Monstruos estelares

Artemio Herrero / 10-09-2008

La noche es propicia para lo fantástico y favorece ciertas lecturas. En 1575, Ambroise Paré, médico al servicio de los reyes de Francia, publicó Monstruos y prodigios. El libro es un compendio de seres raros y fantásticos, con sus correspondientes descripciones e ilustraciones, casos extraordinarios que Paré trata de clasificar y explicar. Algunas veces se puede intuir el origen del caso expuesto. Otras se reconoce claramente que la imaginación y la fantasía han jugado el papel más importante en el relato del que el médico francés se hizo eco.

Paré era un autodidacta. Su libro está escrito con el estilo de quien habla con curiosidad de cosas extraordinarias que trata de entender, y para ello les asigna una causa, a veces tan fantástica como el propio hecho que intenta explicar, pero al fin y al cabo con una actitud saludable, que ha conducido en no pocas ocasiones a descubrimientos inesperados. Baste citar aquí la revolución que en el siglo pasado supusieron la Relatividad y la Cuántica, las dos grandes teorías físicas del siglo XX, cuyas predicciones, confirmadas por la experimentación, contradicen el sentido común en muchas ocasiones.

No siempre ocurre así. La zoología, la medicina y la exploración del planeta han acabado por descartar a casi todos los seres fantásticos del libro de Paré. Casos como éste dejan en algunos espíritus un sentimiento de pérdida, como si la investigación y el conocimiento racional arrinconaran a la fantasía, la imaginación y, en último caso, la poesía. Nada más erróneo. Podemos recrearnos en la lectura de libros de este estilo incluso sabiendo que su contenido consiste principalmente en relatos fantásticos. Más aún, podemos disfrutar de relatos que sabemos completamente imaginarios por placer (la industria del cine, por poner un ejemplo, lo sabe bien).

Pero el conocimiento de las reglas por las que se rige la naturaleza abre nuevos horizontes, y nos permite maravillarnos ante casos en los que ella misma empuja sus creaciones hasta el límite. A diferencia de Paré, nosotros los contemplamos ahora con ojos más experimentados y críticos. Tras "superar" un fenómeno el análisis científico, nuestro asombro aumenta con realidades extraordinarias.

La teoría que explica la estructura de las estrellas está bien establecida desde la primera mitad del siglo pasado. Se basa en el libro "The internal constitution of Stars", que A.S. Eddington publicó en 1926, el mismo Eddington que algunos años antes había dirigido la expedición astronómica que confirmó la validez de la Teoría General de la Relatividad de Einstein (durante un tiempo, la bibliografía repartida en mis clases sobre Estructura Estelar citaba el libro, gracias a una errata, como "The infernal constitution of Stars", lo que imagino que a algunos estudiantes podía parecerles más adecuado). Se trata, por tanto, de una teoría bien establecida y mil veces comprobada. Sin embargo, de vez en cuando, la naturaleza nos ofrece objetos que parecen contradecirla y que se asemejan a los monstruos descritos por Paré.

M33, la galaxia del Triángulo, es una galaxia espiral cercana a nuestra Vía Láctea. Junto con ésta y Andrómeda, constituye la tríada de galaxias que dominan el Grupo Local, formado por una treintena de pequeñas galaxias. M33 es la más pequeña de las tres, pero aún así su exploración resulta muy interesante, pues la vemos casi de frente. Durante algunos años, hemos investigado en detalle algunas de sus estrellas más brillantes. No demasiadas, pues no es nada fácil: la más brillante de las estrellas de M33 se ve miles de veces más débil que las estrellas visibles en el cielo. Dada la distancia, para poder verlas con el brillo con el cual las vemos, han de ser intrínsecamente muy, muy brillantes. Su luminosidad ha de ser extraordinaria y corresponder a enormes cantidades de radiación escapando de la estrella.

Tanta radiación conlleva problemas. Igual que la luz es absorbida por la niebla, la radiación estelar lo es por las capas exteriores de la estrella, que se calientan y se ven empujadas hacia fuera, la dirección que originalmente llevaba la radiación. Si las capas externas absorben mucha radiación, llegan a desligarse del resto de la estrella. Cuanta más y más radiación es absorbida, más y más capas son expulsadas al exterior. Hay, por tanto, un límite a la luminosidad que una estrella puede alcanzar sin romperse. Este límite se conoce con el nombre de "límite de Eddington" (si partimos de consideraciones teóricas) o "límite de Humphreys-Davidson" (si lo construimos a base de estrellas observadas).

Algunas estrellas de M33 parecen ser tan luminosas que excederían estos límites y serían "monstruos estelares", no sólo por sus dimensiones y características, sino porque aparentemente se salen de la norma. Por ejemplo, M33-110-A y M33-B-133 son estrellas de este tipo. El análisis detallado de la luz que llega de ellas indica que son más de un millón de veces más luminosas que el Sol, situándose por encima del límite de Eddington, en especial 110-A.

Pero M33 está muy lejos, así que es mejor tratar de obtener toda la información posible. Buena parte de los casos relatados por Ambroise Paré se dan en condiciones de pobre visibilidad. Es fácil confundirse y pensar que dos objetos relativamente próximos son sólo uno. ¿No podría ser que estuviéramos observando dos estrellas juntas? Esto haría que le asociáramos a una sola un brillo excesivo. Y, de hecho, es lo que parece ocurrir en el caso de B-133. El Telescopio Espacial Hubble ha mostrado la presencia de dos objetos en el círculo que corresponde a la imagen vista desde Tierra. Como B-133 está sólo un poco por encima del límite de brillo, esta disminución la devuelve a la normalidad. Es una estrella enormemente grande y luminosa, pero dentro de la norma. No ocurre igual con 110-A, cuyo extraordinario brillo es inexplicable incluso suponiendo que tuviera una compañera, así que hemos de seguir preguntándonos por posibles explicaciones.

El libro de Ambroise Paré presenta algunos casos que, aunque igualmente extraordinarios, sabemos que son momentáneamente posibles, pero no viables. Un ternero con una cabeza extra en el costado y dos patas en la frente es posible pero, si llega a nacer, morirá poco después. Igualmente una estrella puede violar una condición de estabilidad como el límite de Eddington siempre que lo haga durante un tiempo breve: será inestable hasta que expulse material, cambie sus propiedades y recupere la estabilidad. Algunos objetos familiares en el cielo, como las nebulosas planetarias, se forman de esta manera. Reconocemos esta situación porque la estrella es inestable durante esta fase.

Pero tampoco parece ser la explicación para 110-A, pues las observaciones realizadas hasta ahora no indican ninguna variabilidad. ¿Significa esto que la teoría es errónea? No necesariamente, pero sí que podría ser excesivamente simple para un objeto de este tipo. Esto no es grave, ocurre constantemente en ciencia. Una de nuestras ventajas sobre Ambroise Paré es que conocemos las condiciones bajo las cuales son válidas las leyes y teorías que utilizamos (aunque a veces esas condiciones son muy generales).

En el caso de 110-A, nuevos desarrollos de la teoría indican que tales estrellas podrían existir de forma relativamente estable si sus capas externas fueran suficientemente inhomogéneas como para dejar escapar una parte de la radiación mayor de la esperada. Básicamente, las capas externas de estas estrellas tendrían grumos o condensaciones de material junto a zonas más vacías, lo que les permitiría mantenerse estables durante un tiempo a luminosidades aparentemente mayores de lo predicho por la teoría para estrellas homogéneas.

Hay que hacer una advertencia: tenemos una observación que no podemos explicar con la teoría estándar, y una variante en esta teoría que podría explicarla. Pero es sólo una posibilidad: los detalles no están elaborados todavía y no hay ninguna certeza de que dispongamos de la explicación correcta. Y no falta entre los astrónomos quien niegue la mayor: hay algún error en las observaciones o en la interpretación de objetos como 110-A.

110-A no es un caso único (como por cierto tampoco lo es el libro de Ambroise Paré). Hay más estrellas que desafían una explicación, estrellas cuyo brillo, tamaño y propiedades indican que podrían estar más allá de los límites de la teoría que utilizamos para comprender otros objetos más corrientes, aún cuando intuyamos, como en 110-A o algunos monstruos del libro, que esa explicación existe. Algunas de las estrellas que acompañan a 110-A en esa necesidad se cuentan entre las aspirantes al rango de "estrella más masiva", que los astrónomos buscan como los marinos que Paré menciona en algunos capítulos buscaban maravillas en el océano. Pero otra búsqueda es otra historia que contaremos alguna otra noche.


Nota: Las analogías del presente artículo han sido sugeridas por la lectura del libro de Ambroise Paré "Monstruos y Prodigios", de Ediciones Siruela, preparado por Ignacio Malaxecheverria, en su colección "La Biblioteca Sumergida" (y por numerosos años de estudio de las estrellas luminosas).

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El autor

Artemio Herrero es Licenciado en Física por la Universidad de La Laguna (ULL), doctor por la Ludwig-Maximillian de Munich, Catedratico de Astrofísica en la ULL e investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias.

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