Lima, Perú
+5113014109

¿Cómo sabemos cuándo morirá el sol?

¿Cómo sabemos cuándo morirá el sol?


Ilustración: Benjamin Currie

Considera el sol: caliente, enorme, y la razón por la que todo esto es posible. Nuestra estrella local alimenta toda la vida tal como la conocemos, proporcionando la energía que sustenta todo, desde los microorganismos fotosintetizadores más pequeños hasta los animales más grandes en la tierra y en los mares.

Pero algún día, muy, muy lejano en el futuro, el Sol morirá. Sin embargo, las cosas no se oscurecerán. Más bien, serán muy, muy brillantes. Caliente, también, insoportablemente. El Sol se volverá irreconocible, si todavía hay alguien alrededor para verlo.

“Una de las preguntas más básicas que tiene cualquier ser humano consciente es: ¿cómo llegamos aquí, cuál es el punto, qué significa todo esto? Las preguntas sobre nuestros orígenes y nuestro futuro”, dijo Jackie Faherty, astrofísica del Museo Americano de Historia Natural, en una llamada telefónica. “Si deseas comprender la zona habitable de nuestro Sol, debes saber cuánto tiempo estará allí, cómo evoluciona y cómo cambia. Todo se reduce a esa historia básica”.

Lo que nos lleva al acertijo de hoy: ¿Cuánto tiempo le queda a nuestro Sol vivificante y cómo lo sabemos?


“Una vez que te das cuenta de que es una bola de gas, sabes que no es una máquina infinita”, dijo Faherty. “Solo tienes que averiguar cuándo se acabará”. Calcular esa línea de tiempo es una ecuación relativamente simple, construida sobre algunas matemáticas complejas y realizaciones más pequeñas.

Para saber cuánto tiempo le queda al Sol, y, spoiler, son unos 5 mil millones de años, es necesario saber cuántos años tiene. Las estrellas no mueren inesperadamente, por lo que conocer la edad de una estrella es un indicador importante de qué tan rápido sube. En el siglo XIX, en el contexto de una disputa sobre la edad de la Tierra, Charles Darwin y Lord Kelvin, el astrofísico, debatieron la edad del Sol. La estimación de Darwin terminó siendo más cercana; La energía nuclear aún no se había descubierto, y Kelvin trabajaba bajo el supuesto de que el Sol estaba quemando carbón. Destrozó un poco sus números.

Nuestra línea de base para la edad del Sol se deriva de las rocas más antiguas que todavía viajan a través del sistema solar, que son básicamente los rechazos que nunca se convirtieron en un planeta o luna durante la fusión del sistema solar. Esas rocas nos dan constantemente una edad de 4.600 millones de años, y los científicos han podido fecharlas con precisión utilizando varias técnicas.

El Sol, fotografiado por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA en 2013

También es importante conocer el brillo del Sol, porque eso nos dice qué tan energética es la estrella. Sabemos lo brillante que es el Sol desde que sabemos qué tan lejos estamos de él, una medida llamada unidad astronómica o AU. (“Todo gira en torno a la distancia”, explicó Faherty.) La medida se calculó minuciosamente utilizando el efecto de paralaje y el tránsito de Venus a través del Sol en 1769; el famoso Capitán Cook incluso registró algunas observaciones en Tahití.

Una unidad astronómica ahora se fija en 92,955,807.3 millas y es una medida vital para discutir las distancias dentro y alrededor de nuestro sistema solar. Con esa medición, los astrónomos pudieron determinar la luminosidad o brillo del Sol; antes de eso, no estaban seguros de si la estrella estaba extremadamente cerca e increíblemente tenue o extremadamente distante e increíblemente brillante.

Resulta que el Sol está en la media cuando se trata de estrellas. Eso se mostró claramente con uno de los gráficos más importantes de la historia astronómica, el diagrama de Hertzsprung-Russell, que mapeó el brillo y el color de las estrellas. Los dos astrónomos que llevan el nombre aludieron a la idea de que las estrellas queman hidrógeno de alguna manera, y que la quema está relacionada con la temperatura y la física interior de la estrella.

Las cosas realmente se enfocaron cuando Cecilia Payne, entonces estudiante de doctorado en astrofísica en Harvard, escribió su tesis sobre la idea de que las estrellas estaban compuestas principalmente de hidrógeno y helio. En ese momento, Russell (famoso por los diagramas) y uno de los supervisores de Payne llamaron a los números “imposibles”, y Payne terminó descartando la idea en la tesis. Pero se demostró que estaba en lo cierto, y sólo a través de su trabajo el diagrama de Hertzsprung-Russell se pudo aplicar realmente como una herramienta en astrofísica, para comprender la clase de una estrella; es decir, cuál es su física y cuál será su destino. Es solo al poner nuestro Sol en esa alineación estelar que tenemos una idea de qué tipo de estrella es y qué tan brillante brilla entre sus pares.

El diagrama de Hertzsprung-Russell, que registra la luminosidad de las estrellas en relación con su color

“La observación de otras estrellas nos ha permitido tener una teoría completa de la evolución estelar. En particular, se relacionó un papel crucial con los cúmulos estelares (estrellas que se encuentran a la misma distancia, la misma composición y solo se diferencian por su masa). Allí fue posible entender que la evolución estelar depende estrictamente de la masa estelar ”, dijo Gianluca Pizzone, astrónomo de la Unión Astronómica Internacional, en un correo electrónico.

Debido a que conocemos la velocidad de la fusión nuclear del Sol, sabemos la velocidad a la que está quemando su combustible nuclear. Albert Zijlstra, astrofísico de la Universidad de Manchester, explicó que ese ritmo es extremadamente lento. “El Sol no es una bomba, es un reactor de fusión nuclear extremadamente pobre”, dijo en una videollamada. “Por kilogramo, produce menos energía que tú. Se está tomando su tiempo”. Tranquilo, Sol. Sin prisa.


Pero estas ideas se juntan ahora. Saber cuántos años tiene el Sol y la velocidad a la que se produce su fusión significa que los astrofísicos saben cuánto se ha quemado ya. El Sol ha estado ardiendo durante unos 5 mil millones de años y arderá durante unos 5 mil millones más. Aquí es donde las cosas se ponen interesantes: “Es de esperar que la fusión nuclear se ralentice [con el tiempo] porque hay menos hidrógeno. Pero eso no es posible, es el calor lo que mantiene estable al Sol. El hidrógeno se está agotando un poco y todo el Sol se convence un poco, lo que aumenta la temperatura”, dijo Zijlstra. (Esto ya está sucediendo, pero queda mucho más hidrógeno). Aunque eventualmente, el hidrógeno se agotará y el Sol colapsará hacia adentro; la gravedad siempre gana. 

Nuestro Sol no es lo suficientemente grande como para producir una supernova, una gigantesca explosión estelar. Las estrellas más grandes dejan estrellas de neutrones o agujeros negros; el final del Sol será dramático de una manera diferente. A medida que quema hidrógeno, el Sol se vuelve más pequeño y las capas externas al núcleo de la estrella se calientan más. La fusión comienza a ocurrir en un futuro fuera del núcleo. El Sol se convierte en una gigante roja, una estrella mucho más extendida que arde con menos energía que antes. El camino hacia el gigante rojo lleva un tiempo, pero una vez que se convierte en uno, la desaparición es rápida.

“En este momento, sería un muy mal momento para mudarse a Mercurio”, dijo Zijlstra. “Eventualmente te encuentras dentro del Sol”. El nuevo e hinchado Sol se ha cobrado su primera víctima.

El Sol seguirá hinchándose y desestabilizándose. Venus también se traga. (Existe cierto debate sobre si el Sol gigante rojo completamente inflado llegará a la Tierra o no, pero basta con decir que las cosas estarán crujientes aquí; al menos, los océanos se evaporarán y la Tierra se parecerá al Venus de hoy). El sol es tan difuso que comienza a evaporarse.

Apenas 100.000 años después de convertirse en gigante roja, pierde la mitad de su masa. En este punto, el Sol está en su final. Es una enana blanca, un denso remanente estelar del tamaño de nuestro planeta. En este punto, se ha agotado su energía nuclear y se enfriará lentamente hasta convertirse en una bola sólida de carbono, básicamente un diamante flotante en el espacio.

Y alrededor de esa enana compacta, la nube de material que expulsó el Sol puede emitir fluorescencia, una deslumbrante nebulosa planetaria. Pero esto no es seguro, dijo Zijlstra, quien en 2019 fue coautor de un artículo en Nature Astronomy sobre la probabilidad de que nuestro Sol ilumine una nebulosa. Para que suceda una nebulosa de este tipo, el Sol deberá estar lo suficientemente caliente mientras la nube todavía está cerca de él, e incluso entonces el espectáculo de luces cósmicas sería un abrir y cerrar de ojos en tiempo estelar: unos 10.000 años. Pizzone dijo que la nebulosa podría parecerse al halo de Messier 57, la Nebulosa del Anillo.

La Nebulosa del Anillo, Messier 57, con una enana blanca en su núcleo, fotografiada por el Telescopio Espacial Hubble

Vale la pena mantener todo esto en perspectiva. Esa nebulosa en un abrir y cerrar de ojos en el término de nuestra estrella duraría aproximadamente el doble que la historia humana escrita. Mucho antes de que surgiera la vida en la Tierra, el planeta primordial era tan inhóspito como lo será nuevamente. En otras palabras, no solo estamos en el lugar correcto, estamos en el momento correcto.

“Es realmente importante darnos cuenta de que tenemos mucha suerte de vivir en este momento, cuando existe este delicado equilibrio con la producción de energía del Sol (y la órbita estabilizadora de nuestra Luna) en la actualidad”, dijo Adam Kowalski, astrofísico estelar en el Observatorio Solar Nacional, en un correo electrónico a Gizmodo. “No queremos estropear este equilibrio porque hasta ahora, no hemos encontrado ningún planeta alrededor de una estrella diferente que sepamos que tenga este delicado equilibrio”. 

No hace falta decir que hemos encontrado formas de estropear las cosas. Esta década definirá la trayectoria de los patrones de cambio climático en el siglo venidero y más allá. En un sentido evolutivo, “sólo hemos estado aquí por un estornudo en la vida del sistema solar”, dijo Faherty. “No debes pensar que la Tierra va a ser tragada por el Sol y así es como vamos a irnos … Me preocuparía más que nuestra propia influencia cambie las cosas antes de que podamos llegar a esa fase”.

Por tanto, sabemos cómo y cuándo morirá el Sol y se llevará la habitabilidad de la Tierra con él. Sin embargo, es imposible saber si habrá vida inteligente aquí dentro de 5 mil millones de años para que se hunda con la nave.



Enlace fuente

Post Relacionados
× ¿Cómo puedo ayudarte? Available from 09:00 to 18:00