¿Sabías que las estrellas tañen como campanas?

La superficie de las estrellas oscila como si fuera una campana debido a las ondas acústicas que la recorren, y que transmiten información sobre los procesos que suceden en su interior.

 

Puede parecer mentira, pero por la superficie de las estrellas viajan ondas sonoras con las que los astrónomos son capaces de intuir lo que sucede en las zonas interiores, ocultas a sus telescopios. Esta peculiar rama de la astrofísica moderna es conocida con el nombre de astrosismología. Del mismo modo que los geofísicos usan las ondas sísmicas para estudiar el interior de la Tierra y desentrañar la estructura de nuestro planeta, los astrosismólogos hacen lo propio con las estrellas.

 

Evidentemente, la primera estrella donde se descubrieron estas debilísimas oscilaciones fue en nuestro Sol. En los años 60 los telescopios solares revelaron que ondas acústicas parecidas a las de nuestros terremotos recorrían su superficie, solo con un origen totalmente diferente y que tiene que ver con la manera en que la estrella transporta al exterior la energía producida en el núcleo. En las estrellas como el Sol, la energía producida en el horno nuclear central se transmite a la superficie por convección, el mecanismo que utilizan los fluidos para calentarse: al hervir agua en un puchero borbotea porque la materia caliente del fondo asciende y baja la fría de la superficie. Es curioso que este mecanismo de transmisión de energía se descubriera en la cocina. De hecho, su descubridor fue un científico aventurero y maestro de escuela llamado Benjamin Thompson, posteriormente conde Rumford del Sacro Imperio Romano. Casado con la viuda del gran químico francés Lavoisier, un día se preguntó porqué su puré de manzana tardaba más en enfriarse que la sopa. Ahora sabemos que un líquido viscoso tarda más porque se mueve con más dificultad, que es justamente la forma que tiene el líquido de transportar energía de un punto a otro. En el Sol el gas se encuentra virtualmente hirviendo y las burbujas de gas caliente ascienden a la superficie a una velocidad cercana a la del sonido. Del mismo modo que podemos escuchar cómo el agua hierve en un puchero, la convección turbulenta en el Sol crea un tipo de ruido bien conocido, el ruido aleatorio. Por desgracia, se encuentra por debajo del umbral del oído humano. El conjunto de estas ondas sonoras se propaga a través del interior solar y se reflejan en la superficie, haciéndola oscilar como una campana. Este batir es el que proporciona, a través de la amplitud y frecuencia de las oscilaciones, información vital para comprender las condiciones físicas del interior solar.

La campana estelar

Ahora bien, si queremos imaginarnos el tañido de estas inmensas campanas de gas, olvidémonos del golpe del badajo. Una imagen mucho más acertada es el de miles de granos de arena chocando contra la campana de una iglesia. Nuestro Sol se comporta, entonces, como la cavidad resonante de un violín o una guitarra, y en su superficie se producen lo que los físicos conocen como ondas estacionarias. Un nombre curioso para describir un tipo de ondas que aparecen cuando, por ejemplo, fijamos una cuerda por sus dos extremos y la punteamos esto es lo que sucede en todos los instrumentos de cuerda. En el caso del Sol, las ondas estacionarias resultantes son del mismo tipo de las producidas en el interior de los tubos de órgano.

Evidentemente, si el Sol es una estrella normal, el resto también debe presentar estas oscilaciones. El problema para observarlas es que son muy débiles y, por tanto, se necesita alcanzar una enorme precisión en las medidas. Fue en 2001, gracias la esfuerzo de los astrónomos suizos François Bouchy y Fabien Carrier del Observatorio de Ginebra, cuando se observó por primera vez el tañer de otra estrella, Alfa Centauri A, la componente principal del sistema estelar más cercano al Sol compuesto por tres estrellas. Alpha Centauri A es la componente principal del sistema, una enana amarilla muy parecida al Sol, tanto en su tamaño (su radio es 1.,23 veces el del Sol), su masa (un 10 % mayor) y su temperatura (entre 5.790 y 5.850 ºK, frente a los 5.780 del Sol). Tampoco su luminosidad es excesivamente mayor: sólo una vez y media más que la de nuestra estrella. Las observaciones de Alpha Centauri A las realizaron en mayo de 2001 durante cinco noches en el telescopio suizo Leonard Euler del Observatorio La Silla en Chile. Para ello utilizaron el espectrógrafo CORALIE de este telescopio, que se había revelado como tremendamente útil detectando exoplanetas: el espectrógrafo era capaz de identificar el casi imperceptible movimiento oscilante de la estrella provocado por el tirón gravitatorio del planeta. Así, se puede usar la misma técnica para estudiar las oscilaciones en la superficie de las estrellas provocadas por las ondas acústicas, que hacen que pulse periódicamente hacia adentro y hacia afuera. Las oscilaciones que detectaron los astrónomos suizos eran minúsculas, con velocidades de hasta 35 cm por segundo, lo que significa que la superficie de Alfa Centauri A sube y baja tan solo 40 metros. Teniendo en cuenta que el radio de la estrella es de 875 000 kilómetros, podemos comprender la exquisitez y finura de esa detección. Las medidas de Bouchy y Carrier demostraron que esta estrella, muy parecida a la nuestra, pulsa siguiendo un ciclo de 7 minutos.

El paso del tiempo no sólo lo marca el reloj de la iglesia del pueblo...

 

Miguel Ángel Sabadell

Miguel Ángel Sabadell

Me licencié en astrofísica pero ahora me dedico a contar cuentos. Eso sí, he sustituido los dragones y caballeros por microorganismos, estrellas y científicos de bata blanca.

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