Panorama del interior del Sol y otras estrellas

Annia Domènech / 17-03-2010

En el Sol no nos contentamos con ver la capa externa más brillante, la fotosfera, sino que queremos acceder a su interior. La cuestión no es baladí, ya que obviamente no se puede ir in situ a hacer indagaciones. Una característica intrínseca de nuestra estrella, descubierta en los años setenta del siglo pasado, dio con un camino que hacía tiempo que se estaba recorriendo en nuestro planeta, el de la sismología.

El modo en el que se propagan las ondas en el interior de un cuerpo aporta información sobre sus características, es bien sabido que las ondas sonoras se comportan de forma distinta en el aire que en el agua, por dar un ejemplo cotidiano. La sismología terrestre actual recurre al análisis del desplazamiento de ondas generadas en terremotos o explosiones provocadas para obtener datos sobre la composición del planeta. La medida sismológica más antigua conocida se remonta al año 132 d.C. Tuvo lugar en China y consistió en el uso de un instrumento para determinar el acaecimiento o no de un sismo.

Resulta sorprendente que las entrañas del Sol puedan llegar a conocerse de un modo similar a las de la Tierra. Ello exige, primero, la propagación de ondas cuya firma, única, podría revelar cómo es el material en el seno del cual se desplazan. Y, segundo, poder “ver” con precisión dichas ondas en la superficie solar con instrumentos astronómicos. Ambas condiciones han resultado ser factibles: su observación y análisis, comparada con los modelos teóricos, permite sondear el interior de nuestro astro.

Hace medio siglo se descubrió la presencia de oscilaciones en la superficie de nuestra estrella, pero hasta una década más tarde no se relacionaron con la presencia de ondas acústicas encerradas en su interior, que serían las causantes de su movimiento periódico, el latido al que se refieren tantos artículos. Esas expansiones y contracciones en el astro producen a su vez una tenue variación en su brillo y color que es posible observar con los telescopios actuales. A partir de ellas se puede empezar una cadena de deducciones (para los puristas, metodología científica) y llegar a conocer su interior.

¿De dónde procedían esas ondas que, se descubrió, tenían lugar a escala global y con períodos de cinco minutos? De una capa superficial en la que hay mucho trasiego de material. En el 30% del radio más externo del Sol se forman unas celdillas convectivas que al subir y bajar generan “ruido”, y estas ondas de sonido resultantes se propagan a todo lo largo y ancho de la estrella. En función del cómo sean, van a alcanzar distintas profundidades, algunas el núcleo. Midiéndolas podemos conocer la estructura y condiciones del material en todos los lugares donde van.

Volvamos a la poesía que permite hablar de latidos y música del Sol en el ámbito de la Heliosismología, pues este es el nombre de esta disciplina en la Astrofísica. Con imaginación se puede equiparar la generación y actuación de las ondas en el Sol con lo que ocurre cuando llueve sobre un charco de agua: se producen ondas que se desplazan encerradas en él. También puede relacionarse con la producción de música con un instrumento, o con la voz humana.

Cada instrumento musical tiene unas propiedades físicas que hacen que suenen de un modo particular, por ejemplo el tamaño en una flauta. Y una voz femenina y otra masculina son distintas, y además cambian al envejecer la persona. En el caso de las estrellas ocurre lo mismo, dependiendo de su tamaño (radio) y su edad su frecuencia característica será diferente, Siguiendo con la comparación musical, al soplar por la boquilla de una flauta se forman ondas acústicas que quedan atrapadas dentro de ella de un modo similar a las que permanecen en el interior de las estrellas que es, ya lo habrán deducido, transparente al sonido. Los latidos de las estrellas son la manifestación aparente de estas ondas sonoras.

Habrán visto que hemos pasado a hablar de esas grandes bolas de gas, de las estrellas, en general. Y es que los investigadores no se limitaron a estudiar sismológicamente el Sol, la más "fácil”, puesto que de él recibimos mucha más radiación que de sus colegas, más alejadas. En los años noventa extrapolaron las mismas técnicas a las demás, había nacido la Astrosismología.

La cercanía del Sol permite estudiarlo con resolución espacial, se observa un gran número de ondas que permiten obtener una visión bastante completa de su interior, podría hablarse de una visión tridimensional. En cambio distinguimos el resto de estrellas como un punto, por lo cual la información que podemos extraer es menor, aunque también vital para los modelos estelares. De hecho, antes se deducía la estructura y evolución de las estrellas a partir del análisis de su atmósfera mientras que ahora que tenemos información del 99% restante, su interior, podría tener que redefinirse este modo de actuación y, muy posiblemente, el conocido diagrama H-R deba sustituirse por otro que incorpore alguna variable "sísmica".

Y no sólo va a mejorarse el modelo de estructura y evolución estelar, sino también la comprensión del Sol: ¿es de verdad una estrella de tipo solar? Ahora estamos en una posición inmejorable para responder a esta cuestión, gracias a la observación de estrellas similares a él. Por ejemplo, es bien sabido que tiene un ciclo de actividad de once años, pero sólo con los datos solares no se comprende bien, la posibilidad de comprobar los modelos teóricos en otras estrellas, que actúan de forma distinta, podría completar el dibujo.

Todas las estrellas deben oscilar, la cuestión es si podemos detectarlo, la tecnología, cada vez más avanzada, puede ayudar a ello. Próximamente va a ponerse en funcionamiento una red internacional de observación continua de las estrellas, a semejanza de las dedicadas al Sol como GONG (Global Oscillation Network Group). De nombre SONG (Stellar Observations Network Group), completará el trabajo de misiones espaciales en las que destaca CoRoT (COnvection ROtation and planetary Transits) y Kepler, cuyos datos fueron dados a conocer hace unas semanas. Y, esperan los astrosismólogos, PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), una misión de la Agencia Europea del Espacio que de momento ha pasado todos los filtros para ser una realidad. En un principio limitada a la observación a nuestro planeta, la Sismología Solar y Estelar ya ha dado el salto al espacio, donde obtendrá datos complementarios a los terrestres.

Las estrellas laten, y es posible escuchar su música. En su sinfonía se encuentra nuestra capacidad para entender estrellas individuales y poblaciones estelares y, en último lugar, cómo el Universo cambia y cuál es su destino. Estamos descifrando las primeras notas, ¿podremos disfrutar de toda la pieza?

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El autor

Annia Domènech es Licenciada en Biología y Periodismo. Periodista científico responsable de la publicación caosyciencia.

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