04. Nacimiento de una Estrella

La cosmogonia es la rama de la Astronomía que estudia el origen y la evolución del universo. Se diferencia de la Cosmologia, aunque luego converge en ella, porque esta segunda disciplina se ocupa del origen y evolución del Universo considerado en su totalidad. Existen dos hipótesis fundamentales a tener en cuenta: la primera es la nebular que data de 1755, es la propuesta por Kant - Laplace, las hipótesis actuales sobre el origen del sistema solar toman la idea de partida de Kant, según la cual un solo conglomerado ha dado origen al Sol y a los planetas, sin interacciones con otros cuerpos (hipótesis monística); de principios de siglo tenemos las teorías catastróficas de Forest Moulton y Thomas Chamberlain, en ella se hace referencia a la llamada teoría colisional; hoy en día tomamos parte de ambas teorías para explicar el origen del Sol y del sistema solar entre otros fundamentos.

Sabemos que hace aproximadamente 4’6 mil millones de años existió una nube de polvo y gas homogénea que comenzó a condensarse formando un disco rotatorio en cuyo núcleo se encendió el fuego termonuclear del astro. [8]A estas nubes se les denomina nubes moleculares, y en ellas pueden existir moléculas sencillas, como por ejemplo monóxido de carbono y amoníaco, las condiciones iniciales son se conocen demasiado bien pero se supone una dimensión de 300 o 500 años luz de diámetro, en cuanto a su masa, se cree que posiblemente podría ser del orden de 3.000 o 4.000 veces una masa solar. [26] Para explicar que en la Tierra y en otros planetas del sistema existan varios elementos pesados se sugiere que hubo una supernova cerca cuando el sistema solar se estaba formando. Entonces nuestra estrella podría ser el producto de varias explosiones de otras estrellas anteriores, es decir nuestro Sol podría ser de segunda o tercera generación. Además una posible explosión podría ser la causante de que se comprimiera el gas en un primer momento poniendo en marcha todo el proceso.

Las estrellas como el Sol, nacen en lotes, a partir de grandes complejos de nubes comprimidas como en la Nebulosa de Orión, [7] estas nebulosas poseen inmensas cantidades de H y He, pero poco concentradas. Tal es así, que existen muy pocos átomos en un cubo de un centímetro de lado, entre 10 y 1000: sólo una hoja de papel, tiene un millón de átomos de grueso. Estas nebulosas son visibles porque reflejan la luz de estrellas circundantes, [15] es decir vistas desde el exterior parecen oscuras y tenebrosas. Pero en el interior están iluminadas por las estrellas calientes que están naciendo, de esta manera sabemos que existen millones de estrellas que se formaron a partir de la misma materia que lo hizo el Sol. [7] La formación de una estrella comienza con la aparición de regiones densas que acumulan materia de forma esférica, son regiones donde la densidad de materia es superior a las otras regiones, a medida que el cuerpo central va creciendo aparecen intensos vientos a lo largo de su eje de rotación, que empiezan a excavar en su envoltura. A medida que el Sol giraba en torno a sí mismo también se iba contrayendo sobre sí, esto se conoce como principio de conservación del momento angular:

La masa que formaba el Sol se iba concentrando en el centro mientras que la velocidad de rotación aumentaba para conservar el momento angular. Si la masa se distribuyera hacia la periferia la velocidad de rotación disminuiría. Esta protoestrella tenía una masa superior a la que tiene ahora el sol, y la masa del disco era del orden de 1/10 de la masa total, el sol fue perdiendo conservación del momento angular por medio del frenado magnético. Cuando los vientos han limpiado la región circunestelar, la estrella recién formada continúa creciendo atrayendo parte del material perteneciente al disco; estas son las protoestrellas, y se denominan así porque a pesar de emitir gran cantidad de energía (en el infrarrojo), esta no proviene de procesos de fusión nuclear, como en estrellas maduras, sino que tiene un origen gravitatorio, es la energía que pierden las partículas de gas y polvo cuando se incorporan al cada vez más denso objeto central. Mediante la energía liberada durante este proceso, denominado acrección, la temperatura del objeto protoestelar va aumentando hasta que en un cierto instante es capaz de realizar los procesos termonucleares, que se acabarán convirtiendo en la mayor fuente de energía y terminarán deteniendo el proceso de acrección, al comenzar las reacciones del núcleo también comenzó a originarse el viento solar que frenó aún más la rotación solar, lo que explica que el giro que presenta hoy en día dure tanto tiempo. En este instante ya podemos decir que nuestra estrella se había formado y había comenzado su vida.

Aunque el proceso de acrección se va parando muy lentamente, esto en etapas tardías provoca por ejemplo fenómenos de variabilidad en estrellas T-Tauri.[26] A medida que la temperatura va aumentando también la composición química va cambiando, según el siguiente gráfico:

Ya cuando finalizó el proceso, el viento solar se llevó la materia sobrante hasta los confines del sistema

solar. Investigaciones de la sonda Odin nos han dado más pistas sobre el nacimiento de las estrellas, en un principio no debe existir una temperatura demasiado elevada para iniciar el proceso, no en el principio, cuando una nube de gas comienza a contraerse bajo su propio peso es importante que la temperatura interior no se eleve, si esto sucediese la presión interna retendría la fuerza de gravedad que intenta condensar la nube. Si la temperatura es suficientemente fría la nube se gas será capaz de contraerse llegando a ser lo que es conocido como un desplome gravitatorio.

Cuando este cuerpo comienza a ser lo suficientemente denso para mantener la energía entonces la temperatura comienza a elevarse y pasado un tiempo comienza a iluminar finalmente la reacción nuclear se inicia cuando la energía es suficiente. [8]

Algo muy importante a tener en cuenta en la formación de nuestro sistema solar es que si el disco protoplanetario del que nació el Sol hubiera contenido más materia, es posible que los planetas interiores así como también algún planeta exterior hubiesen caído dentro del Sol aumentando así su masa. [17b] También viendo el resto de cuerpos formados en nuestro sistema Solar vemos que podría haber sido viable un sistema bisolar si Júpiter hubiese acumulado más materia, de hecho es más común encontrarse con sistemas de varias estrellas que con sistemas solares como el nuestro.

Unos datos interesantes observados por el ISO son que alrededor de una estrella recién formada se pudo observar la presencia de un gigantesco anillo de materia orgánica a su alrededor, esto nos presenta un ejemplo de cómo las estrellas y su ambiente actúan como factorías químicas naturales, moléculas orgánicas principal componente de la vida. Aunque esto no significa que nuestra estrella siguiera el mismo proceso evolutivo. [26] Aunque se conocen gran parte de los procesos de nacimiento de estrellas no se tienen muy claros todavía varios de los estados de formación.

Actualmente el Sol ha incrementado su temperatura en un 30%. [15] [21][27]