Matusalén

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Imagen: NASA, ESA, and A. Feild and F. Summers (STScI)

 

Cuando engendró a Noé ya había cumplido 187 años y murió el año del Diluvio Universal. Poco más sabemos de Matusalén, que según el Antiguo Testamento llegó a vivir 969 años. Por eso a los seres longevos, aquí en la Tierra, les llamamos Matusalén.

Matusalén es el nombre del Pinus longaeva que vive cerca de cinco mil años y también el de la estrella HD 140283. La estrella se descubrió hace más de un siglo, sin embargo su edad se ha calculado unas cuantas veces durante los últimos años. Según Howard Bond de la Universidad del Estado de Pennsylvania “es la estrella más vieja que conocemos a la que se le ha podido determinar la edad”. Pero, su antigüedad ha planteado serios problemas a los científicos porque el primer cálculo que se hizo, en el año 2000, le asignaba una vida de unos 16 000 años. Sin embargo, se estima que el Universo se formó hace 13 800 años, con lo que alguna pieza en el rompecabezas no terminaba de encajar bien.

A Matusalén podemos verla con unos binoculares en la constelación Libra, como una estrella de magnitud 7. Es posible calcular la distancia a que se encuentra de nosotros si observamos las variaciones de su posición en el firmamento, en función de la ubicación de la Tierra en su órbita. Hace poco, y mediante triangulaciones, Bond y su equipo calcularon que se encuentra a 190,1 años luz. Con esta medición, bastante precisa de la distancia, en función del brillo y las características de la luz que emite, los científicos han podido establecer la edad de Matusalén con mayor precisión.

Conforme hemos acumulado un mayor conocimiento acerca de la evolución de la vida de las estrellas se ha empezado a calcular con precisión su antigüedad.

Las estrellas nacen en nebulosas que son nubes de hidrógeno, algo de helio y trazas de otros elementos y se encuentran normalmente en las extremidades de las galaxias. Cuando las partes más densas de esas nubes empiezan a aglutinarse, por la fuerza gravitatoria de atracción mutua, se inicia el ciclo de vida de la estrella. 

Todas las estrellas brillan porque en su interior se producen reacciones nucleares de fusión. El hidrógeno se combina entre sí para producir helio y la reacción nuclear desprende una gran cantidad de energía. La masa del helio es ligeramente inferior a la del hidrógeno que lo forma, por lo que la diferencia de masa se transforma en energía, de acuerdo con la teoría de Einstein.

A lo largo de su vida, las estrellas evolucionan de forma distinta en función de su masa inicial. La masa del Sol, que es la estrella más próxima a la Tierra y su luminosidad se utilizan como unidades de referencia para medir la masa (M) y la luminosidad (L) de las estrellas.

Las estrellas pequeñas, con masas inferiores a 0,25 M (25% la del Sol),  arden despacio y consumen todo su hidrógeno. Su vida es larguísima y puede alcanzar trillones de años. Como el Universo tiene una vida que se estima en 12 800 millones de años, no existe ninguna estrella de estas características que haya agotado su ciclo vital. Se conocen con el nombre de “enanas rojas”.

Las estrellas que tienen una masa parecida a la del Sol, arden más deprisa. Se estima que el Sol consumirá el hidrógeno disponible para fusionarse durante esta primera fase, en unos 10 mil millones de años, de forma que aún le quedan 5 mil millones de años para pasar a la fase siguiente. Cuando el combustible útil empieza a agotarse en el núcleo la estrella se expande y la corteza exterior se enfría. Dentro de 5 mil millones de años el Sol aumentará su radio a unos 150 millones de kilómetros, es decir, llegará hasta la Tierra. En esta fase, las estrellas se denominan “gigantes rojas”. El núcleo de la estrella que ha consumido el hidrógeno, empieza a fusionar helio y su radio disminuye al tiempo que la temperatura aumenta; estas reacciones van produciendo elementos cada vez más pesados, en capas concéntricas, como las de una cebolla. En la medida en la que el núcleo de la estrella se comprime la radiación aumenta y presiona la corteza exterior hasta convertirla en una nebulosa planetaria. Si la masa que queda en el núcleo de la estrella es inferior a 1,4 M, el núcleo se comprime para formar una “enana blanca” compuesta por materia de gran densidad. Las enanas blancas brillan, debido a la gran cantidad de calor que han acumulado en su interior. Con el tiempo la “enana blanca” se convierte en una “enana negra”.

En las estrellas más grandes, la fusión continúa en el núcleo. En la capa exterior arde hidrógeno y en las interiores elementos más pesados: helio, carbón, neón, oxígeno, silicio y hierro. En el núcleo, se genera hierro que no es capaz de fusionarse para producir otro elemento con liberación de energía. Cuando el núcleo de hierro alcanza una masa superior a 1,4 M, en esta zona la materia no puede soportar la fuerza gravitatoria y colapsa. Se produce una onda de partículas y radiación que hace explotar al resto de la estrella lo que da origen a una “supernova”. Las supernovas de nuestra galaxia pueden observarse a simple vista desde la Tierra.

Si después de la explosión de la “supernova”, la estrella retiene una masa entre 1,5 M y 3 M, se forma en el núcleo un conglomerado de neutrones de altísima densidad en una pequeña esfera de unas diez millas de diámetro. La estrella de “neutrones” girará sobre sí misma a gran velocidad. Si la masa, después de la gran explosión, excede a 3 M, el núcleo de la estrella se contraerá para formar un “agujero negro”.  Estos cuerpos son tan densos que atrapan la luz y no la dejan escapar.

Así pues, nuestro Universo está lleno de estrellas como soles, gigantes rojas, enanas blancas y negras, supernovas, estrellas de neutrones y agujeros negros. Todo cambia y poco a poco, aprendemos cómo se producen esos cambios.

Matusalén se encuentra en una fase de su vida en la que empieza a ser una gigante roja. Según las últimas observaciones del equipo de Bond, la relación entre oxígeno y hierro en el núcleo de la estrella es mayor de la que se suponía. Teniendo en cuenta este y otros factores como la velocidad a la que la estrella consume el hidrógeno, su composición química y su estructura interna, el equipo de la universidad de Pennsylvania ha concluido que la edad de Matusalén es de 14,5 mil millones de años, pero con un nivel de certidumbre que puede llegar a más o menos 800 millones de años. Según Bond: “Es la mejor estrella en el cielo para hacer cálculos de edad con precisión, debido a su proximidad y brillo”. Con este margen de error, la estrella podría haberse formado dentro del espacio de tiempo en el que nuestro Universo ha existido: unos 13 800 millones de años. El rompecabezas volvería a encajar.

Calcular la edad de las estrellas con 800 millones de años de error no parece que nos permita decir que, hoy por hoy, tengamos métodos muy precisos para hacerlo. Aun así y todo, es muy posible que sean más exactos que los que utilizó el historiador que nos cuenta en pocas líneas la edad de nuestros antepasados Noé y Matusalén.

Las cosas mejoran.

 

Un comentario el “Matusalén

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