Anillos y satélites pastores

★Los satélites pastores son pequeñas lunas que, a causa de su influencia gravitatoria, mantienen agrupado el material de los anillos en los planetas gigantes.

Los anillos de Saturno son los más conocidos, grandes y visibles. Se extienden unos 200.000 kilómetros alrededor del planeta, pero son muy planos, apenas tienen unas decenas de metros de espesor.

 Los demás planetas gigantes gaseosos del Sistema Solar también tienen anillos, aunque mucho menos espectaculares que los de Saturno y prácticamente invisibles incluso con la mayoría de telescopios.
Para que estos anillos se mantengan estables, existen unos satélites que los pastorean. Estas lunas orbitan en el interior o en los bordes de los sistemas de anillos y contribuyen a que éstos tengan unos límites bien definidos. ¿Cómo? Gracias a la gravedad, algunos materiales que pasan cerca del satélite pastor son enviados de nuevo sobre el anillo; otros son expulsados hacia el exterior o terminan cayendo sobre el propio satélite pastor.
Saturno, que tiene los anillos más espectaculares del Sistema Solar, dispone de varios satélites pastores. Prometeo y Pandora confinan el anillo F en una fina franja de material. Pandora es el satélite exterior y Prometeo, algo más grande, el satélite interior. Mimas es responsable de la existencia del mayor hueco entre anillos, la división de Cassini. Otros satélites pastores de Saturno son Atlas, pastor del anillo A; Dafne, responsable de la División Keeler, y Pan, responsable de la División de Encke.
Júpiter también tiene anillos y lunas pastoras, como Metis y Adrastea, que pastorean uno de sus anillos interiores de Júpiter. Al estar ambos en el interior del límite de Roche del planeta es posible que el material del anillo provenga de los propios satélites ya que éstos se encuentran en condiciones cercanas a la ruptura por los efectos de marea de Júpiter.
Se conocen satélites pastores en otros planetas con anillos. Así, el planeta Urano tiene a las lunas Cordelia y Ofelia que actúan como pastoras interior y exterior de su anillo Épsilon. Por su parte, el planeta Neptuno tiene al menos un satélite pastor, Galatea, responsable de mantener en su sitio al anillo Adams.

☆Cómo funciona el sistema de satélites pastores

El satélite pastor acelera las partículas del anillo exterior y frena a las del interior, con lo cual se abre una brecha cuya anchura depende de la masa del satélite.
Siguiendo las leyes de la física, una partícula interior se mueve más deprisa que una exterior. Como consecuencia, el satélite (que está en medio) adelanta a las exteriores y es adelantado por las interiores. Al pasar cerca, su influencia gravitatoria atrae estos materiales de forma que frena a los que pasan por el interior (más cerca del planeta) y acelera a los que pasan por su exterior.
La fuerza que el satélite ejerce sobre cada partícula interior se opone a la dirección de su movimiento orbital; por tanto, al frenarla, la hace caer a una órbita más baja. Esa misma fuerza actúa al revés sobre las partículas exteriores, es decir, las empuja en la misma dirección de su movimiento orbital; esto las aleja a una órbita más alta. De este modo, el satélite pastor limpia de materiales el camino a uno y otro lado de su trayectoria y mantiene los anillos en orden.

La teoría de cuerdas

★La teoría de cuerdas pretende convertirse en la gran teoría del todo.

Es una de las teorías que ofrece mayores expectativas de unificar las cuatro grandes fuerzas de la Naturaleza: electromagnetismo, fuerza nuclear fuerte, fuerza nuclear débil y gravedad. Lo que equivale a unificar física cuántica y relatividad. Retoma la tarea que Einstein dejó inacabada.

La teoría de cuerdas surgió a finales de los 60. Era una teoría extravagante, que sólo llamó la atención de unos pocos y nunca se tomó en serio. Pero desde mediados de los 80 hasta hoy, se ha hecho cada vez más popular.
El modelo estándar, que domina la física actual, sigue planteando muchos interrogantes y algunas contradicciones. La teoría de cuerdas parece dar respuestas. El problema es que, con los medios de que disponemos, es imposible de comprobar. Esto hace que muchos científicos la rechacen, por considerarla una teoría filosófica más que física. En el mundo científico, tiene tantos defensores como detractores.
Existen diversas teorías sobre la naturaleza y funcionamiento del Cosmos. Pero todas suponen que las partes más pequeñas e indivisibles de la materia son pequeñas bolitas que se combinan para formar todo lo que existe. Como un juego infantil de bloques de construcción. Son las partículas elementales, los electrones y los quarks.
La teoría de cuerdas rompe con esta idea. Presupone que las partes más pequeñas son filamentos de energía. Una especie de cuerdas que vibran. Cada tipo de vibración produce un tipo u otro de partícula, con cualidades distintas, igual que las vibraciones de las cuerdas de un violín producen distintas notas.
Las cuerdas serían muchísimo más pequeñas que un quark, por eso no podemos verlas. Aunque sí pueden deducirse matemáticamente.
La teoría de cuerdas tiene distintas versiones. Una de ellas, la teoría M, cree que una especial vibración de cuerdas daría lugar a una partícula llamada gravitón, que sería la responsable de la gravedad. De esta forma unificaría la gravedad, algo que hasta ahora no ha logrado el modelo estándar.
Las cuerdas más grandes formarían una especie de membranas circulares o branas. Cada membrana sería un universo. El choque entre dos branas produciría un nuevo Big Bang y un nuevo universo. El nuestro sería sólo uno entre muchos. No habría comienzo ni final, sino ciclos entre un Big Bang y el siguiente.
La teoría defiende la existencia de diez dimensiones espaciales y una temporal. Esas dimensiones estarían en las propias cuerdas, y por eso no las vemos.
Por ahora, no hay pruebas de que la teoría de cuerdas sea correcta ni de que no lo sea. Arthur Eddington decía que el mundo no sólo es más extraño de lo que imaginamos, sino incluso más extraño de lo que podemos llegar a imaginar.

La Tierra ¿Como será el fin del mundo?

★¿Qué pasará con la Tierra cuando se apague el Sol? Para que esto ocurra faltan aún 5.000 millones de años...

El primero en intentar hacer un estudio detallado de la historia pasada y previsiblemente futura de la Tierra sin recurrir a la intervención divina fue el geólogo escocés James Hutton.

En 1785 publicó el que puede ser considerado como primer libro de geología moderna, en el cual admitía que del estudio de la Tierra no veía signo alguno de un comienzo ni perspectivas de fin ninguno.
Desde entonces hemos avanzado algo. Hoy día estamos bastante seguros de que la Tierra adquirió su forma actual hace unos 4.600 millones de años. Fue por entonces cuando, a partir del polvo y gas de la nebulosa originaria que formó el Sistema Solar, nació nuestro planeta tal como lo conocemos hoy.
Una vez formada, y dejada en paz como colección de metales y rocas cubierta por una delgada película de agua y aire, la Tierra podría existir para siempre, al menos por lo que sabemos hoy. Pero ¿la dejarán en paz? La respuesta es no. Entonces, ¿cómo y cuándo será el fin del mundo?
El objeto más cercano, de tamaño suficiente y energía bastante para afectar seriamente a la Tierra es el Sol. Mientras el Sol mantenga su actual nivel de actividad (como lleva haciendo durante miles de millones de años), la Tierra seguirá esencialmente inmutable. Ahora bien, ¿puede el Sol mantener para siempre ese nivel? Y, caso de que no, ¿qué cambio se producirá y cómo afectará esto a la Tierra?
Hasta los años treinta del siglo XX parecía evidente que el Sol, como cualquier otro cuerpo caliente, tenía que acabar enfriándose. Vertía y vertía energía al espacio, por lo cual este inmenso torrente tendría que disminuir y reducirse, poco a poco, a un simple chorrito. El Sol se haría naranja, luego rojo, iría apagándose cada vez más y, finalmente, se apagaría. O eso creían entonces.
En estas condiciones, también la Tierra se iría enfriando lentamente. El agua se congelaría y las regiones polares serían cada vez más extensas. En último término, ni siquiera las regiones ecuatoriales tendrían suficiente calor para mantener la vida. El océano entero se congelaría en un bloque macizo de hielo e incluso el aire se licuaría primero y luego se congelaría. Durante billones de años, esta Tierra gélida seguiría girando alrededor del difunto Sol.
Pero aun en esas condiciones, la Tierra, como planeta, seguiría existiendo.
Sin embargo, durante la década de los treinta, los científicos nucleares empezaron por primera vez a calcular las reacciones nucleares que tienen lugar en el interior del Sol y otras estrellas. Y hallaron que aunque el Sol tiene que acabar por enfriarse, habrá períodos de fuerte calentamiento antes de ese fin. Una vez consumida la mayor parte del combustible básico, que es el hidrógeno, empezarán a desarrollarse otras reacciones nucleares, que calentarán el Sol y harán que se expanda enormemente

Aunque emitirá una cantidad mayor de calor, cada porción de su ahora vastísima superficie tocará a una fracción mucho más pequeña de ese calor y será, por tanto, más fría. El Sol se convertirá en una gigante roja. En tales condiciones es probable que la Tierra se convierta en un ascua y luego se vaporice. En ese momento, la Tierra, como cuerpo planetario sólido, acabará sus días. Pero no os preocupéis demasiado. Echadle todavía unos cinco mil millones de años.

Estrellas Dobles

★Las estrellas dobles (o binarias) son muy frecuentes. Una estrella doble es una pareja de estrellas que se mantienen unidas por la fuerza de la gravitación y giran en torno a su centro común.
Los periodos orbitales, que van desde minutos en el caso de parejas muy cercanas hasta miles de años en el caso de parejas distantes, dependen de la separación entre las estrellas y de sus respectivas masas.
También hay estrellas múltiples, sistemas en que tres o cuatro estrellas giran en trayectorias complejas. Lira parece una estrella doble, pero a través de un telescopio se ve como cada uno de los dos componentes es un sistema binario.
La observación de las órbitas de estrellas dobles es el único método directo que tienen los astrónomos para pesar las estrellas.
En el caso de parejas muy próximas, su atracción gravitatoria puede distorsionar la forma de las estrellas, y es posible que fluya gas de una estrella a otra en un proceso llamado "transferencia de masas".
A través del telescopio se detectan muchas estrellas dobles que parecían simples. Sin embargo, cuando están muy próximas, sólo se detectan si se estudia su luz mediante espectroscopia. Entonces se ven los espectros de dos estrellas, y su movimiento se puede deducir por el efecto Doppler en ambos espectros. Estas parejas se denominan binarias espectroscópicas.
La mayoría de las estrellas que vemos en el cielo son dobles o incluso múltiples. Ocasionalmente, una de las estrellas de un sistema doble puede ocultar a la otra al ser observadas desde la Tierra, lo que da lugar a una binaria eclipsante.
En la mayoría de los casos, se cree que las componentes de un sistema doble se han originado simultáneamente, aunque otras veces, una estrella puede ser capturada por el campo gravitatorio de otra en zonas de gran densidad estelar, como los cúmulos de estrellas, dando lugar al sistema doble.

Teoría de la Panspermia

★¿Pudo generarse la vida en el espacio exterior? La teoría de la panspermia plantea el origen cósmico de la vida.

Es posible que la vida se originara en algún lugar del universo y llegase a la Tierra en restos de cometas y meteoritos. Recupera una vieja idea de Anaxágoras, enunciada en la antigua Grecia del s. VI a.C.

El máximo defensor de la panspermia, el sueco Svante Arrhenius, cree que una especie de esporas o bacterias viajan por el espacio y pueden "sembrar" vida si encuentran las condiciones adecuadas. Viajan en fragmentos rocosos y en el polvo estelar, impulsadas por la radiación de las estrellas.
Hace 4.500 millones de años, la Tierra primitiva era bombardeada por restos planetarios del joven Sistema Solar, meteoritos, cometas y asteroides. La lluvia cósmica duró millones de años. Los cometas, meteoritos y el polvo estelar contienen materia orgánica. Las moléculas orgánicas son comunes en las zonas del Sistema Solar exterior, que es de donde provienen los cometas. También en las zonas interestelares. Se formaron al mismo tiempo que el Sistema Solar, y aún hoy viajan por el espacio.
Pero, ¿resistirían unas bacterias las condiciones extremas de un viaje interplanetario? Condiciones extremas de temperatura, radiación cósmica, aceleración, y sobrevivir el tiempo suficiente para llegar a otro planeta. Por no hablar de la entrada en la atmósfera. Los expertos creen que sí.
La vida bacteriana es la más resistente que se conoce. Se han reanimado bacterias que estuvieron bajo el hielo ártico durante decenas de miles de años. Por otra parte, algunas bacterias llevadas a la Luna en 1967 por la Surveyor 3 se reanimaron al traerlas de vuelta tres años más tarde. Y si un meteorito fuera lo suficientemente grande, la elevada temperatura que alcanza al entrar en la atmósfera no afectaría a su núcleo.
La teoría de la panspermia cobró fuerza hace unos años cuando, al analizar el meteorito marciano ALH 84001, aparecieron bacterias fosilizadas de hace millones de años. Aunque no podemos saber con certeza si ya estaban allí cuando impactó contra la Tierra. También en el meteorito Murchison se hallaron muestras de las moléculas precursoras del ADN.
La panspermia tiene dos versiones. Para la panspermia dirigida, la vida se propaga por el universo mediante bacterias muy resistentes que viajan a bordo de cometas. La panspermia molecular cree que lo que viaja por el espacio no son bacterias sino moléculas orgánicas complejas. Al aterrizar en la Tierra se combinaron con el caldo primordial de aminoácidos e iniciaron las reacciones químicas que dieron lugar a la vida. La hipótesis de la panspermia es posible, aunque no necesaria para explicar el origen de la vida sobre la Tierra.
Si la panspermia es correcta, en estos momentos las semillas de la vida continuarían viajando por el espacio y la vida podría estar sembrándose en algún otro lugar del Cosmos.