Canibalismo cósmico

En sus 20 años en órbita, el Telescopio Espacial Hubble ha descubierto objetos caníbales, desde agujeros negros hasta galaxias enteras.

Introducción.

A través de incontables generaciones, hemos construído pirámides, torres y catedrales para mirar al cielo en busca de respuestas. Así que en muchos sentidos somos una generación privilegiada. Por vez primera en la historia, por fín estamos obteniendo respuestas precisas a las preguntas más trascendentes. Y para ello, alzamos nuestros ingenios más allá de las nubes.

Durante casi toda una generación, el Telescopio Espacial Hubble ha sido nuestro embajador en el Espacio. Nos ha traído noticias de las galaxias más distantes, de mundos extraños que orbitan otros soles, de estrellas agonizantes. En sus 20 años, el Telescopio Hubble nos ha ayudado a entender mejor quiénes somos, a dónde vamos, cómo se creó la Tierra, el Sistema Solar y el Universo.

El artículo que puedes leer bajo estas líneas está basado en el vídeo publicado en Cosmogramas y que puedes ver arriba. Si quieres conocer más detalles sobre la historia del Hubble, Mandeville, los agujeros negros y las galaxias, continúa leyendo.

En una galaxia muy lejana.

Según la teoría de la Gran Explosión, el Universo comenzó hace 13.700 millones de años. A través de las dataciones de las rocas más antiguas, se calcula que el planeta Tierra tiene 4.500 millones de años. Y según los fósiles encontrados en rocas también muy antiguas, la vida apareció muy poco después. Pero los primeros seres complejos aparecieron tan solo hace 300 millones de años. La especie humana tiene 2 millones de años. Durante 13.698 millones de años, el Universo ha existido sin que necesitara nuestra presencia.

Somos exploradores natos. Se tienen indicios de que hace 1,7 millones de años, los Homo Ergaster salieron de África para expandirse por Asia. De hecho, hasta hace unos 30.000 años, los Homo Sapiens compartíamos este planeta con otras especies humanas, como los neandertales. Los grandes imperios de la antigüedad (¿podemos llamar «antigüedad» a los últimos 3.000 años?), como el egipcio, el de Alejandro Magno o el Romano, tenían un pie metido en Asia. Los viajes desde China a Europa no eran frecuentes, pero tampoco inusuales. Sin embargo, durante la Edad Media Europa occidental quedó aislada de Asia y las historias de aquellos lugares se convirtieron en leyenda.

Así que durante la época medieval, y antes de la aparición de los grandes imperios marítimos como el español y el portugués, los europeos estaban fascinados por los relatos de los exploradores que habían viajado por la Ruta de la Seda hasta China. El más conocido es Marco Polo. Marco Polo nació en Venecia en 1254 y murió en 1324. Marco Polo viajó hasta Catai (China), y vivió allí durante 17 años. A su regreso, Venecia y Génova estaban en guerra. Fue apresado durante un tiempo por los genoveses y durante su estancia en la cárcel relató la crónica de su viaje. El libro, titulado Los viajes de Marco Polo o El Libro de las Maravillas, fue todo un éxito de ventas en su época.

El Libro de las Maravillas del Mundo.

Un relato similar al de Marco Polo se escribió décadas más tarde. Se trataba del Libro de las maravillas del mundo de Juan de Mandeville. Se desconoce la fecha de nacimiento de Mandeville, pero se dice que murió en 1372. En 1322, partió a Egipto y en el libro relata sus andanzas por Constantinopla, Palestina, Rusia, Lituania, India, Armenia y Catai. En todas estas andanzas por el lejano Oriente, el anglo-normando describió criaturas fantásticas: cíclopes, esciápodos, blemias, pigmeos... En el pasaje sobre la isla de Nacamerán, contaba que los habitantes tenían cabeza de perro. Según Mandeville, «Todos los hombres y mugeres de aquella tierra tienen las cabeças como perros, y los llaman canefales y son razonables y de muy buen entendimiento».

En el "Libro de las maravillas del mundo", se relata que los habitantes de Nacamerán con cabeza de perro eran antropógafos, pues se comían a sus enemigos en las batallas. Pero no sólo en la Tierra hay caníbales, también los hay en el Espacio. El Telescopio Hubble ha podido observar el objeto caníbal por excelencia, el agujero negro.

Los agujeros negros.

Los agujeros negros son devoradores de materia y energía. De un agujero negro nada puede escapar, ni siquiera la luz, y la luz define la velocidad máxima a la que se puede viajar en el Universo. Hasta la invención del telescopio, se dudaba si la luz viajaba a velocidad infinita.

Galileo realizó diversos experimentos con lámparas situadas a grandes distancias, para tratar de medir la velocidad de la luz, pero no pudo zanjar la cuestión. Su legado, sin embargo, fue crucial para dirimir la cuestión. Como sabemos, en 1609, Galileo realizó muchos descubrimientos tras construir un telescopio. Entre esos descubrimientos se hallan los satélites de Júpiter. Vivir de la ciencia era tan difícil antes como lo es ahora, así que para financiar sus investigaciones científicas, Galileo ideó un método para usar los telescopios como relojes de precisión, utilizando los eclipses de los satélites de Júpiter. En 1675, Olaf Roemer descubrió que los satélites no eran relojes perfectos: no cumplían bien las predicciones de su posición. Existían algunos minutos de diferencia. Tras investigar el asunto, descubrió que esa diferencia dependía de la distancia de la Tierra a Júpiter. ¿Por qué? Sencillo: porque la luz no viajaba a una velocidad infinita, y si Júpiter estaba más lejos de la Tierra, los eclipses sucedían más tarde de lo previsto. Hoy, mediante métodos más sofisticados, sabemos que la luz viaja a 300.000 km/s.

Por la misma época que Roemer calculaba la velocidad de la luz, Isaac Newton desarrollaba la Teoría de la Gravedad. Gracias a la gravedad, se calculó la velocidad de escape de la Tierra: los cohetes han de lanzarse al menos a 44.000 kilómetros por hora. En cuerpos menos masivos, la velocidad de escape es menor. Por ejemplo, para salir de la Luna, las cápsulas deben alcanzar sólo 7.000 kilómetros por hora.

En 1784, el inglés John Michell utilizó la Ley de la Gravitación y el conocimiento de que la luz viajaba a velocidad finita para proponer la existencia de las estrellas oscuras. Calculó que la velocidad de escape de una estrella 500 veces más grande que el Sol sería mayor que la velocidad de la luz (1.000 millones de kilómetros por hora).

Aunque fueran invisibles, Michell propuso que las estrellas oscuras podrían detectarse si alrededor orbitaba otra estrella normal. Las ideas de Michell tuvieron que esperar 300 años para ser corroboradas. Sin embargo, el concepto moderno de estrella oscura es la de agujero negro y no se basa en la teoría de la gravitación de Newton, sino en la Relatividad de Einstein. En la Relatividad, el espacio y el tiempo son elásticos. Un agujero negro sería un objeto muy masivo que crea una singularidad en el espacio-tiempo.

Los agujeros negros se dividen principalmente en dos tipos: los que tienen masas comparables a las de una estrella y los que tienen masas de cientos de estrellas.

Los agujeros negros de masa estelar se crean a partir de estrellas que colapsan. El núcleo de las estrellas está sometido a una presión tremenda, y por tanto su densidad es muy alta. Gracias a esa presión, los átomos se fusionan y generan energía. La energía que genera el núcleo se equilibra con el peso de la estrella. Cuando este equilibrio se rompe, la estrella llega a su fin. Si la estrella tiene varias veces la masa del Sol, en ese final, el núcleo estará a tanta presión y creará tal densidad que termina creando el agujero negro.

Gracias al Hubble también se ha probado que en el centro de las galaxias existe otra clase de agujeros negros más monstruosos. Se trata de los agujeros negros supermasivos. Se encuentran en el centro de las galaxias, quizás en todas y poseen la masa no de varias veces la del Sol, sino del orden de millones o miles de millones de masas solares. En general, los agujeros negros se han detectado de forma indirecta, y en especial observando en rayos X. La materia que gira a su alrededor, al caer al agujero negro, se calienta tanto que emite en rayos X. Pero en el caso de la Vía Láctea, los astrónomos han sido capaces de observar la trayectoria de las estrellas que orbitan alrededor del agujero negro del centro galáctico. A partir de la velocidad y trayectoria de las estrellas, nada menos que 5.000 km/s, se puedo calcular directamente que el objeto del centro galáctico tiene una masa de 2,6 millones la del Sol y su diámetro tiene menos de 10 años luz.

Los astrofísicos están intrigados porque no poseen muchas evidencias de agujeros negros de masa intermedia. O bien son supermasivos o bien son de masa estelar. ¿A qué se debe este hecho? Es un misterio.

Afortunadamente, el centro de la galaxia está a 26 mil años luz y tampoco conocemos ningún agujero negro cerca de la Tierra. Pero los enigmas que encierran los agujeros negros, como fronteras de las leyes de la Física, continuarán fascinando a los científicos y al público por igual.

Canibalismo galáctico.

El Telescopio Espacial Hubble también ha sido testigo de un canibalismo a una escala titánica. El canibalismo galáctico se produce cuando una galaxia se "come" a otra. En estos procesos de fusión, las galaxias cambian de aspecto y aumentan su masa.

Así que el proceso de canibalismo galáctico observado por el Telescopio Hubble explica la evolución de las galaxias, que ha sido uno de los grandes misterios de la astronomía. El científico que da nombre al Telescopio Espacial, Edwin Hubble fue uno de los primeros que estudió a fondo las galaxias. Realizó un diagrama para clasificarlas por sus formas, llamado Diapasón de Hubble. En esa secuencia se divide a las galaxias en tres formas principales: elípticas, lenticulares y espirales. Hubble creía que las galaxias elípticas evolucionaban a espirales y lenticulares, pero el proceso exacto por el cual una cambiaba a otra era un misterio.

El Hubble ha podido observar miles de galaxias, situadas a distancias y tiempos enormes. Desde galaxias situadas a 13.000 millones de años luz, las del Campo Profundo, a las más cercanas como la de Andrómeda. Por tanto, es ahora cuando se ha podido comparar cómo eran las galaxias jóvenes (las más lejanas) y cómo son las galaxias viejas (las cercanas). La conclusión es que las galaxias lejanas son más pequeñas e irregulares. Además, el Hubble ha observado una gran cantidad de galaxias en proceso de colisión, fusión y canibalismo.

Por ejemplo, astrónomos del Instituto de Astrofísica de Canarias han detectado una corriente de estrellas que envuelve la Vía Láctea. Estas estrellas pertenecen a una galaxia que fue devorada por nuestra galaxia: En el universo, el pez grande también se come al pequeño.

Por tanto, ahora tenemos evidencias de que las galaxias van creciendo y cambiando de forma al comerse unas a otras.

Y el espectáculo no ha finalizado. Los astrofísicos debaten si la Galaxia de Andrómeda, situada a tan solo 3 millones de años luz, se fusionará con la Vía Láctea. De ser así, sería un proceso lento, que duraría miles de millones de años. Quizás para entonces nuestro Sol ya haya desaparecido, o bien haya sido expelido a gran velocidad al vacío intergaláctico. Pero no nos preocupemos todavía, aún queda mucho tiempo para planificar la mudanza a un barrio más tranquilo.

¿Y si..?

El viaje del Libro de las Maravillas del Mundo de John Mandeville duró 34 años. El relato fue uno de los grandes éxitos de la Edad Media, del que existen al menos 300 copias manuscritas y traducciones a multitud de idiomas. Lo increíble del caso es que no hay referencias al autor como personaje histórico. El autor original probablemente fue un clérigo anglo-normando que reutilizó los cuentos de otros viajeros para "cocinar" su propio libro.

A pesar de ello, Mandeville inspiró verdaderos descubrimientos. Tanto Marco Polo como Mandeville conocían que en el Océano Índico, a una latitud baja, la Estrella Polar ya no se veía sobre el horizonte. Mandeville afirmaba que en su lugar se usaba la estrella "Antártica". Pero en el Polo Sur celeste no poseen una estrella brillante como en el norte. Mandeville relató que un marinero había circunnavegado el globo viajando desde Europa hacia al Este, hasta volver a su tierra de origen: Cristobal Colón se inspiró en "El Libro de las Maravillas del Mundo" para viajar hacia América.

Territorios inexplorados.

Siete siglos después de Mandeville, seguimos teniendo ansias de aventuras y continuamos fascinados por los lugares desconocidos. Los lugares y las herramientas han cambiado, pero no nuestra determinación a explorar las fronteras. La Tierra se nos ha quedado pequeña.

En estos 20 años, el Telescopio Espacial Hubble ha completado 110 mil vueltas alrededor de nuestro planeta. En este tiempo, ha realizado casi 1 millón de observaciones, capturado más de 500 mil imágenes, y observado 30 mil objetos celestes. Los científicos han publicado más de 8700 artículos de investigación. El Hubble se ha convertido en uno de los instrumentos científicos más prolíficos de la historia. Gracias al Telescopio Espacial se han reescrito secciones completas del conocimiento astronómico. También se han podido escribir otras nuevas que permanecían en la oscuridad.

Pero más allá de lo científico, durante estas dos décadas, las imágenes del Hubble han acaparado las portadas de los periódicos y de los informativos. Sus imágenes se han hecho icónicas para toda una generación de jóvenes que han nacido con un telescopio en órbita. El Hubble se ha hecho parte destacada de la cultura popular. El público ha tenido tiempo de identificarse con él, al mismo tiempo que reconocer su importancia científica. Es un hecho insólito en el mundo de la ciencia, quizás con la excepción del LHC del CERN. Cuando el Hubble se encontró en peligro al cancelarse la última misión de reperación, gentes de todos los países y de todos los niveles culturales se unieron para gritar a una sola voz: "salven al Hubble."http://www.infoastro.com/200401/30hubble.html

Desde la Luna hasta las galaxias más distantes. Si duda alguna, lo que nos ha contado ha sido tan fascinante como los historias de Mandeville.

Referencias.