La vida es un auténtico milagro. Por el momento no hemos dado con ella más allá de la atmósfera protectora de nuestro planeta, pero, a pesar de lo mucho que aún desconocemos en este ámbito, la ciencia nos ofrece algunas respuestas que pretenden ayudarnos a entender qué la hace posible en la Tierra tal y como la conocemos.
Uno de los misterios que aún se nos escapa en gran medida es el germen mismo de la vida. Qué la hizo posible en un universo del que inicialmente este fenómeno no formaba parte. Sin embargo, los científicos conocen con bastante precisión varios de los mecanismos que han permitido que la vida prolifere en nuestro planeta.
De hecho, muchos de nosotros estamos familiarizados con algunos de ellos. Sabemos que la presencia de agua en estado líquido es un requisito imprescindible para que la vida tal y como la conocemos tenga lugar. Afortunadamente, la Tierra orbita en torno al Sol en el interior de la zona en la que el agua líquida es viable.
Además, nuestro planeta tiene la masa adecuada para retener la atmósfera que no solo nos entrega el oxígeno que necesitan las células de nuestros tejidos para producir energía; también ejerce junto a la magnetosfera un importantísimo efecto protector frente a la radiación cósmica. No obstante, estos son solo dos de los ingredientes de la receta que ha hecho posible la vida en nuestro planeta.
Estos son los cuatro procesos que desvelan íntimamente cómo se comporta el Sol
La estrella que nos baña con su energía también tiene un papel fundamental en el origen y la continuidad de la vida en nuestro planeta. Podemos no conocer con detalle cuál es su rol en el ciclo de vida terrestre, pero todos intuimos de una forma natural que resulta imprescindible como sostén de la vida macroscópica con la que estamos familiarizados, y de la que las plantas y los animales formamos parte.
Sin embargo, y esto es algo apasionante y muy poco conocido fuera del ámbito científico, el comportamiento de nuestro Sol está regido por un conjunto de procesos que determina no solo cómo ha sido su evolución hasta que ha alcanzado su estatus actual, sino también cómo se desarrollará en el futuro. Estos procesos pueden describirse matemáticamente con la ayuda de cuatro ecuaciones diferenciales en las que no es necesario que indaguemos, pero merece la pena que al menos conozcamos a grandes rasgos su propósito.
El comportamiento del Sol está regido por un conjunto de procesos que explica su pasado y vaticina su futuro
La primera de ellas es la de la masa, que asume que en el centro de la estrella la masa es cero y en su atmósfera tenemos la masa total. La segunda es la ecuación de producción de energía, que determina cómo la estrella obtiene energía a partir de las reacciones de fusión nuclear que se producen en su interior, y también gracias a la contracción gravitacional.
La tercera es la ecuación de transporte de energía, que refleja la forma en que la energía es transportada desde el núcleo de la estrella hacia fuera. Y la cuarta describe, precisamente, el proceso en el que os proponemos indagar en este artículo: el equilibrio hidrostático. Este mecanismo explica cómo la gravedad de la estrella contrarresta la presión de los gases y la presión de radiación para mantenerla en equilibrio.
El equilibrio hidrostático del Sol impide que se expanda y "devore" la Tierra
Las reacciones de fusión entre los átomos de hidrógeno que tienen lugar de forma natural en el interior del Sol son el auténtico motor de la estrella. De hecho, la energía que recibimos en la Tierra procede, precisamente, de este proceso, que es el auténtico responsable del latido estelar. Lo curioso es que si intentamos describir el comportamiento de una estrella ciñéndonos únicamente a los procesos de combustión que tienen lugar en su interior la única conclusión a la que podemos llegar es que debería expandirse a medida que agota su combustible.
Afortunadamente, nuestro Sol no se está expandiendo. Se mantiene en equilibrio, al igual que todas las estrellas que se encuentran sumidas en una fase de su vida conocida como secuencia principal. Eso sí, se reajusta constantemente, y, precisamente, la tensión que dirime estos ajustes es el resultado de la interacción de dos fuerzas que se oponen: la presión de radiación y de los gases resultado de la fusión de los núcleos de protio (es el isótopo más abundante del hidrógeno), que tira de la materia de la estrella hacia fuera, y la gravedad, que intenta comprimir incesantemente la estrella.
El Sol se reajusta constantemente debido a la tensión entre la presión de radiación y de los gases, por un lado, y la gravedad, por otro
Si no existiese esta segunda fuerza, la gravedad, el Sol se expandiría porque la presión de radiación y de los gases no se vería contrarrestada. Pero, afortunadamente, existe. Y tiene un rol crucial. De hecho, la gravedad es el auténtico motor del universo debido a que está involucrada en la mayor parte de los procesos que describen cómo ha sido su pasado. Y también cómo será su futuro.
No obstante, en un giro no del todo inesperado de los acontecimientos, el Sol acabará expandiéndose, aunque, eso sí, lo hará dentro de muchísimo tiempo. Cuando agote la mayor parte de su combustible. Utilizando las cuatro ecuaciones de las que hemos hablado más arriba los astrofísicos han calculado que actualmente ha consumido aproximadamente el 40% de su combustible, por lo que permanecerá dentro de la secuencia principal muchos millones de años más (tiene aproximadamente 4600 millones de años).
Dentro de 5000 millones de años según unas estimaciones, o de 6400 millones según otros estudios, su núcleo dejará de contener el hidrógeno necesario para que perduren los procesos termonucleares. En ese instante se apagará, y se transformará en un núcleo inerte en el que predominará el helio. La fusión nuclear seguirá teniendo lugar en torno al núcleo, el volumen de la estrella se incrementará significativamente y su luminosidad será el doble de la que tiene actualmente.
A medida que los procesos termonucleares se detengan en el núcleo solar el volumen de la estrella se incrementará hasta que se transforme en una gigante roja. En esta fase la estrella perderá mucha masa, y, aunque los astrofísicos no están del todo seguros acerca de cómo será su vida a partir de aquí, creen que su tamaño se incrementará lo suficiente para acabar devorando el planeta Mercurio. No está claro si también hará lo mismo con Venus y la Tierra, pero, pase lo que pase, podemos estar tranquilos. Tenemos muchos millones de años para decidir qué debemos hacer.
Imagen de portada: NASA Goddard Space Flight Center
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