dimarts, de maig 23, 2017

Mira que si fos cosa d'extraterrestres... Una misteriosa estrella ens porta de corcoll

Un misteri envolta l'estrella KIC 8462852, una de les 150.000 que el satèl·lit de la NASA Kepler ha estat estudiant durant anys. I és tanta la sorpresa que els més atrevits ja han llançat hipòtesis que impliquen la presència d'una civilització avançada prop de l'estrella!

La comunitat científica s'està prenent el comportament estrany d'aquesta aparentment innocent estrella, ubicada a uns 1.500 anys llum de distància, molt seriosament. I, com a línia de pensament, no descarten cap hipòtesi, per extravagant que pugui semblar.

Què passa amb aquesta estrella?

Kepler ha detectat canvis sobtats en la intensitat de la seva llum. Això, de fet, no hauria de suposar cap problema, ja que és gràcies a aquestes variacions en la llum que podem, per exemple, detectar planetes orbitant estrelles llunyanes. Però el veritable enigma és que el tipus de variacions que es produeixen, i la seva irregularitat, semblen descartar les explicacions més trivials i lògiques.

Les fluctuacions en la llum de l'astre, anomenat carinyosament com "l'estrella de Tabby", en homenatge a la investigadora que va aixecar la veu d'alarma, Tabetha Boyajian, són imprevisibles i de diferent magnitud. S'han detectat caigudes de llum que oscil·len en un rang enorme, de l'1 al 20%. Algunes d'aquestes baixades d'intensitat duren hores. Altres dies, o fins i tot setmanes.

Moltes estrelles a la nostra galàxia són variables. Exhibeixen oscil·lacions en la seva llum degut a fenòmens propis de l'astre. Però aquests canvis són periòdics, i a més regulars en la seva durada. Altres estrelles, com dèiem abans, fluctuen en la seva llum degut a planetes que les orbiten, i que just passen en front de l'estrella vistos des de la nostra perspectiva, amagant una petita part de la seva llum. Però, de nou, els efectes produïts per òrbites planetàries són periòdics, i responen a patrons que coneixem bé i que utilitzem per a caracteritzar exoplanetes.


Les estrelles en etapes joves de la seva vida són, també, molt variables. Les variacions, però, es produeixen en períodes de temps considerables. En milers o milions d'anys. A més, en el cas de l'estrella de Tabby, no ens trobem davant una estrella jove, sinó aparentment amb un astre madur, que hauria de mantenir la seva estabilitat.

Per acabar-ho d'arreglar, s'ha vist que, de fet, l'estrella està afeblint-se progressivament durant els darrers anys. És a dir, a més de les variacions sobtades, es detecta una tendència sostinguda, que ha fet que en els 4 anys que ha estat sota estudi per part del satèl·lit Kepler, Tabby s'hagi debilitat globalment en un 3%.

Sense una explicació clara, els científics han començat a analitzar altres possibilitats que podrien explicar el misteriós comportament de Tabby.

Una explicació podria ser la presència d'un disc nebulós de material al voltant de l'estrella. Un disc que podria tenir zones de densitat irregular, que bloquegessin la llum de l'astre. L'existència d'un disc de matèria orbitant una estrella madura és improbable, i és més típic de les joves. Però encara és més inversemblant pel fet que un disc de material hauria d'emetre radiació infraroja, com altres que coneixem, ja que la matèria, escalfada per la radiació estel·lar, irradia a l'espai. No cal dir que no hem detectat cap radiació d'aquest estil.

Una altra teoria apunta a l'existència d'un núvol de grans cometes orbitant l'estrella. Però, novament, on és la radiació que aquests cossos haurien d'emetre quan s'acostessin a l'estrella? Per altra banda, com de grans haurien de ser aquests cometes per bloquejar fins a un 20% de la llum de la seva estrella? Tampoc s'explicaria la tendència sostinguda de debilitament de llum que s'ha detectat.

Podria ser que algun objecte s'interposés entre l'estrella i nosaltres, a mig camí? Sí, podria ser. El problema  és que hauria de poder explicar tant les variacions sobtades com la tendència progressiva observada. Una concentració de gas opac, per exemple, podria obscurir la llum de Tabby. Però com explicaríem durades de les oscil·lacions de només hores? Un núvol que creués pel davant hauria d'afectar la llum durant molt més temps. I tornem a tenir el problema de la baixada sostinguda i progressiva de llum, que queda inexplicada per aquest supòsit.

Així les coses, una altra hipòtesi ha estat la de l'existència d'una civilització que està explotant la llum de la seva estrella. Aquesta possibilitat ja havia estat predita per Dyson, l'any 1960, que va imaginar que les necessitats energètiques de civilitzacions molt avançades serien, cada cop, més grans, fins al punt d'esgotar les fonts originals del seu món i haver de recórrer a l'inesgotable energia del seu Sol. Una energia que es perd a l'espai, i que aquestes civilitzacions intentarien aprofitar construint grans estructures al voltant de l'estrella, que captessin la llum i la transformessin en energia útil. Seria com posar gegantins panells solars al voltant de l'astre. Tan gegantins que, vistos des de lluny, bloquejarien part de la llum de l'estrella, i en funció de les seves mides i ubicacions podrien presentar patrons de bloqueig irregulars.


Ciència ficció? Segurament. Però, com deia, la comunitat científica prefereix, ara per ara, mantenir obertes totes les possibilitats. En aquest cas concret, de l'existència d'una explotació intel·ligent de la llum de l'estrella, s'han començat a buscar senyals de transmissions estranyes que poguessin provenir de la zona on s'ubica l'estrella. Només per si un cas, és clar.

Tot això perquè, de moment, aquesta estrella és única. El seu comportament és totalment diferent al de les altres 149.999 estudiades en deteniment per Kepler, i als milers més que hem estat observant durant dècades, estrelles variables incloses.

Els principals instruments de detecció que tenim, incloent els més potents telescopis, estan alerta per a girar-se cap a Tabby en el cas que es torni a detectar una sobtada variació de llum. S'espera que a mesura que s'acumulin dades de les variacions, i complementant les observacions amb nous instruments i tècniques, es pugui anar tancant el cercle, eliminant possibilitats.

Molt probablement, l'estrella de Tabby ens seguirà ocupant durant mesos, o potser fins i tot anys.


Amb què ens sorprendrà?


dissabte, de maig 13, 2017

Per què brillen les estrelles?

Estic convençut que aquesta pregunta ha degut obsessionar a més d'un dels nostres avantpassats, que devien mirar amb una mescla d'admiració i temor el cel.

Un dels primers personatges a la història que va donar en el clau en la comprensió del que eren, en realitat, les estrelles va ser el Giordano Bruno, a finals del segle XVI. Aquest clergue i teòleg va deduir que les estrelles eren altres Sols, com el nostre. O, dit a l'inrevés, que el Sol era simplement una estrella. No es va aturar aquí, i va seguir per dir que, igual com a la Terra hi habiten persones, potser en altres planetes al voltant d'altres estrelles podrien habitar éssers diferents. Quasi res, si es té en compte que en aquella època el model geocentrista era encara vigent, i que tot el que hi havia al cel havia estat posat allà per Déu pel nostre gaudiment.


Lamentablement, massa avançat pel seu temps, Bruno va ser jutjat per l'inquisició, i  cremat a la foguera, l'any 1600.

En els segles posteriors, la idea que les estrelles eren Sols es va anar consolidant. Però una qüestió quedava fora de tota comprensió. Com podien, les estrelles, il·luminar l'espai amb tanta potència?
Només cal sortir a l'exterior, qualsevol dia solejat, deixar que el nostre rostre sigui escalfat pel Sol, i pensar que l'objecte que ens envia aquesta calor ho fa des de 150 milions de quilòmetres de distància per entendre la immensa capacitat energètica d'aquests astres.

Els antics pensaven que el Sol cremava, amb foc, i no va ser fins al segle XIX que els científics varen deduir que si el Sol, si les estrelles, cremessin, aquest procés de combustió només podria durar uns quants centenars d'anys, a tot estirar uns pocs milers d'anys, abans no es consumís tot l'astre, per gran que fos.

Un físic alemany, Hermann von Helmholtz, va postular, llavors que la font d'energia de les estrelles era el col·lapse gravitatori. Eren els anys gloriosos de la termodinàmica, en els que els científics varen entendre que l'energia es pot transformar, sempre i quan es mantinguin els equilibris. El mecanisme, doncs, deia que tal com el material que formava una estrella queia cap a l'interior, impulsat pel seu propi pes, l'energia gravitatòria era transformada en calor.

Amb aquesta hipòtesi, el gran Lord Kelvin, que ja era un reconegut físic en aquell moment, va calcular quina seria l'edat del Sol, i va arribar a la conclusió que la nostra estrella havia nascut feia uns 30 milions d'anys. Si el Sol, deia ell, fos més vell, ja s'hauria d'haver apagat.


Més o menys per aquells anys, un altre gran de la ciència, però en un camp del coneixement totalment diferent, feia una troballa revolucionària. Era Charles Darwin, i la seva teoria de l'evolució de les espècies. Segons ell, 30 milions d'anys no eren a penes res per donar suport a l'evolució de les espècies a la Terra. Ell mateix, recolzat per càlculs de tipus geològic, va estimar que l'edat del nostre planeta, i, per tant, la del Sol, no podia ser inferior als 300 milions d'anys.

Sembla que això va irritar a Kelvin i, en general, als físics de l'època, que interpretaven els càlculs de Darwin i els seus seguidors com una intromissió en el camp de l'astrofísica.

La cosa va quedar sense definició, fins a començaments del segle XX.

Primer va ser el descobriment de la radioactivitat, i posteriorment la formulació de la teoria de la relativitat especial d'Einstein, que deia, entre altres coses, que energia i massa eren les dues cares de la mateixa moneda, i que una es podia transformar en l'altre.

El cop definitiu va venir al 1920, quan F.W. Aston va mesurar que el pes de 4 nuclis d'hidrogen era lleugerament superior al d'un nucli d'heli. Tot allò va il·luminar la ment de Sir Arthur Eddington, un dels grans de la història de l'astrofísica, que va deduir que el Sol, i totes les demés estrelles, obtenien la seva enorme lluminositat a partir de reaccions de fusió nuclear, convertint hidrogen en heli, i transformant el minúscul excedent de massa en energia.


Un minúscul excedent de massa, mesurat per Aston. Però que gràcies a les equacions d'Einstein es convertia en una de les formes més brutals que té la natura de produir energia.

Actualment sabem que el nostre Sol converteix, a cada segon, 600 milions de tones d'hidrogen en heli, alliberant energia suficient com per satisfer totes les necessitats energètiques del nostre planeta durant quasi un milió d'anys! Ho ha estat fent durant uns 4.500 milions d'anys, i ho farà durant 4.500 milions més.

Com veiem, la fusió nuclear no és tan sols una poderosíssima font d'energia, sinó que permet donar vida a les estrelles durant milers de milions d'anys.

Un petit (gran) triomf històric, doncs, dels biòlegs i geòlegs sobre els intocables físics del segle XIX. Aquells varen saber interpretar correctament els senyals amb els que el nostre planeta ens deia que havia nascut feia molt més temps, i que l'edat que els astrònoms predeien pel Sol havia de ser errònia.

Hem vist, doncs, com la recerca de la font de llum i energia de les estrelles, del Sol, va anar, durant força temps, íntimament lligada al desenvolupament del nostre coneixement sobre l'edat del nostre planeta. Posteriorment, mètodes de datació basats en l'acció dels isòtops radioactius ens han permès afinar molt l'antiguitat de la Terra, tancant el cercle.

Recorda al visionari Bruno, cremat viu, quan contemplis les pampallugues de les estrelles en una nit fosca. Pensa en els processos extraordinàriament energètics que les fan brillar tan intensament, des de distàncies immenses.


A les meves xerrades, m'agrada explicar que les estrelles són les fàbriques de la natura. Les indústries que necessitava l'univers per a crear tots els elements químics coneguts, excepte l'hidrogen, el qual ja va néixer amb el Big Bang. Eddington va ser el primer en entendre el procés, el magnífic joc de formar elements més complexos a partir dels més senzills, alliberant de pas ingents quantitats d'energia, de llum, que il·lumina el nostre dia i també la nostra nit.


Estels i Planetes

TOP