E1 Escalas Astrofisicas y Unidades Naturales

Tópico

El protagonista de este modelo es el objeto astrofísico, tomado como una única entidad a lo largo de todo el rango de escalas que la astrofísica es capaz de abarcar.

Ese objeto astrofísico puede tener una masa que va desde la de un neutrino individual hasta la del universo observable entero, un intervalo de más de sesenta órdenes de magnitud, y puede encontrarse a una distancia que va desde la escala del núcleo atómico hasta el radio mismo del universo, un intervalo de más de treinta órdenes de magnitud. Semejante extensión de escalas hace que la astrofísica recurra a unidades naturales propias para volver manejables esas cifras: el pársec como unidad natural de distancia, la masa solar como unidad habitual de masa y la luminosidad solar como unidad habitual de luminosidad.

El radio de Schwarzschild de ese objeto astrofísico define la escala gravitacional que le es propia, y crece en proporción directa a su masa: cuando el objeto es tan masivo como el Sol, ese radio equivale a unos tres kilómetros, mientras que cuando el objeto es, como el agujero negro que ocupa el centro de la Vía Láctea, varios millones de veces más masivo que el Sol, ese mismo radio equivale a varios millones de kilómetros. Que la masa del objeto se multiplique por millones hace que su radio de Schwarzschild se multiplique en esa misma proporción, sin que ningún otro factor intervenga en esa relación directa.

La luminosidad de Eddington de ese mismo objeto astrofísico es, en cambio, el límite superior de luminosidad que puede sostener mientras acreta materia sobre sí: por debajo de ese límite la gravedad logra retener el material que cae, pero en cuanto la luminosidad del objeto supera ese umbral, la presión que ejerce su propia radiación sobre la materia circundante supera a la gravedad y frena, o incluso revierte, la caída de materia sobre el objeto. Ese umbral crece cuanto mayor es la masa del objeto acretante y decrece cuanto mayor es la opacidad del plasma que lo rodea, de modo que un objeto masivo rodeado de un plasma poco opaco hace que ese techo de luminosidad resulte mucho más alto que el de un objeto liviano rodeado de un plasma denso y opaco. Así, desde el objeto astrofísico con el que arranca este documento, situado en algún punto de esa escala de sesenta órdenes de magnitud en masa y treinta en distancia, hasta el techo de luminosidad con el que termina, pasando por el pársec, la masa solar y el radio de Schwarzschild que le son propios, las escalas astrofísicas y sus unidades naturales hacen que un mismo objeto astrofísico, sea cual sea su tamaño, quede descrito con las mismas herramientas de medida que cualquier otro.

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