida, está sometido a la muerte. Después que la nebulosa planetaria se desvanezca, ya no habrá fusión nuclear en absoluto, sólo un trozo de hollín caliente y algunos recuerdos. El Sol estará bien y verdaderamente muerto.

Author: Marc Delehant
Traducción: ESCRITOR DE LETRAS