Archivo

Archive for 10 mayo 2010

El misterio de las edades estelares

En la actualidad estamos viviendo un período apasionante en la búsqueda de planetas fuera de nuestro Sistema Solar, los llamados exoplanetas. Desde el descubrimiento, a principios de los años noventa, de los primeros planetas y sistemas planetarios orbitando alrededor de otras estrellas, su número ha crecido incesantemente: a día de hoy se conocen más de 450. Han abierto la posibilidad de comprender en profundidad el origen y la evolución de los sistemas planetarios (no sólo los de la estrella), lo que nos puede dar respuestas sobre el origen de la vida y si ésta es o no un fenómeno común en el Universo. El mejor y casi único camino para conocer la edad de un exoplaneta es obtener la edad de la estrella que lo alberga y suponer que es similar, lo que parece razonable. La determinación de las edades estelares se ha convertido en un campo de enorme interés para los astrofísicos, ya que tiene implicaciones en la búsqueda de vida, la comprensión de la evolución futura del Sol, la evolución de las galaxias, etc. Por otro lado, las estrellas se parecen mucho a la definición que me dieron en la escuela de lo que es un ser vivo. Nacen, evolucionan (crecen), sufren algunos eventos cataclísmicos que pueden llevar al nacimiento de otras estrellas (se reproducen) y terminan apagándose poco a poco, dejando un resto casi inerte de lo que fueron (mueren). Esto implica que una estrella pasa, a lo largo de su vida, por muchas etapas y estados diferentes. Y la mejor manera que tenemos para datar esta evolución, comprender sus cambios y ponerlos en el contexto de otros eventos que ocurren a su alrededor es determinando su edad. El nacimiento de una estrella es un proceso tranquilo. En una nube gaseosa que sufre alguna perturbación (la explosión de otra estrella, un choque de galaxias, etc.), el gas empieza a condensarse en un punto y esto provoca que, por gravedad, atraiga hacia él más materia hasta que, poco a poco, se empieza a formar una bola gaseosa cada vez más caliente y con mayor presión en su interior. A su alrededor surge un disco de gas y polvo a partir del cual, suponemos, nacerán los planetas. En esta etapa la temperatura y la presión no alcanzan el valor necesario para que haya reacciones termonucleares internas (salvo la fusión de algunos elementos menores). Sin embargo, llega un momento en el que se alcanza el punto de ignición del hidrógeno, que se empieza a convertir en helio en su centro generando muchísima energía: ha nacido una estrella. Después pasa por una época de tranquilidad durante la cual quema paulatinamente el hidrógeno de su núcleo y en la que permanece, con pocas modificaciones, la mayor parte de su vida. Nuestro Sol está actualmente en la mitad de esta fase (lleva así unos 4.500 millones de años y le quedan otros 5.000). Pero al final se agota este combustible, y entonces comienza una etapa de grandes y rápidos cambios en la que se fusionan otros átomos (helio, berilio, carbono, etc.). Lo que ocurre entonces, y la cantidad de elementos fusionados, depende de la masa de la estrella. Es común a casi todas las estrellas la pérdida de la mayor parte de su materia, expelida al exterior de forma más o menos abrupta (también según su masa). Al final queda sólo un núcleo muy compacto en el cual todavía ocurren algunas reacciones termonucleares y que emite energía. Pero poco a poco va enfriándose, perdiendo su capacidad de generar energía, languideciendo, hasta que termina siendo un resto inerte. En el caso de las estrellas más masivas, es habitual que acaben convirtiéndose en un agujero negro. Éste es, muy resumidamente, el proceso de nacimiento, evolución y muerte de una estrella, cuya velocidad viene dictada por su masa: cuanto más masiva es, más rápidamente transcurre su vida. Y las diferencias son enormes: de unos poco millones de años en la fase de quema de hidrógeno en el núcleo, las más masivas, a decenas de miles de millones de años, las menos. La datación de la edad estelar es muy difícil porque estrellas en el mismo estado evolutivo pueden tener edades muy diferentes. Por la misma razón, hacerla puede ayudarnos mucho a comprender dicha evolución y los principales procesos que la condicionan. Sólo conocemos con bastante precisión la edad del Sol. Para obtenerla se ha estudiado la cantidad que hay de ciertos elementos radiactivos y los productos de su desintegración en restos de meteoritos. Desgraciadamente, este procedimiento es únicamente aplicable a nuestra estrella, aunque se ha diseñado una técnica para obtener información similar en otras estrellas, la nucleocosmocronometría (perdón por el “palabro”), pero sólo se puede aplicar a casos muy aislados y escasos. Permítame el lector que, en lugar de describir las diferentes formas que tenemos de estimar la edad de una estrella aislada como quien da la alineación de un equipo, utilice como guía una de las estrellas actualmente más interesantes para la comunidad astrofísica. Se llama HR8799 y en ella se producen muchos fenómenos que la hacen casi única. Es la primera estrella en la que se ha detectado un sistema planetario por imagen directa, es decir, ha sido posible fotografiarla con tres planetas orbitando en torno a ella. Además, posee un disco de polvo y desechos a su alrededor que forma dos anillos, uno interior a las órbitas de los planetas y el otro exterior, a semejanza de los cinturones de asteroides y Kuiper de nuestro Sistema Solar. Su masa es parecida a la del Sol (sólo 1,5 veces mayor). Y, por si fuera poco, tiene peculiaridades químicas en su superficie, y oscilaciones propias de largo periodo (en lenguaje técnico: estrella pulsante ? Doradus), lo que nos ofrece la posibilidad única de estudiar su interior. Para entender el sistema completo, cuáles son las masas de los objetos que orbitan alrededor de la estrella, su estabilidad dinámica, etc., conocer la edad es fundamental. Al principio se comparó la temperatura y la luminosidad de la estrella con modelos numéricos, el problema es que su composición química influye mucho en el resultado. Para una misma temperatura y luminosidad, dependiendo de la cantidad de hidrógeno (su combustible), de helio y de elementos pesados, las edades predichas por los modelos serán muy diferentes. Con este método se estima que HR8799 tiene entre pocas decenas de millones de años y varios miles de millones de años. Es decir, no se sabe. Otro modo de intentar estimar la edad de la estrella es la utilización de las llamadas isócronas. Una isócrona es la línea que une las estrellas con la misma edad en un diagrama HR (clasificación de las estrellas que relaciona su temperatura y su brillo). Cuando se observa un cúmulo de estrellas (en particular los llamados cúmulos abiertos y globulares), suponemos que todas han surgido en la misma nube de gas y por tanto comparten fecha de nacimiento y composición química. Si comparamos la temperatura, composición química, distancia y luminosidad de todas las estrellas de un cúmulo con las predicciones de los modelos para diferentes edades (isócronas), podemos estimar con bastante precisión la edad del cúmulo. Y si tenemos una estrella aislada, es posible compararla con las isócronas de los cúmulos abiertos conocidos para encontrar su edad (conocida su composición química, distancia y luminosidad). Así se ha intentado hacer para HR8799 y se han obtenido valores más precisos que con el método anterior, pero ambos comparten la misma pega: no conocemos bien la composición química de la estrella debido a sus peculiaridades superficiales así que no es fiable. Otros métodos de datación estudian la velocidad de rotación de la estrella, su actividad (manchas, etc.) y la cantidad de litio en su superficie. Pero al no tener bien determinada la velocidad de rotación de esta estrella, tener muy baja actividad, y ser demasiado mayor como para que el litio sea un buen parámetro, no podemos aplicarlos a HR8799. Además estos métodos utilizan estimaciones estadísticas obtenidas observando el comportamiento de un gran número de estrellas en situaciones similares, que no se pueden aplicar confiadamente a estrellas individuales y aisladas. Para HR8799 no nos proporcionarían una datación tan precisa como necesitamos. Sí se ha podido aplicar a HR8799 un método que utiliza sus propiedades cinéticas, es decir su posición y velocidad. Como hemos dicho, las estrellas suelen nacer por sucesos puntuales y abruptos en ciertas zonas de las galaxias creando cúmulos. Pero conforme pasa el tiempo se van alejando de ese lugar de nacimiento: se “emancipan”. Si nada interacciona con ellas, su cinemática aporta pistas suficientes: vemos en qué dirección se están moviendo, echamos hacia atrás y encontramos el punto donde convergen con otras muchas estrellas. Y si conocemos su velocidad sabremos el tiempo que hace que estuvieron en el lugar común, el momento en que nacieron. Pero este método, aunque ingenioso, no es completamente fiable. Es bueno para datar estrellas jóvenes, que aún no se han desplazado mucho, pero para estrellas mayores la probabilidad de que la interacción gravitacional con otras estrellas haya cambiado su trayectoria lo suficiente como para confundirnos es alta. Proporciona pistas, pero no dataciones completamente fiables. Según esto, HR8799 tiene entre 30 y 160 millones de años. Para una estrella de su masa es, por así decirlo, el principio de la adolescencia. Llegados a este punto, sólo nos queda un método al que recurrir, la astrosismología (ver artículo relacionado). A través de las pulsaciones internas de la estrella podemos obtener información de cómo es por dentro y cuál es su estado evolutivo, es decir su edad, y HR8799 es una estrella pulsante. Hasta hace poco esta técnica no había alcanzado el nivel suficiente para poder resolver problemas que interesen a la comunidad científica, por ello de esta estrella sólo hay unos pocos datos astrosismológicos tomados hace diez años. Gracias a ellos sabemos que la datación por sus propiedades cinéticas da un valor demasiado joven, que es poco probable que sea correcto. Actualmente se están llevando a cabo observaciones para mejorar la calidad y cantidad de los datos astrosismológicos y así poder dar una estimación creíble de la edad de este sistema. El problema de la edad de las estrellas está lejos de estar resuelto. No faltan ideas de todo tipo, pero aún queda mucho trabajo por hacer. De cualquier estrella sólo nos llega un hilo de luz, una pequeña muestra de su superficie, y a partir de él intentamos deducir su origen, estructura, edad, lugar de nacimiento… todo un desafío.

Fuente: caosyciencia.com, 5-5-10

Anuncios
Categorías:1, Noticias científicas

Una empresa construye un submarino que almacena la energía del vaivén de las olas

El mar canario recibirá este mes una perla tecnológica de energía renovable: el proyecto Welcome, un submarino diseñado para transformar el movimiento del mar en electricidad con la llamada energía undimotriz. El vaivén de las olas se recoge mediante unas boyas conectadas a unas baterías instaladas en el submarino que almacenan la energía recogida y la transforman en electricidad para la planta de observación Plataforma Oceánica de Canarias (Plocan) situada a unos dos kilómetros de la playa de Las Palmas de Gran Canaria.

Oriol Sauquet y Pep Tatché, de Anortec, junto a su submarino

Anortec, una empresa vallesana, se encarga de la construcción del proyecto valorado en 1,5 millón de euros. El submarino es uno de los últimos productos en los que está trabajando la empresa, ubicada en Sant Quirze del Vallès, y relacionado con el departamento de energías renovables que “no ha notado la crisis. Es más, los ingresos van subiendo”, confiesa Pep Tatché, director de nuevos desarrollos de la compañía.

La empresa trabaja en la construcción de soluciones de ingeniería técnicas adaptadas que se entregan al cliente en forma de prototipo. Esto significa que, además de construir proyectos innovadores, dispone de un catálogo con productos listos para el mercado. La opción de venta sitúa a sus clientes, nacionales e internacionales, en unos 300 anuales de los que entre “10 y 12 son autoridades o empresarios que quieren realizar un proyecto nuevo” especifica el director.

Anortec está especializada en cuatro áreas: militar, de ingeniería urbana, aeronáutica y de energías renovables. Esta última rama tiene tal éxito que ha elevado la facturación global de la empresa hasta los cinco millones, de los que un 30% son ventas al exterior. Así, la empresa ha vendido material a París y Bruselas. “También mantenemos conversaciones con empresas norteamericanas” añade Pep Tatché.

Ahora los ingenieros trabajan en los algoritmos de las baterías del proyecto Welcome para que sean capaces de regular la energía almacenada. WLo atractivo de la empresa es que somos inventores resolutivos. Siempre presentamos una solución técnica a los problemas que se nos plantean”. Tatché es optimista y ve un futuro esperanzador en el área de energías renovables creada a finales del 2006.

Nacida en 1994 como taller de mecanizado de piezas, Anorte cuenta en estos momentos con una plantilla de 25 ingenieros y un equipo de distribuidores. Los responsables de departamento se encargan de valorar cada proyecto, de buscar vías para innovarlo y de diseñar un prototipo eficiente y eficaz de tecnología punta. El tiempo de elaboración de un prototipo oscila entre los dos meses y los dos años.

Fuente: 8-5-10,  lavanguardia.es

A %d blogueros les gusta esto: