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Imágenes de la Ciencia y de la Naturaleza: VY Canis Majoris

19 agosto, 2012

Tamaño comparativo de VY Canis Majoris con las órbitas de algunos planetas de nuestro Sistema Solar.

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El Universo es enorme, rematadamente enorme, tan absurdamente enorme que ni tan siquiera somos capaces de imaginar las dimensiones que pueden alcanzar diminutas pizcas de este cosmos. Y en el Universo hay cosas grandes, rematadamente grandes, tan grandes que por muchos ceros que pongamos nuestra mente no asimila tales cifras. Por tal razón hemos de aludir a las metáforas y las comparaciones. Y por ello presentamos de tal modo la que sería la mayor, o una de las mayores, estrellas conocidas: VY Canis Majoris, abreviadamente VY CMa. Es un monstruo tan bastamente enorme, es una entidad tan titánicamente colosal, tan cochinamente grande, que si se alojara en el centro de nuestro Sistema Solar… se comería a La Tierra, merendaría un Júpiter con asteroides y Saturno llegaría como cena.

No me canso de decirlo: el Universo es GRANDE. Hablar de metros sería un mal chiste y de kilómetros una cosa absurda. Tampoco es muy útil hablar de miles de millones de kilómetros porque miles de millones es una cifra inimaginable para nuestra mente, a pesar de que haya economistas y políticos empeñados en que nos parezca algo asimilable. Por ello en Astronomía se recurre a otras unidades de medición. La más famosa es el año luz: la distancia recorrida por la luz durante un año; una definición sencilla para hablar de casi 9.5 billones de kilómetros de nada (9.460.730.000.000 kilómetros). Aún así el año luz es una cifra pequeña cuando se trata del tamaño del Universo, pero también puede ser demasiado basta en ocasiones. Por ello, para distancias más moderadas los astrónomos cuentan con otra unidad de medida: la unidad astronómica (UA), definida como la distancia que existe entre la Tierra y el Sol (casi 150 millones de kilómetros), a tiro de piedra como aquel que dice.

En ese sentido, si Júpiter se encuentra a 778 millones de kilómetros del Sol, también podemos decir que se encuentra más o menos a 5.2 UA. Por su parte, si el Señor de los Anillos conocido como Saturno se encuentra  a 1400 millones de kilómetros del Sol, estamos diciendo que se halla aproximadamente a 9 UA, nueve veces la distancia que separa la Tierra y el Sol. Así, la unidad astronómica nos viene genial para manejar distancias planetarias, tanto entre una estrella y sus planetas, entre diferentes planetas o bien, entre las distintas estrellas de un sistema estelar múltiple (aquel formado por dos o más estrellas). Pero… ¿Qué tal si digo que tal unidad de medida llega a ser necesaria para hablar de un único astro?

La estrella VY Canis Majoris envuelta por su propia nebulosa, fruto del material liberado por la estrella al espacio. Imagen captada por el Telescopio Espacial Hubble, con luz visible (izquierda) y luz polarizada (derecha). Crédito: Hubble

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Ese es el caso de la monstruosa estrella conocida por el nombre de VY Canis Majoris. Es tan sumamente grande que si tiramos por lo bajo su radio sería de 8.8 UA, mucho mayor que la distancia que separa a Júpiter del Sol y casi rozando la órbita de Saturno. Si tiramos la casa por la ventana, su radio podría ser tan basto como 14 UA, casi a mitad de camino entre Saturno y Urano. En términos generales, se considera una estrella con un radio mayor que la distancia que existe entre Saturno y el Sol, de aproximadamente  2000 millones de kilómetros (ref. 1 y 3).

Desde la superficie terrestre VY Canis Majoris aparece como una estrella próxima a la constelación de Canis Major, constelación en la que encontramos a Sirio, una de las estrellas más brillantes del firmamento. Pero en realidad y a pesar de aparecer muy próximas y casi compartiendo constelación, resulta que Sirio es una estrella muy cercana a nosotros y que tan solo se halla a 8.5 años luz de distancia. Mientras tanto, VY Canis Majoris es un astro localizado donde Cristo perdió la alpargata… ¡a 4890 años luz de nuestro planeta! (ref. 1 y 3).

Arriba, situación de la estrella VY Canis Majoris en la constelación de Canis Major (o Canis Maior), créd.: azmirul. Abajo, intento aproximado de comparar el tamaño de VY Canis Majoris con el de nuestra estrella, el Sol, créd.: wikipedia

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VY Canis Majoris es un monstruo que se encuentra en la etapa final de su vida como supergigante roja. Es bien sabido que las estrellas son enormes bolas de gas, lo suficientemente grandes y densas como para que la masa de todo ese gas genere la gravedad que mantiene cohesionada la estrella, impidiendo que sus componentes se desperdiguen por el espacio. Pero la gravedad es una fuerza poderosa, ya que no solo mantiene cohesionada la estrella sino que tiende a implosionar la estrella. Hablando mal, la gravedad empuja y presiona toda la estrella “desde fuera hacia dentro”, hacia su núcleo.

Los componentes de una estrella normalita como nuestro Sol son principalmente hidrógeno y un poquito de helio, con trazas de otros elementos. Estas estrellas poseen un núcleo de hidrógeno donde tienen lugar reacciones de fusión nuclear, donde dos átomos de hidrógeno se fusionan entre sí originando un único átomo de helio, liberando ingentes cantidades de energía en el proceso en forma de calor y radiación. Es este calor y radiación lo que contrarresta la fuerza de la gravedad impidiendo el colapso de la estrella, en cierto modo y hablando mal, las reacciones del núcleo empujan y presionan la estrella “desde dentro hacia fuera”.

Pero una estrella normalita como nuestro Sol termina consumiendo todo el hidrógeno que alimenta su núcleo. Cuando esto sucede el núcleo de la estrella cede ante la gravedad y comienza a colapsar sobre sí mismo. Pero este colapso genera bastas cantidades de calor que calientan las capas de hidrógeno más cercanas al núcleo de la estrella, provocando que estas capas entren en un ciclo de reacciones nucleares. De ese modo las capas de hidrógeno más próximas al núcleo de la estrella se convierten en un gigantesco reactor nuclear que genera ingentes cantidades de calor y radiación. Tanto que no solo contrarresta la gravedad impidiendo el colapso de la estrella, sino que provoca una expansión brutal de las capas más superficiales de la estrella. La expansión de estas capas conlleva su enfriamiento, tornando en rojo el color de la estrella: acaba de nacer una gigante roja (ref. 2).

Izquierda, estrella análoga a nuestro Sol y estabilizada, la contracción de la gravedad es contrarrestada por la presión provocada por el calor y radiación liberados del núcleo, créd.: Northern Arizona University. Derecha, esquema de una gigante roja, la contracción del núcleo calienta las capas más cercanas de hidrógeno desencadenando las reacciones de fusión nuclear en ellas, el calor y radiación liberados por ello expande las capas más superficiales de la estrella de forma bestial, créd.: New Mexico State University

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Esto es lo que sucede para estrellas con un tamaño de hasta 8 veces la masa del Sol. Para estrellas con una masa superior la historia es parecida, pero no se convierten en gigante roja, sino en supergigante roja, un tipo de estrella mucho más grande. Sin ir más lejos, VY Canis Majoris tiene una masa equivalente a 25 veces la del Sol, siendo un coloso que sigue creciendo a una velocidad aproximada de 36 km/segundo. A causa de ello es relativamente fría y su temperatura efectiva apenas supera los 3000° K. Siendo tan grande también es muy luminosa: brilla con la capacidad de 500.000 soles, pero esta luz tan solo representa el 1% de la emitida por la estrella y se corresponde con la escasa luz que emite en el visible. El resto de la luz que emite, invisible para nosotros, la emite en el infrarrojo (ref. 1, 2 y 4)

Pero es una estrella que guarda aún más sorpresas. En las capas más superficiales de la atmósfera de VY Canis Majoris se han encontrado compuestos químicos de los más diversos. Es una estrella enriquecida de oxígeno que presenta muchos elementos y compuestos químicos capaces de organizarse en moléculas orgánicas, siendo muchas de esas moléculas necesarias para la vida tal y como la conocemos. De modo que se ha detectado: monóxido de carbono (CO), agua (H2O), ácido sulfhídrico (H2S), cianuro de hidrógeno (HCN), sal común (NaCl), amoniaco (NH3), ión formilo (HCO+), dióxido de azufre (SO2); así como otros elementos de interés (ref. 4).

Esquema de la estructura en “capas de cebolla” de una estrella muy masiva al final de su vida. En esta etapa final la estrella es por sí misma un enorme laboratorio de síntesis de nuevos elementos. Crédito: scienceinschool

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La presencia de verdaderas moléculas en la estrella puede darse gracias a que la temperatura superficial de la VY Canis Majoris es relativamente fría. Pero también sucede porque es una supergigante roja, un tipo de estrella cuyo núcleo es tan grande que puede considerarse el laboratorio alquímico del Universo, donde se desencadena un proceso llamado nucleosíntesis. En (casi) toda estrella un átomo de hidrógeno se fusiona con otro átomo de hidrógeno dando lugar a un átomo de helio y mucha energía que se dispersa en forma de calor y radiación. Gracias a ello una estrella con una masa de 15 veces la del Sol puede vivir durante diez millones de años. Cuando se agota el hidrógeno y se convierte en supergigante, la estrella usará otros elementos como combustible para su subsistencia. Primero el helio fabricado a partir del hidrógeno, originando carbono en un proceso de fusión nuclear poco eficiente energéticamente. Luego usará el carbono, más tarde neón y oxígeno, finalmente usará el silicio como hálito final. Pero las consecutivas reacciones de fusión nuclear serán cada vez más y más ineficientes energéticamente, siendo los distintos elementos consumidos con rapidez creciente (ref. 2):

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PRODUCTOS DE NUCLEOSÍNTESIS EN UNA ESTRELLA DE 15 MASAS SOLARES (ref. 2):

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Elemento fusionado Producto de Fusión Duración
 Hidrógeno  Helio  10.000.000 años
 Helio  Carbono  > 1.000.000 años
 Carbono  Oxígeno, Neón, Magnesio  1000 años
 Neón  Oxígeno, Magnesio  Pocos años
 Oxígeno  Silicio, Azufre  Un año
 Silicio  Hierro  Pocos días

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Por ello los elementos de menor número atómico son los más abundantes en la naturaleza: son fabricados en ingentes cantidades en las grandes factorías alquímicas del Universo. Y gracias a la cantidad de compuestos químicos descubiertos en VY Canis Majoris, hoy más que nunca puede decirse que, literalmente… Somos polvo de estrellas.

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.La recomendación de la semana: La vida privada de las estrellas | El Tamiz

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Entradas relacionadas:

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BONUS TRACK.

En su día era un vídeo sorprendente. Hoy es un clásico. Pero viene de perlas para demostrar que… somos una cosa muy pequeñita en un Universo más grande de lo que somos capaces de imaginar.

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Referencias:


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  1. 19 agosto, 2012 en 7:03

    Esa realidad que nos rebasa y nos hace sentir tan terminantemente pequeños en el universo, estupenda reflexión en su artículo, gracias

  2. 19 agosto, 2012 en 8:36

    Me gusta u lo comparto 😊

  3. 19 agosto, 2012 en 10:36

    “… una masa equivalente a 25 veces la del Sol”
    ¿Esto es correcto?

  4. 19 agosto, 2012 en 10:43

    newzealander :
    “… una masa equivalente a 25 veces la del Sol”
    ¿Esto es correcto?

    Con una densidad lo suficientemente pequeña podría ser. En la wikipedia en inglés dice 17±8 masas solares, así que 25 sería como mucho. Es probable que tenga menos.

  5. 19 agosto, 2012 en 11:15

    Como dice AmigoMagufo, incluso puede ser una masa menor. Así que queda imaginar su densidad: extraordinariamente baja. Mucho más baja que la de nuestra atmósfera.

  6. Lucien
    19 agosto, 2012 en 11:32

    Si dices “Canis Majoris” con una varita mágica en la mano eMpIeZZaS hA HeScRiViR aSi

  7. Cronopio
    19 agosto, 2012 en 15:59

    Si no me he equivocado calculando a mi me sale una densidad de 0,0025 gramos/metro cúbico. Algo así como 2 millonésimas de la densidad del aire.

  8. Rhay
    19 agosto, 2012 en 16:43

    ¿Este tipo de estrellas no son las que acaban convirtiéndose en estrellas de neutrones, y de ahí a agujero negro?

    Por cierto, la comparativa con el Sol es, sencillamente, impresionante…

  9. 19 agosto, 2012 en 19:54

    De hecho si nos encontrasemos dentro de VY Canis Maioris (no en el centro, sino cerca del borde exterior) el espacio estaría en la practica casi vacio del todo. No se como cuadra eso con una temperatura de 3000 grados en superficie pues apenas si hay materia que calentar allí, supongo que debe ser una medida de temperatura parecida a la de la termosfera, es decir, los gases se hallan a alta temperatura a causa de la ionización pero en una densidad muy baja. O sea, que no es una temperatura con equivalencia real ya que si te encontrases en la termosfera no arderias a 1000 grados sino que te congelarias.

  10. 19 agosto, 2012 en 20:33

    Rhay, pues sí, es ese tipo de estrella violenta. Cuando llegue el momento de que su último producto de fusión nuclear sea el hierro, será incapaz de conseguir otro combustible, el núcleo colapsará, pegará el petardazo como supernova y en ese entonces se sintentizarán muchos elementos de la tabla periódica de mayor número atómico que el hierro. Lo que quede será una estrella de neutrones o un agujero negro, como bien indicas.

    Blueoriol, gracias por mencionarlo. Me has hecho remirar los artículos y se me había colado un gambazo. Más que “temperatura de superficie” el término es “temperatura efectiva“, que según la wiki viene a ser “la cantidad de calor que la estrella radia por unidad de superficie“. Imagino que aquí el problema es la radiación emitida por la estrella.

  11. 19 agosto, 2012 en 21:45

    Blueoriol :
    De hecho si nos encontrasemos dentro de VY Canis Maioris (no en el centro, sino cerca del borde exterior) el espacio estaría en la practica casi vacio del todo. No se como cuadra eso con una temperatura de 3000 grados en superficie pues apenas si hay materia que calentar allí, supongo que debe ser una medida de temperatura parecida a la de la termosfera, es decir, los gases se hallan a alta temperatura a causa de la ionización pero en una densidad muy baja. O sea, que no es una temperatura con equivalencia real ya que si te encontrases en la termosfera no arderias a 1000 grados sino que te congelarias.

    Bluoriol: No es lo mismo temperatura que calor. La temperatura viene siendo una especie de promedio de la cantidad de movimiento de las partículas de un cuerpo, una propiedad intensiva.

    En cambio, el calor es una propiedad extensiva y sería la suma de la energía cinética, rotacional y otras que poseen las partículas de un cuerpo.

    Así que es lógico que no nos quememos al estar en la termósfera ya que siendo un material muy enrarecido cuyo calor es insuficiente para caldearnos, no obstante su alta temperatura.

  12. 19 agosto, 2012 en 21:47

    La temperatura de 3000° es completamente real.

  13. Blueoriol
    20 agosto, 2012 en 0:06

    No queria decir que la cifra fuese incorrecta sino hacer esa distincion entre calor y temperatura, aunque no sabia la definicion exacta, por eso use el ejemplo de la termosfera, porque imagino que la superficie de VY Canis Maioris es algo parecido, las particulas tendrian una alta temperatura pero es materia muy enrarecida, mas parecido a una nebulosa brillante que a la superficie de un Sol parecido al nuestro.

  14. Ignacio
    20 agosto, 2012 en 0:25

    Hasta yo que nací en el mismo centro de Bilbao me siento abrumado…

    PD: Y todavía hay gente que mira por encima del hombro a otras personas. Y no saben que no somos ná 🙂

  15. Paprivi
    20 agosto, 2012 en 1:48

    La sensación que más da viendo este video es la de vértigo. ¡Impresionante!

  16. 20 agosto, 2012 en 8:05

    Ya que estamos con astronomía, astrofísicos de varios centros de investigación han creado la siguiente simulación computerizada de alta resolución de la evolución del Universo de los últimos nueve mil millones de años
    http://diario-de-un-ateo.blogspot.com.es/2012/08/simulacion-computerizada-de-la.html

  17. Carla
    20 agosto, 2012 en 16:55

    Hola
    Me llamo Carla y tengo un directorio web. Me ha encantado tu blog! Tienes unos post muy interesantes sobre ciencia, te felicito!. Buen trabajo, por ello me encantaría contar con tu sitio en mi directorio, para que mis visitantes entren a tu web y obtengas mayor tráfico.
    Si estás de acuerdo házmelo saber.

    Carla.

  18. 26 agosto, 2012 en 1:20

    Esto me hace recordar a un programa de tv en donde hay un lugar que se llama hablemos sin saber ,señores por favor ,lo que dicen son solo teorias ,pensamientos de lo que podria ser nada mas ,del universo se conose casi nada ,ni pudimos viajar a marte y hablan de una estrella a años luz y decimos saber como se comporta y sus componentes ,por favor un poco mas de respeto.

  19. Rhay
  20. KC
    26 agosto, 2012 en 16:24

    Imprenscindible para conocer un poco más la Historia y la intrahistoria que la forma (incluso a los padres de Armstrong).

    E imprenscindible para no decir las gilipolleces que esta semana se repetirán por determinados desgraciados mentales:

    Saludos.

  21. KC
    26 agosto, 2012 en 18:29

    También es imprescindible no escribir “impreNscindible” para evitar que los demás puedan hacer lo mismo en un futuro a costa de mi cada vez mayor disgrafía :O

    Aprovecho para insistir en la visión del documental. Está espléndidamente narrado desde muy diferentes puntos de vista.

    Saludos.

  22. 27 agosto, 2012 en 10:00

    Vaya chasco lo de Armstrong… 😦

    carlos :

    Esto me hace recordar a un programa de tv en donde hay un lugar que se llama hablemos sin saber ,señores por favor ,lo que dicen son solo teorias ,pensamientos de lo que podria ser nada mas ,del universo se conose casi nada ,ni pudimos viajar a marte y hablan de una estrella a años luz y decimos saber como se comporta y sus componentes ,por favor un poco mas de respeto.

    Esto… ya hemos viajado a Marte. Hemos enviado sondas terrestres y satélites, que lo analizan a nivel de superficie y desde más allá de su atmósfera. El último, el Curiosity.

    Respecto a VY Canis Majoris… Con un espectrógrafo se puede saber su composición, con el tipo de radiación que emite se puede saber su temperatura, con temperatura y brillo su tamaño y con todo ello la etapa de su historia en la que se encuentra, porque con todo lo grande que es nuestra Vía Láctea es posible encontrar estrellas en cualquier etapa de su vida, así que analizándolas se ha elaborado un modelo que explica porque vemos las estrellas que vemos y su diversidad.

  23. Albireo
    27 agosto, 2012 en 11:55

    carlos :Esto me hace recordar a un programa de tv en donde hay un lugar que se llama hablemos sin saber ,señores por favor ,lo que dicen son solo teorias ,pensamientos de lo que podria ser nada mas ,del universo se conose casi nada ,ni pudimos viajar a marte y hablan de una estrella a años luz y decimos saber como se comporta y sus componentes ,por favor un poco mas de respeto.

    Tu, desde luego, casi nada o nada…

    ¿Mas respeto?…¿A que?

  24. green genes
    27 agosto, 2012 en 16:11

    KC :
    También es imprescindible no escribir “impreNscindible” para evitar que los demás puedan hacer lo mismo en un futuro a costa de mi cada vez mayor disgrafía :O
    Aprovecho para insistir en la visión del documental. Está espléndidamente narrado desde muy diferentes puntos de vista.
    Saludos.

    Buen documental. Yo también traigo un vídeo muy iluminador sobre este tema. Es más modesto en contenidos y duración, pero también da consejos para zanjar conversaciones con conspiranoicos de forma bastante expeditiva.

    (Después de haber visto proliferar los comentarios imbéciles con ocasión de la muerte de Neil Armstrong, este vídeo es como un caramelo para vista).

  25. KC
    27 agosto, 2012 en 21:59

    Esta secuencia la vi hace unos años en un documental de producción conspiranoica. Al principio me llamó la atención la respuesta de Aldrin, pero luego entendí hasta dónde se puede llegar cuando a alguien le han estado dando la vara con todo ese tema, cuando tú has dedicado toda tu vida a algo que algunos se empeñan en decir que es mentira (cuando además, paradojicamente, los únicos embusteros son los acusadores, cosa muy curiosa).

    Evidentemente, la interpretación tendenciosa de los conspiranoicos era que Aldrin había golpeado al periodista porque escondía algo. Evidentemente, un señor que ha estado obsesionado toda su vida (como explican en el anterior documental) con trayectorias, lanzamientos espaciales y demás, no suele querer formar parte de un circo en la que la gilipollez es la base. Para eso ya están los gilipollas.

    Saludos.

  26. Daniel
    28 agosto, 2012 en 10:09

    Del artículo: “Gracias a ello una estrella con una masa de 15 veces la del Sol puede vivir durante diez millones de años”

    ¿Es correcto?, me parece demasiado poco tiempo.

    De carlos: “Esto me hace recordar a un programa de tv en donde hay un lugar que se llama hablemos sin saber ,señores por favor ,lo que dicen son solo teorias ,pensamientos de lo que podria ser nada mas ,del universo se conose casi nada ,ni pudimos viajar a marte y hablan de una estrella a años luz y decimos saber como se comporta y sus componentes ,por favor un poco mas de respeto.”

    jaja, posiblemente solo eres un troll pero eres gracioso:

    a) acusas a x de hablar de y sin saber.
    b) no sabes los metodos z por los que x conoce y
    c) como el no lo sabes, piensas que es imposible saberlo
    d) por tanto, hablas de y sin saber
    e) eres quien esta cometiendo el error que achacas a los demás

    Por eso eres gracioso, hablas sin saber acusando a quien si sabe de hablar sin saber de lo que no sabes, divertido.

  27. KC
    29 agosto, 2012 en 0:04

    Daniel :
    Del artículo: “Gracias a ello una estrella con una masa de 15 veces la del Sol puede vivir durante diez millones de años”
    ¿Es correcto?, me parece demasiado poco tiempo.

    Tengo entendido que las estrellas, a mayor tamaño, duran menos, ya que las presiones en el núcleo son más grandes y esto lleva a que su “combustible” sea menor. Es verdad que 10 millones de años es muy poco tiempo (en el reloj del Cosmos), pero piensa que son cuerpos que están continuamente desgastándose, y a mayor masa, mayor velocidad de combustión, aunque tenga un mayor “depósito”.

    También otras estrellas, como Betelgeuse, durarán una milésima parte que nuestro Sol (es decir, “solo” alrededor de 10-15 millones de años). Pero hay que pensar que aunque 20-25 masas solares de más puedan parecernos pocas (supongo que por lo de 20-25), en realidad es una auténtica bestialidad. Tan bestial que, como dice Cnidus, es muy complicado llegar a tener en mente esas proporciones.

    Saludos.

  28. 29 agosto, 2012 en 0:05

    Menos mal que la Tierra fue creada en 6000 años, que si no… 8D

    Saludos.

  29. Iván
    3 septiembre, 2012 en 9:21

    Gracias por otro articulo interesante y por el comentario donde explicas como se puede saber su composición.

    Imagino que ya conoceréis esta página pero me parece interesante y esta “VY Canis majoris” a escala con otros muchos astros.

    http://htwins.net/scale2/lang.html

  30. Anónimo
    8 septiembre, 2012 en 11:27

    Muy interesante y didáctico. Una pequeña anotación: ¿No estará usando “basta” por “vasta”?

    Un saludo y gracias por el artículo.

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