Anar sota terra per entendre els estels no sembla gaire lògic, però és exactament el que pretenen fer els investigadors Anuj Parikh, Jordi José i Richard Longland. Un ingredient essencial en astrofísica estel·lar el constitueixen les reaccions nuclears que tenen lloc a l'interior dels estels. Aquestes reaccions, però, no sempre es poden mesurar en els laboratoris existents perquè no resulta senzill reproduir les condicions físiques dels estels.

La UPC participa en el disseny d'una instal·lació al laboratori subterrani de Canfranc que permetrà conèixer algunes d'aquestes reaccions... i per què sota terra? Perquè són reaccions tan poc probables que la radiació ambiental fa impossible distingir el senyal del soroll de fons. Per aquesta raó cal aïllar-se d'aquestes radiacions, i quin millor lloc per fer-ho que sota terra?

És possible aprendre dels estels per tal de produir energia?

Investigadors del Grup d'Astronomia i Astrofísica com en Domingo García i l'estudiant de doctorat Antonio Relaño creuen que sí. Per aquesta raó estan utilitzant les simulacions numèriques per tal d'investigar els estels. Aquestes simulacions ajudaran a dissenyar una nova generació de reactors de fusió nuclear anomenats de confinament inercial. Aquesta mena de reactors utilitzen un combustible molt semblant a l'hidrogen que utilitzen els estels: el deuteri. Aquest element forma part de les molècules d'aigua, per tant el combustible és tan abundant com l'aigua que hi al mar. Si a això afegim que els productes de rebuig són inofensius per al medi ambient, tenim una font neta i il·limitada d'energia. Estudiar les reaccions que es produeixen als estels ens pots ajudar, per tant, a produir energia d'una forma molt més ecològica.

La darrera gran predicció de la teoria de la relativitat general d'Albert Einstein que queda per demostrar és l'existència d'ones gravitacionals. Aquestes ones exòtiques es produeixen quan un objecte de gran massa és accelerat a grans velocitats. Això produeix una alteració en l'espai-temps que altera la distància entre els cossos. Malauradament no s'han detectat mai.

Per detectar aquestes ones les agències espacials europea (ESA) i americana (NASA) tenen previst llençar el satel·lit LISA. L'objectiu d'aquesta missió espacial és detectar variacions en la distància entre tres satèl·lits que disten 5 milions de quilòmetres d'una mil milionèsima de metre. L'investigador Enrique García-Berro juntament amb en Marc Díaz han dissenyat el subsistema de diagnòstic magnètic de la sonda LISA Pathfinder, precursora de la missió final LISA.

Els estels coneguts com a nanes blanques són les restes d'estels d'un grandària aproximadament igual que el planeta terra. Aquests estels "morts" han acabat el seu combustible termonuclear i es van refredant de manera que cada cop la seva lluminositat és més feble, i el seu color més vermellós. D'aquesta manera mesurant el seu color i lluminositat podem ser capaços de determinar la seva edat d'una manera inequívoca. Per aquesta raó es consideren cronòmetres estel·lars.

Enrique García-Berro i Santiago Torres han demostrat però que aquests rellotges van endarrerits. Utilitzant els últims avenços en física de plasmes han demostrat que hi intervenen fenòmens quàntics que no s'havien tingut en compte en un principi, i per tant l'edat d'aquests estels havia estat calculada erròniament.

Com podem caracteritzar els processos físics que tenen lloc als estels des de la Terra?

Malauradament, no podem desplaçar-nos-hi per a pendre mesures in situ; ni portar un estel fins al bellmig d’un laboratori. Com en altres branques de la física, els investigadors del Grup d'Astronomia i Astrofísica, com ara els professors del grau d’Enginyeria Física Enrique García-Berro, Domingo García , Jordi José, Anuj Parikh i Santiago Torres, utilitzen ordinadors per modelitzar els complexos processos físics que tenen lloc en els estels en el decurs del seu periple evolutiu. Aquestes simulacions permeten una aproximació a fenòmens que tenen lloc en condicions extremes, al llindar de la física coneguda. La magnitud d’aquestes simulacions és tal que, sovint, resulten impracticables amb un únic ordinador. Així, els càlculs més complexos es realitzen en el sí de clústers d’ordinadors, o amb superordinadors com el MareNostrum, amb més de 10.000 processadors.

Encara que sembli increíble els estels xoquen, i ho fan força sovint. Fins i tot a vegades després del xoc els dos estels en formen un de nou més gran en un procés que s'anomena coalescència... i d'aquests xocs en surten alguns dels àtoms de que estem composats. En aquests processos s'assoleixen temperatures altíssimes de l'ordre de milers de milions de graus.

Els investigadors Enrique García-Berro, Domingo García y Pablo Lorén del grup d'astronomia i astrofísica investiguen aquests violents processos en que degut a les altes temperatures es sintetitzen àtoms que no existien en els estels originals. Una part d'aquests àtoms pesants són els que formaran els planetes i per tant dels que estem formats cadascú de nosaltres.