En Junio, un grupo de astrónomos que utilizaron el telescopio  espacial Hubble para observar 18 galaxias cercanas, determinaron  que la edad del universo es de unos 12 mil millones de años. Su  conclusión está basada en el estudio de estrellas pulsantes que  habitan en galaxias como la nuestra. A partir de la medida  del ritmo de pulsación de estas estrellas, los astrónomos   determinaron su brillo verdadero, el cual, comparado con el   que observamos, revela la distancia que nos separa de estas   estrellas.

 Seguramente que usted no fue el único que se preguntaba como   funciona este método para medir distancias. Muy pocos de los  informes sobre el descubrimiento explicaban sus fundamentos. La  respuesta se basa en un cierto tipo de estrellas pulsantes que   los astrónomos han estudiado con mucho interés, un tipo de   estrellas variables conocidas como Cefeidas.

 Los observadores del cielo nocturno han sido atraidos por   estrellas que aparecen de la nada, permanecen visibles por una  temporada, y después desaparecen - estrellas explosivas que  nosotros conocemos ahora por el nombre de novas y supernovas.  En 1596 se descubrió un tipo diferente des estrella que aparecía  y desaparecía con regularidad. En 1638, se descubrió que la  estrella Omicron en la constelación Cetus variaba su brillo   con un periodo de 11 meses. Tal comportamiento sorprendió   tanto que la estrella recibió el apodo de Mira, que en latín   significa "la maravilla".

 En 1784, se descubrió que la estrella Delta en la constelación   de Cepheus variaba en brillo con un periodo mucho más corto   -- 5.4 días -- que las variables de tipo Mira que se conocían.  En torno a 1900, ya se conocían 1000 estrellas variables,   incluyendo muchas similares a Delta Cephei. La fotografía trajo  consigo un impresionante aumento en el número de estrellas   variables conocidas; el Catálogo General de Estrellas Variables  publicado en 1985 incluye unas 30000, y su número ha crecido significativamente desde entonces.
 
 Existen Cefeidas con muy diferentes tamaños, masas y  edades. Tienen entre 25 y 100 veces el radio de nuestro Sol y  entre 5 y 15 veces su masa. La teoría de evolución estelar nos  permite deducir sus edades, las cuales oscilan entre 100 millones  de años para las más pequeñas y 10 millones de años para las  mayores y pesadas. Por comparación, el Sol tiene unos 5000 millones  de años.

 Las Cefeidas se hacen notar incluso en galaxias distantes, puesto que  se encuentran entre las estrellas más luminosas y además por sus  grandes variaciones de brillo. Ambas características fueron las   que llamaron originalmente la atención de los astrónomos.

 La relación periodo-luminosidad, descubierta por Henrietta Leavitt en  1908, proporcionó los fundamentos para utilizar estrellas variables   en la determinación de distancias extragalácticas. Analizando   fotografías de una galaxia muy cercana que recibe el nombre de  la Pequeña Nube de Magallanes, Leavitt encontró cientos de   estrellas similares a Delta Cephei. Al hacer una gráfica del  periodo de variación frente a su brillo promedio, Leavitt   descubrió que las Cefeidas con periodos más largos eran las  más brillantes. Puesto que todas las Cefeidas en la Pequeña
 Nube de Magallanes están aproximadamente a la misma distancia  de nosotros, la relación entre el periodo y el brillo aparente  implica tambien una relación entre el periodo y la luminosidad,  el brillo verdadero de la estrella. Y así se descubrió la relación  periodo-luminosidad.

 La utilidad de la relación es simple de entender. Una fuente  de luz, ya sea una bombilla o una Cefeida, aparece más débil   cuanto más lejos está. El brillo aparente disminuye de forma  proporcional al cuadrado de la distancia. Si sabemos cuál es  el brillo real de la fuente (su luminosidad), podemos compararlo  con el brillo aparente, y así determinar a que distancia se   encuentra.

 Una vez determinado el periodo con el que una Cefeida varía,  los astrónomos utilizan la relación periodo-luminosidad,   para extraer la luminosidad. Comparando la luminosidad con  el brillo aparente, obtenemos la distancia a la Cefeida.

 La relación periodo-luminosidad de las Cefeidas es una de las  herramientas más importantes para medir la distancia a otras  galaxias, y por tanto para medir el tamaño del universo. Combinando  tamaño del universo con su ritmo de expansión, podemos calcular su  edad. Para un ritmo de expansión dado, cuanto más grande encontremos   que sea universo, más viejo será, ya que necesitará más tiempo  para alcanzar su tamaño.

 Encajando las piezas del rompecabezas

 El reunir las diferentes pistas que llevaron a entender las   Cefeidas en los años 60, requirió unos 80 años de trabajo. Las  Cefeidas deben la variabilidad de su brillo a pulsaciones rítmicas   que las hacen expanderse y comprimirse repetidamente, variando  su tamaño en torno a un 10%. Esta sucesión de expansiones y   contracciones lleva tambien consigo un importante cambio en la   temperatura superficial. Los gases de sus capas externas se   calientan cuando la estrella se comprime, y se enfrían cuando
 ésta se expande. La cantidad de luz que una estrella emite depende   de su tamaño (a mayor tamaño, más luz emite) y de su temperatura  superficial (cuanto más caliente, más brillante).
 
 A medida que los gases en las capas más externas de la estrella
 se calientan (al comprimirse la estrella), sus propiedades cambian, de modo que se vuelven más opacos, impidiendo que la  luz que proviene del interior escape. Parte de la luz retenida  se convierte en energía mecánica, que detiene el colapso y lo  invierte, empujando dichas capas de la estrella hacia fuera.   En este proceso, el gas se vuelve a enfriar y se vuelve más
 transparente a la luz que llega del interior. Así la energía   mecánica que soporta estas capas desaparece, y la gravedad hace  que colapsen de nuevo hacia dentro, provocando que comience una  nueva pulsación. Los estudios de física sobre las pulsaciones  han revelado que el proceso es más lento en las Cefeidas más   luminosas; así, la relación periodo-luminosidad muestra que  las estrellas más luminosas pulsan con periodos más largos.

 Las Cefeidas no son las únicas estrellas que pulsan. Tambien  lo hacen las estrellas conocidas como ¨Miras¨, las  ¨RR Lyrae¨,   y muchos otros tipos del zoo de estrelas variables. Algunas de  estas otras estrellas variables son tambien útiles para medir  distancias dentro de nuestra Vía Láctea y a otras galaxias, pero  ninguna ha sido tan efectiva como las Cefeidas a la hora de hacer de metro del universo.