Algo maravilloso...

Han transcurrido nueve años desde que la nave espacial Discovery desapareciese, junto con toda su tripulación, en las cercanías de Júpiter, tras un fallo de funcionamiento del ordenador de a bordo, HAL 9000. Ahora, en el año 2010, una nueva misión formada por astronautas norteamericanos y cosmonautas soviéticos, emprende viaje de nuevo hacia la órbita del mayor de los planetas del sistema solar, con el fin de averiguar lo sucedido.

Me imagino que muchos de vosotros habréis adivinado que las líneas anteriores hacen alusión a la película 2010: odisea 2 (2010: The Year We Make Contact, 1984), la secuela de la inolvidable 2001: una odisea del espacio (2001: A Space Odyssey, 1968). Quién no recuerda el enigmático monolito hallado primero en la Tierra y muchos miles de años después en la Luna, siempre asociado de forma sutil a la aparición de vida inteligente.

No quiero entretenerme demasiado en contaros el argumento detallado de la película y, de esta forma, si aún no lo habéis hecho, podáis disfrutarla. Simplemente quiero aprovechar (y lo lamento profundamente por el espóiler salvaje que viene a continuación) algunas de las escenas finales para contaros unos cuantos conceptos y detalles que tienen que ver con las estrellas, su evolución y luminosidad. Pues bien, voy con ello.

Cuando la nave soviética Leonov se acerca a las proximidades de Júpiter, descubre en la órbita de una de sus lunas, Ío, a la desaparecida Discovery. Tras una serie de extraños fenómenos, un enjambre inmenso de monolitos comienza a precipitarse sobre el gigantesco planeta, produciendo lo que parece ser el inicio de las reacciones de fusión nuclear que darán origen al nacimiento de una estrella, un nuevo astro que brilla con luz propia en los cielos de nuestro planeta, la Tierra.



Bien, me detengo aquí mismo y comienzo con la parafernalia científica. Planteo la cuestión: ¿resultan plausibles los fenómenos descritos en el párrafo anterior? Veamos, no sé si habréis escuchado o leído en alguna ocasión ese rollito, casi leyenda urbana, de que Júpiter es una estrella fallida, que si tuviese un tamaño algo mayor y una masa ligeramente más grande estaríamos disfrutando de dos soles en nuestro sistema solar. Y la verdad es que tengo que decir que no anda desencaminada del todo, como vosotros mismos seréis capaces de juzgar dentro de un rato.

Para que una estrella sea considerada como tal debe ser capaz de mantener por sí misma las reacciones nucleares de fusión, en las que los núcleos de hidrógeno (protones) se fusionan para formar núcleos de helio, lo cual lleva consigo emisión de energía (en forma de luz y calor). Esto hace que la estrella tienda a expandirse hacia afuera, compensando así su propia gravedad, que tiende a contraerla hacia adentro, y alcanzando finalmente lo que se llama equilibrio hidrostático. Sin embargo, existe una dificultad: para que la fusión nuclear sea eficiente ha de alcanzarse una temperatura mínima que ronda los 10 millones de grados. Si esto no sucede, los protones no pueden vencer su repulsión eléctrica mutua (recordad que tienen carga eléctrica positiva) y, por tanto, nunca se fusionarían dando lugar al helio. Lo que hacen en realidad estas temperaturas tan elevadas es que las velocidades de los protones sean lo suficientemente grandes como para que éstos puedan colisionar y fusionarse antes de que la fuerza eléctrica entre ellos tenga tiempo de impedirlo. Es lo mismo que si cogéis dos imanes y los enfrentáis por sus polos iguales: si los acercáis despacito se repelerán, pero si los juntáis con un buen empujón podéis hacer que choquen uno contra otro, a pesar de la repulsión.


Ahora bien, la cosa no termina aquí, ya que ¿cómo pueden alcanzarse temperaturas como las mencionadas? Pues de una manera bastante simple, en principio. Basta con incrementar la masa del astro en cuestión. A medida que aumenta la masa, lo mismo sucede con la gravedad y consecuentemente, se produce el colapso del gas que cae hacia su centro. Dicho colapso es el que genera el aumento de temperatura. Cuando ésta alcanza el valor adecuado, la estrella da comienzo a las reacciones de fusión nuclear de las que hablé anteriormente. Por lo tanto, se ve claramente que para que nazca una estrella se requiere una masa mínima. Cualquier cuerpo astronómico que no supere este umbral, jamás podrá autosostener el proceso de fusión nuclear imprescindible para denominarse estrella. Los físicos han determinado este valor de la masa mínima y resulta ser del orden de 0,08 veces la masa de nuestro Sol, es decir, unos 158 cuatrillones de toneladas o, lo que es lo mismo, unas 80 masas jovianas. En consecuencia, parece más que evidente que Júpiter tiene pocas posibilidades como estrella. A no ser que los monolitos contribuyan generosamente en la hazaña...

En fin, después de esta pequeña decepción, continúo. Vale, olvidémonos de la pega anterior y admitamos por un momento que nuestro querido Júpiter se ha transformado de oruga en mariposa, es decir, de planeta triste y oscuro en estrella rutilante. Sabemos que la luminosidad de una estrella es función de su masa, aunque esta dependencia funcional no resulta la misma para todas las estrellas. En el caso concreto de Júpiter (suponiendo que su masa fuese 80 veces mayor que la real, es decir, que constituyese una estrella de masa muy pequeña en comparación con otras) se podría describir la variación de su luminosidad con el cuadrado de su masa (las referencias bibliográficas consultadas a este respecto no muestran un acuerdo total, pero esto no es relevante para lo que quiero contaros). Así, efectuando un cálculo trivial, llegaríamos a la conclusión de que Júpiter tan sólo alcanzaría un 0,58 % de la luminosidad solar.

Si queremos hacernos una idea más "visual" de lo que significa el último número, podemos acudir al concepto de magnitud aparente, que nos indica el brillo aparente de un objeto, tal y como lo percibimos a simple vista. La escala de magnitudes aparentes de los cuerpos celestes es logarítmica, lo que hace que sea un poquito más difícil de entender. En palabras sencillas, y prescindiendo de detalles escabrosos, os diré que una estrella de magnitud "m" es 2,5 veces más brillante que otra de magnitud "m+1". Un ojo humano normal puede percibir fácilmente a "ojo desnudo", en un cielo no contaminado lumínicamente (como sucede en los núcleos urbanos), estrellas de magnitud aparente +6 (hay estrellas de magnitud aparente negativa, más brillantes que las de magnitud aparente positiva). Una estrella de magnitud +6 es casi 100 veces menos brillante que otra de magnitud +1. El Sol presenta un valor de su magnitud aparente de -26,8 y la Luna (llena) de -12,6. Esto significa que el primero es casi 400.000 veces más brillante que la segunda.


¿Y qué pasa con Júpiter? Pues si aplicamos convenientemente la escala correspondiente obtenemos que su magnitud aparente como estrella recién nacida llega a -18, ni más ni menos. Más de cien veces superior al brillo de la luna llena, con la salvedad de que nuestro satélite se encuentra a una distancia de nosotros 1.600 veces menor. ¿Qué aspecto presentaría en el cielo?

Fuentes:

A Bright Night? J.F. Barker, T.M. Conlon and J.C. Coxon. Journal of Special Topics, Vol. 9, No. 1, 2010.