El polvo de estrellas se fabrica bajo el suelo de Madrid

Una máquina diseñada por el CSIC fabrica partículas que salen de estrellas para estudiar la formación de planetas.

José Cernicharo, en el laboratorio de la Stardust M.V.

A la entrada del laboratorio del profesor José Ángel Martín Gago hay un póster con la frase “Paciencia, estamos sembrando”. Nada como la astroquímica para esperar sentado. Pero en este sótano del ICMM-CSIC tratan de acelerar el universo. Alberga uno de los amasijos de metal más prodigiosos que hayan fabricado jamás los humanos: una máquina que crea polvo de estrellas. Ni Gago ni su colega José Cernicharo son nada de eso. Ambos parecen poco amantes del estrellato, pese a que este último recibió recientemente la Medalla de la Real Sociedad Española de Física-Fundación BBVA.

 

Visitamos la Stardust, la primera (y única) máquina que imita a las estrellas moribundas. Situada en un laboratorio subterráneo del CSIC en el recinto de la UAM de Madrid, recrea los procesos de formación de polvo de estrellas del que salen luego átomos, moléculas y, en la Tierra, la vida. | Vídeo: M.V. y N.E.

Su criatura, llamada Stardust, puesta en marcha en 2016, no compite en belleza con megaestructuras como los cazadores de neutrinos de la Antártida o Japón. “Es poco sexy, pero eficaz”, comentan en el laboratorio, en referencia a los metros y metros de papel de aluminio (como el doméstico) que envuelven parte de las estructuras de este prodigio de ocho metros. Tubos y hornos cuyas fracciones se ensamblan en raíles, y que simulan lo que ocurre en una estrella moribunda.

Imitar lo que ocurre en una estrella permite saber qué es exactamente ese polvo del que nace todo, hasta la vida

“No hay nada así en el mundo”, en concreto, en la Tierra. Imitar lo que ocurre en una estrella es útil para saber qué es exactamente ese polvo del que nace todo. “Esos granos tienen un rol esencial en la formación de planetas rocosos en torno a nuevas estrellas”, explica Cernicharo. “Queremos saber por qué se forman algunos como la Tierra, con una química exuberante que da lugar a la vida, mientras que otros, como Marte, Venus o Mercurio, tienen condiciones distintas. Conocer cómo se forman esos granos de polvo es el objetivo de esta investigación para conocer nuestros propios orígenes”.

Para entender cómo empezó todo lo mejor es mirar a la muerte. A la de las estrellas. Porque en su letanía arrojan semillas que vuelven a poner en marcha el ciclo de formación de objetos celestes. Cada estrella muere de una manera, como ya os contamos en este vídeo. Pero a la Stardust simula una estrella de las que tendrán una larga despedida, como nuestro Sol:

No todas las estrellas mueren igual. Las más grandes mueren jóvenes y dejando un bonito cadáver en forma de supernova, a veces. Alquimia estelar. Explosiones e impactos de las que pueden salir elementos como el oro, o chorros de materia cuyos ecos pueden llegarnos en forma de ondas gravitacionales, cuando colisionan estrellas de neutrones. Otras, más discretas, como el Sol, terminan creciendo y perdiendo energía en forma de gigantes rojas.

Polvo español de estrellas

La Stardust forma parte del proyecto Nanocosmos. La parte de la Stardust viene a ser la que se encarga de fábricar átomos y moléculas. Carbono, hierro, silicio, titanio… A un lado de la máquina, se introducen tabletas de elementos que son pulverizadas hasta reducirlas a lo atómico. Se hace en unas condiciones de vacío únicas.

“El mejor vacío que se puede conseguir en un laboratorio”, explican a pie de máquina los responsables de que todo funcione. “Sólo en el CERN o en sitios de este nivel se puede conseguir. Hay una bomba de vacío que es como un motor de avión, para succionar. La presión se mantiene a 10^-10 milibares (la atmósfera suele estar a 1.000 milibares)”. A tan baja presión, la formación de gotitas de agua puede ser un problema, de ahí que haya que calentar el dispositivo y homogeneizarlo. Ahí es donde entra en juego el famoso papel de aluminio.

Los átomos van juntándose cual simiente de polvo de estrellas. Van recorriendo los tubos como si reprodujeran su camino de huída de la estrella en busca del espacio profundo. Se introducen gases y aceleraciones para que todo se parezca a las inclementes condiciones de los cielos. Aquí se dan temperaturas de los 2.000 grados, a los 260 bajo cero.

Cuando se forman lo que llaman análogos (átomos como los que saldrían de la estrella) se calientan con lámparas halógenas y se filtran con cudripolos. “A veces nos interesan pequeños, a veces, grandes”. Se mide la carga y se aceleran, como cuando se encuentran con un gas en una estrella real.

Continúan las perrerías: Un criostato baja la temperatura a -269ºC, simulando la parte más externa, cuando las partículas se han agregado y están ya lejos del astro que agoniza. Y vuelta a calentar en otro horno, a 1.200 grados. Empieza la medición de masas y tamaños. Y, lo que es más importante: “saber qué ha salido de ahí”. Para eso utilizan un instrumental parecido al de los telescopios que tratan de ver las características químicas de un planeta lejano o una estrella.

Stardust, por así decirlo, hace el recorrido inverso al de radiotelescopios como ALMA en la Tierra o el futuro James Webb, en el espacio. Los espectrógrafos “ven colores” que tienen que asociar a elementos químicos. Aquí se fabrican elementos que se muestran, en el último tramo de la máquina, en diferentes “colores” (visibles al ojo de los ordenadores).

Detalle de la máquina de polvo de estrellas Stardust M.V.

“La disciplina astroquímica es muy reciente”, recuerda Cernicharo. “No tenemos los instrumentos adecuados para caracterizar los exoplanetas [que vamos descubriendo]. Pero en los próximos años, sí. Sabremos cómo, en los planetas de tipo terrestre, a partir de los primeros componentes y con la química del espacio (temperaturas y presiones bajísimas) se da lugar a moléculas que propicien algo tan grandioso como la vida”.

Eau de estrellas

Solemos pensar que la vida sólo es posible con agua. A poder ser, líquida. Desde 2004 sabemos que hay agua en Marte. Y desde hace algo menos, que está por todas partes en el sistema solar. Incluido… el Sol.

Y si el agua de la Tierra viene del Sol?

 

“El agua se forma fácilmente en el medio interestelar, necesitan millones de año, en gas o sobre granos de polvo. Y eso es lo que estamos viendo en otros cuerpos del sistema solar. Tratamos de ver qué química ocurrió en el momento en que se formaron los cuerpos del sistema solar, cuando estaban agegándose para hacer planetas, asteroides, etc.”

“En la superficie la temperatura es muy alta, pero en las manchas baja hasta los 3.000 o 2.500 y a esas temperaturas la materia empieza a organizarse en moléculas. Las más básicas tienen dos o tres átomos. El agua es una molécula muy estable”.

Carl Sagan popularizó aquello de que somos “polvo de estrellas”. Ahora sabemos que también somos hijos de las radiactividad. Del infierno de esos reactores estelares y de los infinitos inviernos que son el espacio interestelar. De aquellos polvos, los lodos de la vida, los mejunjes moleculares que nos vieron nacer en el agua y cuyos misterios –qué cosas– se preservan en papel Albal.

“En esta máquina, el agua es muy difícil de quitar. El truco está en calentar las campanas para evaporarla. Para ello se usan unas resistencias eléctricas y, alrededor de todo el papel de aluminio, que homogeiniza la temperatura. No es sexy”, pero hace falta. La vida misma.

FUENTE: EL INDEPENDIENTE