Es posible que te lo hayas preguntado alguna vez. Para los fósiles es más o menos fácil entender cómo podemos determinar su edad (con la ayuda del carbono-14 y porque, para hacerlo más fácil, podemos manipularlos directamente y hacer pruebas en laboratorio), pero, ¿cómo demonios calculamos la edad de algo que está a millones de años de nosotros?

La clave está en la rotación

Podríamos hacerle la prueba del carbono-14 a Jordi Hurtado para determinar la edad del Universo con bastante exactitud, pero como no todo el mundo comparte eso de que sea tan longevo como algunos creemos, los científicos han decidido que es mejor mirar a las estrellas (y así de paso no molestamos al bueno de Jordi con incómodas pruebas en laboratorio, para qué engañarnos).

Las estrellas, igual que nuestro Sol, tienen durante casi toda su vida el mismo aspecto. Así que a simple vista es casi imposible para los astrónomos determinar si una estrella tiene unos pocos cientos de millones de años de vida, o es más vieja que Matusalén. Pero hay algo que sí cambia con el tiempo: su rotación.

La rotación de las estrellas frena con el tiempo, como una peonza que gira sobre una mesa, y se puede utilizar para calcular su edad. Es importante conocer la edad de las estrellas ahí fuera no sólo por mera curiosidad, si no también para poder detectar planetas. A día de hoy, los astrónomos han detectado más de 2.000 planetas orbitando otras estrellas, y quieren utilizar esta colección para comprender mejor cómo se forman y evolucionan los sistemas planetarios, y por qué son tan sumamente diferentes entre sí. Si sabemos la edad de las estrellas podemos averiguar cuál es la de los planetas (una pista, generalmente es la misma, porque los sistemas solares se forman al mismo tiempo, así que Marte es tan viejo como Júpiter, como el Sol, y como la Tierra) y podemos calcular cuanto tiempo ha tenido la vida para poder aparecer sobre la superficie de esos planetas.

Descubrir la edad de una estrella distante es relativamente fácil (para calcular la del Sol hay muchos métodos indirectos que podemos aplicar incluso aquí en nuestro propio planeta) si está en un cúmulo de cientos de estrellas que se formaron al mismo tiempo. Los astrónomos han sabido durante décadas que si examinan los colores y brillo de las estrellas de un cúmulo, el patrón puede ser usado para definir la edad de ese cúmulo en particular. El problema, claro, es que esto sólo funciona con los cúmulos. Para las estrellas que no lo están (y eso incluye a estrellas que tengan planetas), calcular su edad es bastante más complicado.

Si podemos establecer una relación entre la rotación de una estrella y su edad echando un ojo a los cúmulos  en los que están, entonces, si conseguimos medir la rotación de cualquier estrella, aunque esté aislada, podemos derivar su edad (a esta técnica la llamamos girocronología). Para saber que funciona, y recurriendo a la ayuda del satélite Kepler, los astrónomos han medido las estrellas en diferentes cúmulos cuya edad es conocida, y han examinado sus períodos de rotación, aprendiendo qué valor deberían obtener para una edad en particular. Haciendo esas mediciones en diferentes cúmulos de diferentes edades, han podido determinar cuál es la relación exacta entre la rotación y la edad de las estrellas, y, por extensión, pueden medir la rotación de astros aislados para calcular su edad.

¿Cómo medimos la rotación?

Observamos los puntos oscuros en la superficie de las estrellas (que es exactamente lo mismo que examinar nuestro Sol buscando manchas solares). Cuando un punto oscuro aparece en el lado de la estrella, esta reduce su brillo, y cuando sale de nuestro campo de visión, vuelve a recuperar su brillo original. Midiendo el tiempo que tarda en suceder esto, aprendemos a qué velocidad gira.

Recreación artística del satélite Kepler
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Recreación artística del satélite Kepler

Los cambios en el brillo de una estrella debido a las manchas es de un porcentaje muy pequeño, y se hace aun más pequeño cuanto más viejo es el astro. Por tanto, los períodos de rotación de estrellas con más de quinientos millones de edad no pueden ser medidas desde la Tierra (pero sí desde el satélite Kepler, que fue diseñado con esa idea en mente para ayudarnos a encontrar exoplanetas).

Para asegurarse de que el sistema era fiable, un grupo de astrónomos (líderado por Soren Meibom) tuvo que utilizar el cúmulo NGC 6811 como referencia. Primero tuvieron que descartar las estrellas que no formaban parte del cúmulo (en un proceso que les llevó 4 años), una vez hecho eso, utilizaron el telescopio para determinar su rotación. Descubrieron que las estrellas rotaban en rangos de 1 a 11 días (nuestro Sol tarda unos 25 días en la zona del ecuador, y 36 en los polos, por si te lo estás preguntando), siendo más rápida la rotación cuanto más grande y caliente es la estrella. Y mejor aún, encontraron una fuerte relación entre la masa estelar y su período de rotación, por lo que la girocronología parece un método muy prometedor para poder medir la edad de estrellas aisladas.

Con este método, ahora los astrónomos pueden estimar la edad de una estrella con un 10% de margen de error. Antiguamente, el margen de error podía llegar a ser del 100% (muy útil, ¿verdad?). Es muy posible que, gracias a la girocronología, estemos cada vez más cerca de encontrar planetas que estén en la etapa «ideal» para albergar vida… y todos estos avances nos llevarán, tarde o temprano, a dar con uno. Es mera cuestión de tiempo (esperemos que no astronómico, ¡claro!)