Cosmos

Secretos astronómicos de la estrella de Belén

Gerardo Herrera Corral 24 / Dec / 18
La estrella que se menciona en la biblia en relación al nacimiento de Jesús ha generado muchas especulaciones astronómicas. ¿Qué sabe la ciencia sobre ella?

Cuando una estrella llega al final de su vida, explota. Si la estrella es grande, el tamaño del estallido puede alcanzar una gran magnitud. Lo que queda después de la explosión es siempre un objeto fascinante. 

La estrella de Belén pudo haber sido la explosión, lo que quedó de ella, o ninguna de las dos cosas, pero siendo una leyenda no estaría mal que se tratara del objeto más luminoso del cielo en su totalidad. Se ha buscado en vano algún fenómeno astronómico que aporte a la veracidad y sea referente de la historia que se relata: 

“Cuando Jesús nació en Belén de Judea en días del rey Herodes, vinieron del oriente a Jerusalén unos magos, diciendo: ¿dónde está el rey de los judíos, que ha nacido? Porque su estrella hemos visto en el oriente, y venimos a adorarle”.  Mateo 2, (Reina Valera 1960). 

Los astrónomos han buscado en los registros históricos la aparición de una supernova, pero hasta ahora no se ha encontrado notificación de tal fenómeno, en esos tiempos.  Las supernovas son la explosión de una estrella grande cuando el combustible que la sostiene se agota. En su fase final, las estrellas que son 10 o 20 veces mayores a nuestro Sol, han producido tantos elementos químicos pesados que al colapsar producen el gigantesco estallido. Este colosal evento deja tras de sí una estrella de neutrones tan densa que bien se la puede considerar como un inmenso núcleo atómico. 

La analogía tradicional de lo que significa densidad extrema es que una cuchara con poco material de una estrella de neutrones pesa más que toda la población humana. 

 

Los astrónomos han buscado en los registros históricos la aparición de una supernova, pero hasta ahora no se ha encontrado notificación de tal fenómeno, en esos tiempos.
Foto: Gran Telescopio Milimétrico / EFE 

El tamaño de las estrellas de neutrones es muy pequeño (entre 20 y 30 kilómetros de radio) , tanto, que la Ciudad de México es más grande que la mayoría de estos objetos y, no obstante, el astro pesa más de un millón de veces lo que pesa nuestro planeta entero. Si al Sol se lo comprimiera hasta tener la densidad de una estrella de neutrones, entonces tendría el tamaño del monte Everest. 

Las supernovas no son muy frecuentes. El destello, que dura algunas semanas o meses, ha sido observado en muy pocas ocasiones en la historia de la humanidad. La más reciente en ser vista fuera de los círculos profesionales ocurrió en 2016, en una galaxia espiral a 86 millones de años luz de nosotros. 

Ahora se hacen búsquedas sistemáticas con la ayuda de observatorios y técnicas de detección del fenómeno, pero a lo largo de la historia humana se han identificado solo tres supernovas. La más conocida es la que se vio en 1054 de la era común, y que dejó a la nebulosa del Cangrejo como resultado de la detonación.
  
La estrella de Belén no parece ser una manifestación de este tipo, ni de la estrella de neutrones que pudo haber quedado del estallido.  

Cuando las estrellas no son muy grandes, después de la explosión quedará una estrella enana blanca. Estas son densas, aunque no tanto como las estrellas de neutrones. Un poco de material, del tamaño de un terrón de azúcar puede pesar casi dos toneladas. Las enanas blancas son muy abundantes en el universo y es el destino de la mayoría de las estrellas. La fuerza de gravedad en su superficie puede llegar a ser hasta 100 mil veces más fuerte que en nuestro planeta. 

La enana blanca BPM 37093 A se encuentra en la constelación Centauro, fue descubierta en 2004, y se la ha llamado estrella de África. Se piensa que está formada por carbono cristalizado como diamante. Por el peso que tiene, comparable al del Sol, se trata del diamante más grande que conocemos, con casi 100 mil billones de trillones de quilates.

Las estrellas enana blanca no son muy brillantes, de manera que no son buenos candidatos para representar a la estrella de Belén. Como mejores opciones se ha especulado con planetas, cometas y otros fenómenos. Sin embargo, las teorías que se han construido no son muy convincentes. 

Aunque no se tratase de una estrella enana blanca, su naturaleza fascinante si parece acompañar a lo que yo creo debe ser la mejor opción para explicar a la estrella que guió a los Reyes Magos. Tratándose de una metáfora mesiánica, el mejor candidato debe ser el objeto más brillante en el cielo nocturno. Es lo que mejor se equipara con las circunstancias que rodean a tan sublime acontecimiento.

Ahora se hacen búsquedas sistemáticas con la ayuda de observatorios y técnicas de detección del fenómeno, pero a lo largo de la historia humana se han identificado solo tres supernovas"

Yo quiero pensar que la cita bíblica se refiere a Sirio que es, por mucho, el astro más notable en el firmamento.  Aunque no lo parece a simple vista, Sirio es un sistema binario, es decir, es un arreglo de dos objetos que rotan alrededor de un punto común.  

El sistema binario está formado por una estrella enana blanca —que es menos visible—, y una estrella blanca que es el componente más brillante. A esta luz en el cielo se le conoce desde la antigüedad. Para los egipcios era el astro que marcaba el inicio de las inundaciones del río Nilo, y fue conocido por los sumerios 3 mil años antes de Cristo. Sirio ha sido parte de relatos y mitos en todas las culturas.

El filósofo europeo Emanuel Kant llegó a considerar que esta estrella podría ser el centro gravitacional alrededor del cual giran todos los objetos del universo. Nada más digno para representar a la estrella de Belén. Un sistema conformado por una estrella de intenso brillo, y acompañada por una enana blanca que bien podría tener la estructura del diamante.
 
Por cierto, si las estrellas enanas blancas pueden acabar como diamantes ¿qué ocurre con las estrellas de neutrones que soportan en su centro presiones descomunales?

En términos generales la materia puede existir en el estado líquido, sólido o gaseoso y por experiencia sabemos que eso depende de la temperatura a la que se encuentre. Así, por ejemplo, el agua es sólida a los cero grados centígrados y temperaturas menores que esa. Es líquida cuando se encuentra entre los cero y los cien grados centígrados y hierve convirtiéndose en gas por arriba de los cien grados o temperaturas mayores.
 
Sin embargo, el estado en que se encuentra la materia no solo depende de la temperatura, sino también de la presión y de la densidad. A una altura de 3 mil metros —que encontramos en los alrededores de la Ciudad de México— el agua hierve a los 90 grados centígrados. Esto, cuando la presión del aire es menor o igual a la que se tiene al nivel del mar. 

La densidad en el centro de una estrella de neutrones excede por mucho las más altas que se pueden encontrar en nuestro planeta. Las presiones ahí son tan grandes que los protones, con electrones girando a su derredor, son literalmente aplastados para, una vez fundidos, convertirse en neutrones. De ahí el nombre que reciben.

Nadie sabe cómo es el centro de las estrellas de neutrones, pero si tenemos una buena idea de lo que ocurre allí. Los neutrones se disuelven en un líquido de partículas elementales hecho de quarks y gluones. Lo sabemos porque hemos recreado esas condiciones extremas en el laboratorio cuando hacemos chocar núcleos atómicos a muy alta energía, y hemos visto la bola de fuego que se expande.

El centro de una estrella de neutrones es, pues, un plasma de quarks y gluones como el que se crea por unos instantes en la colisión de núcleos de plomo en el Gran Colisionador de Hadrones. 

Es maravilloso que la oscuridad de la noche podamos encontrar lo mismo un diamante gigantesco que un líquido perfecto formado por quarks y gluones. Este líquido tiene las mismas características del material que existía cuando el universo comenzó. En las estrellas de neutrones se concentra una copiosa cantidad del líquido primigenio. 

Por encima de nuestras cabezas hay un cielo estrellado y lo que vemos en él ha cambiado con los años. Cada generación ha visto en los astros lo que su tiempo le presenta como grandioso, prometedor y bello. 

Los tres reyes magos que conforman el cinturón de la constelación Orión señalan en la dirección de Sirio al prolongar hacia el sureste, la línea imaginaria que las une. Allí, acompañado por una estrella enana blanca, se encuentra el astro mas luminoso del cielo nocturno. Hace 2 mil años que unos ojos, motivados por la magia que se aprende en el oriente, vieron a través de Sirio la esperanza que surge siempre cuando alguien nace
 

Autor: Gerardo Herrera Corral
Es profesor titular del Departamento de Física del Centro de Investigación y De Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV). Es líder del trabajo de los científicos mexicanos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). Es autor de los libros "El Universo, la historia más grande jamás contada" y "El azaroso arte del engaño", entre otros.