{"id":83564,"date":"2007-11-01T00:00:00","date_gmt":"2007-11-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2007\/11\/01\/la-polvareda-de-las-estrellas\/"},"modified":"2013-04-25T18:57:45","modified_gmt":"2013-04-25T21:57:45","slug":"la-polvareda-de-las-estrellas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-polvareda-de-las-estrellas\/","title":{"rendered":"La polvareda de las estrellas"},"content":{"rendered":"
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ROGER SMITH\/AURA\/NOAO\/NSF<\/span>Blanco como la leche: tramo de la V\u00eda L\u00e1ctea (a la derecha) vista desde el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en los Andes chilenosROGER SMITH\/AURA\/NOAO\/NSF<\/span><\/p><\/div>\n

Lejos de los centros urbanos se puede ver en estos meses de primavera, poco despu\u00e9s de la puesta del sol, una vasta franja muy brillante arriba del horizonte. Ese rastro luminoso en el cielo es un tramo de la V\u00eda L\u00e1ctea, la galaxia que contiene al Sol y los planetas que giran a su alrededor. Con casi 200 mil millones de estrellas, tiene la forma de una inmensa polvareda girando, como un remolino c\u00f3smico. Pero no siempre fue as\u00ed. Al inicio del Universo, hace 14 mil millones de a\u00f1os, la V\u00eda L\u00e1ctea no pasaba de una gigantesca nube de gas que poco a poco\u00a0 se fue adensando aqu\u00ed y all\u00e1 y generando estrellas y planetas. Incluso con el avance de la astronom\u00eda en el \u00faltimo siglo y la producci\u00f3n de telescopios cada vez m\u00e1s potentes, a\u00fan hoy astr\u00f3nomos de todo el mundo intentan comprender c\u00f3mo esa transformaci\u00f3n ocurri\u00f3 y la V\u00eda L\u00e1ctea alcanz\u00f3 su forma actual, con tres regiones bastante distintas: el n\u00facleo, la zona central en forma de globo que concentra centenas de millones de estrellas; un vasto disco achatado de estrellas, gas y polvo; y una tercera estructura esf\u00e9rica que envuelve a las otras dos, el halo, donde las estrellas son m\u00e1s raras y el gas y el polvo son escasos.<\/p>\n

Con la intenci\u00f3n de comprender como se originaron esos cimientos de la galaxia, el equipo del astr\u00f3nomo Walter Junqueira Maciel, de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), desde hace m\u00e1s de una d\u00e9cada investiga la composici\u00f3n qu\u00edmica de diferentes puntos de la V\u00eda L\u00e1ctea. En los \u00faltimos a\u00f1os el grupo arrib\u00f3 a conclusiones que, obviamente, no lo explican todo, pero permiten tener una idea m\u00e1s precisa de como esas tres estructuras se formaron y evolucionaron desde su surgimiento alrededor de mil milones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang, la explosi\u00f3n que habr\u00eda generado el Universo.<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo tuvo lugar esa evoluci\u00f3n? En principio, de manera bastante distinta para esas tres regiones de la galaxia, dice Maciel. Las esparcidas estrellas que hoy pueblan el halo se formaron muy r\u00e1pidamente hace cerca de 13 mil millones de a\u00f1os, extinguiendo casi todo el gas que hab\u00eda en el entorno de la V\u00eda L\u00e1ctea. Casi al mismo tiempo el n\u00facleo comenz\u00f3 a estructurarse. Centenas de veces menor que el halo pero con densidad de gas mucho m\u00e1s elevada, el n\u00facleo posiblemente present\u00f3 dos per\u00edodos de formaci\u00f3n de estrellas: el primero con algunos millones de a\u00f1os de duraci\u00f3n y el segundo, mucho m\u00e1s largo. S\u00f3lo algunos mil millones de a\u00f1os m\u00e1s tarde es que inici\u00f3 el espesamiento de gas que dar\u00eda origen al disco, concluyeron los investigadores a partir de observaciones de la composici\u00f3n qu\u00edmica de la galaxia.<\/p>\n

La raz\u00f3n por la que los investigadores del Instituto de Astronom\u00eda, Geof\u00edsica y Ciencias Atmosf\u00e9ricas (IAG) de la USP decidieron medir la concentraci\u00f3n y la variedad de diferentes elementos qu\u00edmicos es sencilla. Todo lo que existe en el Cosmos y puede ser observado los planetas, las estrellas, las nubes de gas, el polvo y tambi\u00e9n los seres vivos es formado por diferentes combinaciones de los 116 elementos qu\u00edmicos que se conocen y est\u00e1n organizados en la tabla peri\u00f3dica presentada en las clases de qu\u00edmica del colegio. Esos elementos no surgieron todos al mismo tiempo. En los primeros instantes despu\u00e9s el Big Bang se formaron los \u00e1tomos de hidrogeno, el elemento qu\u00edmico m\u00e1s abundante de la naturaleza y tambi\u00e9n el m\u00e1s simples, compuesto por una part\u00edcula de carga positiva (prot\u00f3n) y una de carga negativa (electr\u00f3n). Esa explosi\u00f3n primordial tambi\u00e9n gener\u00f3 parte del helio, compuesto por dos protones, dos electrones y dos part\u00edculas sen carga el\u00e9ctrica (neutrones), adem\u00e1s de una cantidad infinitamente peque\u00f1a de litio-7 (tres protones, cuatro neutrones y tres electrones). Los dem\u00e1s elementos qu\u00edmicos nacieron muy lentamente sobre todo por fusi\u00f3n nuclear, recombinaci\u00f3n forzada de protones que solo ocurre a presiones y temperaturas elevad\u00edsimas como las alcanzadas en el interior o en explosiones de estrellas.<\/p>\n

Como en las otras galaxias, tambi\u00e9n en la V\u00eda L\u00e1ctea centenas de miles de millones de estrellas funcionan como reactores nucleares que en sus entra\u00f1as transforman \u00e1tomos de hidr\u00f3geno y de helio en elementos m\u00e1s pesados. La consecuencia de ese proceso ininterrumpido es el aumento progresivo de la cantidad de esos elementos en la galaxia, produciendo materia prima para m\u00e1s estrellas, planetas y la vida que algunos de ellos puedan abrigar. De ese modo, sabiendo la cantidad de esos elementos m\u00e1s pesados en diferentes puntos de la galaxia y en momentos distintos de su vida, es posible descubrir como la composici\u00f3n y la forma da V\u00eda L\u00e1ctea evolucionaron a trav\u00e9s de los tiempos, toda vez que se conoce la velocidad en que nacen y mueren las estrellas.<\/p>\n

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VLT\/ESO<\/span>Lejos de casa: galaxia espiral similar a la V\u00eda L\u00e1cteaVLT\/ESO<\/span><\/p><\/div>\n

En la saga de reconstruir el pasado de la V\u00eda L\u00e1ctea, Maciel necesitaba entonces encontrar las fuentes de elementos qu\u00edmicos pesados m\u00e1s adecuadas entre los 200 mil millones de estrellas de nuestra galaxia, que en el cielo f\u00e1cilmente se confunden con las de galaxias pr\u00f3ximas. Esos elementos qu\u00edmicos son abundantes en las nebulosas planetarias. De rara belleza, esos objetos, que pueden asumir la forma de ojo, de ampolleta o de raya, son el registro de la agon\u00eda final de una estrella que ya transform\u00f3 todo el hidr\u00f3geno de su n\u00facleo en elementos qu\u00edmicos m\u00e1s pesados.<\/p>\n

As\u00ed llamadas por el astr\u00f3nomo ingl\u00e9s William Herschel porque al telescopio recuerdan el planeta Urano, las nebulosas planetarias nada tienen que ver con planetas. Son importantes porque guardan informaciones de un pasado distante del Universo. Despu\u00e9s de quemar sus existencias de hidr\u00f3geno por per\u00edodos que en general var\u00edan de mil millones a 10 mil millones de a\u00f1os, estrellas como el Sol se hinchan r\u00e1pidamente y lanzan sus camadas m\u00e1s externas para el medio interestelar, liberando una nube de gas y polvo rica en carbono, nitr\u00f3geno y ox\u00edgeno. Generadas a partir de estrellas con masa semejante o un poco superior a la del Sol, las nebulosas planetarias exhiben elementos producidos por la estrella que las form\u00f3. Los dem\u00e1s elementos que lanzan al espacio fueron producidos por la generaci\u00f3n anterior de estrellas, que vivieron hasta 10 mil millones de a\u00f1os antes. Analizar la composici\u00f3n de las nebulosas planetarias es mirar para el pasado distante de la galaxia, pr\u00f3ximo al inicio de su formaci\u00f3n, dice el astr\u00f3nomo sure\u00f1o Roberto Dias da Costa, del IAG, que desde 1987 trabaja en sociedad con Maciel.<\/p>\n

Usando el telescopio de 1,60 metro del Laboratorio Nacional de Astrof\u00edsica, en Bras\u00f3polis, Minas Gerais, y datos de cat\u00e1logos, Maciel y el astr\u00f3nomo H\u00e9lio Rocha Pinto iniciaron hace diez a\u00f1os la b\u00fasqueda de esas f\u00e1bricas de elementos qu\u00edmicos en la vecindad del Sistema Solar, localizado en el disco de la galaxia a poco m\u00e1s de medio camino entre el centro y la extremidad. M\u00e1s recientemente, con el apoyo de un telescopio del Observatorio Europeo del Sur (ESO), en Chile, Maciel, Costa y los astr\u00f3nomos Monica Uchida, Andr\u00e9 Escudero, Leonardo Lago y C\u00edntia Quireza expandieron esa b\u00fasqueda a toda la regi\u00f3n del disco de la V\u00eda L\u00e1ctea que puede ser observada del hemisferio Sur. De cerca de 2 mil nebulosas planetarias conocidas en la galaxia, consiguieron determinar con bastante precisi\u00f3n la concentraci\u00f3n de los elementos qu\u00edmicos oxigeno, azufre, ne\u00f3n y arg\u00f3n en 240 de ellas, diseminadas desde el n\u00facleo hasta casi el extremo del disco.<\/p>\n

Pero las concentraciones o abundancias qu\u00edmicas reveladas por las nebulosas se refieren a per\u00edodos que var\u00edan de 10 mil millones a 2 mil millones de a\u00f1os atr\u00e1s. Para saber como son hoy, el equipo del IAG compar\u00f3 los datos de las nebulosas planetarias con los de otras estructuras de la galaxia llamadas regiones HII. Del punto de vista f\u00edsico, las nebulosas planetarias y las regiones HII son muy parecidas, ya que ambas son nubes de gas calentado por las estrellas, cuenta Maciel. Pero las semejanzas acaban ah\u00ed. De 20 a 40 veces m\u00e1s extensas que las nebulosas planetarias, las regiones HII abrigan a decenas de estrellas en formaci\u00f3n y muestran como es la composici\u00f3n qu\u00edmica de la galaxia en los \u00faltimos millones de a\u00f1os, tiempo reciente para los astr\u00f3nomos. Analizadas en conjunto, las informaciones de las nebulosas planetarias y de las regiones HII revelan detalles sobre la evoluci\u00f3n qu\u00edmica de la galaxia, presentados en una serie de art\u00edculos publicados en los \u00faltimos a\u00f1os, varios de ellos en la revista Astronomy and Astrophysics.<\/p>\n

Evaluando la composici\u00f3n de casi 500 nebulosas planetarias del n\u00facleo cerca de 100 observadas por ellos y otras 400 por otros investigadores, Escudero, Costa y Maciel constataron que en esa estructura con di\u00e1metro correspondiente a un d\u00e9cimo de la extensi\u00f3n de la galaxia surgieron familias de estrellas mucho m\u00e1s variadas de lo que se imaginaba, con edades bastante distintas ? de aquellas con masas decenas de veces m\u00e1s elevadas que la del Sol y ciclos de vida unos pocos de millones de a\u00f1os a estrellas de masa muy peque\u00f1a y evoluci\u00f3n lenta, casi contempor\u00e1neas al inicio del Universo.<\/p>\n

H\u00e1bil en inform\u00e1tica, Escudero desarroll\u00f3 un programa de computador capaz de simular como esa regi\u00f3n de la galaxia se habr\u00eda desarrollado. El escenario que correspondi\u00f3 mejor a las concentraciones de elementos qu\u00edmicos observadas es el que indica el desarrollo del centro en dos estadios principales. Inicialmente hubo un colapso r\u00e1pido de gas que en pocos millones de a\u00f1os origin\u00f3 un n\u00famero grande de estrellas con masa elevada. Se calcula que parte de esas estrellas evoluciono r\u00e1pidamente y explot\u00f3, lanzando elementos qu\u00edmicos pesados en direcci\u00f3n al halo y al disco de la galaxia, a\u00fan en estadio embrionario. Entre mil millones y 3 mil millones de a\u00f1os m\u00e1s tarde, parte de ese material eyectado es atra\u00edda de vuelta al n\u00facleo, alimentando la formaci\u00f3n m\u00e1s lenta de una nueva generaci\u00f3n de estrellas, m\u00e1s enriquecida en elementos qu\u00edmicos que la generaci\u00f3n anterior, sugieren los investigadores en un art\u00edculo que ser\u00e1 publicado en breve en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.<\/p>\n

Pero ese modelo del n\u00facleo no permite saber cu\u00e1nto gas fue eyectado del centro ni cu\u00e1nto dur\u00f3 esa fase. Eso s\u00f3lo podr\u00e1 ser definido con datos m\u00e1s precisos y modelos m\u00e1s realistas, escribe Escudero. Maciel espera conseguir datos m\u00e1s precisos cuando el aparato usado para identificar los elementos qu\u00edmicos (espectr\u00f3grafo) del telescopio Soar, en Chile, entre en funcionamiento.<\/p>\n

En el disco, el desarrollo parece haber sido mucho m\u00e1s lento, pero constante. Monica, Costa y Maciel compararon la concentraci\u00f3n de elementos qu\u00edmicos pesados de nebulosas planetarias con tiempos de evoluci\u00f3n variados alrededor de 10 mil millones, 6 mil millones y mil millones de a\u00f1os. Verificaron que la concentraci\u00f3n de los elementos m\u00e1s pesados disminuye progresivamente en la medida que se va del centro para la periferia de la galaxia. Tambi\u00e9n la tasa en que ocurre esa reducci\u00f3n\u00a0 cambi\u00f3 con el tiempo: fue m\u00e1s intensa en el pasado que m\u00e1s recientemente. A partir de lo que pas\u00f3 con esa poblaci\u00f3n de estrellas, los astr\u00f3nomos imaginan que el disco se fue formando del centro rumbo a la periferia. Esa idea es compatible con la observaci\u00f3n de las nebulosas. Las m\u00e1s antiguas se concentran m\u00e1s pr\u00f3ximas al centro, mientras que las m\u00e1s j\u00f3venes son encontradas cerca del n\u00facleo, pero tambi\u00e9n muy distantes de all\u00ed. En esa regi\u00f3n m\u00e1s distante del centro gal\u00e1ctico, la formaci\u00f3n de estrellas debe haber sido m\u00e1s lenta, comenta Costa.<\/p>\n

Esos datos corroboran las previsiones hechas por dos modelos matem\u00e1ticos de evoluci\u00f3n de la V\u00eda L\u00e1ctea uno desarrollado por astr\u00f3nomos franceses, que atribuyen a la evoluci\u00f3n qu\u00edmica de la galaxia un peso mayor para determinar su estructura actual, y otro creado por italianos, seg\u00fan el cual la V\u00eda L\u00e1ctea alcanz\u00f3 la forma que tiene en consecuencia del movimiento de estrellas, planetas y nubes de gas y polvo. Todos est\u00e1n de acuerdo, pero solamente hasta la vecindad del Sistema Solar. La principal duda es como el disco se comporta a partir de ah\u00ed, en direcci\u00f3n a la extremidad de la galaxia. Necesitamos\u00a0 informaci\u00f3n sobre m\u00e1s nebulosas planetarias de esa regi\u00f3n, que es m\u00e1s f\u00e1cilmente observada del hemisferio Norte, comenta Costa. Mientras esos datos no se vuelven disponibles, M\u00f3nica Uchida intentar\u00e1 comprender lo que pasa en esa regi\u00f3n de la galaxia usando otra estrategia. En 2008 ella pasar\u00e1 una temporada con el equipo de Francesca Matteucci, en Trieste, Italia, estudiando la composici\u00f3n qu\u00edmica de galaxias espirales semejantes a la V\u00eda L\u00e1ctea. Intentar\u00e1 as\u00ed descubrir a partir de la observaci\u00f3n de otras galaxias como la V\u00eda L\u00e1ctea alcanz\u00f3 su estadio actual.<\/p>\n

El Proyecto
\n<\/strong>Nebulosas fotoionizadas, estrellas y evoluci\u00f3n qu\u00edmica de galaxias
\nModalidad
\n<\/em><\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico
\nCoordinador
\n<\/strong><\/em>Walter Junqueira Maciel – IAG\/ USP
\nInversi\u00f3n
\n<\/strong><\/em>95.194,57 reales<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"La distribuci","protected":false},"author":16,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304,328],"coauthors":[105],"class_list":["post-83564","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83564","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83564"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83564\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83564"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83564"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83564"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=83564"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}