Muchas estrellas son en realidad "esferas de cristal" sólidas en el espacio

Artículo publicado originalmente por Motherboard Estados Unidos.

La mayoría de nosotros estamos familiarizados con la canción infantil de Jane Taylor, "Twinkle, Twinkle, Little Star", que compara las densas y ardientes bolas de hidrógeno que pueblan el universo con "diamantes en el cielo". Según una nueva investigación, la cursi metáfora de Taylor podría ser tomada literalmente.

Como detalla un artículo publicado el miércoles en Nature, los astrónomos de la Universidad de Warwick, en Reino Unido, obtuvieron por primera vez evidencia directa de que el núcleo de una estrella se convirtió en cristal de oxígeno sólido y carbono. Además, la investigación sugiere que el cielo está lleno de estrellas que están experimentando o han completado la cristalización y que nuestro propio Sol algún día se transformará también en un cristal.

De hecho, como lo expresó el físico Pier-Emmanuel Tremblay de la Universidad de Warwick, "miles de millones de enanas blancas en nuestra galaxia ya han completado el proceso y son, en esencia, esferas de cristal en el cielo".

Las enanas blancas son los núcleos ultra-candentes y densos de estrellas de tamaño mediano que permanecen después de haber agotado su combustible nuclear y desechado sus capas externas como nubes de gas llamadas nebulosas. Después de desechar sus capas externas, las enanas blancas —en este punto de un tamaño similar al de la Tierra— comienzan un proceso de enfriamiento que puede durar miles de millones de años.

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El proceso de enfriamiento supuestamente predecible de las enanas blancas significaba que los astrónomos podían medir su temperatura y usarlas como una especie de reloj cósmico para determinar la edad de otros objetos celestes cercanos. Sin embargo, según los astrónomos de Warwick, si el centro de las enanas blancas se solidifica como cristal, ralentizaría dramáticamente el proceso de enfriamiento. Esto significa que muchas enanas blancas podrían ser miles de millones de años más antiguas de lo que se calculó previamente.

La teoría de que los núcleos de las enanas blancas se convierten en cristal sólido fue propuesta por primera vez hace más de 50 años, pero no fue hasta hace poco que los astrónomos obtuvieron los datos que necesitaban para verificar esta predicción. Los datos fueron proporcionados por el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea, lanzado en 2013 con la misión —de una década de duración— de medir el movimiento de las estrellas con una precisión nunca antes vista.

"Antes de Gaia, teníamos de 100 a 200 enanas blancas con distancias y luminosidades precisas", dijo Tremblay en un comunicado. "Ahora tenemos 200,000".

Tremblay y sus colegas utilizaron datos del satélite Gaia para seleccionar 15,000 posibles estrellas enanas blancas dentro de un rango de 300 años luz de la Tierra. Después de analizar el brillo y el espectro de color de estas estrellas, encontraron que había un número excesivo de enanas blancas con características que coincidían con la predicción de hace medio siglo de que las enanas blancas se cristalizan.

"Es la primera evidencia directa de que las enanas blancas se cristalizan, o cambian su estado de líquido a sólido", dijo Tremblay en un comunicado.

"No solo tenemos evidencia de la liberación de calor al solidificarse, sino que se necesita una cantidad de energía considerablemente mayor para explicar las observaciones", agregó Tremblay. “Creemos que esto se debe a que el oxígeno se cristaliza primero y luego se hunde hasta el núcleo, un proceso similar a la sedimentación en el lecho de un río en la Tierra. Esto empujará el carbono hacia arriba y esa separación liberará energía gravitacional".

Aunque todas las enanas blancas se cristalizan con el tiempo, Tremblay dijo que las enanas blancas con mayor masa se someten al proceso antes. Según Tremblay y sus colegas, nuestro propio Sol comenzará a cristalizarse en unos 10 mil millones de años, pero no es necesario que los humanos se preocupen por quedar cegados por nuestro propio cristal espacial. La explosión del Sol destruirá la Tierra mucho antes de que el Sol comience a cristalizarse.