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ZAPPING 0159, 05-feb-2003

Las Supernovas impactan la Tierra

Aunque no hay datos suficientes para un análisis sólido, los científicos estiman que el estallido de una supernova a menos de veinticinco años luz de distancia podría causar la extinción de gran parte de la vida de la Tierra. No porque el fenómeno sea capaz de incinerar el planeta, sino por la virulencia que adquirirían los rayos cósmicos, que llegarían a un nivel de energía capaz de destruir la capa de ozono. Sin esta protección natural, la atmósfera dejaría pasar dosis letales de radiación ultravioleta (UV).
      En la actualidad es raro que surjan supernovas en la vecindad de nuestro planeta, pero hace unos cinco millones de años, durante el Plioceno, el cielo mostraba supernovas más a menudo. ¿Por qué? A un lado del sistema solar se deslizaba lentamente una nube interestelar llamada "Sco-Cen", que llegó a estar a sólo ciento treinta años luz de nosotros. Dentro de esta nube se condensaban densos grumos de material, formando estrellas masivas de corta duración, que explotaban como fuegos artificiales. Esa era la época de unos protohombres, casi simios, llamados australopitecos, y podemos imaginarnos su sorpresa al ver una estrella en plena luz de día. No habrá sido tan brillante como el sol, pero sí mucho más que la Luna llena. Eran nuestros ancestros y sobrevivieron los estallidos del Plioceno gracias a que las supernovas no estaban tan cerca.


Los australopitecos, ancestros de la raza humana, se muestran indiferentes a las extrañas luces en el cielo diurno. (Imagen basada en una pintura publicada en The Economist, El Economista).

      Estos protohumanos no vieron una única explosión, explicó el astrónomo Mark Hurvitz de la Universidad de California en Berkeley, al comentar la escena de los australopitecos ignorando el fenómeno: "La estrella fue una supernova, una de las muchas que explotaron en nuestra zona de la galaxia durante los últimos diez millones de años".
      Todo esto se sabe porque aún podemos ver la nube Sco-Cen. Se encuentra ahora a cuatrocientos cincuenta años luz de la Tierra y se aleja en dirección de las constelaciones de Escorpio y Centauro. El nombre "Sco-Cen" proviene, justamente, de estas constelaciones (Escorpio es Scorpius en otros idiomas).
      El astrónomo Jesús Maíz-Apellániz, que trabaja en la Universidad Johns Hopkins dedujo la trayectoria de Sco-Cen, y así supo que su máximo acercamiento se produjo hace unos cinco millones de años.
      Hace dos millones de años gran parte del plancton, así como moluscos y otras criaturas del mar sensibles a los rayos UV, murieron misteriosamente. En esa época Sco-Cen todavía se hallaba cerca. Para los paleontólogos, esta extinción marca la transición entre el Plioceno y el Pleistoceno. Por las mismas épocas, de acuerdo a científicos alemanes que han examinado sedimentos marinos de gran profundidad correspondientes al Plioceno, la Tierra fue rociada con Fe60, un isótopo que se produce en explosiones de supernovas.
      Es muy difícil saber si se trata de pura coincidencia y hoy los investigadores aún están tratando de descifrar las piezas de este enigma. Los raros isótopos del hierro, como los que coinciden con la extinción marina, están enterrados bajo millones de años de sedimentos y son difíciles de encontrar. Es difícil reconstruir la historia de las supernovas, aunque sean cercanas a la Tierra, porque después de cierto tiempo los restos de las supernovas se vuelven elusivos. Las brillantes envolturas se extinguen hasta volverse invisibles en poco más de un millón de años. Las estrellas de neutrones —que son los núcleos colapsados de esas supernovas progenitoras— duran más, pero fueron desviadas hacia otras partes de la galaxia debido a las asimetrías de la explosión.

Existe, sin embargo, un evidente resto fósil: las explosiones crearon una enorme burbuja en el medio interestelar y nosotros nos encontramos dentro de ella.
      Los astrónomos la llaman "Burbuja local". Tiene forma de maní, mide unos trescientos años luz de longitud y está prácticamente vacía. El gas dentro de la burbuja es muy tenue (0,001 átomos por centímetro cúbico) y muy caliente (un millón de grados), es decir, mil veces menos denso y entre cien y cien mil veces más caliente que el medio interestelar ordinario.
      Esta burbuja local se fue haciendo evidente poco a poco en las décadas de los 70's y 80's. Los astrónomos especializados en observaciones ópticas e infrarrojas escudriñaban con cuidado nuestra parte de la galaxia en búsqueda de gas interestelar, pero no pudieron encontrar mucho en la vecindad solar. Además, a una distancia aproximada de ciento cincuenta años luz, parecía haber una acumulación de gas, como si fuera la cáscara de una burbuja. Mientras tanto, los astrónomos de rayos X obtenían, usando satélites, las primeras vistas del cielo en estas longitudes de onda. Las observaciones revelaron un brillo en rayos X que provenía de todas las direcciones. Eventualmente se dieron cuenta de que el sistema solar se encontraba dentro de una burbuja vacía y caliente.
      El 12 de enero pasado la NASA envió al espacio el satélite Espectrógrafo Cósmico para Plasma Caliente Interestelar o "CHIPS" (por las siglas en inglés de Cosmic Hot Interstellar Plasma Spectrometer) con el fin de estudiar esta burbuja local. "Hay muchos aspectos de ella que no conocemos", dice Hurvitz, jefe de la misión. ¿Qué tan antigua es la burbuja? ¿Cuál es su geografía interna? ¿Cuán rápido se está enfriando?
      Los datos de CHIPS ayudarán a responder estas preguntas.

CHIPS estará en órbita alrededor de la Tierra y observará el interior de la burbuja usando un telescopio ultravioleta. "El gas en la burbuja es muy brillante en longitudes ultravioletas extremas, de alrededor de 170 Å", explica Hurvitz. Otros satélites han examinado esta luz ultravioleta de la burbuja, pero CHIPS está mejor equipado. Tiene un espectrógrafo a bordo con cien canales, que cubren desde 90 hasta 260 Å. "El espectrógrafo es la clave", dice.
      Como los sedimentos en el Océano Pacífico, el gas en la Burbuja Local contiene hierro producido en supernovas. "Los átomos de hierro en la burbuja han perdido muchos de sus electrones, emitidos por colisiones dentro del gas caliente". El espectrógrafo de CHIPS será capaz de detectar líneas espectrales de átomos de hierro que hayan perdido 8, 9, 10 y 11 electrones respectivamente. Comparando la intensidad de estas cuatro líneas espectrales, los investigadores pueden hacer un mapa de la temperatura y la densidad del gas en la burbuja.


Un espectro de CHIPS simulado por computadora, que muestra la radiación ultravioleta del gas caliente en la Burbuja Local.

"Si encontramos un punto caliente", dice Hurvitz, "esa sería la localización de la supernova más reciente". Los espectros también les dirán a los investigadores que tan rápido se está enfriando el gas y, en consecuencia, que tan antiguas serían las diferentes partes de la burbuja. Una concentración de gas que se estuviese enfriando con rapidez, por ejemplo, pero que aún estuviese caliente, podría ser muy reciente.
      Explorar la geografía interna de la burbuja es importante pues su contenido podría afectar el futuro de nuestro planeta.
      Durante los últimos pocos millones de años, tenues filamentos de gas interestelar han emigrado hacia el interior de la burbuja local. Nuestro sistema solar se encuentra sumergido en uno de estos filamentos, la "pelusa local", una nube relativamente fría (7.000 K) que contiene 0,1 átomos por centímetro cúbico. Para los estándares galácticos, la pelusa local no es muy trascendente. Tiene poco efecto sobre la Tierra porque el viento solar y el campo magnético solar son capaces de mantenerla a raya.


Una concepción artística de la "pelusa local"

Es decir, no suena como fuente de peligro inminente. Sin embargo, hay más nubes densas en el espacio. El mismo complejo Sco-Cen, por ejemplo, lanza una corriente de "nubecillas" interestelares en nuestra dirección. "Algunas de estas nubecillas podrían ser cientos de veces más densas que la pelusa local", dice Priscilla Frisch, una astrofísica de la Universidad de Chicago que estudia el medio interestelar local. Si nos encontráramos con una nube de éstas, el campo magnético del Sol resultaría comprimido, lo que permitiría que penetraran más rayos cósmicos al sistema solar interior. Se producirían efectos aún no determinados en el clima y la vida.
      CHIPS localizará las nubes interestelares densas por las sombras que proyectan. Las nubes frías son parcialmente opacas al brillo ultravioleta de la Burbuja, de modo que aparecen como zonas más oscuras. Hurvitz hace notar que los primeros mapas celestes de la misión serán aproximados, con una resolución de 5 x 25 grados. En estos mapas sólo aparecerían las nubes más grandes. Luego, si la misión se extiende más allá de un año, CHIPS tendrá tiempo de producir mapas más detallados con una resolución de 5 x 6 grados.
      Frisch ha notado que el Homo Sapiens surgió cuando el medio interestelar local se había despejado. "Al tener que atravesar menos nubes, el clima en nuestro planeta fue más estable", argumenta ella. De modo que lo que vieron los australopitecos fue, después de todo, un buen presagio... Pero para nosotros, que los sucedimos.

(Traducido, adaptado y ampliado por Eduardo J. Carletti de la NASA y otros sitios en Internet.)


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