Los ancestros del Universo

Elvira Velasco / 14-12-2006

Nos asomamos a esa enorme ventana que es el cielo para satisfacer nuestra curiosidad sobre los orígenes del Universo. Miramos al pasado a través de las estrellas. Y nos tropezamos con los cúmulos globulares: lejanos ovillos de lucecitas de navidad, restos fósiles que guardan galácticos secretos.

Como describió Allan Poe en Eureka "…el universo visible es como un cúmulo de cúmulos irregularmente repartidos". Un cúmulo de cúmulos de galaxias que contienen cúmulos de materia rehogados en una cantidad infinita de estrellas. Y muchas de estas estrellas no aparecen aisladas como ermitaños espaciales, sino formando agrupaciones que también llamamos "cúmulos".

Todas las estrellas que habitan en un cúmulo se forman simultáneamente a partir de una misma materia interestelar tras el colapso de una gran y única nube de gas. Según cuando se haya producido este "parto de estrellas", los cúmulos se clasifican en tres "grupos generacionales" distantes entre sí: los cúmulos globulares, tan viejos como tatarabuelos; las asociaciones OB (de estrellas de tipo O ó B), a modo de tataranietos envueltos en los pañales de su nube de formación; y los cúmulos abiertos, nietos adolescentes y dispersos, de "tan sólo" millones o miles de millones de años.

Dentro de esta numerosa familia, nos detendremos en sus miembros más antiguos: los cúmulos globulares. Son densas agrupaciones de estrellas unidas por la gravedad. Con forma esférica, contienen desde decenas de miles a millones de estrellas nacidas en las primeras etapas del Universo, hace unos 14.000 millones de años.

En la Vía Láctea se conocen 150, repartidos aleatoriamente por el halo y con órbitas elípticas alrededor del centro galáctico. A una distancia comprendida entre 15.000 y 400.000 años luz de la Tierra (el Sol está a 8 minutos luz), pertenecen a lo que el astrónomo Walter Baade denominó, en 1944, "Población II".

El hecho de que sus estrellas tengan la misma edad y composición química los convierte en laboratorios astrofísicos ideales para contrastar modelos teóricos que, una vez calibrados, pueden aplicarse a las galaxias. Alfred Rosenberg, investigador sobre cúmulos globulares del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), explica que su estudio está considerado como astrofísica clásica: "No es una investigación puntera, no es buscar planetas o agujeros negros. Sin embargo, nos ayuda a calibrar nuestros modelos con mucha precisión. Y esto resulta fundamental para establecer la unidad de medida y aspectos básicos que, aunque muchas veces se creen resueltos, no lo están tanto como deberían".

En este afán, los astrofísicos del IAC Alfred Rosenberg, Antonio Aparicio y Antonio Marín llevan a cabo un proyecto de investigación sobre cúmulos globulares en colaboración con científicos de Italia y Estados Unidos. Los resultados, tras la observación de unos 72 cúmulos globulares con el Telescopio Espacial Hubble, se publicarán a lo largo de los próximos dos años.

La suma de la masa de todos los cúmulos globulares es inapreciable con relación a la masa total de la Vía Láctea (del orden de la cienmilésima de ésta). Entonces, se pregunta Rosenberg: "¿Cuál es nuestro interés en una parte tan insignificante?" Y él mismo contesta: "Son fósiles astronómicos que permiten desvelar los procesos de formación de nuestra galaxia y, por extensión, de las demás galaxias". Su estudio, como resultado de la tesis doctoral de Rosenberg, ha revelado que la Vía Láctea se formó en un lapso de tiempo entre 500 y 1.000 millones de años, un tiempo récord a escala cósmica.

Y es que los cúmulos globulares fueron los primeros objetos en aparecer al formarse la Vía Láctea. Lo hicieron poco después del Big Bang, a partir de una gran nube de gas que colapsó en un medio todavía no enriquecido por la explosión de estrellas de generación previa. En este sentido, configuran la rama más antigua del árbol genealógico de nuestra galaxia, proporcionan un límite inferior a la edad del Universo y se consideran elementos comunes a la formación de galaxias.

Para calcular la edad y distancia de un cúmulo globular, situamos cada una de sus estrellas en un Diagrama de Color-Magnitud, donde se representa gráficamente la temperatura o color de cada estrella frente a su brillo o magnitud absoluta. La distribución en el diagrama muestra que estrellas de la misma edad, pero distinta masa, evolucionan de manera diferente, lo que convierte a los cúmulos globulares en una prueba empírica de los modelos de evolución estelar.

El hecho de que los cúmulos se hayan generado en un medio no enriquecido implica que son sistemas de baja metalicidad. Es decir, apenas hay elementos pesados (hierro, carbono u oxígeno), sino fundamentalmente elementos ligeros (hidrógeno y helio). Su composición química puede conocerse con bastante precisión mediante espectroscopía, técnica que relaciona la intensidad de radiación con la longitud de onda emitida por un cuerpo celeste.

A simple vista, los cúmulos globulares parecen densísimos enjambres de luciérnagas. Sin embargo, a través de un potente telescopio se ve que sus estrellas no están en absoluto pegadas. Sí es cierto que hay más densidad que en el espacio que ocupamos, lo que determina que la probabilidad de colisiones sea mayor. Una colisión de estrellas no es necesariamente un choque violento, sino un gran acercamiento de sus cuerpos debido a la mutua atracción ejercida. Las estrellas pueden entonces "enamorarse" y unirse formando un sistema binario, en el que una girará alrededor de la otra.

A partir del sistema binario, puede originarse una "errante azul": una estrella que aparentemente debería haber muerto porque ha consumido todo su combustible, pero que permanece viva gracias a que otra estrella le cede "carburante". Las "errantes azules" y los sistemas binarios configuran parte de las "Poblaciones particulares" de un cúmulo globular.

Imaginemos un planeta situado en un cúmulo globular. Si sus habitantes contemplasen el firmamento podrían ver millones de estrellas con un brillo tan intenso como desde la Tierra distinguimos Sirio. Si este planeta estuviera situado en el centro del cúmulo, tal vez sus habitantes no conocerían la oscuridad. En su cielo reinarían varios soles, como ocurre en Anochecer, relato de ciencia-ficción escrito por Isaac Asimov.

Los científicos afirman que, en principio, es posible la existencia de un planeta en un cúmulo globular, aunque la escasa metalicidad dificultaría su formación. Pero, en el caso de que hubiera planetas en los cúmulos globulares, ¿sería posible la vida? La respuesta es que sería muy improbable debido a las perturbaciones gravitatorias y la intensa radiación emitida por tantas estrellas cercanas.

Lienzo de globos luminosos

En 1665, Abraham Ihle, astrónomo aficionado alemán, observó una especie de racimo de estrellas cercano a Sagitario: M22, tal vez el primer cúmulo reconocido como tal. Fue el famoso William Herschel quien, en 1778, llegó a la conclusión de que, ya que estos cúmulos tenían manchas, están compuestos por estrellas. En la constelación de Sagitario también nos encontramos con M54, descubierto por el astrónomo (y dibujante) francés Charles Messier en 1778.

En 1784, también Messier cataloga el Cúmulo de Hércules o M13, el más espectacular del hemisferio norte. Otro cúmulo situado en este hemisferio es el Cúmulo de Pegaso ó M15. En el cielo de otoño, puede identificarse a simple vista al suroeste de la imaginativa figura del caballo alado.

Omega Centauri ó NGC5139, en el hemisferio sur, está considerado como el cúmulo globular más bonito del firmamento, con un millón de soles que parecen pegados entre sí. Por este motivo, al astrónomo alemán Johannes Bayer (1572-1625) le pareció una estrella borrosa y lo bautizó con nombre estelar. Actualmente no se sabe con certeza si Omega Centauri es el resultado de la suma de dos o más cúmulos globulares, o el núcleo de una galaxia cedido a la nuestra, ya que sus estrellas no comparten metalicidad ni edad. También desde el hemisferio sur, podemos ver el cúmulo de Tucán ó 47 Tucanae, que tiene nombre de estrella por idéntico motivo.

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El autor

Elvira Velasco es Licenciada en Periodismo por la Universidad Pontificia de Salamanca, y en Antropología Social y Cultural por la Universitat Autònoma de Barcelona.

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