jueves, 24 de abril de 2014

15. Expulsión de gas volatil

En donde se produce la atmósfera de la Tierra

Un planeta en formación:
Grandes impactos destruyen la
Atmósfera inicial.

Al nuevo planeta,
Asteroides y cometas dan
Gases volátiles.

Los volcanes emiten
Agua, dióxido de carbono,
Y otros gases.


La luz ultravioleta
Disocia parte del agua,
Generando oxígeno.


El dióxido de carbono,
En exceso, calentará la Tierra,
Se necesita equilibrio.


CO2 se disuelve
Formando ácido carbónico,
H2CO3.


H2CO3
En las rocas produce caliza,
CaCO3.


La caliza que se hunde
Alimenta volcanes que liberan
Dióxido de carbono.



Las altas temperaturas implican
Más evaporación y
CO2 disuelto.


Mientras el CO2
Se trasnforma en caliza,
La temperatura baja.

Las bajas temperaturas implican
Menos evaporación y
formación de CO2.

Entonces el CO2
Actúa calentando la atmósfera:
Elevando las temperaturas. 



El ciclo continúa
Durante millones de años; observa
Cómo el Sol ahora brilla más.


Un Sol brillante implica que
Hace falta menos calentamiento: Más
CO2 en las rocas.

En la Tierra primigenia
Había miles de veces más
Dióxido de carbono.

Nuestra atmósfera tiene
Una temperatura muy agradable:
Agradéceselo a nuestras amigas, las rocas.


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Disclaimer: This is a free-online translation from the book by Eric Schulman, "A Briefer History of Time" (1999-2004). No copyright infringement is intended.

jueves, 10 de abril de 2014

14. Diferenciación planetaria



En donde se forma el planeta Tierra


“Bienvenidos como cada semana a la Noche de los Planetas en el Canal del Precio Galáctico. Al teléfono tenemos a Marcia, que acaba de comprar P-21668, Júpiter. ¡Hola, Marcia! ¿Qué tal te ha ido el día hasta el momento?”

“¡Estupendo, simplemente estupendo, Tammi! ¿Qué tal el tuyo?”

“¡Fantástico! Dime, Marcia, ¿qué te hizo decidirte por Júpiter?”

“Pues te diré que, cuando vi que se estaba formando en el exterior del sistema solar donde la temperatura es baja y el agua podría condensarse formando planetesimales helados, sabía que acabaría siendo lo suficientemente masivo como para retener todo su hidrógeno y helio, y que sería lo suficientemente grande como para convertirse en un fantástico nuevo básico de moda. Que tuviera tantas lunas fue una ventaja extra para mí. Además, no dispongo de mucho tiempo para esperar a que me lo envíen, así que el hecho de que sólo tarde unos 10 millones de años en formarse era importante para mí.”

“Bueno, Marcia, ha sido un placer hablar contigo, y estoy segura de que disfrutarás de tu nuevo planeta.

”Ahora ha llegado el momento de nuestro precio especial del día, P-62164, la Tierra, y creo que puedo garantizar que no durará mucho. Es un planeta rocoso, que como sabéis encabeza la lista de los tipos de planeta más vendidos en nuestra colección CPG. Primero, dejadme mostraros su extensión. Como podéis ver, viene en casi 12 000 kilómetros de diámetro. La Tierra y los otros planetas rocosos se forman cerca del sol a partir de trozos de roca del tamaño de kilómetros. Como la temperatura en el interior del sistema solar es muy alta para que sobreviva el hielo, los planetas rocosos sólo tienen un 10 por ciento de los planetesimales disponibles para los planetas exteriores, y por tanto no se convertirán en lo suficientemente masivos como para retener hidrógeno y helio. Será una bella mezcla de marrón y azul, con cerca de un 70 por ciento de su superficie cubierta de agua. ¿No es maravilloso? Simplemente imagínese relajándose en su propio océano tras un largo día. Los océanos grandes como éste son perfectos para el entretenimiento: ¡podría invitar a todo el Vecindario Solar!

”¡Oh, esto es increíble, el precio especial del día se acaba de agotar! Saben, cuando vi que estaba en el programa de hoy, supe que se vendería rápido. Hablemos con su comprador. Hola, Charlene, y bienvenida a la Noche de los Planetas. ¿Cómo estás?”

“Bien. ¿Y tú?”

“¡Genial! Dime, Charlene, ¿por qué te decidiste por este planeta?”

“Bueno, ya sabes que es tan versátil, y cuando vi que tenía un precio especial sabía que sería mío, aunque tardase 100 millones de años en formarse completamente. Quedé especialmente impresionada por la forma en que el hierro fundido se filtrará a través del manto de silicatos para producir un núcleo metálico que gire. Me gusta que mis planetas tengan campos magnéticos, ¿sabes?, y ésta es una de las mejores maneras de conseguir uno.”

“Efectivamente. Charlene, cuéntanos, por favor, cómo vas a usar tu nuevo planeta.”

“Bueno, tiene una pinta tan impresionante que será un hermoso complemento a mis otros planetas. Tras completar el proceso de formación, espero la formación de una atmósfera a partir de la emisión de gases volátiles de los volcanes, así como de los impactos de cometas. Puede que incluso decida evolucionar algo de vida allí abajo.”

“Ya sabes, Charlene, que si lo que buscas es tener vida en tu planeta, quizás te interesaría mirar nuestra opción con luna gigante, que ayudará a mantener constante el balanceo del eje de giro de tu planeta y de esta manera proporcionar un medio ambiente más estable para tus organismos. Es un poquito más caro, sin embargo.”

“¿Cómo es eso, Tammi?”

“Para conseguir una luna de tales proporciones tendríamos que estrellar un protoplaneta un par de veces más masivo que Marte contra la Tierra. Pero creo que el coste extra te merecería la pena.”

“Eso suena estupendo. Definitivamente, me decido por la opción con luna gigante.”

“Muy bien, gracias por comprar en CPG, Charlene, y ¡disfruta de tu nuevo planeta!”

“Oh, gracias, Tammi. Adiós.”

“Hasta otra. Cuídate.”


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jueves, 3 de abril de 2014

13. Formación estelar




En donde se forma el Sol


El siguiente mensaje te lo ofrece AGAEL, la Asociación Galáctica de Agentes Estelares con Licencia

□

“Porque nunca confiarías tus planetas a cualquier estrella.”

“Estamos encantados de haber elegido un agente particular de AGAEL para que encontrara la estrella perfecta para nosotros. Mi marido y yo queríamos una estrella con una zona habitable suficiente como para albergar vida en al menos un planeta, pero no teníamos demasiados recursos. El agente particular nos mostró siete estrellas entre las 0,8 y las 0,9 masas solares, pero no nos convencían.”

“Como estaban buscando en el rango de las 0,8 a las 0,9 masas solares, sabía que la temperatura de la superficie de estas estrellas sería insuficiente para sus propósitos. Las estrellas estarían emitiendo sólo entre un 30 y un 60 por ciento de la energía que una estrella de una masa solar emite. Pero dado que ellos me especificaron el rango de masas con el que se sentían a gusto, tenía que confiar en que sabían lo que querían, de modo que sólo les enseñé estrellas en ese rango.”

“El agente de AGAEL no nos presionó en absoluto para aumentar el rango de masas que queríamos, incluso después de no encontrar nada que nos gustara. Pero mi marido y yo lo hablamos de nuevo y decidimos que podíamos obtener los suficientes recursos para subir a una masa solar, después de todo.”

“Una vez que subieron su umbral a 1,0 masas solares, podía ofrecerles un número mucho mayor de estrellas más adecuadas. Escogieron cinco de ellas para examinarlas en detalle.”

“Las primeras tres estrellas estaban bien, pero nada más, y la cuarta le gustó a mi marido porque estaba en un buen vecindario, pero yo me enamoré de la quinta estrella que miramos. Tenía exactamente una masa solar y había ocho planetas formándose alrededor, uno de los cuales estaba a la distancia de 150 millones de kilómetros de la estrella. Las estrellas producen más energía con el tiempo, así que el lugar donde se sitúa la zona habitable cambia, pero calculamos que este planeta sería habitable durante al menos seis mil millones de años, y para entonces nosotros ya estaríamos jubilados. En ese momento, cualquier forma de vida que hubiéramos decidido tener debería ser lo suficientemente mayor como para cuidar de sí misma.”

“Me alegro de que pudieran encontrar una estrella que les hiciera feliz, y me alegra haberles podido ayudar. Hago muchos grandes negocios por toda la Galaxia, pero que jóvenes parejas encuentren su primer sistema solar siempre me recuerda la principal razón por la que estoy en el negocio de los sistemas solares.”

“Como estamos planeando tener descendencia, realizamos las inspecciones habituales de plomo y radón. Encontraron sólo 1 parte por 10 mil millones de plomo y no detectaron radón en toda la estrella, lo que nos tranquilizó enormemente. Tras conseguir una hipoteca a nuestra medida, firmamos los papeles y el sistema solar era nuestro. Y todo se lo debemos a nuestro agente particular de AGAEL.”


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jueves, 27 de marzo de 2014

12. Explosión de supernova



En donde la vida de una estrella masiva termina en explosión


“Hum Parsec a Mando Estelar, adelante, Mando Estelar. Aquí Hum Pársec informando desde la galaxia Vía Láctea. Acabo de empezar mi investigación y ya he encontrado algo interesante. ¡Adelante, Mando Estelar!”

“Aquí Mando Estelar, Pársec, le recibimos. ¿Cuál es su informe?”

“¡He encontrado una estrella a punto de explotar, Mando Estelar! Según mi detector de neutrinos, la quema de silicio está casi completada. Ahí está, ¡el núcleo ha colapsado! La densidad en el interior de la estrella es tan alta que los electrones se combinan con los protones para dar neutrones, lo que está liberando un millón de millones de millones de millones de millones de millones de millones de millones de millones de neutrinos.”

“¡No se confíe, Pársec! Aunque los neutrinos apenas interactúan con la materia de forma individual, tal cantidad de neutrinos podrían freírle con facilidad. Recuerde, ¡necesitamos su informe!”

“Por suerte, la densidad en el núcleo es tan alta que los neutrinos no pueden escapar inmediatamente, así que estoy a salvo de momento. Según mis mediciones, las regiones internas de la estrella están colapsando ¡a casi el 15% de la velocidad de la  luz! Están a punto de chocar con la estrella de neutrones recién formada. ¡Guau, menuda onda de choque! El material ha rebotado y vuela en sentido opuesto al centro de la estrella, pero mientras, las altas densidades y los flujos de neutrinos han reactivado la fusión en el material y han creado un batallón de elementos más pesados que el hierro.”

“¡Salga de ahí inmediatamente, Pársec! ¡Esa supernova será pronto más luminosa que el resto de las estrellas de la Galaxia combinadas!”

“Recibido. ¡Me largo de aquí!”


“Adelante, Mando Estelar, aquí Hum Pársec de nuevo. Estoy a una distancia prudencial de la supernova y puedo informar de los efectos que está teniendo en los alrededores. La fuerza de la explosión está comprimiendo las nubes de gas de hidrógeno y helio cercanas, y los elementos pesados que ha creado se están mezclando con las nubes. Algunas de estas nubes son suficientemente densas como para convertirse en protoestrellas, pero la cantidad de metales disponible probablemente no permita la creación de planetas. Un par de ciclos más de formación estelar y explosiones de supernova, en cambio, conseguirán con toda seguridad que esta galaxia se llene de estrellas con sistemas planetarios.”

“Realice un informe completo de sistemas planetarios potenciales y asegúrese de avisarnos si encuentra alguno capaz de albergar vida. ¡La Galaxia depende de usted, Hum Pársec!”

“De acuerdo. Aquí Hum Pársec, corto y fuera.”


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jueves, 20 de marzo de 2014

11. Producción de hierro



En donde se produce hierro en el corazón de una estrella masiva, con desastrosas consecuencias


Había una vez tres estrellas, una estrella pequeña (0.1 masas solares), una estrella mediana (1 masa solar) y una estrella grande (25 masas solares). Las tres se pasaban el día fusionando hidrógeno en helio, pero como sus masas no eran iguales, cada una lo hacía de manera diferente.

La estrella pequeña brillaba sólo lo que creía conveniente, y usaba su hidrógeno combustible muy despacio. Aunque tenía diez veces menos hidrógeno que la estrella mediana, sabía que duraría hasta 300 veces más (3 000 billones de años, de hecho).

La estrella mediana gastó todo su hidrógeno en 10 000 millones de años y entonces empezó a fusionar helio en carbono y oxígeno. Pero el helio sólo duró mil millones de años, tras lo cual la estrella mediana se conformó con ser una enana blanca que se enfriaba lentamente.

Por otro lado, la estrella grande era presuntuosa y orgullosa. “Soy más masiva que mis hermanas; les mostraré lo brillante que puedo llegar a ser.” Aunque tenía 25 veces más hidrógeno que la estrella mediana, lo usó todo 1 400 veces más rápido, y el hidrógeno sólo le duró 7 millones de años. Luego, la estrella grande empezó a fusionar helio en carbono, pero eso apenas le duró medio millón de años. Desesperada, empezó a fusionar carbono en neón, que duró sólo 600 años. Después pasó a fusionar neón (un año), oxígeno (seis meses), y silicio (un día). Se quedó con un núcleo de una masa solar y media de hierro a una temperatura de 6 000 millones de grados Celsius. Y desafortunadamente para la estrella grande, los protones y neutrones del núcleo de hierro están tan ligados entre sí que la fusión de hierro no genera energía. En ese momento la estrella grande sentía como si 7 000 billones de billones de elefantes estuvieran aplastando su núcleo central, y la temperatura se elevó más aún hasta que los fotones energéticos desintegraron por completo los núcleos de hierro. En una fracción de segundo, el núcleo de la estrella implosionó.

Moraleja de la historia: la estrella grande pensó que 7 000 millones de años sería tiempo de sobra y que no tendría que preocuparse por un futuro tan lejano. Una vez que ya no hubo hidrógeno, se dio cuenta de que el desperdicio en la producción energética no fue la medida más sensata que pudo haber tomado, pero era demasiado tarde para hacer nada al respecto.


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martes, 18 de marzo de 2014

La Tabla aPeriódica de los objetos Messier

Los 110 objetos celestes que componen la siguiente tabla forman parte del catálogo compuesto por el francés Charles Messier y su ayudante Pierre Méchain a finales del siglo XVIII. La intención original del catálogo era ayudar a distinguir estos objetos nebulosos fijos de otros de aspecto similar pero móviles, como por ejemplo, los cometas. La primera publicación contenía 103 objetos, entre nebulosas, galaxias y cúmulos, aunque con posterioridad se añadieron siete objetos más, basándose en notas personales de Messier.

El catálogo Messier es un referente de objetos emblemáticos para el astrónomo aficionado, y su observación es accesible incluso con los telescopios menos potentes. Contiene 40 galaxias, 29 cúmulos globulares, 27 cúmulos abiertos, 6 nebulosas de emisión or reflexión, 4 nebulosas planetarias, 1 asterismo, 1 estrella doble, 1 zona de alta condensación galáctica y 1 supernova. Existe un evento seguido por numerosas asociaciones astronómicas de tratar de ver el catálogo completo en una sola noche.

Mike Keith (2013)


Tratando de emular la tabla periódica de los elementos, el esquema de la imagen agrupa en filas los objetos Messier, clasificándolos por tipo de objeto. El código de colores consiste en blanco para los objetos de origen estelar, verde para las nebulosas, amarillo para las galaxias, rojo para los cúmulos globulares y azul para los cúmulos abiertos. Además, su posición en la fila va más o menos acorde con su posición relativa en el cielo, siendo la fila superior la reservada para los objetos más al norte, y la de abajo para los de más al sur. Dentro de cada fila, los objetos se ordenan de acuerdo a su coordenada en Ascensión Recta (AR), desde las 24h a la izquierda hasta las 0h a la derecha. La primera fila contiene por un lado a la supernova M1 (en el lugar donde se situaría el hidrógeno en la tabla periódica de los elementos), y por otro las estrellas. La segunda fila la forman las nebulosas, tanto las difusas (a la izquierda) como las planetarias (a la derecha).

Cada objeto viene descrito por tres números y un grupo de letras. El número de la esquina superior izquierda se corresponde con su denominación dentro del catálogo, que a su vez viene determinado por el orden en que se descubrió o añadió al propio catálogo. El número de la esquina inferior izquierda es la magnitud, es decir, el brillo aparente con el que se observa el objeto. El número de la esquina inferior derecha indica el tamaño que ocupa en el cielo, en segundos de arco. El grupo de letras indica la abreviatura de la constelación a la que pertenece el objeto.