SG-1: Cielo Rojo

Hoy volvemos a la serie «Stargate: SG-1», con un episodio del que se pueden comentar varias cosas, todas ellas derivadas del elemento principal de la trama. El episodio en cuestión se titula «Cielo Rojo» (quinta temporada). En él, nuestros amigos llegan a un planeta de forma un poco accidentada, ya que la Mayor Carter tuvo que hacer algún apaño con el Stargate, al marcar las coordenadas. El planeta está habitado (por una cultura que adora a los Asgards), y al poco rato de llegar, el sol se vuelve rojo. Esto supone un terrible problema, ya que al recibir únicamente luz roja, las plantas no realizan la fotosíntesis, y por tanto, no se genera oxígeno (que obviamente es consumido por todos los seres vivos). Esto produciría con el tiempo, la muerte de toda la vida del planeta. La Mayor Carter teoriza que el sol se ha contaminado accidentalmente con plutonio (tiene que ver con el funcionamiento del Stargate y el apaño que hizo, pero eso no viene ahora al caso), y tras un rato, deduce que podrían arreglarlo si transportaran al mismo, algún elemento superpesado estable, con peso atómico superior a 200. Pero dichos elementos no existen en la naturaleza, y recurren a un científico (de la Tierra) que había sintetizado durante 5 años, justo lo que necesitaban.

De momento lo dejaremos aquí, ya que con esta trama tenemos tres temas diferentes donde encontrar mala ciencia: biología, astrofísica y química.

Comencemos por el problema de la luz. Bueno, como todos recordaréis, en el cole nos enseñaron que la fotosíntesis es un proceso mediante el que las plantas absorben luz y transforman materia inorgánica en orgánica, desprendiendo oxígeno (hay otros tipos de fotosíntesis, pero ésta es la que nos interesa). Ciertamente, sin la fotosistesis, la vida tal y como la conocemos es imposible. Por un lado, las plantas son el suministro de oxígeno necesario para la vida. Por otro, son el pilar sobre el que se apoya toda la cadena alimenticia, ya que son los únicos seres vivos que no se alimentan de otros.

En el episodio se establece que con luz roja no se produce fotosíntesis. Pero eso no es cierto, ya que la clorofila absorbe tanto luz azulada como rojiza. De hecho, es verde porque refleja la luz verde y absorbe el resto. Así que la fotosíntesis de las plantas no se detendría por el cambio de luz. Podemos pensar, no obstante, que al recibir menos cantidad de energía luminosa (hemos perdido la parte azul del espectro), se produciría menos oxígeno, y que sería igualmente devastador para el ecosistema, y tal vez letal para la especie humana. En cualquier caso, me gustaría elogiar la imaginación de los guionistas por evitar el tópico de la estrella inestable que va a explotar, y proponer un efecto más sutil, pero igualmente destructivo para la vida.

Vayamos ahora con el cambio de color de la estrella. En el episodio, la estrella tarda unos minutos en volverse roja, sin variar su tamaño. La causa: una «contaminación» con plutonio (Carter lo llama «envenenamiento con plutonio»). Veamos, el color de una estrella depende de la temperatura de su superficie. De hecho, los astrónomos calculan la temperatura superficial de las estrellas en función del espectro de la luz que emiten (su color, para entendernos), y han creado un sistema de clasificación estelar basado en él. Según este sistema, las estrellas se clasifican en uno de estos tipos, de mayor a menor temperatura: O (azul), B (blanco azulado), A (blanco), F (blanco amarillento), G (amarillo), K (naranja) y M (rojo). Como veis, las estrellas rojas están en la cola de la clasificación, y son las estrellas más frías.

¿De qué depende la temperatura superficial (y por tanto, el color) de una estrella? En estrellas de la secuencia principal (etapa en la que las estrellas pasan la mayor parte de su vida), básicamente depende de su masa. Como comenté hace poco (en un envío dedicado también a esta serie), una estrella se mantiene en equilibrio debido a la acción de dos fuerzas opuestas: su gravedad y la expansión producida por las reacciones nucleares. Parece fácil ver que cuanta más masa tenga una estrella, mayor será su gravedad, y por tanto, para mantenerse en equilibrio, mayor será la fuerza de expansión, debido a una mayor «combustión» del hidrógeno de su interior, y más energía liberará. Es decir, cuanto mayor sea la mása, más caliente será la estrella. Además, la densisdad de estas estrellas no varía demasiado entre ellas, por lo que a más masa, más tamaño.

Esto trae como consecuencia algo curioso, que al principio parece ir en contra de la intuición: cuanto más grande sea la estrella, más corta será su vida. En efecto, aunque uno puede pensar que si una estrella tiene más hidrógeno que otra, debería «durar» más, la que tiene más masa consume su hidrógeno a un ritmo mucho mayor. Esto hace que las estrellas de la secuencia principal, cuanto más calientes, más efímeras. Puesto que las estrellas rojas son las más frías, son las más longevas, así como las más pequeñas (y también las más tenues). Por ello, se las llama enanas rojas. Estas estrellas son más pequeñas y con menos masa que nuestro sol.

Las enanas rojas no son las únicas estrellas rojas. En varias ocasiones he comentado que a medida que una estrella de la secuencia principal agota su hidrógeno, se expande hasta formar una gigante roja. Sin entrar en detalles, lo que ocurre es que el núcleo se comprime, y por tanto se calienta. Esto inicia nuevas reacciones nucleares que aumentan la fuerza expansiva de la estrella, rompiendo su equilibrio. Así la estrella se hincha, hasta encontrar un nuevo punto de equilibrio. Aunque se produce más energía, al aumentar tanto el tamaño de la estrella, el calor generado debe repartirse por más volumen, estando además la corteza más separada del nucleo, lo que hace que la temperatura superficial disminuya.

Volviendo al episodio, hemos de suponer que la estrella del planeta que visita el SG-1 es amarilla, como nuestro sol. La temperatura superficial de las estrellas de tipo G (amarillas) se encuentra entre los 5.000 y 6.000 K, y las de tipo M (rojas) entre 2.000 y 3.500 K. Es decir, la superficie de la estrella tendría que haberse enfriado algunos miles de kelvins, sin cambiar de tamaño. Y eso es imposible. Un cambio de temperatura implica una alteración del equilibrio de la estrella, y por tanto, implica un cambio en el tamaño de la estrella. Ya no hablemos de si un poco de plutonio puede provocar un cambio tan radical en una estrella, y que además ocurra en pocos minutos.

Veamos ahora la solución que propone Carter: depositar en el interior de la estrella un elemento más pesado y estable. Concretamente, uno de peso atómico superior a 200, álgo que, según ella, no ocurre en la naturaleza, y sería necesario sintetizarlo en aceleradores de partículas. Pues va a ser que no. Existen elementos de peso atómico superior a 200 en la naturaleza, como el plomo, el bismuto, o el radón. El propio plutonio tiene un peso atómico superior.

Es posible que lo que los guionistas hayan confundido el concepto de peso o mása atómica, con el de número atómico. En el colegio nos enseñaron que el número atómico de un elemento, es el número de protones de su núcleo. Este número es el que define a un elemento, y lo diferencia de otro. Por otro lado, la masa atómica de un elemento, es la masa de un átomo, expresado normalmente en unidades de masa atómica (u), que corresponde a la duodécima parte de la masa de un átomo de carbono-12 (el isótopo más común del carbono). Un átomo de carbono-12 tiene un núcleo formado por 6 protones y 6 neutrones, y una corteza de 6 electrones. La masa de un protón es muy similar a la de un neutrón, y ambas son muy superiores a la de un electrón. Por tanto, la masa atómica corresponde aproximadamente con el número total de protones y neutrones de un átomo. Hay que añadir que los elementos pueden tener distintos isótopos. Recordando nuevamente las lecciones de química del colegio, los diferentes isótopos de un mismo elemento, tienen distinto número de neutrones en el núcleo (el número de protones es siempre el mismo, o estaríamos hablando de otro elemento), por lo que obviamente, tienen distinta masa. Así, cuando se habla de la masa atómica de un elemento, sin especificar un isótopo en concreto, uno se refiere a la media de las masas atómicas de sus isótopos, ponderada según su abundancia en la naturaleza.

Pero si querían referirse a alún elemento con número atómico superior a 200, tenemos otro problema. Sí, es cierto que tales elemento no existen en la naturaleza, y que podrían sintetizarse en un acelerador de partículas. De hecho, el plutonio, con número atómico de 94, es el último elemento de la tabla periódica que aparece en la naturaleza. De ahí en adelante, todos son sintéticos. El problema es que el motivo por el que dichos elementos no aparecen en la naturaleza, es que son inestables. Su vida media es demasiado corta (en ocasiones, de segundos o menos), y se desintegran rápidamente, transmutándose en otros elementos más ligeros. De algunos de ellos, ni siquiera se conoce su apariencia o propiedades químicas, ya que al sintetizarse en aceleradores de partículas, sólo se han obtenido átomos contados. Además, el último elemento sintetizado (ununoctio) tiene número atómico de 118, habiéndonos saltado el 117 (ununseptio), aún por sintetizar/descubrir. El salto hasta el 200 (habría que llamarlo «binilnilio») es brutal, y la experiencia previa indica que sería también inestable.

Otro detalle importante es que no hay aparentemente ninguna razón para que Carter se decante por el 200. La tabla periódica de los elementos, se llama así, porque determinadas propiedades aparecen periódicamente a medida que avanzamos por la tabla. Los elementos de una misma columna comparten características. Por ejemplo, todos los elementos de la columna VIII-A (grupo 18 o gases nobles), son gases y químicamente inertes. El razonamiento de que a partir de determinado número atómico, los elementos van a tener determinadas propiedades (arreglar el envenenamiento por plutonio), va en contra de este concepto.