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Respuestas XXV: días que se ALARGAN

by Jordi Pereyra
Mario García Monterde (soltero, 23 años, deportista, romántico) ha estado leyendo que el día se alarga unos microsegundos a diario debido a la fuerza gravitatoria ejercida por la Luna sobre la Tierra y nos pregunta: ¿Cómo afectará a largo plazo esta corrección de tiempo?

Primero, pongámonos en contexto. ¿Por qué el día se alarga?

Imagen por satélite del océano pacífico. Porque nos apetecía.

Lo que llamamos «día» es el tiempo que tarda un punto de la superficie terrestre en dar una vuelta entera mientras la tierra gira hasta volver a su posición inicial. Hasta ahí todo bien. Por tanto, el tiempo que tarda ese punto en completar una revolución dependerá de la velocidad a la que la Tierra rote.
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La estructura de Richat

by Jordi Pereyra

El desierto del Sáhara es un lugar que, a primera vista, no parece demasiado variado geológicamente (hemos estado haciendo el tonto con Google Earth otra vez).

En la imagen, un área del Sáhara, en Mauritania, de 375 por 243 kilómetros (91.125 kilómetros cuadrados).

Así que te confías y vas navegando con el ratón por la zona, convencido de que no vas a encontrar nada interesante, hasta que llegas a Mauritania y dices «YEP».

Esto es la estructura de Richat o «el ojo de África», una formación geológica de casi 50 kilómetros de diámetro (tan grande que los astronautas orbitando alrededor de la Tierra la usaban como punto de referencia) que en un principio se creyó que era lo que había quedado tras el impacto de un asteroide, pero terminó demostrándose que no.

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¿Qué son las supernovas?

by Jordi Pereyra

Cuando uno escucha la palabra supernova le viene a la cabeza el concepto explosión loca en el espacio* pero, técnicamente, no es el caso. Una supernova es la culminación apoteósica de la vida de una estrella con una masa enorme, del orden de entre 8 y 250 veces la de nuestro sol.


Comparación del Sol y la estrella R136a1, 265 veces más masiva. Los colores nos los hemos inventado, sólo estamos mostrando la escala.

 

Aclararemos que, de por sí, una estrella ya es una explosión termonuclear de proporciones inimaginables en la que interviene tanta materia que su propia atracción gravitatoria la mantiene confinada en una esfera. O sea, que una supernova no puede ser la explosión de una explosión.

Así que hablemos de la vida de las estrellas.

Mientras le dura el combustible, la reacción de fusión nuclear en el centro de una estrella trata de empujar su masa hacia afuera, a la vez que la propia materia que compone el astro intenta comprimir el núcleo en dirección contraria. De esta manera, las estrellas se mantienen en equilibrio.

Pero, a medida que el combustible se agota, la explosión central va perdiendo fuerza y la masa que rodea el núcleo empieza a comprimir el núcleo estelar, ya que sigue empujando con la misma fuerza desde todas direcciones.

Cuando la estrella agota todo su combustible (para los que tienen idea del asunto, ha fusionado los elementos ligeros en elementos mucho más pesados «infusionables», como el hierro), la explosión central se detiene repentinamente y la masa que la rodea libera todo su potencial compresivo contra el núcleo, porque ya no hay ninguna fuerza que la expulse hacia afuera.

Este proceso es muy violento.

¿Recordáis la entrada en la que  hablábamos de cómo en realidad los átomos estaban compuestos casi en su totalidad por espacio vacío (click aquí para leerla)? La compresión a la que queda sometida la materia en el centro de la estrella es tan grande que los átomos se descomponen y las partículas que constituyen los núcleos atómicos quedan sueltas, formando una sopa extremadamente densa de protones y neutrones.

De nuevo, no está a escala.

Este amasijo de protones y neutrones es tan denso que un dedal lleno del material pesaría 100 millones de toneladas.

Pero… ¿Cómo…? ¿Qué? :O

Los núcleos atómicos tienen una densidad del orden de 230.000.000.000.000.000 kilogramos por metro cúbico pero, como ocupan una fracción tan pequeña del átomo y el resto es espacio vacío (volvemos a mencionar esta entrada que deberíais leer), no lo notamos a nivel macroscópico. Si suprimimos todo el espacio vacío intermedio, los núcleos atómicos pueden entrar en contacto directo en grandes cantidades y es entonces cuando muestran su verdadera naturaleza.

Total, que una vez reducidos los átomos a su forma más elemental, la fuerza que es capaz de ejercer la estrella no es suficiente como para continuar con la compresión y el proceso se detiene repentinamente.

Pero, claro, toda la materia de la estrella se había precipitado hacia el núcleo en un instante, por lo que había cogido muchísimo impulso. Cuando esa masa da de lleno con el núcleo incompresible, se produce un efecto rebote de escalas cataclísmicas y todo el material sale despedido hacia el espacio a velocidades de hasta 30.000 kilómetros por segundo (un 10% de la velocidad de la luz). El proceso libera una cantidad tremenda de energía, y esto es lo que se llama una supernova.

Los restos de una supernova observados en 1572 por el astrónomo Tycho Brahe.

Lo que queda atrás son los restos extremadamente compactos del núcleo estelar, que variarán en forma según la masa original del astro: una estrella de neutrones (de unas cuantas decenas de kilómetros de radio, pero increíblemente densa) o, si la estrella es suficientemente grande como para comprimir el material más allá de la sopa de protones y neutrones, un agujero negro.

Ya habíamos hablado tanto de las estrellas de neutrones como de los agujeros negros en esta entrada y esta otra, así que damos el tema por zanjado.

Lo interesante es que otro monstruo puede emerger de todo este caos. Una de cada diez veces, durante la formación de una estrella de neutrones, algo sale mal y aparece lo que los astrónomos llaman un magnétar (del inglés, magnetic star), un cuerpo que posee campo magnético tan increíblemente potente que:

  • A 965 kilómetros de distancia, sería capaz de desgarrarte separando cada uno de los átomos que compone tu cuerpo.

O,

  • Si estuviera a medio camino entre la Tierra y la Luna, podría borrar los datos de todas las tarjetas de crédito del mundo.

Impresión artística de un magnétar (a nuestros telescopios les falta bastante para poder observarlos directamente).Crédito: apod.nasa.gov

No está muy claro aún qué determina si se formará una estrella de neutrones corriente o un magnétar pero se cree que, justo antes de colapsarse en una bola súper compacta, el material podría condensarse en un líquido extremadamente denso formado por protones, que en conjunto tendrían una gran carga eléctrica. Cuando un material cargado eléctricamente se desplaza, genera campos magnéticos (como explicábamos aquí) y, teniendo en cuenta de que estos monstruos giran sobre sí mismos alrededor de una vez por segundo, no debería extrañarnos el efecto de su magnetismo.

*Este concepto puede variar ligeramente de persona a persona.

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Respuestas XXIV: Si el agua contiene oxígeno, ¿Por qué no arde?

by Jordi Pereyra

Luis Manuel Villar nos pregunta: si el hidrógeno es combustible y el oxígeno comburente, ¿por qué el agua no arde?

Un combustible es algo que susceptible de entrar en combustión, y toda combustión es, en el fondo, la reacción de algún compuesto con el oxígeno. Al combinarse con el oxígeno, los componentes del producto químico inicial se separan y reagrupan, lo que aumenta o disminuye su temperatura.

Combustión de sulfato de cobre. Crédito: Søren Wedel.

Bueno, entonces, ¿qué determina que un elemento pueda entrar en combustión con otro?

Ese elemento tiene que tener ganas de combinarse con el oxígeno. Para que eso ocurra, como los átomos son unos convenidos que sólo miran por su propio bien, deben tener un problema: estar faltos de electrones o que les sobren algunos. Un elemento está en equilibrio electrónico cuando tiene el mismo número de protones que de neutrones.Pero siempre hay más factores.

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