Introducción sobre las estrellas 2

Llegamos a la segunda entrada de esta pequeña serie, donde trataremos un poco el concepto de estrella, qué es y su vida, a grandes rasgos. En esta primera parte me centraré en su composición y como se clasifican. ¿Quieres saber más?
¡Entra y descubre-lo!

En esta entrada, que es la continuación de esta otra entrada (pinchar para ver), hablaremos sobre los procesos que se desarrollan en el interior de las estrellas y permiten que estas sean como son.

Lo más básico a saber es lo que ya explicamos. En el interior de las estrellas se produce una reacción nuclear (se desarrolla en el núcleo de los átomos) que libera energía. Estas reacciones permiten que la estrella se expanda (puede visualizarse como una explosión continua) y así contrarresta su propio peso que es lo que la mantiene unida.

Normalmente las estrellas empiezan su vida con unas tres cuartas partes de hidrógeno y una cuarta parte de helio. Existen otros elementos en menor cantidad, por ejemplo los denominados “metales” que son elementos más pesados que el hierro, en función del tipo de estrella. Con esa proporción de Hidrógeno-Helio, y unas temperaturas del orden de varios millones de grados, la estrella se mantiene.

Lo que sucede es la llamada cadena protón-protón (o p-p), que no es nada más que ciertas reacciones de fusión transformándose el hidrógeno en helio, en su mayoría. Existen, dentro la cadena p-p, otras reacciones que incluyen elementos tales como el Helio, el Berilio o el Litio, pero más del 90% de la energía de la estrella se obtiene por las reacciones de fusión del Hidrógeno, llamada cadena p-p1.

Cuando una estrella es más masiva, puede usar una reacción secundaria (que supone menos del 10% de la energía global, nuevamente) que se llama ciclo CNO e involucra, como su nombre indica, el Carbono, el Nitrógeno y el Oxígeno.

La estrella va evolucionando a medida que va transformando el Hidrógeno en Helio, teniendo en cuenta que no hay ningún proceso que invierta esto (sería termodinámicamente imposible, sin un aporte de energía extra) la proporción de Helio crece. Cuando hay suficiente Helio, puede producirse un tercer proceso, llamado proceso triple alfa. Debe su nombre a que involucra a tres partículas alfa, que son núcleos de Helio. Se requiere temperaturas del orden de cien millones de grados kelvin para que se lleve a cabo tal proceso.

La estrella acaba finalmente fusionando otros elementos a medida que ya ha fusionado los más ligeros, hasta que llega al llamado pico del Hierro, donde la fusión de los núcleos de Hierro ya no aportan energía y el proceso no ocurre. Por otros medios puede la estrella, ya moribunda, puede obtener algo de energía de procesos extra. Uno de esos procesos es la fotodesintegración, por el cual un fotón es absorbido por un núcleo y este emite partículas para volver a ser estable. Con la fotodesintegración del Silicio, la estrella ganará aproximadamente un día de vida extra.

La estrella acumula los elementos de forma que los más pesados se encuentran en el núcleo, y los más ligeros en el exterior, ya que la densidad de los primeros es mayor.

Las capas de una estrella vieja.

En próximas entradas hablaremos en detalle sobre la muerte de las estrellas, y sus posibles desenlaces una vez se han consumido.

Saludos y hasta la próxima

Kapteyn

Pequeña introducción a la física de partículas

En esta ocasión nos vamos a centrar en las partículas más básicas que hay y que se dividirán en fermiones y bariones ¡Entra y descubre-lo!

Al ser la física de partículas quizá una de las ramas más llamativas (el LHC del CERN en Ginebra, es un buen ejemplo, ya que es bastante conocido), me he decantado por hacer una pequeña introducción sobre las partículas fundamentales, qué son y cuales hay.

Para empezar, las partículas fundamentales son, partículas que hasta la fecha son las más básicas que hay (no están formadas por partículas aún menores). Se dividirían en fermiones y bariones.

 

Los fermiones (en morado, quarks y en verde, leptones) y los bosones (en rojo).

 

Vamos por los fermiones, o partículas de materia, deben su nombre al físico Enrico Fermi. Forman los nucleones (protones y neutrones). ¿Y el electrón? El electrón es en si mismo un fermión, no está formado por partículas menores. Dentro de los fermiones encontramos a los quark, de los cuales hay séis tipos: up (arriba), down (abajo), encantado (charm), extraño (strange), cima (top) y fondo (bottom). Por otro lado tenemos a los leptones, entre los cuales se encuentra el ya mencionado electrón, entonces tenemos: electrón, muón y tauón (o simplemente mu y tau). Hay unos neutrinos, aún dentro de los leptones, que están asociados a cada leptón anteriormente citado: neutrino electrónico, neutrino muónico y neutrino tauónico.

Una asociación de quarks, forman los llamados hadrones. Estos a su vez se dividen en dos grupos, bariones y mesones. Los bariones (o partículas pesadas) están formadas por tres quarks. Tanto el neutrón como el protón son bariones, por lo que poseen tres quarks cada uno. Los mesones están formados por un quark y un antiquark (un antiquark es un quark con la misma vida media, masa y espín, pero con carga opuesta).

Pasando a los bosones, son partículas portadoras de fuerza. El concepto es bastante más abstracto que para los fermiones, comentar como curiosidad que los bosones tienen el espín entero, mientras que los fermiones lo tienen semientero (no definiré el concepto de espín pues me llevaría seguramente toda una entrada entera). Existen las partículas portadoras de la fuerza/interacción electromagnética, los fotones. Los bosones W y Z para la interacción nuclear débil (unión entre quarks), los gluones para la nuclear fuerte (unión entre nucleones, la usada en física nuclear) y el gravitón que es la hipotética partícula portadora de la interacción gravitatoria (no ha sido confirmada, pero puesto que dicha interacción existe parece razonable suponer que esta partícula exista también).

Como curiosidad, el bosón de Higgs que fue descubierto recientemente también es un bosón simple, y sería el encargado de proporcionar masa a las demás partículas. Así pues, se usa la terminología “campo” asociado a un bosón, y si una partícula interacciona con un determinado campo, significa que adquiere sus “propiedades”. Por ejemplo, un quark interacciona con un campo de Higgs, ya que tiene masa.

Espero que haya sido claro y comprensible, este pequeño inciso en física de partículas. No he abordado temas como el color o el sabor de los quarks, y muchos ejemplos son simples aproximaciones para entender un poco de qué trata el tema, y así debe ser pues el propósito de esta entrada era hacer comprender estos conceptos de forma amena sin usar terminología excesiva.

Saludos y hasta la próxima

Kapteyn