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?
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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

Introducción sobre las estrellas 1

En esta pequeña serie, con dos entradas, 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 pequeña serie, con dos entradas, trataré 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, para luego en la segunda parte centrarme en los cambios que sufren a lo largo de su vida, así como su muerte.

Así que, para empezar cabría preguntarnos, ¿qué es una estrella? Una estrella es una acumulación de materia, principalmente Hidrógeno, seguido de Helio, y otros elementos que dependen del tipo y edad de la estrella. Emite radiación electromagnética, no solo en el espectro visible (la luz que puede ver el ojo humano) sino en otros espectros. Como emiten radiación (energía), debe haber algún proceso que les permita transformar su materia en energía. Este proceso es, en su mayoría, de fusión nuclear del Hidrógeno a Helio.

No entraré en excesivo detalle del procedimiento, tanto por complejidad como porqué le corresponde mejor a la segunda entrada. Aún así, comentar brevemente que las estrellas fusionan el hidrógeno por dos procesos, siendo el principal la cadena protón-protón (o también cadena p-p) en estrellas de masas similares a la de nuestro Sol, y el ciclo CNO toma más importancia en estrellas más masivas. Esto es, que dadas ciertas condiciones de temperatura y presión, se pueden unir dos núcleos de Hidrógeno (protones, ya que el Hidrógeno solo posee un protón y un electrón) y formar un núcleo de Helio (dos protones), liberándose mucha energía en el proceso.

Ahora que sabemos qué es una estrella, vamos a ver cual es la clasificación actual:

Las estrellas se clasifican por tipo espectral, normalmente, ya que existe una relación entre la luminosidad y temperatura de las estrellas. Se puede representar pues, en lo que en astrofísica llamamos un diagrama de Hertzprung-Russell (o diagrama HR). Las estrellas más masivas, y más azuladas, serán las que tengan mayor temperatura y luminosidad. Por el contrario, las menos masivas y más frías son las que tienen un color rojo (dedicaré una entrada a la relación entre el color de una estrella y su temperatura, que viene determinado por la ley de Wien).

Así pues, tenemos los tipos espectrales O, B, A, F, G, K y M. De más azul, caliente, masivo y luminoso, a menos. Dentro de cada tipo espectral contemplamos distintos niveles, ya que por desgracia el universo no funciona de forma discreta (tomando valores enteros y diferenciados entre sí), hay matices. Hay estrellas que están a medio camino entre O y B, por ejemplo. Esto sería una estrella O5, ya que se contempla una escala del 0 al 9 según si la estrella tiende hacia “arriba” o hacia “abajo” en la clasificación. Una estrella A5, por ejemplo, estaría a medio camino entre A0 y F0.

Además, en función del tamaño este afecta a la luminosidad de la estrella también. Por eso, se estableció un complemento para clasificarlas, que se añade después del tipo espectral. De mayor a menor:

  • 0 Hipergigantes
  • Ia Supergigantes luminosas
  • Ib Supergigantes menos luminosas
  • II Gigantes luminosas
  • III Gigantes
  • IV Subgigantes
  • V Secuencia principal (enanas)
  • VI Subenanas

Así pues, para acabar, y qué mejor ejemplo que usar nuestro propio sol (una estrella de la secuencia principal) como ejemplo para acabar de entender como se clasifica una estrella. Nuestro sol es, una estrella tipo G2 V. Se encuentra, como se ve, en la secuencia principal que es la fase que atraviesan la enorme mayoría de estrellas (una fase estable).

Adjunto una imagen del diagrama HR y las clases espectrales, y doy por finalizada esta primera parte de la introducción a las estrellas/astrofísica estelar.

 

Diagrama H-R. Se aprecia la línea de la secuencia principal, así como a más temperatura (más a la izquierda) mayor luminosidad (más arriba), y como varía el color. En la parte inferior se aprecian los tipos espectrales.

Saludos y hasta la próxima

Kapteyn