El Cedazo

Hoy vamos a abordar en nuestra serie un nuevo interrogante planteado por los alumnos de 3º de la ESO del profe Lorenzo Hernández: “¿Cómo se creó la primera estrella?”. Como diría Tirso de Molina en su Burlador de Sevilla, “¡Cuán largo me lo fiáis!”. Pero sí, en algún momento tuvo que comenzar a lucir la primera estrella, la Eva de la familia de las poco más o menos 10²² astros que pensamos que palpitan en el volumen de nuestro Universo observable.

Eso debió de pasar hace mucho tiempo. Tanto que aún andamos con nuestros telescopios y nuestras tecnologías sondeando el Cosmos más profundo en busca de tan ancestral abuela. Porque estamos hablando de darnos un paseo en el pasado de hace unos 13.700 millones de años… cuando nuestro Universo era un pipiolo de tan sólo unos cien millones de años o poco más.

¿Quieres ver algo realmente joven joven de hace mucho mucho tiempo? Aquí tienes a la galaxia GN-z11, una imagen de hace 13.400 millones de años. Algo parecido debió ser donde se encendió la primera estrella un par de cientos de millones de años antes (Wikimedia, NASA Hubble site, dominio público)

Unos pocos años antes, cuando el Universo cumplió los 380.000 mil años, se había aclarado el panorama. Anteriormente, la materia y la radiación estaban amalgamadas en un plasma no demasiado espeso en donde los electrones andaban electromagnéticamente tras los protones -y tras los núcleos de helio, que a fin de cuentas tienen dos protones y… dos neutrones- y en donde los fotones iban tras los electrones importunándoles con sus empujones, empujones que conocemos como interacciones Thomson. Y toda esta materia “normal”, junto con la radiación, bailando al son de lo que decía la materia oscura. Eso era el Universo en aquellos momentos.

Pero como el Universo estaba siguiendo desde su inicio un proceso expansivo, bajó su temperatura y las partículas se frenaron, de forma que por aquellos años los fotones dejaron de dar la murga a los electrones que ¡por fin! pudieron unirse con los protones -núcleos de hidrógeno- y con los núcleos de helio, naciendo así los primeros átomos. Ya teníamos la materia prima para hacer estrellas. Sólo faltaba compactarla un poco. Bueno… un mucho… un muchísimo.

Si hacemos caso a lo que nos dijo Einstein -y recomiendo hacerlo así- la masa de estos átomos generaba una deformación del tejido espacio-tiempo del Cosmos, que a su vez inducía una atracción gravitatoria entre ellos. Aunque no la suficiente como para que se apelmazaran hasta el extremo que se encendiera el horno nuclear de la primera estrella. Adelanto que la primera estrella -y cualquiera de ellas- no es más que una concentración de material “combustible” que se enciende por la presión -temperatura- generada al verse apelmazado hasta límites insospechados por la “caída” en el pozo de gravedad que produce su propio peso. En este proceso llega un momento en que la presión es tal que los núcleos de hidrógeno se fusionan emitiendo fotones en un variado espectro de frecuencias que, gracias a esta magia física, podemos percibir con nuestra vista o con nuestros instrumentos diciendo: ¡Vaya, una estrella!

Decíamos que los átomos de aquellos momentos no acumulaban masa suficiente como para compactarse gravitatoriamente -o al menos con la suficiente velocidad- y así encender una estrella. Pero no estaban solos… el Gran Hermano estaba allí: la materia oscura, cinco veces más masiva que la materia ordinaria, aunque hoy por hoy no tengamos ni idea de lo que pueda ser. La materia oscura también se estaba compactando, generando unos intensos pozos gravitatorios en donde se veían arrastrados nuestros hidrógenos y helios.

Poco a poco los aleatorios girones de la nube de gases comenzaron a presentar un patrón de zonas donde la congregación de átomos era mayor, tanto que incluso le ganaban el pulso a la tozudez del Universo, que intentaba lo contrario tirando de unos y otros al irse expandiendo su tejido espacio-temporal. Eran los primeros escarceos hacia la construcción de las estructuras del Universo que vemos hoy cuando miramos al infinito. Como cuando atravesamos una nube metidos en un avión… unas zonas más densas y otras menos. Aunque la densidad de la nube de agua es infinitamente mayor que la de los gases cósmicos, el ejemplo nos puede aproximar al entendimiento.

Dentro de las zonas más densas se producían también situaciones diferenciales en los gradientes de compactación gravitatoria, fruto de procesos físicos que, como es lógico, de forma aleatoria eran más o menos intensos en unos u otros puntos de la nube. Había fuerzas del mal, como los misteriosos campos electromagnéticos que atraviesan el Universo -de los cuales no tenemos ni idea de porqué están ahí- los cuales desviaban a los átomos ionizados de las trayectorias de caída gravitatoria ya que les obligaban a seguir las líneas de campo electromagnético que no tenían que pasar necesariamente por el centro de masas de aquella aglomeración. Lo cual dificultaba la compactación de materia.

Pero también estaban presentes las fuerzas del bien en forma de “ventiladores térmicos” que refrigeraban la nube mientras se iba compactando, permitiendo que ésta, al estar más fría y, por tanto, con menos presión que se opusiera, pudiera apretarse el cinturón un poco más en su caída gravitatoria. Estos ventiladores no eran más que el resultado de las interacciones entre moléculas, átomos y partículas que por ahí andaban, con el resultado de que se iban excitando para después volver a su estado estable tras la emisión de los correspondientes fotones que, a la velocidad de la luz, se escapaban al vacío del Cosmos llevándose parte de la energía que impedía un mayor apelotonamiento de nuestro gas.

En este proceso, como cada partícula en su caída seguía su propia trayectoria aleatoria y en aras de la conservación del momento angular, las zonas de compactación iban girando en su conjunto. Lo cual imaginamos que no era muy a propósito para incrementar la compactación, aunque la Naturaleza es muy sabia, ya que esos conglomerados giratorios expulsaban por su propia dinámica materia al exterior, la cual se llevaba consigo momento angular, aliviando el problema de la mayoría de la población que permanecía en su giro. Incluso la separación de la materia podía ser de tal calibre que comenzaban a congregarse en dos o tres supernúcleos que giraban alrededor de un centro de masas común, danza que absorbía giro y que también aliviaba el estrés de movimiento dentro de cada uno de ellos.

Así que en aquellas zonas donde aleatoriamente se estaba dando con mayor éxito esta conjunción de circunstancias, la “plaza” se iba llenando aquí y allá con una población cada vez más apelotonada, un pastel en donde las pasas se iban haciendo visibles, dándose codazos unos a otros cada vez más fuertes y subiendo así la temperatura ambiente. Llegaría finalmente a unos valores en que la radiación de estas nubes “privilegiadas” serían de una grandísima intensidad en el campo de los infrarrojos. Quizás si las viéramos con algún visor militar de este tipo de luz nos hubiéramos deslumbrado. Aunque esta radiación también remaba a favor del camino sin vuelta atrás hacia el nacimiento de una estrella. En un doble sentido. Uno, porque esos fotones no dejaban de ser una continuación del “ventilador térmico” -la compactación gravitatoria podía ser aún mayor- y otro, porque esta radiación era semejante a un viento que empujaba a la materia de las fronteras exteriores, generando una especie de huevo cósmico, el huevo de la primera estrella.

La nebulosa de Orión vivero de nuevas estrellas a partir de nubes de polvo y gas en colisión (Wikimedia, dominio público)

Sí. Ante nosotros una gran nébula, más o menos espesa aquí y allá. En esas espesuras comenzándose a ver, también aquí y allá, unas “lentejas” cada vez más calientes… hasta que… en una de ellas se llega a la presión interna suficiente como para que unos núcleos de hidrógeno se fusionen para dar lugar a unos núcleos de helio, soltando en el proceso una gran cantidad de energía en forma de fotones que servirían para seguir autocebando y reforzando la fusión. Un destello luminoso consiguió escapar… la primera estrella estaba dando sus primeros balbuceos. Hace 13.700 millones de años.

Así que cuando miréis al cielo por la noche y disfrutéis de nuestra Vía Láctea y de los miles de puntos luminosos que más allá dibujan otras lejanas galaxias, acordaos de esta sopa espesa de gases en donde se iban distinguiendo las lentejas: lo estáis viendo… más moderno, pero lo estáis viendo… una sopa grumosa de nacientes galaxias en donde fueron apareciendo a la par una familia evolutiva de estrellas “lentejas”.

Así creemos que pudo ser el  nacimiento de la primera estrella. Hasta la próxima pregunta.

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