Señorita ¿Me permite usted pellizcar su pastel?

Raúl Ortiz-Pulido

Fecha: 2013-06-01


Hace unos días un amigo me platicó que viajando en un transporte urbano vio a una muchacha transportando un rico pastel. El pastel era tan apetecible que mi amigo pasó cerca de 10 estaciones pensando como probarlo. Finalmente, decidió que la mejor manera de hacerlo, dado el sitio en que se encontraban, era pellizcarlo.Si todos tomáramos decisiones semejantes, el transporte urbano en cualquier ciudad sería un “pellizcadero”. Sería un lugar peligroso para los comelones, pues ganarían masa en cada viaje. … Pero ¿Hay límite para un comelón?
Hay objetos en el cielo que pellizcan masa  constantemente y crecen en el proceso. Por ejemplo, se ha descubierto que algunas estrellas contienen hasta 120 masas solares. Hasta recientemente no se sabia como podían llegar a ser tan grandes.
Ahora, cinco científicos liderados por Mark R. Klumholz, de la Universidad de California, acaban de plantear una teoría de cómo estas estrellas pellizcan materia estelar (es decir, como se comen los pasteles del universo).
Para una estrella común como nuestro sol, su formación y ganancia en masa está más o menos bien entendida. Todo inicia en una nube estelar. En alguna parte de ella los átomos que la constituyen se empiezan a agrupar. Inicialmente los campos magnéticos y la presión del gas impiden que dichos átomos se acerquen entre si. Sin embargo, una vez que la nube es suficientemente densa estas fuerzas son superadas. Se forma entonces un núcleo semejante a una estrella que, gracias a la gravedad y la rotación, atrae (acreta) más átomos (masa) y el cuerpo de la estrella crece. Así es como una estrella pellizca masa de sus alrededores.

Cuando una estrella tiene más de 20 masas solares este proceso no es igual. Esto se debe a que estas estrellas empiezan a producir luz (fotones) antes de comerse toda la materia que tienen cerca, y la fuerza ejercida por la luz actúa sobre los granos del polvo de la nube que rodea a la estrella recién encendida. Muchos, al colocarnos frente a un reflector, hemos sentido algo parecido a la fuerza de la luz. Esta fuerza, que además quema nuestra piel, nos empuja lejos del proyector. Este empuje teóricamente impediría que más materia se anexara al cuerpo de la estrella y que esta creciera más.
 
 
Pues lo que hicieron Mark. R. Klumholz y sus colegas es plantear una serie de ecuaciones matemáticas que describen la formación de estrellas supermasivas.
 
La científica BarbaraWhitney, del Instituto de Ciencia Espacial en Boulder Colorado, ha explicado que para poder hacer su simulación ellos necesitaron usar 256 computadoras corriendo simultáneamente durante 40 días. El resultado fue un modelo que dice como en 50,000 años una estrella de100 masas solares se puede formar.
 
La propuesta tiene cuatro pasos. En el primero, en los 4000 años iniciales, la nube se agrupa formando una proto-estrella y un disco que la rodea. Esto es ocasionado por la rotación de la nube, que es rápida en su centro pero lenta en sus extremos. En el segundo paso, que ocurre unos 20,000 años después de iniciado el proceso, aun hay una gran cantidad de material en el disco y por ello se forman brazos en el. Estos brazos asemejarían a una barredora circular grandísima, con dos brazos, que tiene como centro la estrella. Los brazos de la barredora acumularían polvo al recorrer la nube. En el caso de la proto-estrella estos brazos transportan mucha de la fuerza hacia el exterior de la nube original, permitiendo que más masa caiga en la estrella. En el tercer paso, después de que la estrella ha alcanzado 17 masas solares, la luz producida por ella empieza a ejercer presión hacia afuera, pero sólo en ciertas direcciones, comúnmente en los polos de la estrella. Este fenómeno sería como si en la tierra, en ambos polos, norte y sur, surgiera de pronto un gran faro de luz. El que la luz ejerza su fuerza principalmente en los polos, permite que la estrella siga recibiendo materia, que cae en ella a través de estructuras semejantes a dedos que se forman en los alrededores de estos faros.

El resultado es que, aun cuando algo de materia es aventada lejos de la estrella por la luz, sigue cayendo masa en la estrella gracias a estos dedos (diría Cantinflas: ¡Ese es el pellizco, chato!).
 

Según el modelo, en un cuarto paso, estos dedos (o inestabilidades, según los astrónomos) ocasionarían que se formara una segunda estrella, más pequeña, dentro del disco.
A los 50,000 años las masas de las estrellas serían de 33 y 47 masas solares, con las 20 masas restantes aun girando en el disco. El modelo de Mark R. Klumholz y sus colegas es interesante por que reproduce un hecho bien conocido de las estrellas súper masivas. Es muy común que estén acompañadas (o sean binarias, como se les conoce a las estrellas dobles). El final de la historia es que millones de años después la estrella supermasiva termina pellizcando la materia de su compañera.
 
Este es el gran pellízcadero estelar, donde comúnmente una estrella de gran masa esta acompañada de una de menor masa ¿Será así que ocurre con los pasteles y los humanos? ¿Cada vez que hay un pastel hay alguien junto que se lo quiere comer? Así parece haberle pasado a mi amigo en lo que transcurrieron sus 10 hambrientas estaciones, durante las cuales él quería tomar masa del pastel, o al menos extender sus dedos estelares hacia éste. Finalmente no sé que hizo ¿Lo habrá pellizcado? Y si fue así ¿La chica que lo cuidaba habrá extendido sus brazos y le habrá dado una cachetada galáctica?Creo que a mi amigo le gustará saber que, al menos a nivel estelar, hay una forma de permanecer cerca de un pastel por miles de años… perdón, quise decir de una estrella, e irle pellizcando masa poco a poco. 
 
 
 
Nebulosa a 20,000 años luz de la tierra. En esta nebulosa, localizada en la constelación Carina, se ha detectado la formación de algunas de las estrellas más grandes conocidas. La región central es llamada NGC 3603. Notese como dicha región esta rodeada por polvo interestelar. Este polvo ha sido barrido por la luz de las estrellas en cumulo globular central, marcando así una de las fases de la formación de las estrellas.. 
NASA,ESA,R.O´Connell (University of Virginia), the WFC3 Science Oversight Commitee, and the Hubble Heritage Team (STScl/AURA) HST WFC3 STScl - PRC 10-22
 



Referencias:

Raúl Ortiz-Pulido es Presidente de la Sociedad de Astronomía de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo AC http://www.galileo-masters.eu/



Etiquetas: Espacio,materia,estelar,universo,nebulosa

Revista Hacia El Espacio de divulgación de la ciencia y tecnología espacial de la Agencia Espacial Mexicana.




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