Las mareas y los d¨ªas de sol eterno

Cuando los tres tripulantes de la nave espacial Endurance llegan a Miller, el primer planeta que orbita el agujero negro llamado Gargant¨²a, se encuentran un planeta cubierto de agua con un paisaje de monta?as al fondo. Ya es demasiado tarde cuando se percatan de que no son monta?as, son olas, y una gigante les har¨¢ perder un tiempo muy valioso. Estamos en la pel¨ªcula Interstellar de Christopher Nolan y los protagonistas han sufrido el efecto de las brutales fuerzas de marea que unos guionistas bien asesorados imaginaron para ese mundo.

La fuerza de marea, en nuestro planeta, explica el cambio peri¨®dico del nivel del mar que se percibe en las costas, de ah¨ª su nombre. Es un efecto directo de la influencia gravitatoria de la Luna (y del Sol) sobre la superficie terrestre. Funciona as¨ª: la parte de la Tierra m¨¢s cercana a la Luna sufre una gravedad m¨¢s intensa que la parte m¨¢s alejada, provocando una deformaci¨®n de la corteza terrestre de casi treinta cent¨ªmetros. Se forma una especie de bulto en una cuarta parte de la superficie de la Tierra que se mueve a medida que nuestro sat¨¦lite se desplaza por su ¨®rbita. El efecto es m¨¢s obvio en las grandes masas m¨®viles como los oc¨¦anos que se levantan en direcci¨®n a la Luna y el Sol. Cuando Tierra, Luna y Sol est¨¢n alineados en sus ¨®rbitas (luna nueva y luna llena) se alcanza el efecto m¨¢ximo: las mareas vivas. De ah¨ª las logradas olas gigantes de Interstellar que, en el caso del planeta Miller, son provocadas por Gargant¨²a, cuya gran masa y cercan¨ªa provoca efectos gravitatorios m¨¢s intensos.

Este mecanismo de deformaci¨®n no es una nimiedad a escala planetaria. Es responsable, entre otras cosas, del calentamiento de las lunas de J¨²piter. El vulcanismo extremo de ?o, por ejemplo, es provocado directamente por la deformaci¨®n de kil¨®metros de altura que sufre la luna en su ¨®rbita alrededor del planeta gigante. En el caso de la luna Europa, la fricci¨®n generada en una superficie que est¨¢ continuamente deform¨¢ndose proporciona el calor necesario para mantener el oc¨¦ano l¨ªquido debajo de la superficie helada de la luna, convirti¨¦ndola en uno de los objetos m¨¢s interesantes en la b¨²squeda de vida en el Sistema Solar.

Estas fuerzas alargan la duraci¨®n de los d¨ªas en la Tierra, y provocan el alejamiento de la Luna y que siempre le veamos la misma cara

Estas fuerzas adem¨¢s son responsables de otros fen¨®menos curiosos. Alargan la duraci¨®n de los d¨ªas en la Tierra y provocan el alejamiento de la Luna y que siempre le veamos la misma cara. Esto se debe a que las fuerzas de marea generan cambios en la velocidad de rotaci¨®n de los cuerpos involucrados. En la Tierra, la duraci¨®n de los d¨ªas ha cambiado en escalas de millones de a?os. En la ¨¦poca de los dinosaurios, el d¨ªa terrestre duraba solo veintid¨®s horas, frente a las veinticuatro actuales. Y el efecto tambi¨¦n se siente en la Luna que ha acabado rotando acoplada a la Tierra por fuerzas de marea y tarda los mismos d¨ªas en girar una vez sobre su eje que en orbitar la Tierra una vez. Siempre le vemos la misma cara a la Luna porque con el tiempo la velocidad de rotaci¨®n del sat¨¦lite se ha sincronizado con su velocidad orbital.

Esto es extrapolable a cualquier sistema planeta-luna, o planeta-estrella y hemos encontrado mundos donde los d¨ªas (a un lado del planeta) son eternos. Muchos de los exoplanetas descubiertos con ¨®rbitas cercanas a sus estrellas acaban mostr¨¢ndoles siempre la misma cara. Son mundos donde siempre es de d¨ªa a un lado del planeta y de noche en el otro. Si los dos cuerpos est¨¢n lo suficientemente cerca para que act¨²en las fuerzas de marea, con el tiempo, el planeta tarda exactamente el mismo tiempo en girar alrededor de su propio eje que en girar alrededor de su estrella anfitriona o compa?era gravitacional. Estos exoplanetas estar¨ªan sometidos a climas tan extremos que, en principio, a menos que tengan una atm¨®sfera con vientos que soplen por toda la superficie mitigando estos efectos y permitiendo una meteorolog¨ªa m¨¢s moderada, se podr¨ªa excluir cualquier posibilidad de vida en superficie.

Este fen¨®meno gravitatorio tambi¨¦n interviene en la formaci¨®n de cometas como el Halley. Este tipo de cometas provienen de la nube de Oort que es la parte m¨¢s externa del Sistema Solar (se extiende a m¨¢s de un a?o luz del Sol) y est¨¢ formada por miles de millones de rocas heladas. Estas rocas o planetesimales que en principio est¨¢n situadas en ¨®rbitas muy distantes se calientan y comienzan a evaporarse convirti¨¦ndose en cometas cuando son lanzadas al interior del Sistema Solar. Lo que act¨²a de catapulta de las rocas es la deformaci¨®n de la nube de Oort por fuerzas de marea causadas por el campo gravitatorio de la V¨ªa L¨¢ctea. La nube se estira en la direcci¨®n del centro gal¨¢ctico y se comprime a lo largo de los otros dos ejes, igual que la Tierra en respuesta a la presencia de la Luna. La gravedad del Sol es lo suficientemente d¨¦bil a tal distancia que estas peque?as perturbaciones gal¨¢cticas son suficientes para lanzar literalmente algunos de estos cuerpos peque?os hacia el Sol convirti¨¦ndolos en cometas.

Las fuerzas de marea tambi¨¦n son capaces de romper estrellas enteras si orbitan alrededor de agujeros negros o compa?eras m¨¢s pesadas y de destrozar lunas y asteroides que caen en la cercan¨ªa de enanas blancas o estrellas de neutrones. Cuando operan a escala gal¨¢ctica tienen efectos muy importantes en las colisiones entre estas estructuras gigantescas formadas por millones de estrellas, llegando a provocar la ruptura de galaxias enanas. Las manifestaciones visuales m¨¢s impactantes de las mareas gal¨¢cticas en acci¨®n se pueden ver en la forma de las colas generadas por galaxias en trayectoria de colisi¨®n o con ¨®rbitas cercanas. Las gigantes colas de escombros que generan son colecciones de estrellas que han sido literalmente arrancadas de sus galaxias por fuerzas de marea. Pero no todo es drama, tambi¨¦n pueden comprimir las nubes de gas interestelar dentro de las galaxias provocando la formaci¨®n de grandes cantidades de estrellas que de alg¨²n modo compensan las que han robado.

As¨ª que si tienes la suerte de disfrutar del mar este verano, recuerda que el mismo mecanismo que te hace mover la toalla en la playa un par de veces al d¨ªa para que no se moje porque sube la marea tambi¨¦n mueve cometas, destroza lunas y asteroides y arranca estrellas de sus galaxias. Pero sobre todo que tambi¨¦n es responsable de la existencia de d¨ªas de sol que no acaban jam¨¢s en alg¨²n mundo muy, muy lejano.

Eva Villaver es investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA).

Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de 1 ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa; Patricia S¨¢nchez Bl¨¢zquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa.

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