Estrellas, que son y como evolucionan.

Ya vimos en la página de astronomía como se formaron las primeras estrellas, siguiendo el modelo del Big Bang y sus etapas posteriores.

Ahora veremos como se forman las estrellas, como se están formando actualmente, donde, que es lo que ocurre, etc…

Las estrellas se forman en grandes nubes moleculares  frías compuestas de gas y polvo, repartidas por el universo (en las galaxias y cúmulos).

estrella

Estas nubes se perturban por fenómenos como super novas, interacciones con otras galaxias, gravedad, etc…

Se crean entonces una especie de “esferas de gas” que van agrupándose por efecto de la gravedad, fraccionándose en varias esfera. Cada esfera, debido a la gravedad se va calentando y girando, formándose lo que se conoce como PROTOESTRELLA.

 

Estas esferas de gas (protoestrellas) se van calentando hasta alcanzar una temperatura suficiente para que empiecen a reaccionar los átomos de hidrógeno entre si. Recordad: 4 átomos de hidrógeno reaccionan uniéndose para formar dos átomos de helio, liberando una inmensa cantidad de energía .

Comienzan así las reacciones nucleares en el interior, comienza a brillar y decimos que se ha formado una ESTRELLA.

Dependiendo de la cantidad de masa molecular que condense, así será la masa de una estrella y por tanto su tamaño, temperatura, evolución y final.

Las estrellas son esferas de plasma (gas muy caliente ionizado (*) que emiten energía debido a las reacciones termo nucleares en su interior.

(*) El átomo de hidrógeno pierde un electrón al recibir una gran cantidad de radiación. Esa energía es absorbida por el átomo, saltando dicho electrón.

Este es el esquema de lo que se produce en estas reacciones termo nucleares:

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Es en el proceso de fusión de los átomos donde se libera una gran cantidad de energía.

En las estrellas hay entonces dos fuerzas enormes que luchan entre si. Por un lado la fuerza de la gravedad, debido a todo el material que tenemos dentro, la ingente cantidad de átomos reaccionando.

Y por otro lado tenemos la fuerza nuclear de esas reacciones que comentamos, que generan fotones, emiten luz, y que son como enormes bombas atómicas.

Tenemos entonces esta fuerza de la gravedad, que llevaría a la estrella a un colapso gravitatorio, y la fuerza nuclear, que llevaría a la estrella a explotar expandiéndose.

Estas dos fuerzas se contrarrestan mientras dure el combustible (hidrógeno), y de ahí que tengamos a nuestra estrella como el sol, estable y en forma de esfera.

Veamos ahora la evolución de una estrella. Está dependerá de la masa de la misma. Las estrellas menos masivas, viven menos, son mas longevas. Tardan mas en quemar todo su combustible, son mas frías (amarillas).  Mientras que las estrellas mas masivas viven menos, consumen mucho mas rápido su combustible, son mas calientes (azules).

Ciclo de vida de una estrella (depende de su masa):

ciclo-de-vida-de-una-estrella

(el ciclo es algo mas complejo, con varios tamaños de estrellas intermedios, pero eso lo dejaremos para próximos artículos)

evolucion-de-estrellas

Expliquemos primero el caso de una estrella mediana o pequeña como nuestro sol:

A medida que se va acabando el hidrógeno, la fuerza de la gravedad no es suficiente para contrarrestar a la termo nuclear y la estrella se HINCHA. Las capas exteriores se dilatan, formándose una gigante roja. En ella empieza a fusionarse el Helio produciendo Carbono.

El núcleo de esta estrella colapsa, pero como no hay suficiente energía para empezar a quemar (fusionar) carbono, las capas exteriores se expulsan en forma de nebulosa planetaria  (pues la gravedad no es suficiente para mantenerlas en la estrella) y el núcleo colapsa convirtiéndose en una ENANA BLANCA.

Vamos ahora con las estrellas masivas, de masa como mínimo 9 veces la del sol.

Estas estrellas son tan masivas y calientes que en su interior no solo se produce helio y carbono, si no que la energía es tan alta que se dan todas las reacciones de fusión hasta la formación de Hierro, generándose una elevadísima cantidad de energía.

Cuando se quema todo el combustible hasta llegar al hierro, la estrella es como una enorme “cebolla” compuesta por diferentes capas de diferentes composiciones. Se expande en forma de gigante roja, la gravedad no es suficiente para tener todas las capas agrupadas.

Al llegar al punto del hierro, la estrella se colapsa, el núcleo se contrae y las capas exteriores explotan en forma de super nova.

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El núcleo que queda tiene una enorme densidad, la gravedad es altísima. Entonces ese núcleo forma una estrella de neutrones o un agujero negro (ya explicaremos lo que son).

Acabamos de ver como nacen y mueren las estrellas. Vemos que en ellas y en su evolución se forman los elementos químicos de la naturaleza.

A través de las nebulosas planetarias y  explosiones de supernovas se expulsan al espacio nuevamente los componentes necesarios para formar otra estrella o para formar sistemas planetarios. Somos polvo de estrellas!!!!

Nebulosa creada por una supernova. La nebulosa del cangrejo:

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Tamaños y distancias en el universo

Todos sabemos la inmensidad que tiene el universo, pero cuando nos hablan de distancias en años luz, parsecs o kilo parsecs, etc… nos perdemos. Nuestra mente no es capaz de asimilar tales magnitudes, tantos ceros en una cifra de kilómetros por ejemplo. Pero para empezar tener en cuenta que la tierra recorre en tan solo 6 meses 300 millones de kilómetros!!!.

Lo explicaremos a través de una escala cotidiana en la que haremos las siguientes equiparaciones:

  1. LUNA Y TIERRA. La distancia de la tierra a la luna es de 384.400 kilómetros. Imaginemos primero que la luna es una pelota de tenis y que la tierra es una pelota de baloncesto. Para hacernos una idea de la distancia, es como si ambas pelotas estuvieran separadas 7 metros.
  2. SOL Y TIERRA.  La tierra está del sol a 150 millones de kilómetros. Es como si el sol fuera una naranja y la tierra un grano de sal. Estarían separados 10 metros.
  3. SOL Y JUPITER. Mismo ejemplo anterior pero separados 52 metros.
  4. EL SOL Y LA ESTRELLA MAS CERCANA (α CENTAURI). Están separados 41,3 billones de kilómetros. Para hacer la comparación imaginemos que las dos estrellas son dos granos de sal. Tendrían que estar a 27 kilómetros uno de otro.
  5. Como es de grande nuestra galaxia la vía láctea? Pues imaginemos que nuestro sol es esta letra a este mismo tamaño: O. La vía láctea sería entonces tan grande como ÁFRICA entera!!!!. Una pasada eh!!!

Con esto podemos hacernos una idea de la inmensidad del universo. Ahora bien, hemos explicado a nivel local, solo dentro de nuestra galaxia. Pero cuanta distancia hay entre nuestra galaxia y la galaxia vecina Andrómeda? Pues están separadas por 2.5 millones de años luz.

1 Año luz es la distancia que recorre la luz en una año. La luz va a una velocidad de 300.000 km/seg. Con eso nos hacemos una idea?

En este esquema podéis ver los tamaños relativos y donde nos encontramos en ellos.

universo-local

Vemos que nuestro sistema solar se encuentra junto a una vecindad estelar, dentro del brazo de Orión de la Vía Láctea, la cual se encuentra en una vecindad galáctica junto con las nubes de magallanes. Toda esta vecindad se encuentra dentro del grupo local de galaxias (unas 30) junto con la galaxia de andrómeda. Y por último este grupo local se encuentra en un super cúmulo de galaxias, el super cúmulo o cluster de Virgo.

Acordaros del ejemplo del sol, que es una O y la vía láctea África!!!.

La siguiente secuencia de imágenes nos muestra como estaría escalado y situado desde nuestro sistema solar hasta el universo observable. (Autora Nayra Rodríguez, IAC)

En rojo, nuestra posición respecto a la imágen anterior.

1.- SISTEMA SOLAR

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2.- NUESTRAS ESTRELLAS VECINAS

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3.- LA VÍA LÁCTEA Y DONDE NOS ENCONTRAMOS EN ELLA

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4.- EL GRUPO LOCAL DE GALAXIAS AL QUE PERTENECEMOS

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5.- EL SUPER CÚMULO DE VIRGO, AL QUE PERTENECE NUESTRO GRUPO LOCAL

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7.- EL SUPER CÚMULO LOCAL AL QUE PERTENECE NUESTRO SUPER CÚMULO DE VIRGO

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8.- POR ÚLTIMO, EL UNIVERSO OBSERVABLE, DONDE UN MINUSCULO PUNTO ES NUESTRO SUPER CÚMULO LOCAL.

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