NeoFronteras

Una kilonova cercana sería una amenaza para la vida en la Tierra, pero su probabilidad es muy baja.

El ser humano no es un ente aislado en el Universo, sino que somos parte de él. Nuestra propia existencia y supervivencia dependen del resto de un Cosmos en el que todo está relacionado.

En un mundo sujeto a los fenómenos astrofísicos cataclísmicos, el curso de la evolución puede verse alterado por ellos. No hay maldad ni bondad, sólo un Universo ciego a los sufrimientos y deseos de sus habitantes. La colisión de un meteorito pudo dar la puntilla a un mundo de dinosaurios, pero permitió la emergencia de los mamíferos. Quizás pudo haber una realidad alternativa sin tal impacto en la que unos dinosaurios emplumados hubieran logrado constituir una civilización avanzada cuyos miembros se preguntaran ahora por el sentido de sus vidas.

Hay cierta probabilidad de que un meteorito choque contra la Tierra, es algo aleatorio. Pero hay otros fenómenos igualmente peligrosos, como las explosiones de supernovas. Todo depende de la suerte que tengamos de estar cerca de uno de estos fenómenos. Un estudio reciente cifraba en 50 años luz o menos el umbral de distancia para que una supernova ponga toda la vida de la Tierra, o un planeta equivalente, en peligro.

Se ha logrado asociar este tipo de fenómenos con alteraciones en la biosfera. Hace unos 20 millones de año una supernova explotó a unos 325 años luz de la Tierra. Una capa de hierro llovido desde el espacio y depositado en el lecho marino así parece demostrarlo. Especulan que esto pudo iniciar una era glaciar y pudo haber alterado el curso de la evolución, incluida la de nuestros antepasados. Si los investigadores que proponen esto están en lo cierto, entonces nuestra propia existencia dependió de ello. Somos producto de la contingencia.

La semana pasada se hacía público en rueda de prensa el descubrimiento, gracias a las ondas gravitatorias (OG), de una kilonova. Fue la inauguración se la astronomía multimensajero en la que un fenómeno astrofísico fue medido mediante OG y en toda la gama de ondas electromagnéticas.

La cooperación LiGO-Virgo registró durante unos 100 segundos la emisión de OG emitidas por dos estrellas de neutrones que caían en espiral una sobre otra a velocidades relativistas hasta que chocaron y se fusionaron entre sí.

El fenómeno fue diferente al choque de agujeros negros en el que el horizonte de sucesos se lo traga todo, incluida la posible radiación generada. En este otro caso se produjo una potente emisión de ondas electromagnéticas. Al principio fue en rayos gamma con una duración menor a los dos segundos. Algo que fue detectado por el observatorio Fermi. Aunque este estallido de rayos gamma corto se registró justo después de que LIGo-Virgo detectara las OG, la señal registrada fue extraída gracias a la información de Fermi.

Rápidamente se lanzó la alarma para que otros telescopios buscaran en esa zona del cielo la contrapartida ultravioleta, óptica, infrarroja y de radio. Dependiendo de la longitud geográfica y, por tanto, de la suerte, algunos de esos telescopios pudieron ver la kilonova generada en las horas siguientes. La kilonova fue enfriándose y emitiendo en longitud de onda cada vez más larga con el paso ds los días hasta que la interposición del sol impidió más observaciones. Se esperan recuperar las observaciones de esta kilonova en diciembre. Pero en esta campaña participaron el 15% de los astrofícos del mundo. Sólo ese lunes de la rueda de prensa se publicaron en los ArXiv de Cornell casi 70 artículos científicos sobre el evento.

Pero durante ese tiempo fue posible tomar espectros y ver la síntesis de lantánidos y otros elementos pesados. Quedaba resuelta la paradoja de que la relativa abundancia de estos elementos y su escasa producción en las supernovas, simplemente, durante estas explosiones de supernovas no hay suficientes neutrones que permitan la formación de estos núcleos tan pesados. Sin embargo, en la colisión de estrellas neutrones hay suficientes neutrones para ello y ya se ha comprobado.

Esta kilonova se produjo cerca en comparación a los otros registros de OG, en la galaxia NGC 4993. Si hubiera sido mucho más lejos no se hubiera podido registrar su emisión de OG. La intensidad de la OG en este tipo de eventos es menor que en el caso de agujeros negros. Pero, ¿qué hubiera pasado si esta kilonova estuviera mucho más cerca de nosotros?

Una kilonova no es tan brillante como una supernova. Más o menos es mil veces más brillante que una nova. Pero las consecuencias sobre la vida terrestre de una kilonova depende, sobre todo, de la distancia a la que se encuentre.

Si una kilonova se diera en nuestra galaxia el fenómeno se vería a simple vista como una estrella brillante. Esto puede que quizás no sea tan infrecuente, pero la posibilidad de que se vea dependerá si hay nubes de gas y polvo entre medias. Se calcula que se da una supernova por siglo en la Vía Látea, pero las vemos con mucha menos frecuencia.

Si dos estrellas de neutrones estuvieran a punto de colisionar en nuestra galaxia, LIGO-Virgo registraría las OG emitidas incluso horas antes de darse la kilonova correspondiente.

El impacto de algo así sobre la vida terrestre dependería no sólo de su cercanía, sino también de su orientación. La rotación de las estrellas, sus campos magnéticos y en plano orbital contribuyen a la emisión asimétrica de una kilonova, que produciría unos chorros de partículas y radiación por sus polos (ver ilustración). Estos chorros se abren con el tiempo cubriendo un mayor ángulo. En esa dirección se produciría principalmente la emisiones de rayos gamma, que duraría menos de 2 segundos. Así que, a diferencia de una supernova, cuya emisión es en todas direcciones, la emisión que pudiéramos recibir de una kilonova dependería de su orientación.

Dependiendo de esta orientación una kilonova cercana podría pasar se ser un espectáculo maravilloso a producir una catástrofe sin igual. Los detectores de OG podrían saber sobre el evento con horas de anticipación, pero el pulso de rayos gamma viajaría a la velocidad de la luz sin aviso previo e incidiría directamente sobre la Tierra si se diera esa mala orientación. Su corta duración esterilizaría sólo un hemisferio terrestre. Así, por ejemplo, eliminaría gran parte de la vida en toda América o toda Europa y África. El fenómeno destruiría la capa de ozono y el cielo se tornaría completamente blanco durante un tiempo, incluso aunque fuera de noche. Luego, al cabo del tiempo, caerían otros materiales sobre toda la Tierra que incluirían sustancias radiactivas en dosis mortales. La extinción masiva estaría garantizada.

Si la kilonova estuviera a menos de 50 años luz, incluso una buena orientación tampoco nos salvaría del desastre, pues los rayos gamma destruirían la capa de ozono en el hemisferio expuesto

Afortunadamente este tipo de fenómenos son infrecuentes a la escala humana y se dan sólo una vez cada 10.000 años en la Vía Láctea. Esto se debe a que, aunque algunas veces una supernova de tipo II da lugar a una estrella de neutrones, que se forme un par orbital de estas estrellas es muy infrecuente. D ehehco no se sabe cómo se forman, pues, aunque hay binarias de estrellas masivas es muy difícil que el sistema sobreviva a evento de supernova de una de ellas (la coincidencia de dos de estos eventos es casi imposible).

Pero quizás alguna biosfera de un planeta remoto no haya tenido suerte en el pasado. Puede que incluso alguna civilización avanzada tuvo su fin bajo la luz de una kilonova y sus habitantes fueran conscientes de ello.

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Fuentes y referencias:
Artículo en Scientific American.
El peligro de las supernovas.
Ilustración: NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab.