Las Estrellas más Grandes y Brillantes del Universo

Traducción por Javier Méndez

Todos los palmeros conocen muy bien la belleza del cielo nocturno. La visión de un cielo libre de nubes desde el Roque de Los Muchachos es un privilegio único puesto que no hay más observatorios con un cielo tan oscuro. Incluso desde la misma ciudad de Santa Cruz de La Palma durante una noche clara es posible contar más de 1000 estrellas sin ayuda de ningún instrumento óptico. Pero, ¿son todas estas estrellas tan iguales como parecen en un principio? Ya para comenzar, un segundo vistazo nos mostrará que cada estrella tiene colores diferentes y que cada una titilea de forma distinta.

Todas las estrellas que vemos en el cielo pertenecen a nuestra propia galaxia, que se llama "Vía Láctea". El Sol, la estrella más cercana, es una estrella normal, típica y si pudiésemos estar en el mismo sitio que las estrellas que vemos en el cielo, el Sol parecería un punto más de luz en la oscuridad.

Las estrellas son enormes bolas de gas en cuyo interior existe un reactor nuclear que convierte la masa de la estrella en energía en un hirviente infierno a más de 10 millones de grados centígrados. Pero a medida que la energía producida por el Sol en su núcleo va saliendo hacia el exterior atravesando su atmósfera densa y turbulenta, esta energía se va enfriando, de tal manera, que cuando alcanza la superficie solar ya "sólo" se encuentra a 5000 grados centígrados. La mayoría de las estrellas son muy similares en tamaño, masa y temperatura que el Sol. Sin embargo, algunas excepciones hacen que nuestro Sol parezca realmente ridículo.

Las estrellas más masivas de nuestra galaxia tienen 100 veces más masa que el Sol (el Sol es a su vez 300 millones de veces más masivo que la Tierra). Los centros de estas estrellas masivas son mucho más densos y calientes y queman su combustible nuclear más rápido que nuestro astro rey. Estas estrellas son fascinantemente tan luminosas y brillantes como millones de soles. Su temperatura está comprendida entre 20000 y 50000 grados centígrados y se muestran azules a nuestra visión. A este tipo de estrellas se las denomina "supergigantes azules" debido tanto a su apariencia como a la cantidad de energía que son capaces de radiar. No son comunes - si uno elige al azar un puñado de estrellas de nuestra galaxia, menos del 0.1% son supergigantes azules-. Sus tiempos de vida son cortos, 10 millones de años, comparados con el solar, 10 billones de años. Para cuando el Sol haya concluido su vida, 1000 estrellas supergigantes azules podrían haber nacido, vivido su violenta existencia y haber caído en el olvido.

¿Cómo podemos identificar estas inusuales y enigmáticas estrellas azules con nuestros telescopios para estudiarlas con detalle? Afortunadamente, debido a su brillo, se pueden localizar fácilmente como estrellas azules en el cielo. Un ejemplo es la estrella Rigel en la constelación de Orion. Rigel tiene una masa aproximadamente 20 veces mayor que la del Sol y ofrece más luz que 60000 soles juntos.

A pesar de su vida tan corta, las supergigantes azules padecen numerosos fenómenos. Tanta es la energía que se produce en su interior que constantemente están al borde de la catástrofe. La energía tiene que escapar de alguna manera, y a medida que recorre la distancia desde el núcleo hasta la superficie, va empujando las capas más externas de la estrella a velocidades superiores a 1700 kilómetros por segundo (¡seis millones de kilómetros por hora!). Este flujo de materia se denomina "viento estelar", y es uno de los fenómenos que más se estudian con los telescopios de La Palma, el telescopio espacial Hubble y otros a lo largo del mundo. Como veremos más adelante, estos vientos son auténticos regalos de la naturaleza ya que ofrecen a los astrónomos las herramientas necesarias para desvelar los grandes misterios del Universo. Cuando el combustible nuclear de la estrella se termina, ya no hay más energía que sostenga las capas exteriores y estas caen por gravedad. Se produce entonces una enorme explosión y la estrella se desintegra. A este evento se denomina "supernova". La vida de nuestro Sol, en comparación con la de las supergigantes azules, es bastante mundana y según nuestras teorías no se predice ninguna explosión antes de que se enfríe y desaparezca en el desierto cósmico. Un famoso astrónomo, Martin Schwarzschild, describió el Sol como un hombre pobre que tiene pocas cosas y que gasta de forma calculadora. En cambio, una supergigante sería un hombre rico que tiene mucho y gasta prodigiosamente. De repente, y muy pronto, el hombre rico se da cuenta de que ya no le queda más dinero, y mientras el hombre pobre, cuando se encuentre en la misma situación, desaparece sigilosamente en la oscuridad, el hombre rico explota.

El fantástico brillo de las enormes supergigantes hace posible su detección con los potentes telescopios del Grupo Isaac Newton en otras galaxias, aparte de la nuestra. Las galaxias normalmente se estudian en su conjunto, es decir, observando la luz que producen todas sus estrellas, más de 10 billones. Pero con los instrumentos actuales es posible estudiar supergigantes azules individuales en sistemas separados de otras galaxias -recuerde que una supergigante azul individual puede ser más brillante que millones de soles juntos-. Una galaxia muy distante que contiene gran cantidad de supergigantes azules visibles es M100 (véase la fotografía más abajo). Esta galaxia se encuentra aproximadamente a 25 milones de años luz (un año luz es la distancia que recorre la luz en un año) y es un miembro de un cúmulo de galaxias que se encuentra en la constelación de Virgo. Sabemos que el Universo se está expandiendo, con lo cual, todas las galaxias distantes se están alejando unas de otras. Podemos estimar la edad del Universo calculando el tiempo transcurrido desde que todas estas galaxias se encontraban unas cerca de otras. Pero para hacer este cálculo necesitamos saber determinados parámetros de las galaxias, como las distancias a las que se encuentran y las velocidades a las que se alejan de nuestra galaxia. La velocidad se puede calcular fácilmente a partir de un espectro de la galaxia. Sin embargo, la forma de realizar las medidas de la distancia ha sido una fuente de controversia durante muchos años.

Galaxia M100 tomada con el telescopio Isaac Newton de La Palma. Esta galaxia se encuentra en el cúmulo de Virgo, un cúmulo de galaxias en la constelación del mismo nombre. Probablemente nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene esta misma forma si la mirásemos desde "arriba". La luz procedente de los brazos espirales de M100 está azulada debido a la presencia de estrellas azules. Utilizando el telescopio William Herschel de La Palma y el telescopio espacial Hubble podemos separar las estrellas supergigantes azules, las estrellas más brillantes de la galaxia, en estos brazos espirales. El estudio de los vientos estelares de estas supergigantes nos permitirá posteriormente una determinación de la distancia a esta galaxia.

Y es aquí donde los vientos de las supergigantes azules son un auténtico regalo de la naturaleza. Veamos por qué. La velocidad de los vientos de estas supergigantes se puede estimar, de nuevo, gracias a los espectros estelares individuales tomados en galaxias distantes como M100. La velocidad de los vientos es directamente proporcional al tamaño de la supergigante y, por lo tanto, a su brillo intrínseco. En una noche oscura uno puede saber lo lejos que está un coche que va por una carretera midiendo el brillo de sus faros. Nosotros hacemos lo mismo con las supergigantes azules: midiendo la velocidad de sus vientos sabemos cómo de grandes son, y observando su brillo a través de nuestros telescopios, podemos calcular la atenuación de su luz con respecto a la intrínseca, y con ello, la distancia a la que se encuentran. Si sabemos la distancia de las estrellas individuales, también sabremos la distancia de la galaxia en la que se encuentran y, como vimos más arriba, ya estamos en condiciones de determinar la edad del Universo.

Resumiendo, las estrellas más grandes y brillantes del Universo viven constantemente al borde del colapso, pero en su corto intervalo de vida ofrecen una información crucial a los astrónomos sobre cómo es nuestro Universo. Como no pueden ser menos, los telescopios de La Palma juegan en este campo de la investigación un importantísimo papel.