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14 jun. 2020

¿Qué son las estrellas?

Una oda a los gigantescos reactores nucleares que vemos en el cielo por las noches.

Estrellas - Una Galaxia Maravillosa

Cuando miramos al cielo por la noche, vemos una brillante alfombra de estrellas. Estos centelleantes pinchazos de luz son en realidad masivas bolas de plasma-supercaliente de helio e hidrógeno gaseoso.

Se alimentan de fusión nuclear, son de muchas formas diferentes, y tienen una fascinante trayectoria evolutiva.

Ha nacido una estrella



Las estrellas se forman dentro de nubes amorfas de gas y polvo llamadas nebulosas. Masas de gas, en su mayoría helio e hidrógeno, colapsan dentro de estas guarderías estelares bajo su propia gravedad y comienzan a calentarse, formando una protoestrella. Las temperaturas se elevan en el núcleo de estas protoestrellas arremolinadas a medida que atraen el gas y el polvo cercanos.

Una protoestrella pasa unos 100 millones de años en su fase T-Tauri. Estas grandes y volátiles estrellas todavía no pueden generar fusión nuclear, pero aún así son poderosas por los vientos estelares que emiten. Con el tiempo, cuando el núcleo de la estrella alcanza temperaturas de alrededor de 15 millones de grados Celsius, se produce la fusión nuclear. Los átomos de hidrógeno y helio se unen entre sí, y voila: nace una estrella.

Este estallido de energía ralentiza el colapso gravitacional. El material que no es tragado por una estrella recién nacida puede formar planetas, asteroides y otros objetos celestiales. Este proceso puede duran alrededor de 100.000 años, según Universe Today.

Una vez que comienza la fusión nuclear, la estrella pasa a su siguiente fase, la fase de la secuencia pincipal. La mayoría de las estrellas que vemos en el cielo nocturno (y diurno) son estrellas que se encuentran en esa fase, según National Geographic. Las estrellas pasan la mayor parte de su vida en su fase de secuencia principal.

Está clasificado


Detalles - Una Galaxia Maravillosa
El diagrama de Hertzsprung-Russell.
ESO
Hay muchos tipos diferentes de estrellas en secuencia principal. Los astrónomos usan la firma espectral de una estrella para descifrar su composición, luminosidad, color y temperatura. Basándose en estas observaciones, pueden saber la edad y el tamaño de una estrella. Las siete clases espectrales, ordenadas de más caliente a más fría, son O, B, A, F, G, K y M.

La temperatura de una estrella se mide en la unidad kelvin. La temperatura superficial de las estrellas puede variar desde unos 2.500 K en las estrellas más frías hasta unos 30.000 K en las más calientes. Para que te puedas hacer una idea, la lava erupcionada del volcán Kilauea en Hawai alcanza temperaturas de alrededor de 1.444 kelvin. El color de una estrella está directamente relacionado con su temperatura. Las estrellas más calientes las vemos blancas o azules. Las estrellas más frías tienen tonos más cálidos y a menudo parecen ser amarillas, naranjas y rojas.

Los astrónomos caracterizan el brillo de una estrella midiendo tanto su magnitud como su luminosidad, o la cantidad total de energía que una estrella produce en un segundo, así como la distancia a la que se encuentran. Las estrellas pueden ser categorizadas por su luminosidad. Las seis clases, desde la más brillante a la más tenue, son Ia, Ib, II, III, IV y V.

La masa de una estrella puede definir cómo vivirá y morirá. Las estrellas más masivas queman su hidrógeno más rápidamente y mueren primero. Los astrónomos miden la masa de otras estrellas en "masas solares" en relación con nuestro sol.

Usando todas estas variables, los astrónomos trazan la fase evolutiva de una estrella en el diagrama de Hertzsprung-Russell.

Las estrellas más pequeñas se llaman enanas rojas. Estas estrellas de larga vida son abundantes en el universo y muy tenues, emitiendo el 0,01 por ciento de la energía de nuestro sol. Las hipergigantes de corta vida, por otro lado, pueden alcanzar hasta 100 masas solares. Se queman con más brillo, alcanzan temperaturas de 30.000 kelvin, y son extremadamente raras en el universo.

Nuestro sol es una enana amarilla de tipo G. Nuestra estrella vecina más cercana, Próxima Centauri, es una enana roja de tipo M. Vega, en la constelación de Lyra, es una enana blanca azulada de tipo A.

Estrella de la Muerte

Betelgeuse - Una Galaxia Maravillosa
La estrella Betelgeuse es una supergigante roja.
(ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella, 2017)

El hidrógeno es la principal fuente de combustible de una estrella. Con el paso del tiempo, una estrella usa todo el hidrógeno de su núcleo, convirtiéndolo en helio. Las fuerzas de la gravedad colapsarán el núcleo, causando que se caliente de nuevo. El aumento de la temperatura provocará reacciones de fusión en las capas externas de la estrella, causando que se expanda y se convierta en una gigante roja.

Al final de su vida, las gigantes rojas de masa media se desprenden de sus capas externas y se convierten en una enana blanca ultradensa. Estas diminutas y densas cáscaras estelares eventualmente se desvanecen en estrellas enanas negras, que son casi indetectables para los astrónomos. Nuestro propio sol se enfrentará a este destino en unos 6.000 millones de años.

Nuestro sol es la única estrella de este sistema. Ese no es el caso en todas partes del universo. Muchos sistemas estelares son lo que se llama un "sistema binario", es decir, están hechos de dos estrellas que se rodean entre sí (¿recuerdas Tatooine?) También hay "sistemas múltiples", que cuentan con un número determinado de estrellas.

Las enanas blancas en un sistema estelar binario están atrapadas en un ciclo complicado. Absorben gas de hidrógeno y otros materiales de su estrella compañera hasta que se hinchan y explotan en un estallido de fusión nuclear. Después de que la enana blanca "se convierte en nova", se atenúa y repite el ciclo. En algunos casos, según la NASA, una enana blanca puede acumular suficiente material de su estrella compañera para explotar completamente y convertirse en supernova.

En lugar de convertirse en una enana blanca, las supergigantes rojas, estrellas con más de ocho veces la masa de nuestro sol, arrojan violentamente gas y polvo al medio cósmico. De hecho, a principios de este año se habló de que Betelgeuse podría convertirse en una supernova. Los restos de esta violenta explosión se llaman estrellas de neutrones.

Las estrellas de mayor masa, las que tienen una masa más de 25 veces la de nuestro sol, se convierten en supernovas y dejan agujeros negros que se arremolinan a su paso. Después de la explosión, todo el material de la estrella colapsa en un solo punto, dando lugar a un agujero negro de masa estelar.

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