Señorita ¿Me permite usted pellizcarla?
(¿Cómo se forman las estrellas 20 veces más grandes que el sol?)Raúl Ortiz-Pulido
Hace unos días un amigo me platicó que yendo en un transporte urbano vio a una muchacha muy guapa, de muy curvadas y abundantes formas. Era tan guapa que él se fue pensando cerca de 10 estaciones como decirle lo que pensaba de su belleza. Finalmente decidió que la mejor manera de hacérselo saber, dado el sitio en que se encontraban, era pellizcarla.
Si todos tomáramos decisiones semejantes, el transporte urbano en cualquier ciudad sería un “pellízcadero”, algo de proporciones galácticas. Tal vez los más pellizcados o pellizcadas serían aquellas personas que tuvieran una masa corporal abundante pero bien proporcionada… Pero ¿Por qué unos tienen más masa que otros? Mis pocos sesos me hicieron pensar que seguramente es por que algunos comen sopes rellenos de frijol y otros rellenos de carne… Pero ¿Hay un límite en dichas estrellas humanas para adquirir masa?
A nivel individual hay objetos en el cielo que están formados por una gran masa. Algunas estrellas tienen en su cuerpo hasta 120 masas solares. Hasta recientemente no se sabia como podían llegar a ser tan grandes sin destruirse en el intento. Ahora cinco científicos, liderados por Mark R. Klumholz, de la Universidad de California, acaban de plantear una teoría de cómo estas estrellas pellizcan materia estelar (es decir, se comen los sopes del universo).
Para una estrella común como nuestro sol su formación y ganancia en masa esta más o menos bien entendida. Todo inicia en una nube estelar. En alguna parte de ella los átomos que la constituyen se empiezan a agrupar. Inicialmente los campos magnéticos y la presión del gas impiden que dichos átomos se acerquen entre si. Sin embargo, una vez que la nube es suficientemente densa estas fuerzas son superadas. Se forma entonces un núcleo semejante a una estrella que, gracias a la gravedad y la rotación, atrae (acreta) más átomos (masa) y el cuerpo de la estrella crece. Así es como una estrella pellizca masa de sus alrededores.
Cuando una estrella tiene más de 20 masas solares este proceso no es igual. Esto se debe a que estas estrellas empiezan a producir luz (fotones) antes de comerse toda la materia que tienen cerca, y la fuerza ejercida por la luz actúa sobre los granos del polvo de la nube que rodea a la proto-estrella. Muchos, al colocarnos frente a un reflector, hemos sentido algo parecido a la fuerza de la luz. Este empuje teóricamente impediría que más materia se anexara al cuerpo de la estrella y que esta creciera más.
Pues lo que hicieron Mark. R. Klumholz y sus colegas es plantear una simulación numérica sofisticada que describe la formación de estrellas supermasivas. La científica Barbara Whitney, del Instituto de Ciencia Espacial en Boulder Colorado, ha explicado que para poder hacer su simulación ellos necesitaron usar 256 computadoras corriendo simultáneamente durante 40 días. El resultado fue un modelo que dice como en 50,000 años una estrella de 100 masas solares se puede formar.
La propuesta tiene cuatro pasos. En el primero, en los 4000 años iniciales, la nube se agrupa formando una proto-estrella y un disco que la rodea. Esto es ocasionado por la rotación de la nube, que es rápida en su centro pero lenta en sus extremos. En el segundo paso, que ocurre unos 20,000 años después de iniciado el proceso, aun hay una gran cantidad de material en el disco y por ello se forman brazos en el. Estos brazos asemejarían a una grande barredora circular, con dos brazos, que tiene como centro la estrella. Los brazos de la barredora acumularían polvo al recorrer la nube. En el caso de la proto-estrella estos brazos transportan mucha de la fuerza hacia el exterior de la nube original, permitiendo que más masa caiga en la estrella. En el tercer paso, después de que la estrella ha alcanzado 17 masas solares, la luz producida por ella empieza a ejercer presión hacia fuera, pero sólo en ciertas direcciones, comúnmente en los polos de la estrella. Este fenómeno sería como si en la tierra, en ambos polos, norte y sur, surgiera de pronto un gran faro de luz. El que la luz ejerza su fuerza principalmente en los polos, permite que la estrella siga recibiendo materia, que cae en ella a través de estructuras semejantes a dedos que se forman en los alrededores de estos faros. El resultado es que, aun cuando algo de materia es aventada lejos de la estrella por la luz, sigue cayendo masa en la estrella gracias a estos dedos (diría Cantinflas: ¡Ese es el pellizco, chato!). Según el modelo, en un cuarto paso, estos dedos (o inestabilidades, según los astrónomos) ocasionarían que se formara una segunda estrella, más pequeña, dentro del disco. A los 50,000 años las masas de las estrellas serían de 33 y 47 masas solares, con las 20 masas restantes aun girando en el disco. El modelo de Mark R. Klumholz y sus colegas es interesante por que reproduce un hecho bien conocido de las estrellas súper masivas. Es muy común que estén acompañadas (o sean binarias, como se les conoce a las estrellas dobles). El final de la historia es que millones de años después la estrella supermasiva termina pellizcando la materia de su compañera.
Este es el gran pellízcadero estelar, donde comúnmente una estrella de gran masa esta acompañada de una de menor masa ¿Será así que ocurre entre humanos? ¿Nos vamos acompañando por parejas? Así le ocurrió a mi amigo, al menos durante sus 10 estaciones dolorosas… pero él quería tomar masa de la estrella humana, o al menos extender sus dedos estelares hacia ella… excediendo sus límites. Finalmente no se que hizo ¿La abra pellízcado? Y si fue así ¿Ella abra extendido sus brazos y le abra dado una cachetada galáctica?
Creo que a mi amigo le gustara saber que, al menos a nivel estelar, hay una forma de permanecer cerca de una estrella de gran masa y abundantes formas por miles de años. Lo que no creo que le gustara saber es que ella sería la que le estaría pellizcando materia todo el tiempo ¿O sí?
