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¿Y si hubiera una explosión nuclear dentro de Saturno? ¿Podría ocasionar una reacción en cadena en el núcleo, creando un segundo Sol?

Por Ian O'Neill

La historia: El Proyecto Lucifer es supuestamente la mayor teoría conspiratoria en la que podría verse involucrada la NASA. Para empezar, en el año 2003 la agencia espacial (en colaboración con secretas y poderosas organizaciones) dejó caer la sonda Galileo en las profundidades de la atmósfera de Júpiter. Llevaba a bordo una cantidad importante de plutonio. La NASA confiaba en que mientras la sonda caía por la atmósfera, las presiones atmosféricas crearían una implosión generando así una explosión nuclear que originaría una inmediata reacción en cadena, convirtiendo al gigante gaseoso en un segundo Sol. No lo consiguieron. De manera que, en el segundo intento, dentro de dos años dejarán caer la sonda Cassini (cargada también con plutonio) en las profundidades de la atmósfera de Saturno, para que este gigante gaseoso más pequeño tenga éxito donde fracasó Júpiter…

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La realidad: Como ya se investigaba brevemente en Proyecto Lucifer: ¿Convertirá Cassini a Saturno en un segundo Sol? (Primera parte), estudiamos algunos de los problemas técnicos para que Galileo y Cassini pudieran ser utilizadas como armas nucleares improvisadas. No pueden generar una explosión por muchas razones, pero los puntos principales son: 1) los minúsculos pellets de plutonio utilizados para calentar y propulsar las sondas están en cilindros separados y a prueba de daños. 2) El plutonio no es de nivel armamentístico; es decir, el 238Pu es un combustible fisionable muy ineficiente. 3) Las sondas arderán y se desintegrarán, impidiendo así cualquier ocasión de que fragmentos de plutonio formen una "masa crítica" (además, el plutonio no podría formar la configuración necesaria para crear un artefacto que reaccione a una implosión).

Vale, o sea que Galileo y Cassini no se pueden utilizar como rudimentarias armas nucleares. Pero ¿y si hubiera una explosión nuclear dentro de Saturno? ¿Podría ocasionar una reacción en cadena en el núcleo, creando un segundo Sol?

Bombas termonucleares

A menos que se pueda mantener una fusión nuclear dentro de un cuerpo estelar, la reacción pierde intensidad con mucha rapidez. O sea que el Proyecto Lucifer sugiere que Cassini se zambullirá en la atmósfera de Saturno a muchos cientos de millas de profundidad y explotará en una explosión de fisión alimentada por plutonio. Esta explosión causará una reacción en cadena, que creará suficiente energía para desencadenar la fusión nuclear dentro del gigante gaseoso.

La bomba Zar soviética de 50 megatones, la mayor arma jamás detonada (1961)Crédito de la imagen: Universe Today (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Ya entiendo de dónde salió esta idea, aunque es inexacta. La bomba de fusión (o "arma termonuclear") utiliza un detonador de fisión para desencadenar una reacción de fusión incontrolada. El detonador de fisión está construido para explotar como una bomba de fisión normal, muy similar al artefacto descrito en la primera parte de esta serie.. Al detonarlo se producen enormes cantidades de rayos X energéticos, que calientan el material que rodea al combustible de fusión como el deuteriuro de litio (en un entorno muy aislado y presurizado) el combustible producirá tritio, un pesado isótopo de hidrógeno. Seguidamente el tririo sufre una fusión nuclear, liberando enormes cantidades de energía cuando los núcleos de tritio se combinan, superando las fuerzas electrostáticas entre núcleos y fusionándose. La fusión libera grandes cantidades de energía vinculante, más que la fisión.

¿Cómo funciona una estrella?

El punto que es necesario resaltar aquí es que en un artefacto termonuclear, la fusión sólo se puede alcanzar cuando se alcanzan temperaturas inmensas dentro de un entorno muy aislado y presurizado. No sólo eso, sino que en el caso de una bomba de fusión, tal reacción es incontrolada.

Comparación del tamaño de Júpiter, una enana marrón, una estrella pequeña y el SolObservatorio Gemini / Ilustración de Jon Lomberg (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Entonces, ¿cómo se mantienen las reacciones de fusión nucleares en una estrella (como nuestro Sol)? En el ejemplo anterior de una bomba termonuclear, la fusión del tritio se obtiene mediante confinamiento inercial (es decir, presión rápida, caliente y enérgica sobre el combustible para ocasionar la fusión), pero en el caso de una estrella, es precisa una forma sostenida de confinamiento. Se necesita un confinamiento gravitacional para que se produzcan reacciones de fusión nuclear en el núcleo. Para tener un confinamiento gravitacional significativo, la estrella necesita una masa mínima.

En el núcleo de nuestro Sol (y en la mayoría de las otras estrellas menores que nuestro Sol), la fusión nuclear se obtiene mediante la cadena protón-protón (ver ilustración). Se trata de un mecanismo de quemado mediante hidrógeno en el cual se genera helio. Dos protones (núcleos de hidrógeno) se combinan después de superar la fuerza electrostática altamente repulsiva. Esto sólo se puede conseguir si el cuerpo estelar tiene una masa lo bastante grande, que aumente el confinamiento gravitacional en el núcleo. Una vez se combinan los protones, forman deuterio (²D), que produce un positrón (que se aniquila rápidamente con un electrón) y un neutrino. Entonces el núcleo del deuterio se puede combinar con otro protón, creando así un isótopo ligero de helio (³He). El resultado de esta reacción genera rayos gamma que mantienen la estabilidad y la alta temperatura del núcleo de la estrella (en el caso del Sol, el núcleo alcanza una temperatura de 15 millones de grados Kelvin).

La cadena protón-protón que alimenta la fusión nuclear dentro del núcleo de nuestro SolCrédito de la imagen: Ian O'Neill (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

Como ya se decía en un artículo anterior de Universe Today, hay una gama de cuerpos planetarios por debajo del umbral de convertirse en "estrellas" (e incapaces de sustentar la fusión protón-protón). El puente entre los planetas mayores (o sea los gigantes gaseosos, como Júpiter y Saturno) y las estrellas más pequeñas se conoce como enanas marrones. Las enanas marrones tienen menos de 0,08 masas solares y las reacciones de fusión nuclear nunca han prosperado (aunque las enanas marrones más grandes pueden haber tenido un corto período de fusión de hidrógeno en sus núcleos). Sus núcleos tienen una presión de 10⁵ millones de atmósferas, con temperaturas por debajo de 3 millones de grados Kelvin. No olvidemos que incluso las enanas marrones más pequeñas son aproximadamente 10 veces más masivas que Júpiter (las enanas marrones más grandes tienen unas 80 veces la masa de Júpiter). Por lo tanto, incluso para tener una pequeña posibilidad de que se produjera la cadena protón-protón, necesitaríamos una enana marrón grande, al menos 80 veces mayor que Júpiter (más de 240 veces la masa de Saturno) para poder siquiera mantener la esperanza de mantener un confinamiento gravitacional.

¿No hay ninguna posibilidad de que Saturno soporte una fusión nuclear?

Lo siento, pero no. Sencillamente, Saturno es demasiado pequeño.

Insinuar que una bomba nuclear (de fisión) que detonara dentro de Saturno podría crear las condiciones para una reacción en cadena de fusión nuclear (como la cadena protón-protón) también está en el reino de la ciencia ficción. Incluso el mayor gigante gaseoso, Júpiter, es excesivamente enclenque para poder mantener la fusión.

Saturno visto desde CassiniCrédito de la imagen: NASA/JPL/SSI (pulsar sobre la imagen para ampliarla)

También he visto polémicas que sostienen que Saturno se compone de los mismos gases que nuestro Sol (es decir, hidrógeno y helio), por lo que es posible una reacción en cadena descontrolada; sólo se necesita una rápida inyección de energía. No obstante, el hidrógeno que se puede hallar en la atmósfera de Saturno es hidrógeno molecular diatómico (H₂), no los núcleos libres de hidrógeno (protones de alta energía) que se encuentran en el núcleo del Sol. Y sí, el H₂ es altamente inflamable (después de todo, fue el responsable del infausto desastre del dirigible Hindenburg en 1937), pero sólo cuando se mezcla con una gran cantidad de oxígeno, cloro o flúor. Desgraciadamente, Saturno no contiene cantidades significativas de ninguno de esos gases.

Conclusión

Aunque es divertido, el "Proyecto Lucifer" es producto de la viva imaginación de alguien. En la primera parte de esta serie. se presentaba la conspiración y se hablaba de algunos de los aspectos generales con la sonda Galileo que en 2003 simplemente ardió en la atmósfera de Júpiter, esparciendo los pequeños pellets de plutonio-238 al arder. El "punto negro" que se descubrió el mes siguiente no era más que una de las muchas tormentas dinámicas y de corta duración que se desarrollan a menudo en el planeta.

Este artículo ha ido un paso más allá y ha ignorado el hecho de que es imposible que Cassini se convierta en un arma atómica interplanetaria. ¿Y qué si se produjera una explosión nuclear dentro de la atmósfera de Saturno? Bueno, parece que sería un asunto muy aburrido. Me atrevo a decir que se pueden generar unas cuantas tormentas eléctricas rápidas, pero desde la Tierra no veríamos gran cosa. En cuanto a que ocurriera algo más siniestro, es muy improbable que se produjeran daños permanentes al planeta. Ciertamente no habría ninguna reacción de fusión, ya que Saturno es demasiado pequeño y no contiene los gases adecuados.

Vaya, pues Saturno tendrá que seguir igual que hasta ahora, con sus anillos y todo. Cuando Cassini complete su misión dentro de dos años, podremos valorar la ciencia que habremos acumulado a partir de un intento tan increíble e histórico, en lugar de temer lo imposible...


Traducido del inglés para Astroseti.org por Marisa Raich




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