Fa 20 milions d'anys que tinc 20 milions d'anys

Per sort o per desgràcia, som insignificants. Girem al voltant d’una estrella ni massa grossa ni massa petita en un racó d’una galàxia qualsevol. Vivim en un sospir massa curt per apreciar la formació i l'evolució d’una estrella, i massa llarg per percebre les col·lisions incessants entre els àtoms que formen el món i el bullici microscòpic en què descansa. La nostra escala limitada per dalt i per baix no ens permet observar amb els sentits com neix una estrella, com canvia i com acaba sumida en la foscor quan esgota el combustible que l’alimenta. Però el nostre enginy ja és una altra cosa.

Si volem entendre com funciona l’Univers hem d’entendre com funcionen les galàxies i les estrelles. I entendre això vol dir saber com es formen, què fan un cop constituïdes i què passa quan deixen de ser-ho. No podem fixar-nos en una sola estrella per la raó òbvia que la vida humana volta el segle i la d’aquestes masses enormes de gas incandescent assoleix els milers de milions d’anys.

Però sí que podem captar instants diferents de la vida de moltes estrelles de la mateixa classe i ordenar-los cronològicament per construir una mena de pel·lícula de la vida d’una estrella tipus. L’estrella platònica, en podríem dir, perquè en realitat no existeix. En aquest sentit, els astrofísics són com els muntadors de les pel·lícules que trien les millors frases de cada presa per construir l’escena ideal que, en realitat, no s’ha produït mai. Ara bé, perquè aquesta estratègia de muntador funcioni hi ha un paràmetre clau que els astrofísics han de saber: l’edat de l’estrella.

"L’edat de les estrelles permet comprendre com es formen i com es dispersen per la galàxia i, per tant, és important per entendre com funciona la nostra galàxia i la resta de galàxies que formen l’Univers", explica l’astrofísica Núria Miret-Roig, investigadora de la Universitat de Viena i col·laboradora de l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona. "I també per entendre la formació dels sistemes planetaris", afegeix.

Dues maneres de trobar la peça clau

L’edat de les estrelles, doncs, és la peça clau que fa que una gran part del nostre coneixement sobre l’Univers encaixi. Però, esclar, de les estrelles només ens n’arriba la llum. El temps que fa que són estrelles s’ha de calcular de manera indirecta. A grans trets, hi ha dues maneres de fer-ho.

La primera consisteix a mesurar propietats de l’astre com la temperatura, la lluminositat i la composició química i utilitzar els models d’evolució estel·lar. A partir de principis físics i de certs paràmetres que cal anar ajustant, aquests models proporcionen una estimació de com canviaran les propietats de l’estrella a mesura que passi el temps. Segons aquests, per exemple, el nostre Sol es convertirà en algun moment en una gegant vermella, molt més grossa, lluminosa i freda que el que és avui. Per tant, si es mesuren aquestes propietats, es pot estimar l’edat de l’estrella.

L’altra aproximació es basa a mesurar les posicions i velocitats d’un grup d’estrelles i utilitzar la cinemàtica, que permet analitzar els moviments, per retrocedir en el temps. Si se saben les velocitats i posicions d’un grup d’estrelles en un moment donat, es poden anar calculant les posicions anteriors fins al moment que estaven totes juntes en la mateixa regió de l’espai. Com que se sap que les estrelles es formen en grup i després es dispersen, el moment en què estaven agrupades ha de ser el del seu naixement.

Arribats aquí, la gran pregunta és si aquests dos mètodes donen els mateixos resultats. Fins ara es pensava que sí, o almenys que les discrepàncies no eren significatives. Però un estudi dirigit per Núria Miret-Roig ha vist que no. El resultat s’ha publicat a la revista Nature Astronomy.

Abans de la dispersió

L’astrofísica catalana i els seus col·laboradors han pogut arribar a aquesta conclusió gràcies a la precisió amb què el satèl·lit Gaia, llançat per l’Agència Espacial Europea el 2013, ha mesurat la velocitat de moltes estrelles. També hi han contribuït mesuraments recents fets amb telescopis terrestres. L'estudi indica que els dos mètodes de càlcul d’edats estel·lars solen diferir en 5,5 milions d’anys.

"La primera cosa que vam pensar va ser que teníem errors en algunes velocitats, però vam fer comprovacions i vam veure que els errors no podien explicar aquesta diferència", comenta Miret-Roig. "I el que és més important —afegeix— és el que podem aprendre d’aquesta discrepància". Hi ha casos, com el del nostre Sol, una estrella que es troba en una plàcida mitjana edat d’uns 4.500 milions d’anys, en què 5,5 milions d’anys és una diferència poc destacable. Però si es volen estudiar estrelles joves, aquest espai de temps pot ser important.

La qüestió és que l’edat calculada a partir de les velocitats sempre és més petita que l’obtinguda amb la mesura de les propietats i els models d’evolució. Això ha portat Miret-Roig a considerar un aspecte de l’evolució estel·lar que fins ara havia passat inadvertit. Podria ser que quan les estrelles es formen conjuntament en el que s’anomena un cúmul no se separin immediatament després de formar-se, sinó que es prenguin una pausa i romanguin a prop les unes de les altres una estoneta de 5,5 milions d’anys de no res.

L’explicació, segons l’astrofísica, seria que quan s’acaben de formar es troben en un medi amb una certa quantitat de gas, el material a partir del qual s’han constituït, i cal un cert temps perquè es dispersi i permeti la separació de les estrelles. Aquesta proposta, a més, sembla que encaixaria amb el que "s’està començant a veure en les últimes simulacions de com a partir d’un núvol de gas s’acaba amb un cúmul d’estrelles", explica Miret-Roig.

L’estratègia del muntatge d’aquestes vides d’estrelles platòniques, doncs, ha permès descobrir el moment preciós de pausa que es prenen les estrelles al principi de la vida, just abans que es dispersin i evolucionin, en alguns casos de manera vertiginosa fins a esclatar en una supernova i precipitar-se en l’abisme de la seva pròpia gravetat i convertir-se en un forat negre.