Conceptos Fundamentales de Astrofísica y Cosmología

El Espectro Solar y la Composición Estelar

Las estrellas están compuestas principalmente por hidrógeno y helio, y lo sabemos gracias a la luz que nos llega desde ellas. Isaac Newton (1667) descompuso con un prisma la luz del Sol, aparentemente blanca, en un haz de luz de colores básicos denominado espectro solar.

Más tarde, el físico alemán Joseph von Fraunhofer mejoró las observaciones desarrollando el espectroscopio. Con este instrumento detectó multitud de líneas negras entre los colores del espectro de la luz solar. Años más tarde, Kirchhoff y Bunsen descubrieron que cada elemento químico tenía asociado un conjunto de líneas espectrales, y dedujeron que las bandas oscuras en el espectro solar las causaban los elementos de las capas más externas del Sol, o fotosfera (la capa luminosa que rodea a las estrellas), mediante el proceso de absorción.

Estrellas y Nucleosíntesis

En el interior de las estrellas se produce la fusión nuclear. Al acercar el deuterio y el tritio, sus respectivos protones (+) se repelen, por lo que hace falta una temperatura de millones de grados que venza esa repulsión. Cuando los núcleos están muy cerca aparece una fuerza superior que los mantiene unidos, la fuerza nuclear fuerte, y se forma un núcleo de helio. En el proceso se desprende una gran cantidad de energía.

Los procesos de fusión continúan en el interior de las estrellas produciendo núcleos cada vez más masivos hasta llegar al hierro. El resto de los elementos químicos se producen en las explosiones estelares, como las supernovas.

La Composición Desconocida del Universo

Materia Oscura

Los planetas giran alrededor de las estrellas debido a la fuerza de gravedad y cuanto más alejados están, más lento giran. Así, Neptuno, muy alejado del Sol, se desplaza mucho más lento que la Tierra.

En las galaxias, las estrellas también giran, pero en torno al núcleo galáctico. Vera Rubin, astrónoma norteamericana (1970), al medir las velocidades de rotación se dio cuenta de que las estrellas alejadas se movían más rápido de lo que teóricamente les correspondía. Para justificarlo, se especula con la existencia de una materia desconocida no visible llamada materia oscura que hace aumentar la atracción gravitatoria.

Energía Oscura

Aunque sabemos que el universo se expande, dicha expansión debería estar frenándose debido a la fuerza de atracción gravitatoria entre las galaxias. Sin embargo, al medir sus velocidades se observa que, desde hace unos 4.000 millones de años, se expande de manera acelerada.

Para justificar esta observación, se especula con la existencia de una energía oscura que supera la acción de las fuerzas de atracción. Teniendo en cuenta estas observaciones, se deduce que la mayor parte del universo la constituyen las desconocidas energía y materia oscuras, y solo un 4% es materia ordinaria.

El Futuro Incierto del Universo

El futuro del universo es incierto y se especula con varias teorías:

• Big Rip: La expansión acabaría provocando una muerte térmica con grandes agujeros negros absorbiendo las estrellas apagadas.
• Big Crunch: La expansión cesaría y las fuerzas de gravedad comprimirían el universo hasta un Big Crunch, al que podría suceder otro Big Bang.

Clasificación de los Planetas del Sistema Solar

Planetas Interiores (Rocosos)

Son los de menor masa y volumen, poseen superficie rocosa, por lo que son los más densos. Carecen de satélites, salvo la Tierra, que tiene a la Luna, y Marte, que tiene dos asteroides capturados.

Planetas Exteriores (Gaseosos)

Son los de mayor masa y volumen, con baja densidad. Poseen superficie gaseosa. En su interior estarán en estado líquido, e incluso sólido, debido al enorme incremento de la presión. Poseen muchos satélites.