Gliese 710 y su futura visita al sistema solar.

Nuestro Sol completa una vuelta alrededor del núcleo galáctico cada 225 millones de años. De hecho, todas las estrellas de la galaxia se mueven alrededor del núcleo, aunque con velocidades distintas. Hoy, la estrella más cercana a nuestro Sol es Próxima Centauri, una enana roja a 4,2 millones de años luz, pero no ostentará este récord por siempre: dentro de 1,5 millones de años la estrella Gliese 710 se aproximará a nada menos que 0,21 años luz de distancia, prácticamente a tiro de piedra cuando pensamos en escalas cósmicas.

Gliese 710 (GJ710) se encuentra ubicada actualmente en la constelación de la Serpiente, a unos respetables 60 años luz de distancia. Es una estrella más pequeña que nuestro Sol tipo K7, de unas 0,6 masas solares, y con solo un 4% de la luminosidad del Sol. El asunto es que Gliese 710 está reptando rápidamente hacia nosotros y dentro de un millón y medio de años irrumpirá en la nube de Oort, que marca la frontera exterior de nuestro sistema solar. Esta nube de Oort es una estructura hipotética con forma de esfera que estaría situada a un año luz del Sol. Agruparía billones de cometas... todo el material sobrante de la formación de nuestro sistema solar. El caos gravitatorio provocado por la abrupta aparición de Gliese 710 causará que un número importante de estos cometas se desplacen hacia el sistema solar interior, aumentando el riesgo de una colisión con la Tierra. Por otra parte, todas las estimaciones aseguran que las órbitas de los planetas del sistema quedarán a salvo.

La nube de Oort, región exterior del sistema solar que alberga cientos de millones de cometas (Wikipedia).

Hoy Gliese 710 tiene una magnitud aparente de 9,6 y por tanto es invisible a simple vista, pero su brusco acercamiento cambiará las cosas y durante su máxima aproximación los astrónomos del futuro la verán como una estrella de primera magnitud (más luminosa que Sirio). Brillará con la misma tonalidad que Antares, la principal estrella de la constelación de Escorpión.

Estos cruces y visitas estelares son algo común en el baile estelar. Otras estrellas -que ahora vemos lejanas- han cruzado cerca de nuestro Sol en un pasado remoto y otras estrellas se están aproximando. Por ejemplo, la estrella de Barnard, hoy situada a 5,8 años luz de distancia, llegará a estar a unos 3,7 años luz de nosotros dentro de diez mi años. El sistema triple de Alfa Centauri también se está acercando y llegará a ubicarse a unos 3,3 años luz  dentro de 30.000 años, luego continuará su viaje y se alejará inexorablemente de nuestro Sol.

Gliese 710 brilla en el centro de la imagen. Dentro de un millón de años será nuestra vecina más cercana (Digitized Sky Survey, Sky View).

Los astros que nos visitarán a futuro. Se aprecia que Gliese 710 entrará en la nube de Oort, desestabilizando una cantidad importante de cometas que podrían "caer" hacia la Tierra.

La mayoría de los datos utilizados para predecir estas trayectorias provienen de las campañas de observación astrométricas efectuadas por Hipparcos, un satélite europeo ya fuera de servicio. Su reemplazante es el satélite Gaia de la ESA, una máquina espectacular que ya dio pruebas de su valía confeccionando este mapa de nuestra galaxia. Se espera que Gaia obtenga datos mucho más precisos que nos permitan formarnos un panorama completo de nuestro vecindario, y de las estrellas que eventualmente puedan pasar a nuestro lado y darnos un codazo.

Se debe recordar que las estrellas enanas rojas, naranjas y marrones son las más abundantes del universo. También son las más difíciles de detectar, aunque estén frente a nuestras narices, debido a su escaso tamaño, temperatura y brillo. La mayoría de las compañeras cercanas a nuestro Sol son enanas rojas, y no se puede descartar que a futuro descubramos nuevas vecinas en el barrio.

En principio la visita de Gliese 710 no es una gran fuente de preocupaciones. El peligro se produciría dentro de un futuro inimaginablemente lejano (todos nosotros dormiremos el sueño de los justos) y no tenemos certezas de que nuestra especie campee todavía por la Tierra. De todas formas, si conseguimos sobrevivir a las amenazas presentes podríamos suponer que a esas alturas ya existirán medios tecnológicos para neutralizar la amenaza.

La vecina cascarrabias: Próxima Centauri.

Nuestro Sol es un grano de arena más en la inmensidad de una playa cósmica. Los otros granos de arena se extienden en todas direcciones a unas distancias que no podemos ni imaginar. Pero en este post nos enfocaremos en un humilde granito de arena, que no tendría nada de especial si no fuese por el hecho de que es la estrella más cercana al Sol.

Concepción artística de Próxima Centauri, la estrella más cercana a nuestro Sol. Ubicada a 4,2 años luz, es mucho más pequeña y menos brillante que nuestro astro, aunque si más densa.

Próxima Centauri es la estrella más cercana a nuestro Sol, a una distancia de apenas 4,2 años luz, a la vuelta de la esquina hablando en escalas astronómicas. Ubicada en la constelación del Centauro, es una enana roja variable tipo M5 con una masa de apenas 12% de nuestro Sol y 1/8 de su diámetro. Estas enanas rojas son en todo distintas a las gigantes rojas y bajo ningún concepto deben ser confundidas. Han cobrado gran relevancia en la última década porque los estudios señalan que serían las estrellas más abundantes de nuestra galaxia. Una enana roja es una estrella más pequeña que nuestro Sol y por tanto mucho menos luminosa. Las temperaturas de su superficie también son menores a la superficie de nuestro Sol, hecho que les brinda su color rojo característico. Una enana roja es una estrella cuya vida debe ser lo más parecido que conocemos a la idea de eternidad: su vida se extiende por unos intervalos de tiempo enormes, pues el hidrógeno de su núcleo se aprovecha mucho mejor que en las estrellas gigantes, pródigas y malgastadoras de combustible. De hecho, Próxima Centauri y todas las enanas rojas conocidas están aún en la secuencia principal (fusionan hidrógeno). No ha transcurrido la cantidad de tiempo suficiente para que cualquiera de ellas agote sus reservas de hidrógeno y evolucione a estadios posteriores. No sabemos con certeza  como podría morir una enana roja y los científicos solo pueden construir simulaciones al respecto.

Próxima Centauri fue descubierta en 1915 por Robert Innes, desde el observatorio Unión de Sudáfrica en Johannesburgo. La cercanía de la estrella permitió la utilización del método de la paralaje para precisar su distancia. El resultado es 4,22 años luz de distancia y una paralaje de 768,7 segundos de arco medidos por el telescopio espacial Hubble.

Comparativa de tamaños entre el Sol, Centauri A y B y Próxima Centauri (Wikipedia).

Al parecer, Próxima Centauri está ligada gravitacionalmente al sistema de Alfa Centauri, un sistema binario que incluye las estrellas Alfa Centauri A y B, ambas muy similares a nuestro Sol. Si esto es correcto, Próxima Centauri orbita alrededor de Alfa Centauri con un período de unos 500.000 años. El asunto no se ha podido zanjar con claridad, pero los últimos estudios demostrarían que esto es así y que el sistema de Alfa es en realidad un sistema triple.

Próxima Centauri (ESA/Hubble/NASA).

Espectacular imagen del sistema Alfa Centauri, ambas estrellas son muy semejantes a nuestro Sol.

Debido a su escaso tamaño, Próxima Centauri tiene una magnitud aparente de 11 y no es visible a simple vista. Su brillo equivale apenas a 1/150 del brillo de nuestro Sol. Si estuviésemos parados sobre Alfa Centauri A -prácticamente al lado- apenas podríamos distinguir a Próxima como una débil estrella rojiza de magnitud 5. Ninguna enana roja (por no hablar de las enanas marrones) es visible a ojo desnudo desde nuestro planeta y no se puede descartar que a futuro descubramos otras en nuestra vecindad, quizá incluso más cercanas que Próxima Centauri. De las treinta estrellas más cercanas a nuestro Sol, una veintena son enanas rojas (la estrella de Barnard, Ross 154, estrella de Luyten, YZ Ceti, etc.)

En agosto de 2016 Próxima Centauri estuvo en portadas, porque ESO anunció el descubrimiento de un exoplaneta orbitando a su alrededor. El planeta fue descubierto gracias al proyecto Pale Red Dot, una iniciativa destinada a detectar exoplanetas orbitando alrededor de nuestra vecina enana. Se le designó como Próxima b y fue descubierto por el método de velocidad radial. El planeta está ubicado dentro de la zona de habitabilidad de la estrella, tiene una masa mínima de 1,3 masas terrestres y orbita alrededor de su estrella madre con un período de 11,2 días. Surgieron las especulaciones sobre si el planeta sería un lugar óptimo para albergar formas de vida. De momento podemos suponer muchas cosas, pero un antecedente negativo es que estas enanas rojas son estrellas cascarrabias. De cuando en cuando generan espectaculares fulguraciones y emiten cantidades letales de rayos X al espacio, un ingrediente que no se lleva demasiado bien con la vida. De todas formas es posible que Próxima b presente acoplamiento de marea, es decir, que siempre presenta la misma cara hacia su estrella. Si esto es así, es posible que alguna forma de vida pueda prosperar en las zonas eternamente crepusculares, donde la mezcla de día y noche genere unas condiciones más amigables para la aparición de la vida.

No hay que entusiasmarse demasiado con la cercanía de Próxima Centauri y su flamante planeta. Si pensaron que era cosa de montarse en una nave y partir les diré que es mejor meter las presas en agua fría. El viaje en una nave tipo apolo 11 consumiría decenas de miles de años. Todavía faltan décadas (seguramente siglos) para que la humanidad sea capaz de afrontar un viaje de este calibre.

Concepción artística de Próxima b. En el cielo brilla Próxima Centauri, y más a la derecha se distingue el sistema binario de Alfa Centauri.

Concepción artística de Próxima b (ESO).

VY Canis Majoris, la superestrella del cosmos.

Hay ocasiones en que el tamaño si importa, y sino me creen pregúntenle a VY Canis Majoris (en adelante VY CMa).

Ubicada en la constelación del Canis Majoris (el perro grande) VY Canis Majoris es una fabulosa hipergigante roja tipo M2.5, que en su momento fue la estrella más grande conocida por el hombre, si bien su tamaño exacto es aún motivo de discusión. Tendría unos 1.400 radios solares, unos 990 millones de kilómetros de diámetro. Colosal, fuera de comprensión, si ubicásemos la estrella en el lugar del Sol su volumen se extendería hasta más allá de la órbita de Júpiter.

Está ubicada a unos 4.900 años luz de nosotros, aunque la cifra es solo una estimación porque la distancia es demasiado grande para calcularla con el método de paralaje

CMa, la estrella más grande de la imagen, brilla con todo su poder en la constelación del Can Mayor.

De todas formas el verdadero tamaño de VY Canis Majoris (como el de otras supergigantes) es motivo de debate. Las estrellas de esta clase suelen estar rodeadas de una nube de material que obstaculiza los estudios, tornando difícil distinguir entre la fotosfera de la estrella y el espacio exterior. Un grupo de investigadores, liderados por Roberta Humphpreys (Universidad de Minnesota), sostiene que la estrella tendría entre 1800-2600 radios solares, casi en el límite de lo posible y que VY Canis Majoris sería el campeón indiscutido de nuestra galaxia. Otro grupo sostiene que la estrella tendría no más de 1400 radio solares -quizá apenas 600- y que por ende sería "una más del montón".

Como todas las supergigantes, la temperatura de la superficie (fotosfera) de Canis Majoris es fría, unos 3500 K, en comparación a nuestro Sol que arde a unos 5700 K. En la entrada anterior explicábamos las causas de esta aparente contradición: el núcleo de las supergigantes arde con temperaturas infinitamente superiores a las de nuestro Sol, pero la estrella es tan gigante y tan poco densa que las capas exteriores mantienen una temperatura comparativamente fría, y brindan a la estrella su característico color rojo (las estrellas más calientes descubiertas tienen color azul). Aún así la luminosidad del astro es impresionante: unas 400.000 veces superior a nuestro Sol (dentro de las 50 más brillantes). VY Canis Majoris está clasificada como una estrella variable semiregular, exhibiendo cambios en su luminosidad con un período de unos 2200 días.

El Sol y la órbita de la Tierra comparados con el tamaño de VY CMa (wikipedia).

Comparación de tamaños entre VY CMa y otras gigantes rojas (créditos en la imagen).

VY CMa tiene actualente unas 15-25 masas solares, pero durante su infancia tuvo que tener unas 40 masas solares. Después de una corta etapa de vida en la secuencia principal (en que las estrellas fusionan hidrógeno para generar luz y calor) la estrella se hinchó hasta convertirse en una hipergigante roja. El enorme tamaño de esta bestia ha causado que las capas exteriores apenas estén ligadas gravitacionalmente al resto de la estrella. La feroz actividad del viento estelar termina por eyectar las capas superficiales al espacio exterior, formando una enorme nebulosa invisible a la luz óptica, pero que puede ser detectada en el infrarrojo. Al igual que Betelgeuse y Antares, VY Canis Majoris está rodeada de complejos arcos formados de polvo y gas que se extienden a docenas de radios estelares alrededor de la estrella. La observación de la nebulosa ha permitido a los científicos calcular que VY CMa está perdiendo masa a un ritmo acelerado: en los últimos 1000 años expulsó al espacio una cantidad de masa equivalente a nuestro Sol.

En 2007 el telescopio espacial Hubble captó imágenes espectaculares de la nebulosa que rodea a VY CMa, vean:

Nube de materia alrededor de VY CMa. Son restos de capas expulsadas al espacio en bruscos episodios de viento estelar. El material es invisible en el óptico (Hubble).

Deciamos que VY Canis Majoris se encuentra en una etapa muy avanzada de su vida. Ya salió de la secuencia principal y se ha convertido en una estrella gigante, etapa en que permanecerá durante algunos cientos de miles de años. La vida de la estrella será breve, apenas una minúscula fracción de la vida de nuestro Sol. Es el destino de las estrellas masivas: arden en forma tan pródiga que malgastan rápidamente sus existencias de hidrógeno. Es posible que VY CMa ya este a un paso -a escalas astronómicas, por supuesto- de explotar como una espectacular supernova. Cuando lo haga nos dejará un bonito agujero negro de recuerdo, símbolo de su poder, tan colosal, que es capaz de perforar el entramado del espacio-tiempo.

Hoy está casi descartado que VY CMa sea el astro más grande descubierto. La pelea está entre UY Scuti y Westerlund 1-26.

El astrónomo francés Jerome Lalande fue el primero en observar la estrella, anotándola en su catálogo estelar de 1801 como una estrella de magnitud 7. La nebulosa que rodea la estrella fue descubierta por el astrónomo argentino Luís Guerín en 1917, desde el observatorio de la ciudad de Córdoba.

VY Canis Majoris tiene una magnitud aparente de 8 y por tanto no es visible a simple vista, pero si usamos un telescopio mediano ya podremos distinguirla, brillando como un diminuto puntito rojo, como uno más de los miles de astros que engalanan el firmamento. Pese a la distancia que nos separa, VY CMa (con nebulosa incluida) abarca unos diez segundos de arco en el cielo. Es difícil localizarla y los interesados deberán hacer uso de cartas estelares. Lo mejor es utilizar oculares de bajos aumentos y amplio campo visual para realizar la primera búsqueda. VY CMa está ubicada cerca del cúmulo NGC 2362, aunque no pertenece a él. Sus coordenadas son AR: 07h 22m 58s, DEC -25° 46´ 03". Es preciso ubicar a Omega CMa, la estrella brillante más cercana a nuestro objetivo y desde ahí desplazarse algunos grados hacia el este.

La constelación del Canis Majoris -hogar de nuestra superestrella- es una constelación propia del verano en el hemisferio austral, aunque también es visible durante gran parte del otoño. Los interesados tienen tiempo de sobra para intentar localizar a este titán de los cielos. Si logran enfocar a VY CMa verán un punto rojo que no se distingue gran cosa del resto de las estrellas (la nebulosa no es visible en el óptico) pero nosotros ya conocemos la verdadera magnitud de ese simple puntito.

Ubicar a VY CMa requiere algo de tiempo y paciencia, pero vale la pena.

Las supergigantes y gigantes rojas del cielo nocturno.

Las estrellas viven la mayor parte de su vida en la llamada secuencia principal, una larga etapa en que transforman el hidrógeno de su núcleo en helio, mediante una reacción de fusión nuclear que genera luz y calor. Pero esta reserva de hidrógeno no es eterna y terminará por acabarse. Dependiendo de su masa, una estrella que finaliza la secuencia principal puede seguir varios caminos. Si su masa es menor a unas 8 masas solares, entonces al agotarse el hidrógeno del núcleo la presión térmica no podrá equilibrar la enorme fuerza gravitatoria de la estrella, que comienza a derrumbarse sobre si misma. 

Se podría pensar que es el fin...pero nada de eso, porque la estrella se saca del sombrero un truco muy interesante. La estrella se contrae y la presión extrema producida por esta contracción eleva la temperatura del núcleo. Esta subida es suficiente para comenzar a fusionar el hidrógeno de las capas externas de la estrella, permitiendo un alargue de su vida, pero el aumento de temperatura infla la estrella (los gases se expanden con el calor), que puede aumentar su volumen en forma desmesurada, hasta cien veces su tamaño original. Como es tan grande, las capas exteriores de la estrella, que apenas están ligadas gravitacionalmente a las zonas interiores, disminuyen su temperatura y adquieren un color rojizo: estamos ante una gigante roja.

En estrellas con masas superiores a 8-9 masas solares, este truco de sobrevivencia se repite varias veces y se inicia el ciclo de fusión de elementos cada vez más pesados. Se expanden desmesuradamente hasta recibir el título de supergigantes. La temperatura de las capas superficiales de esta clase de astros es menor que la de nuestro Sol, pero al ser tan enormes resultan ser miles de veces más luminosas. Al acabarse el hidrógeno la enorme temperatura del núcleo permite fusionar helio, luego se quema el carbono, nitrógeno, oxígeno y así hasta llegar al hierro (que demanda energía en vez de producirla), punto que marca el fin del ciclo de vida de una estrella: ya no hay forma de mantener el equilibrio entre presión térmica y gravedad, la estrella se colapsa sobre si misma y el violento rebote de las capas exteriores al caer sobre el núcleo genera una espectacular supernova. Es la puerta de entrada a los dominios de la fantasía y lo increíble. Tras la explosión, los restos de estos titanes del cosmos se contraen para generar, dependiendo de la masa de la estrella, una pesadillezca estrella de neutrones o un insaciable agujero negro.

Los lectores habituales de este blog ya saben que las estrellas muy masivas no gozan de vidas largas, porque consumen sus reservas de hidrógeno en forma pródiga y poco eficiente. En esto se diferencian por completo de estrellas del tipo de nuestro Sol, que extienden su ciclo de vida por tiempos que nos parecen infinitos. Betelgeuse, por ejemplo, quizá exista durante un total de 10 millones de años cuando mucho, todavía no se había formado cuando los dinosaurios se estaban extinguiendo y no existirá para ver la paulatina transformación de nuestro Sol en gigante roja.

Los distintos ciclos de vida seguidos por estrellas con masas similares a nuestro Sol y superiores (Wikipedia).

En el esquema de Hertzsprung-Russell, que ordena a las estrellas de acuerdo a dos parámetros: luminosidad y temperatura, las gigantes y supergigantes rojas se ubican en el extremo superior derecho del gráfico, estrellas con una luminosidad brutal y una temperatura superficial más bien fría.

Estas estrellas son las favoritas de muchos aficionados a la astronomía, porque son una síntesis de las colosales fuerzas activas del universo. Una gigante roja (y cuanto más una supergigante) son estrellas de un volumen enorme que desafía nuestras terrenales formas de comprensión. Algunas de ellas están a distancias relativamente cercanas de la Tierra y ofrecen un bello espectáculo, ya sea al ojo desnudo o al ocular de nuestros telescopios. Hagamos un repaso de las principales, aquellas que podemos contemplar a simple vista.

Quizá sea Betelgeuse la gigante roja más famosa sur. Se trata de una soberbia estrella ubicada a unos 600 años luz de la Tierra, que forma el hombro izquierdo de la constelación de Orión. Betelgeuse se encuentra en los descuentos de su ciclo de vida y es posible que dentro de unos 100.000 años (quizá antes) se convierta en una llamativa supernova, que decorará los cielos nocturnos de la Tierra durante semanas o meses. La estrella posee un diámetro 600 veces superior a nuestro Sol y es unas 10.000 veces más brillante. Puesta en el lugar del Sol llegaría hasta más allá de la órbita de Júpiter. Tiene una temperatura superficial de 3.000 K y está rodeada de una nube de gas, material que arroja al espacio en violentos episodios de viento estelar.

Posición de Betelgeuse en la constelación de Orión.

La roja Aldebarán (a la izquierda, magnitud aparente 0,85) señala la cabeza de la constelación del Toro. Su nombre significa "la que sigue", porque no da la impresión de que persigue al cúmulo de las Pléyades en el cielo nocturno. Aldebarán está ubicada a unos 65 años luz de la Tierra y es una gigante naranja con un diámetro 80 veces mayor que nuestro Sol y unas 400 veces más luminosa. Su temperatura superficial debe andar por los 4000 K. En el hemisferio sur Aldebarán deja de ser visible a principios de mayo, para reaparecer por el este a comienzos de la primavera. Al igual que Antares, Aldebarán está ubicada cerca de la eclíptica, lo que permite que en ocasiones la estrella sea ocultada por la Luna


En este listado no podiamos olvidarnos de Antares (alfa Scorpii, derecha) una fantástica supergigante roja de magnitud aparente 1,09, que debe ser unas 750 veces más grande que nuestro Sol y hasta 10.000 veces más brillante. Está a unos 550 años luz de nosotros y se encuentra rodeada por una nube de su propio material, que arroja al espacio en violentos episodios de viento estelar. Antares se ubica muy cerca del plano de la eclíptica (camino aparente del Sol entre las estrellas) y frecuentemente se cruza con el planeta Marte, con quien rivaliza en color y brillo. La constelación del Escorpión aparece por el horizonte una después de la puesta del Sol y es visible durante toda la noche. Antares, su estrella más brillante, nos acompañará todo el otoño-invierno.

Arturo es otra naranja gigante de magnitud 0,04 la tercera estrella más brillante del cielo nocturno después de Sirio y Canopus. Está ubicada a unos 37 años luz de distancia y debe ser unas 15 veces más grande que nuestro Sol. En el hemisferio sur Arturo es visible durante el otoño-invierno, aprovechen y no se pierdan esta preciosa gema.

Comparación de tamaños entre el Sol y Arturo (Wikipedia).

Gacrux (Gama de la Cruz) es la tercera estrella más brillante de la Cruz del Sur. Con una magnitud aparente de 1.63, es una gigante roja ubicada a unos  90 años luz de distancia. El observador puede percibir su tonalidad rojo- anaranjada, que contrasta con las otras estrellas blancas y azules que forman la constelación. Como todos los astros de su tipo, Gacrux posee una temperatura superficial fría, en este caso unos 3.400 K, pero aún así es unas 1.500 veces más luminosa y unas 50 veces más grande que nuestro Sol. La estrella es una variable semiregular (es decir, sufre cambios en su luminosidad)

Póllux (beta geminorum) es una gigante naranja apenas a 33 años luz de distancia.

Hamal, la estrella más brillante de Aries, es otra gigante naranja a unos 60 años luz. Es 14 veces más grande que el Sol y a su alrededor orbita el exoplaneta Alfa Arietis b, descubierto el año 2011. 

Hay, por supuesto, muchas otras gigantes y supergigantes rojas diseminadas por aquí y por allá en nuestra galaxia. Todas son descomunales pero tan distantes que no podemos verlas a menos que utilicemos el telescopio. En este listado podríamos incluir a VY Canis Majoris, UY Scuti, NML Cygni, Westerlund 1-26, etc. Prometo que en una próxima entrada me dedicaré a VY Canis Majoris (VY CMa) una estrella notable en muchos aspectos.

¿Y que con el Sol?

Nuestra estrella también deberá enfrentarse a la vejez y la muerte. Dentro de un horizonte temporal enorme, de unos 5.000 millones de años, el Sol consumirá las reservas de hidrógeno de su núcleo. En ese momento el núcleo inerte de helio no podrá contrarrestar la presión gravitatoria. El Sol sufrirá una contracción que elevará la temperatura del núcleo a casi 100 millones de K, suficiente para iniciar la fusión del helio, además de consumir el hidrógeno restante en las capas alejadas del núcleo. Este aumento de temperatura expandirá el tamaño del Sol a unas 100 veces su tamaño actual y aumentará su luminosidad unas 2000 veces: el Sol se habrá convertido en una gigante roja que devorará a Mercurio, Venus, y probablemente a la Tierra, de todas formas toda vida en nuestro planeta habrá terminado desde mucho antes Cuando se acabe el helio el núcleo del Sol abundará en elementos pesados como el carbono y oxígeno, pero al llegar a este punto el Sol no podrá repetir su truco. La contracción del núcleo no elevará la temperatura lo suficiente como iniciar el ciclo de fusión del carbono, por tanto el sol se quedará como gigante roja, expulsando al espacio la mayor parte de su masa para formar una hermosa nebulosa planetaria, un legado para los astrónomos del futuro, descendientes de seres humanos que hayan colonizado otros mundos...o para los astrónomos de lejanas civilizaciones.

Paulatinamente, lo que quede del núcleo del Sol se transformará en una enana blanca, un cadáver estelar que seguirá emitiendo un débil brillo durante miles de millones de años más.

Ciclo de vida del Sol.

Dentro de un futuro increíblemente lejano esta imagen será una realidad, probablemente el Sol termine por devorar a la Tierra.

Comparación de tamaños entre supergigantes rojas. VY Canis Majoris es una de las mayores estrellas conocidas, pero tan lejana -a 3800 años luz- que es invisible a simple vista (créditos en la imagen).

Una gigante roja derrama su luz sobre la torturada superficie de planeta que orbita a su larededor.

R136a1, el titán del cosmos.

La Nube Grande de Magallanes es una galaxia satélite de la Vía Láctea, ubicada a unos 160.000 años luz de distancia. Es mucho más pequeña  que la nuestra (diámetro de 35.000 años luz) pero aún así se las ingenia para ser un objeto de gran interés, porque contiene las regiones de formación estelar mas activas de todo el Grupo Local de galaxias, asunto no menor. Destacable es la Nebulosa de Tarántula (30 Doradus), una región de 1.000 años luz de extensión que contiene un denso cúmulo abierto de estrellas llamado R136. En tiempos pasados se creyó que este cúmulo era una única estrella de proporciones asombrosas, un Leviatán de los cielos, pero un examen más cuidadoso reveló su verdadera naturaleza. El cúmulo sigue siendo motivo de asombro, porque está constituido por un conjunto de estrellas extremadamente densas, varias con 150 masas solares, y casi en el centro, un monstruo, un coloso de 265 masas solares llamada R136a1.

Espectacular imagen del cúmulo R136, en la Nebulosa Tarántula. Algunas de sus estrellas son las más masivas descubiertas hasta ahora (NASA/ESA).

Ciertamente, no debemos confundir masa con volumen. R136a1 tiene un diámetro modesto en comparación con otras estrellas, (supergigantes rojas como Betelgeuse o Antares son más grandes) pero en cuanto a masa se lleva el récord en todo el universo conocido. Al principio los científicos no creían que pudiesen existir estrellas tan masivas, pues la descomunal presión térmica originada por las reacciones nucleares las haría volar en pedazos, lo que conocemos como límite de Eddington. R136a1 es también la estrella más brillante descubierta hasta ahora, con una luminosidad ¡¡nueve millones de veces superior a nuestro Sol!! y una temperatura que debe andar por los 50000 K.

Imagen infrarroja del cúmulo R136, obtenida por el VLT. R136a1 es la brillante estrella ubicada justo al centro de la fotografía (ESO/VLT).

De izquierda a derecha: enana roja, nuestro Sol, una gigante azul y R136a1 (Wikipedia).

Un zoom de la nebulosa tarántula. El recuardo de la derecha es un acercamiento del cúmulo, hogar de estrellas supermasivas. Nótese el apretujón central (ESO).

Estas estrellas tan masivas no tienen vidas largas. Es como el ejemplo de la vela que arde majestuosamente...podrá iluminar más que las otras velas del salón, pero también se consumirá mucho más rápido. En el caso de R136a1, pese a su espectacularidad, vivirá apenas una minúscula fracción de la edad estimada para nuestro Sol, quizá unos dos millones de años. Si aceptamos que la estrella ya tiene un millón de años, entonces le queda otro millón de años antes de implosionar como una espectacular hipernova.

R136a1 es una estrella de tipo Wolf-Rayet, una hipergigante azul que arroja continuamente parte de su masa al espacio circundante. La perdida de masa de estas estrellas es muchísimo mayor que el reposado viento estelar de estrellas del tipo de nuestro sol. Algunos cálculos estiman que R136a1 ya ha perdido cerca de la mitad de su masa. Si aceptamos que la estrella tiene ahora 265 masas solares, la conclusión es que en su origen pudo tener cerca de 400 masas solares...impresionante.

R136a1 no es visible a simple vista. Recordemos que la estrella, por muy luminosa que sea, pertenece a los dominios de otra galaxia, más allá de los alcances del ojo humano. Posee una magnitud aparente de 12, y solo puede ser resuelta con telescopios tipo "estado del arte", además, la alta densidad de estrellas en el centro del cúmulo origina confusiones, de hecho, solo el año 2010 pudo determinarse la real masa de la estrella gracias a observaciones efectuadas con el VLT en Chile y el telescopio espacial Hubble.

En cuanto a tamaños (es decir, diámetros)... la pelea estaría entre UY Scuti, VY Canis Maioris y Westerlund 1-26. La verdad es que precisar diámetros estelares no es tarea fácil, pues las estrellas supergigantes se desprenden de sus capas superficiales arrojándolas al espacio en brutales episodios de viento estelar, haciendo difícil distinguir el verdadero límite entre su superficie y espacio exterior. En este post tratamos una vez el tema.

Bienvenida...estrella Cervantes

Asignar un nombre a cada uno de los cuerpos astronómicos de nuestra galaxia es un trabajo arduo, de hecho, la mayoría de las estrellas descubiertas gracias al trabajo de los telescopios gigantes reciben una designación, una mezcla de números y letras que identifican al astro, así, tenemos a KIC 8462852...nuestra estrella con bruscos cambios de luminosidad, o tenemos a 2MASS J23062928-0502285 que ahora también es conocida como TRAPPIST-1, nuestra flamante enana roja que alberga un sistema de siete planetas, algunos ubicados en la zona de habitabilidad de su estrella.

Claro, estas designaciones (que más parecen un código de barras, o el número de una tarjeta de crédito) no contribuyen mucho a despertar interés por los temas astronómicos entre el gran público, y menos facilitan el trabajo de la memoria.

Con los exoplanetas está sucediendo algo similar. Su número crece día a dia y muchas personas sienten la necesidad de colgarles un nombre que sea algo más llamativo que un código de barras. Hasta ahora el sistema de denominación de los exoplanetas ha sido el siguiente: los planetas descubiertos orbitando alrededor de una estrella reciben el nombre de su estrella madre más una letra minúsculas desde la b en adelante (la letra a se reserva para la misma estrella), de esta forma:

El exoplaneta más cercano a la Tierra, que orbita alrededor de la enana roja Próxima Centauri (apenas a 4,2 años luz), se denomina Próxima b.

Los planetas descubiertos alrededor de la estrella TRAPPIST-1 se denominan TRAPPIST-1 b, TRAPPIST-1 c... y asi sucesivamente.

Con estas ideas en mente es que la Unión Astronómica Internacional (organismo encargado de la nomenclatura de los cuerpos astronómicos) estableció una comisión de trabajo con la misión de estudiar y recuperar los nombres tradicionales que las distintas culturas han asignado a los astros más destacados del cielo nocturno. Estos nombres siempre han sido usados, pero no como nombres oficiales y suelen aparecer problemas relacionados con su correcta ortografía y pronunciación.

El trabajo de la comisión ha dado sus frutos con una tabla de nombres oficiales para 227 estrellas, más nuevos 14 sistemas estelares que han recibido pintorescos nombres en base a un concurso popular organizado en conjunto con Zooniverse. El concurso finalizó en diciembre de 2015, con la presentación de las propuestas ganadoras.

Para el mundo de habla hispana uno de los resultados más interesantes está en el nuevo nombre de la estrella Mu Arae, una estrella de tipo G a 50 años luz, ubicada en la constelación de Altar y que tendría un sistema de cuatro planetas orbitando a su alrededor. La propuesta ganadora (presentada por el planetario de Pamplona y el instituto Cervantes) denomina a Mu Arae como Cervantes y a sus cuatro planetas como Dulcinea, Rocinante, Quijote y Sancho.

Dulcinea (Mu Arae c) es el planeta más cercano a Cervantes, apenas a 0,1 UA. Tiene asignada la letra c, pues fue descubierto e forma posterior a los demás.

Rocinante (Mu Arae d), un gigante gaseoso con una órbita altamente excentrica.

Quijote (Mu Arae b) tiene una masa mayor a la de Júpiter. Fue el primer planeta del sistema en ser descubierto. Tiene un período orbital de 643 días y lo más interesante, tendría una órbita bastante excentrica, similar a la personalidad del flamante personaje de Cervantes.

Sancho (Mu Arae e), es el planeta más alejado de Cervantes, un gigante gaseoso más masivo que Júpiter y un período orbital de una década.

Por supuesto, si estos nombres no te gustan eres libre de seguir utilizando las otras denominaciones de la estrella, que siguen absolutamente vigentes: además de Cervantes y Mu Arae, la estrella recibe la denominación HD 160691.

En la página oficial NameExoWorlds, pueden ver una tabla con los nombres ganadores para estos 14 nuevos sistemas estelares...pasen a dar un vistazo, algunos son espectaculares.

El concurso me recordó a una propuesta similar para bautizar los accidentes de Plutón-Caronte...de eso hablamos acá

La estrella Cervantes y sus planetas, merecido homenaje al gran creador español

Imagen con los nombres ganadores de las 14 estrellas y sus 31 exoplanetas (NameExoWorlds).

                Plataforma publicitaria de la campaña "Estrella Cervantes"

TRAPPIST-1, un sistema estelar con siete planetas semejantes a nuestra Tierra.

La búsqueda de exoplanetas está dando asombrosos resultados. A mediados de 2016 se anunció el hallazgo de Próxima b, un exoplaneta ubicado en la zona de habitabilidad de Próxima Centauri, la estrella más cercana a nuestro Sol. El descubrimiento provocó bastante sensación, pero ahora tenemos a TRAPPIST-1, una estrella en torno a la cuál orbitan siete planetas de tamaños y masas semejantes a la Tierra, algunos de ellos situados en la zona de habitabilidad de su estrella. 

Concepción artística de TRAPPIST-1 f, uno de los exoplanetas descubiertos (NASA/JPL-Caltech).

Pero vamos paso a paso. En mayo de 2016 Michael Gillón y su equipo del Observatorio Europeo Austral (ESO), anunciaron el descubrimiento de tres exoplanetas semejantes a la Tierra orbitando alrededor de la estrella TRAPPIST-1, una enana roja de tipo M8 ubicada a unos 39 años luz de distancia en la constelación de Acuario. Para el hallazgo hicieron uso del telescopio belga de 60 cms. del programa TRAPPIST  (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), instalado en el observatorio astronómico de la Silla, en el norte de Chile. El nuevo sistema fue bautizado con el nombre del programa, que se dedica a buscar exoplanetas que orbiten alrededor de enanas rojas o marrones. Sin duda que el descubrimiento marcó un hito, pero lo mejor de todo estaba por venir, porque recientemente NASA anunció que en torno a la estrella madre revolotean no solo tres...sino siete planetas rocosos (sólidos, no gaseosos), y que cuatro de esos planetas estarían situados en la zona de habitabilidad de la estrella, vamos...que los astrobiólogos tienen los pelos de punta.

¿Qué significa todo esto?... TRAPPIST-1 es una enana roja muy pequeña, con apenas un 8% de la masa del Sol y un diámetro casi similar al del planeta Júpiter... casi diríamos una estrella "en miniatura", de hecho, justo en el difuso límite entre una estrella, con su fusión de hidrógeno en helio y un "gigante gaseoso" al estilo de Júpiter. Su temperatura es muy fría, unos 3.000 °C, apenas la mitad de la temperatura del Sol.

Comparación de tamaños entre nuestro Sol y TRAPPIST-1 (ESO).

Como TRAPPIST-1 es muy pequeña, los siete planetas descubiertos orbitan muy cerca de su estrella, a distancias que fluctúan entre los 0,01 UA (el más cercano) y 0,06 UA (el más lejano), para que nos hagamos una idea, Mercurio orbita a una distancia de 0,39 UA de nuestro Sol.

Reunión familiar: concepción artística de los siete planetas descubiertos (NASA/JPL-Caltech).

Principales características de los exoplanetas descubiertos y comparación con los planetas rocosos de nuestro sistema solar (NASA /JPL-Caltech).

Los siete planetas descubiertos tendrían tamaños semejantes a la Tierra y han sido denominados como TRAPPIST-1 b, c, d, e, f, g y h respectivamente (¡derroche de creatividad!). De estos siete, d, e, f, y g son los que estarían ubicados en la zona de habitabilidad de su estrella.

En una entrada anterior precisamos lo que significa estar ubicado en la zona de habitabilidad de una estrella. Alguien lo definió con claridad castiza como que el planeta no está muy lejos de su estrella para congelarse ni demasiado cerca para asarse. En términos astronómicos significa que el rango de temperaturas del planeta es adecuado para permitir la existencia de agua líquida sobre su superficie, ni más ni menos. No significa que realmente haya agua líquida sobre el planeta, y menos significa que estos planetas tengan que ser obligatoriamente habitables, pues son muchos los factores que entran en juego, por ejemplo, Marte se encuentra en la zona de habitabilidad de nuestro Sol, pero actualmente sabemos que el planeta no puede albergar agua en estado líquido sobre su superficie (por mucho que en un lejano pasado tuviese océanos).

TRAPPIST-1 b. Es el planeta más cercano a su estrella madre, apenas a 0,011 UA y un período orbital de 1,51 días. Es algo más grande que la Tierra, con 1,05 radios terrestres. Las temperaturas, la cantidad de rayos X y radiación ultravioleta que recibe de su estrella madre hace que las condiciones sean muy hostiles.

TRAPPIST-1 c. Planeta con 1,06 radios terrestres ubicado a 0,015 UA de su estrella y con un período orbital de 2,42 días.

TRAPPIST-1 d. Un mundo con 0,77 radios terrestres, ubicado a 0,021 UA de su estrella y con un período orbital de 4,05 días. posiblemente en zona de habitabilidad.

TRAPPIST-1 e. Con 0,92 radios terrestres, ubicado a 0,028 UA de su estrella y un período orbital de 6,10 días. En zona de habitabilidad.

TRAPPIST-1 f. Con 1,04 radios terrestres, ubicado a 0,037 UA de su estrella y un período orbital de de 9,21 días. En zona de habitabilidad.

El planeta más grande del sistema es TRAPPIST-1 g, que tiene un radio de 1,13 radios terrestres y un período orbital de 12,35 días. En zona de habitabilidad.

El más pequeño es TRAPPIST-1 h, con 0,76 radios terrestres y un período orbital de 20 días. También es el más externo del sistema, ubicado a 0,06 UA de su estrella madre.

Se ha calculado que las órbitas de estos planetas poseen baja excentricidad, es decir, son casi circulares, al igual que los planetas interiores de nuestro sistema solar.

Dada la cercanía de los planetas a su estrella madre, muchos especialistas creen que los planetas interiores (si no es que todos) presentarán acoplamiento de marea, es decir, que siempre muestran la misma cara hacia su estrella. En consecuencia, algunos planetas tendrán un día eterno en un hemisferio y una noche eterna en su hemisferio opuesto, pero en el terminador -nombre que recibe la línea que separa el día y la noche- debe haber una zona en penumbra donde las temperaturas posiblemente sean más moderadas. Quizá esa zona crepuscular albergue agua en estado líquido y sea más propicia para el desarrollo y sostenimiento de la vida.

Sin embargo, las cosas no son tan simples. Para estos planetas la vecindad de su enana roja madre es un asunto complicado, porque las estrellas de esta clase lanzan cantidades letales de rayos X y radiación ultravioleta al espacio. En todo caso, estas condiciones podrían variar dependiendo de las características de las atmósferas que los mundos puedan mantener, además, la zona de penumbra que citamos arriba escaparía a estos niveles letales de radiación.

Esta familia estelar en miniatura (que algunos han comparado a Júpiter y sus sistema de lunas) fue descubierta gracias al sistema de tránsito, que consiste en detectar pequeñas variaciones de luminosidad en una estrella cuando uno de los planetas se cruza por delante. Un planeta del tamaño de Júpiter causaría una disminución de un 1% en el brillo de una estrella del tamaño del Sol...rangos muy pequeños, pero la tecnología actual permite detectar disminuciones incluso menores, sorprendiendo la existencia de mundos orbitando en torno a una estrella.

Interesante lámina: comparación entre nuestro sistema solar, el sistema TRAPPIST-1 y Júpiter con sus satélites (ESO).

El descubrimiento de estos cuatro planetas adicionales (aparte de los tres descubiertos por Gillón y su equipo) se lo debemos al telescopio espacial Spitzer, TRAPPIST, VLT y otros que han participado en la cacería con los datos proporcionados por el equipo de Gillón.

El telescopio TRAPPIST del la Silla en Chile. Con este aparato se produjo el descubrimiento de los primeros tres planetas del sistema TRAPPIST-1 (Wikipedia).

Concepción artística de un planeta orbitando alrededor de TRAPPIST-1. La superficie tiene agua líquida (ESO).

Los progresos en el campo son tan impresionantes que el descubrimiento de exoplanetas se ha vuelto un asunto casi cotidiano. Los medios de comunicación dedican media plana a hallazgos importantes como el del sistema TRAPPIST-1, pero el descubrimiento de exoplanetas es un asunto de un día si y otro también. Ya nos podemos imaginar los saltos que se darán en el campo cuando el telescopio espacial James Webb -con sus impresionantes prestaciones- entre en acción. Cuando yo adquirí mi primer telescopio (hace unos 20 años) la humanidad conocía apenas un puñado de estos cuerpos celestes, ahora vamos por los 3.000 y contando.