Astrofísicos simulan el sonido de las estrellas

Las estrellas en el universo tienen muchísimos tamaños y una física muy particular que los astrónomos han estudiado por muchísimos años. Y aunque todas tienen energía nuclear, la fuerza gravitacional muchas veces impone sus condiciones y altera el entorno de cada estrella. Lo que es claro es que, por las razones que sean, las estrellas titilan, fluctúan en su brillo, en su temperatura en la superficie (como nuestro Sol), y gracias a esto podemos saber mucho más de la estructura interna, cosa que muchas veces está escondida a simple vista.

Por ejemplo, “un cello suena como un cello por su forma y tamaño”, dice Jacqueline Goldstein, una estudiante graduada de la Universidad de Wisconsin-Madison, del departamento de astronomía. “las vibraciones de las estr4llas también dependen de su tamaño y su estructura”, nos indica.

En su trabajo Goldstein buscan una conexión entre la estructura estelar y las vibraciones, desarrollando software que simule las estrellas diversas y sus respectivas frecuencias. Comparando sus simulaciones con los datos reales de estrellas, Goldstein puede mejorar y refinr su modelo para que los astrofísicos echen un ojo debajo de las superficie de las estrellas y obtengan sus sutiles sonidos.

Las frecuencias de las que hablamos son del orden de minutos de días, lo que nos puede dar la velocidad de las vibraciones estelares por mil o un millón de veces, las cuales no siempre están en el espectro audible humano (que es de 20 a 22 mil Hertz, aproximadamente). Digamos que un mejor símil de estas reverberaciones podría ser una especie de sismo que ocurre en las estrellas. A este campo de estudio incluso se le llama astrosismología.

Las estrellas transforman su hidrógeno en elementos más pesados en sus respectivos núcleos, en donde el gas de plasma caliente vibra y causa que la estrella fluctúe. Esto le dice a los investigadores sobre la estructura de las estrellas y del cómo cambian las mismas con los años (o siglos). Goldstein estudia estrellas que son mucho más grandes que nuestro Sol.

“Se trata de aquellas estrellas que explotan y que hacen agujeros negros y estrellas de neutrones y de todos los elementos pesados en el universo que forman planetas y, esencialmente, nueva vida”, comenta Goldstein. “Queremos entender cómo trabajan y cómo afectan la evolución del universo. Vamos, son realmente preguntas importantes”.

Trabajando con los profesores de astronomía, Rich Townsend y Ellen Zweibel, Goldstein desarrolló un software, llamado GYRE, que se pone en su programa de simulación de estrellas llamado MESA. Usando esta aplicación, Goldstein construye modelos de varios tipos de estrellas para ver cómo son sus vibraciones y cómo es que las pueden detectar los astrónomos. Entonces ella verifica sus simulaciones con los datos reales con los que cuenta.

“Desde que hice mis estrellas, yo sabía qué es lo que había puesto en ellas, por lo que cuando comparé mis patrones de vibración predichos contra los observados, eran los mismos, por lo cual, el interior de mis estrellas era como el interior de las estrellas reales. Si eran diferentes, lo cual era el caso usual, nos daba información que necesitábamos para mejorar las simulaciones y probar de nuevo”, comenta Goldstein.

GYRE y MESA son programas de código abierto, lo que significa que cualquiera puede acceder a ellos y modificar el cómo están escritos. Cada año, entre 40 y 50 personas entran a la escuela de verano MESA, en la Universidad de California, en Santa Bárbara, para aprender cómo usar el programa y para generar una lluvia de ideas para mejorarlo. Goldstein y su grupo se benefician de todas las sugerencias sobre MESA y GYRE.

 

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