28 mar. 2014

¿Cómo veríamos el cielo si la Tierra orbitara una estrella de un cúmulo de nuestra galaxia?

Hace poco se descubrieron planetas orbitando estrellas en el cúmulo abierto M 67. ¿Podría ser probable la existencia de planetas en cúmulos globulares? Y de ser esto posible, ¿sería factible la vida en ellos? Debido a la gran densidad de estrellas en los cúmulos globulares, según la posición en que se encuentren esos supuestos planetas recibirían mucha radiación de las estrellas vecinas e incluso ocasionalmente el paso de una estrella demasiado cercana generaría una colisión. Cabría suponer que cualquier planeta que se formase en estas estrellas no existiría por demasiado tiempo antes de sufrir las consecuencias de algún paso cercano de alguna estrella del cúmulo. En el video presentado más abajo se muestran algunos cielos terrestres si el Sol se encontrara hipotéticamente en algún cúmulo globular.

Un cúmulo globular en nuestra galaxia tiene, como promedio, unas 250 a 300 mil estrellas. Todas ellas agrupadas en un espacio relativamente reducido de unos 100 años luz de diámetro. De aquí que la densidad estelar dentro de un cúmulo sea muy alta, tanto como unas 100 masas solares por parsec cúbico (103 a 104). De manera que si el Sol y todos sus planetas estuvieran dentro de un cúmulo globular, cabría encontrar gran cantidad de estrellas en el cielo. 

Visión de un cielo repleto de estrellas si la Tierra estuviese orbitando
una estrella de un cúmulo globular en una posición cercana al núcleo.
Si la cercanía al núcleo del cúmulo fuese de menos de 10 AL, el brillo sumado
de las estrellas cercanas rivalizaría con el del Sol.
Imagen del autor
Si suponemos que los límites del sistema solar se extienden hasta la Nube de Oort, a 1 AL desde el Sol, dentro de ese volumen habría aproximadamente 12 estrellas. Esperaríamos encontrar estrellas a todas las distancias de manera que sería común tener estrellas en el cielo a distancias menores que 0,1 AL, con lo cual la magnitud aparente (si brillaran igual que el Sol) llegaría a -7,7 lo que haría que fueran perfectamente visibles de día. Si suponemos que dentro de un cúmulo no demasiado viejo hay muchas estrellas masivas más brillantes que el Sol, el cielo estaría iluminado por decenas de estrellas cuya magnitud alcanzaría la de la luna llena (-12,6).
Por otra parte, la Vía Láctea se vería quizás también de día de acuerdo a la posición en que estuviéramos de ella. Por ejemplo, si nos encontrásemos a unos 25 mil años luz sobre el núcleo, la galaxia aparecería tan grande en el cielo como la distancia cubierta por 254 lunas llenas (nos 127º, casi de horizonte a horizonte). Así y todo, el brillo sumado de todas las estrellas del plano galáctico no llegaría a quizás a la magnitud -6, unas 90 veces menos brillante que la luna llena.

Visión artística de un cielo diurno terrestre si habitáramos dentro de
un cúmulo globular típico (quizás en el medio o más hacia el núcleo.
El brillo de las estrellas, perfectamente visibles de día, llegaría
a magnitudes aparentes de -10 o -15, llegando a ser tan luminosas
como la luna llena. Imagen del Autor
Pero existirían muchos problemas para hacer posible la presencia de planetas y, más aún vida, dentro de un cúmulo globular. 
En un cúmulo promedio, esta gran cantidad de estrellas relativamente apretujadas provoca que las colisiones o los pasajes a corta distancia sean muy frecuentes.

Video de carácter artístico donde se aprecian varias visiones del cielo suponiendo a la Tierra orbitando una estrella de un cúmulo




Steinn Sigurdsson (Astro 475 (W) 11 Otoño 2013) especula que dentro de un cúmulo globular típico con la densidad de estrellas antedicha, un planeta no podría sobrevivir más que unos cuantos cientos de millones de años. Esto haría que vivieran sólo un poco más que las estrellas más masivas. De manera que en un cúmulo joven serían aniquilados por las primeras supernovas ocurridas unas decenas de millones de años luego de la formación del cúmulo, y en uno relativamente más viejo serían destruidos por las colisiones o por los pasajes cercanos de otras estrellas.
Quizás habitar en la periferia de un cúmulo sería más estable y duradero, dado que allí la densidad de estrellas sería mucho menor, teniendo las más cercanas a unos cuantos años luz y todas de un mismo sitio del cielo En la imagen inferior se ve una de estas situaciones.

Representación artística de la vía Láctea vista desde el lejano cúmulo
AM 1, distante a 124,6 kpc del núcleo galáctico. El bríllo de todas las estrellas
de la galaxia no llegaría a superar la magnitud nula, por lo que sólo se la
podría ver de noche. Suponiendo que la Tierra se hallara en la periferia del cúmulo
Imagen del autor.

¿Se mantendría nuestra atmósfera?

Debido a la presencia de gran cantidad de estrellas cercanas, sería casi imposible para un planeta mantener una atmósfera por mucho tiempo. Bastarían algunos pasos de estrellas a distancias cortas, de centésimas de año luz, para que sus vientos estelares la barrieran. Además, si habitásemos un cúmulo joven, estarían los problemas de las constantes supernovas, y si viviéramos en un cúmulo viejo, los agujeros negros cercanos emitirían peligrosos chorros de rayos X (polarizados) desde los discos de acreción.
También, si el cúmulo es viejo no habría suficientes metales como para generar planetas rocosos grandes. Todos en un comienzo serían enormes bolas gaseosas como Júpiter, compuestos de hidrógeno y helio y un pequeño núcleo de elementos más pesados dependiendo de la nube en que se formaron. Si fue a partir de nubes primigenias, nada o casi nada de metales habría para formar planetas rocosos y por lo tanto la vida casi seguro no podría evolucionar allí.
Se supone que incluso para condensar planetas tipo jovianos se requiere un pequeño núcleo rocoso, cosa que en los cúmulos primitivos no puede haber debido a que se condensaron de nubes primigenias que sólo contenían elementos no metálicos (recordar que en astronomía se consideran metales a todos los elementos más allá del hidrógeno, el helio y el litio).

Visión diurna de la Vía Láctea si la Tierra estuviera en los límites de un cúmulo
globular como M53, a 18,4 kpc del núcleo galáctico.
El brillo de todas las estrellas de la galaxia la haría llegar a una
magnitud aparente de -4 o -5 aproximadamente, lo cual la haría visible
quizás de día. Imagen del autor.
Quizás algún día, cercano o lejano, descubramos más acerca de la formación de planetas en estas espectaculares agrupaciones de estrellas. Por el momento, unas animaciones de carácter artístico nos pueden dar una idea de cómo se vería el cielo si la Tierra orbitara una estrellas de un cúmulo globular.

Por Mariano Miguel Lanzi
Para entender más acerca de los cúmulos:
Agrupaciones estelares: cúmulos globulares y galácticos
Fuentes:
Steinn Sigurdsson Astro 475 (W) 11 Otoño 2013
"Cúmulos globulares y formación de galaxias" Dr. Juan Carlos Forte
"Catalog of parameters for milky way globular clusters: The database". William E. Harris. December 2010.
"Stellar Evolution" A. J. Meadows.
Agradezco al Dr. Juan Carlos Forte por la valiosa información aportada vía correos electrónicos acerca de este apasionante tema de los cúmulos. Aunque cualquier error en este artículo corre por mi exclusiva cuenta.

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