El Sol es una estrella enana, de clase espectral G, que dentro del diagrama de Hertzsprung-Russell, se encuentra en la secuencia principal, tal y como se muestra en la siguiente ilustración:
Nuestro querido Sol dejó de ser una protoestrella (periodo de evolución estelar que transcurre desde que una nube molecular de hidrógeno, helio y partículas de polvo se contraen para formar una estrella de la secuencia principal) hace aproximadamente 4500 millones de años, cuando comenzó a producirse en su núcleo la reacción de fusión, mediante la cual, los átomos de hidrógeno se transforman en átomos de helio desprendiendo una gran cantidad de energía. Sin embargo, aunque parezca mucho tiempo aún es joven, y se supone que seguirá produciéndose dicha reacción de manera estable durante otros 5000 millones de años.
Una vez que el Sol agote todo el hidrógeno del núcleo, habiéndolo transformado en helio, la presión no podrá sostener las capas superiores. Como consecuencia, el núcleo se contraerá gravitacionalmente, elevando la temperatura de las capas adyacentes, y del propio núcleo, generando de esta manera un exceso de energía. Dicho exceso, permitirá que comience la reacción de fusión del helio en elementos más pesados, y que las capas exteriores del Sol tiendan a expandirse y enfriarse, convirtiéndose así en una gigante roja, fuera ya de la secuencia principal.
Iniciada ya esta nueva etapa, que durará aproximadamente 2 millones de años, mucho menos que la vida de la fase principal, ocurrirán varios hechos interesantes que determinarán cuál será el final que le espera a la estrella más importante de nuestro firmamento. Cuando la temperatura del núcleo alcance aproximadamente 100 millones de kelvin, comenzará a producirse la citada fusión del helio en carbono, mientras alrededor del núcleo se sigue fusionando hidrógeno en helio. En esta etapa, la fusión del helio hará que la estrella se contraiga, disminuyendo su brillo a la vez que aumenta su temperatura, convirtiéndose así el Sol en una estrella de la rama horizontal (http://es.wikipedia.org/wiki/Rama_horizontal).
Cuando se agote el helio del núcleo, se iniciará una nueva expansión del Sol, pero en este caso, la presión ejercida sobre el núcleo será demasiado pequeña como para permitir la fusión del carbono y del oxígeno que resultaron de la fusión del helio, y el núcleo se convertirá en una bola inerte, alrededor de la cual sí que seguirán produciéndose las reacciones de fusión del helio. Aún así, la presión conferirá a la materia del núcleo propiedades cuánticas especiales, debido a la gran concentración de electrones. Este tipo de materia se denomina degenerada, y tiene una densidad 100.000 veces mayor que la densidad actual del Sol, la cual es, por cierto, muy parecida a la del agua.
Ahora nuestro Sol se convertirá en una gigante roja de la rama asintótica gigante(http://es.wikipedia.org/wiki/Rama_asint%C3%B3tica_gigante).
Esta fase, llamada fase RAG, se divide en dos partes: la RAG temprana (RAG-T) y la RAG con pulsos térmicos (RAG-PT). Durante la fase RAG-T la fuente principal de energía de la estrella es la fusión del helio alrededor del núcleo degenerado. Durante esta fase, el Sol se hinchará absorbiendo varios planetas, entre los cuales es muy posible que se encontrara la Tierra. Cuando el helio de la zona que rodea al núcleo se agotara, comenzaría la fase RAG-PT. En esta fase, la estrella extraería su energía de la fusión del hidrógeno en helio en una capa aún más externa. No obstante, en un proceso conocido como flash de helio, una vez cada cierto tiempo (10.000 a 100.000 años), la capa de quemado de helio volvería a encenderse. Estos flashes duran poco tiempo pero inducen una gran inestabilidad en la estructura interna de la estrella. En este punto, la estrella se mueve en la rama central del diagrama H-R, aumentando y disminuyendo su luminosidad. Esta fase durará unos cientos de miles de años.
La mayor parte de la masa de la estrella se perderá como consecuencia de la eyección de la masa de las capas más externas de la misma y por los vientos solares. Al final, nuestra estrella eyectará una masa de gas para transformarse en una nebulosa planetaria, mientras el núcleo remanente de la estrella, formado principalmente por materia degenerada de electrones no se podrá contraerse más, y se enfriará lentamente transformándose en una enana blanca, con una masa final igual a la mitad de su masa actual, habiéndose perdido el resto en forma de vientos violentos y eyecciones de masa coronal. El Sol, ya convertido en enana blanca se enfriará rápidamente al principio y más lentamente al final, hasta que deje de brillar, convirtiéndose en una enana negra, una masa fría de materia degenerada.
Este es el futuro que le espera a nuestra estrella, ni más ni menos. Así es la vida, y el caminar del universo nunca detiene su marcha, por muy importantes que nos creamos o que creamos que es el sistema solar.
Preparados…¡Sunshine!
Alerta solar (“Sunshine”, 2007) es la peor película de ciencia-ficción que he visto. No soy muy dada a expresar mi opinión sobre las escenas o películas que analizo, pero en este caso es necesario, y he de enviar una advertencia clara a todos mis lectores: ¡No la veáis! Si ya la habéis hecho, siento no haber llegado a tiempo para avisaros.
Como es tan mala, en esta ocasión ha sido necesario haceros una pequeña introducción teórica sobre la vida del Sol, para que tengáis los conceptos más o menos claros y que no os confundan las extrañas e hilarantes ideas que Danny Boyle quiso plasmar en el filme.
El argumento de la película gira en torno a que el Sol se muere, la intensidad de la luz que nos llega es cada vez más baja, y la Tierra ha entrado en un estado de “Invierno solar”. De mantenerse esta situación, nuestro planeta sería inhabitable. Afortunadamente aparece una teoría, según la cual, una bomba nuclear (“construida con todos los materiales fisibles de la Tierra” palabras textuales de Capa, uno de los protagonistas) del tamaño de Manhattan lanzada dentro del Sol podría reactivarlo. La primera misión que lo intentó, el Icarus I falló. Ahora, una segunda nave TRIPULADA, el Icarus II, emprenderá un segundo intento. El destino de la Tierra y de todo el sistema solar está en sus manos…
Cartel promocional de la película (Imagen obtenida de: http://usuarios.lycos.es/cinelandia/Sunshine.jpg)
Lo primero que debería llamarnos la atención es que la nave va tripulada. Mandan una nave al Sol, en una misión con altas posibilidades de fracaso para salvar la Tierra, que no es poco, con un montón de gente dentro, y además, sólo uno sabe encender la bomba. Racionalmente, pensado con calma, esto no tiene lógica. En la vida real que vivimos, no se haría nunca nada parecido. Se mandaría una nave programada y punto. Pero claro, desarrollar un guión para una película sobre una nave que tiene que ir al Sol, y que resulte interesante sería complicado. Así que, en este caso, el elemento humano está justificado por la falta de creatividad de los guionistas. Aún así, la trama deja mucho que desear y tiene muchos detalles extraños, místicos por así decirlo, que intentan darle un poco de emoción o quizás un significado filosófico.
Dejando de lado este tema, ya hemos visto en la introducción que el proceso que permite que una estrella viva es el proceso de la fusión del hidrógeno en helio, y posteriormente, la fusión del helio en otros elementos más pesados. Tirarle una bomba con elementos fisibles a una estrella, es como intentar encender un mechero de rosca con un alfiler, una ridiculez. A lo mejor, una bomba como esa asusta mucho aquí en la Tierra, en la que sus efectos serían absolutamente devastadores, pero para un cuerpo de 700.000 Km de radio y una masa 330.000 veces la masa de la Tierra, tirarle una bomba de 7,5 Km de radio, pues resulta ligeramente irrisorio.
Por otra parte, la historia de la película parece desarrollarse en un futuro próximo, y como sabemos, para que el Sol comience a enfriarse y “morir”, faltan aún 5000 millones de años. Puede que la película transcurra en ese tiempo, pero parece muy improbable que nuestra especie pueda sobrevivir tanto tiempo. En el caso de que así fuese, el enfriamiento del Sol vendría acompañado del consiguiente aumento de la superficie del mismo, para convertirse en una gigante roja. Como consecuencia de dicho crecimiento, la Tierra probablemente sería engullida, como ya comentamos, así que, la condenada bomba no les salvaría de nada. Otras posibles soluciones más coherentes, pero no por ello más plausibles, podrían ser desviar la órbita de la Tierra, tomar una muestra de la población mundial, un conjunto de seres humanos y enviarlos al espacio a conquistar otro planeta habitable en un sistema relativamente joven, o enchufar una inyección de hidrógeno al núcleo del Sol, en una misión no tripulada, por supuesto, para que siga utilizando dicho combustible.
La primera opción de desviar la órbita del planeta se me antoja absolutamente imposible. Enviar gente en una nave sería una opción más razonable, podría crearse un microecosistema dentro del vehículo espacial y dejar que la vida se desarrollara allí de forma parecida a la de un planeta, hasta alcanzar otro sistema utilizando para ello un motor warp, que en 5000 millones de años supongo que ya se habrá desarrollado. Por último, la inyección de hidrógeno no podría ser porque se necesita una cantidad demasiado grande como para poder recopilarla y enchufársela al Sol, y saldría más rentable buscar otro sistema solar, por mucho cariño que le tengamos al nuestro.
Para que os hagáis una idea, nuestra estrella fusiona cada segundo 654.600.000 toneladas de hidrógeno en 650.000.000 toneladas de helio. El resto, 4.600.000 toneladas, se transforman en energía de radiación. Para saber aproximadamente cuál es el valor de esa energía podemos valernos de la famosísima ecuación de Einstein, E=m·c^2 :
E=(4,6·10^9) Kg ·(3·10^8 m/s)^2 = 4·10^26 J/s
Sin embargo, el Sol es esférico y emite en todas las direcciones del espacio, por otro lado, la Tierra no es muy grande en comparación, así que la porción de energía que nos llega es muy pequeña, de hecho, es aproximadamente 1 parte en 2 billones. Si sabemos que 1 KW·h equivale a 3.600.000 J, y hacemos la cuenta, concluimos que el Sol entrega al espacio 3,8·10^26 W, de los cuales la Tierra absorbe 1,7·10^17 W, es decir, el 0, 000000045% de la energía solar. Además, el 30 % de la energía recibida es reflejada al espacio por la atmósfera, con lo que al final, llega a la superficie de la Tierra aproximadamente un promedio de 1000 W/m^2.
Distribución de la radiación en la superficie de la Tierra (Imagen obtenida en: http://www.ilustrados.com/publicaciones/multimedia/hu-6001.jpg)
En el caso de que disminuyera la cantidad de radiación solar que llega a la superficie de la Tierra estoy convencida de que habría muchas cosas que cambiarían en el clima del planeta, y es probable que las condiciones de vida se volverían más duras, pero no tanto como para no ser soportables. De hecho, tengo confianza en que una especie como la nuestra se las apañaría para poder sobrevivir a un cambio drástico en sus condiciones de vida, pero si esta disminución de la radiación se produjera por la muerte inminente del Sol, ya no tendríamos prácticamente opciones, es algo que no podemos controlar, fuera totalmente del alcance de nuestras posibilidades.
Consultas:
http://www.cienciafacil.com/paginaplanetas.html (13-1-2009)
http://jazna-y-kmilaa-en-accion.nireblog.com/post/2008/10/07/bomba-nuclear (13-1-2009)
http://www.ciencia.net/VerArticulo/Bomba-t%C3%A9rmica?idArticulo=dse5ornfuo9mv2dez9gxqk (13-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Disco_solar (13-1-2009)
http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=1686 (13-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Sunshine_(pel%C3%ADcula_de_2007) (13-1-2009)
http://www.portalplanetasedna.com.ar/estrellas.htm (13-1-2009)
http://www.portalplanetasedna.com.ar/vida_sol.htm (13-1-2009)
http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/sun/Solar_interior/Nuclear_Reactions/Fusion/Fusion_in_stars/star_life.sp.html (14-1-2009)
http://www.atlasoftheuniverse.com/espanol/hr.html (14-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Invierno_nuclear (14-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Protoestrella (14-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Rama_horizontal (14-1-2009)
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000088/lecciones/seccion1/capitulo04/tema02/01_04_02.htm (14-1-2009)
http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=336 (14-1-2009)
http://www.astroseti.org/noticia_1696_se_aproxima_una_mini_edad_hielo.htm (14-1-2009)
http://www.portalplanetasedna.com.ar/cien07.htm (14-1-2009)
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