lunes, 9 de febrero de 2015

Más cosas sobre la vida de una estrella.

El sábado vimos el Diagrama H-R. Había un montón de estrellas en una franja que lo cruzaba de un extremo a otro; esa franja se llama la secuencia principal y engloba la mayoría de las estrellas. 

Las estrellas nacen, evolucionan y mueren. A lo largo de su vida se van moviendo por el diagrama H-R, pasando de un sitio a otro. El hecho de que estén casi todas en una misma zona solo quiere decir una cosa: que la mayor parte de su vida la pasan en esa región. Esto es como los seres humanos, una parte de nuestra vida vamos con pañales, otra andamos con normalidad y otra vamos con bastón. Si te fijas en una población de 100.000 personas, la mayoría andan con normalidad, pero eso es debido nada más y nada menos a que la mayor parte de nuestra vida, afortunadamente, la pasamos así. Pues con las estrellas lo mismo.

Así pues, una jóven estrella nace y cae en la secuencia principal en la zona que le corresponde por su tamaño y brillo. Y está quemando el hidrógeno el tiempo que sea necesario, hasta que se agote, y ese tiempo pueden ser, fácilmente, unos cuantos miles de millones de años. 

Pero, como digo, la estrella no pasa toda su vida en el mismo punto de la secuencia principal. A lo largo de su vida van pasando cosas. Como ya sabes, al fusionarse los átomos de hidrógeno se forma Helio, con lo cual, la estrella va acumulando He y agotando sus reservas de hidrógeno. Al agotar el hidrógeno, hay menos fusiones y por lo tanto, menos fuerza de expansión, con lo que la gravedad gana terreno y la estrella se comprime. Al estar más comprimido todo, el interior de la estrella también va calentándose más y por lo tanto consumiendo más rápido sus reservas de hidrógeno.

Si la estrella es pequeña y fría su hidrógeno se consume poco a poco, con lo cual la estrella puede permanecer allí (en la secuencia principal) muchiiiisimo más tiempo que cualquier otra. Por otra parte, si la estrella es grande consume como un Ferrari y no va a permanecer tanto tiempo en dicha región.

Sus vidas las dedican a consumir su hidrógeno con mayor o menor voracidad, pero todas hacen lo mismo. Por si te lo estás preguntando, a nuestro Sol aún le queda un 74% de Hidrógeno. Del 26% restante, un 25% es Helio y un 1% son otros compuestos.

Donde no hacen todas lo mismo es en la parte más interesante de la vida de una estrella: el final. Puede ser apocalíptico o pacífico, dependiendo de la masa de la misma. Vamos a verlo (y perdona si esta entrada se alarga más de la cuenta):

Si las estrellas son pequeñas: si la estrella es menor que nuestro Sol (más o menos la mitad), cuando se termina el hidrógeno, la estrella se empieza a comprimir más y más. (Normalmente las estrellas no se comprimen porque la energía que desprenden las fusiones compensa la fuerza de la gravedad, pero conforme se va agotando el Hidrógeno, esa energía de expansión se hace un poco menor y entonces es cuando se empieza a comprimir...). El hecho de estar más comprimida también significa que empieza a calentarse más, y puede incluso llegar a fusionar helio en su interior con lo cual alarga su vida un poco más, pero al final, en cualquier caso, se comprime mucho. Y cuando digo mucho, es muuucho... bastante más de lo que te imaginas (al rededor de un millón de veces más densa que el agua). Los átomos se comprimen y los electrones, que antes giraban libremente, ahora no tienen tanta libertad para moverse. Pero ocurre algo: para evitar juntarse, se empiezan a mover cada vez más rápido así que es precisamente eso es lo que hace que la estrella no se colapse. Se ha transformado en una enana blanca. 
Estas pequeñas estrellas son como unas brasas en el espacio: se van enfriando muy poco a poco porque en realidad no tienen apenas combustible en su interior. Pasará a ser amarilla, luego roja, luego marrón y acabará siendo una bola negra y fría. (Estas son las estrellas que hay sueltas en el Diagrama H-R abajo a la izquierda).

Si las estrellas son medianas: Si la estrella no es tan pequeña, habrá mucho helio en su interior y el hidrógeno, al comprimirse, creará una capa alrededor del caliente núcleo de helio. Pasa como en el caso anterior, pero ahora está tan caliente que se empieza a fusionar el hidrógeno otra vez! Y la estrella renace. Pero ahora no es el núcleo lo que se está fusionando, si no la capa exterior! (Lo que fusiona en una estrella normal es el núcleo porque es a lo que mayor temperatura y presión está). El caso es que ahora lo que se fusiona es un volumen mucho mayor que lo que tenía antes en el núcleo... así que ahora la estrella se expande llegando a tener un tamaño mayor que nunca... y al expandirse, se enfría. Que lio, no? Sí, lo es, pero más vale que lo entiendas, porque el Sol algún día llegará a ser una gigante roja. Y porque después repetirá este ciclo de compresión-expansión varias veces, pero cada vez más violentamente. (se expande -> se enfría -> se comprime -> se calienta de nuevo -> se expande... así hasta que ya no tiene hidrógeno suficiente para volverse a expandir). Por el camino, además, va perdiendo masa que se desparrama por alrededor de la estrella formando una nebulosa con lo que al final acabará siendo, como en el caso anterior, una bola negra y fría. 

Si las estrellas son grandes: Ayy amigo, ahora sí se pone emocionante la cosa. Porque una estrella del tamaño de varios Soles va a fusionar primero hidrógeno, luego helio y luego continuará con los demás elementos. Imagínaté, el núcleo de helio es enorme, las temperaturas y presiones en su interior bestiales, lo cual es suficiente para fusionar helio... y así progresivamente. Además, cada vez estará más caliente y cada vez los quemará más rápido. Primero vendrá el carbono, luego el oxígeno y luego el silicio, que formará niquel, que se transformará en hierro. Con un núcleo de hierro ya resulta imposible que la estrella vuelva a comprimirse y a expandirse de nuevo... (dos átomos de hierro ya no se fusionan, como los anteriores) con lo cual, y debido a las presiónes tan extremas en el interior de la estrella y las temperaturas tan bestiales que se crean, la estrella, simplemente, explota. Y lo hace llegando a brillar más incluso que una galaxia entera. Lo que queda del núcleo puede acabar siendo una estrella de neutrones o incluso un agujero negro. Pero eso ya es otra historia que dejamos para más adelante.

6 comentarios:

  1. Hola,
    A mi siempre me han dicho que una estrella fugaz era cuando una estrella moría.
    Aquí no has comentado nada de las estrellas fugaces, supongo que no tendrán nada que ver con el fin de una estrella, no?

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  2. Hola Javierbc.

    Te comento: una estrella fugaz no tiene nada que ver con la vida y muerte de las estrellas que vemos en los cielos. Es más, las estrellas fugaces, como bien has deducido, ni siquiera son estrellas. No están tan lejos... de hecho están bastante cerca... dentro de nuestra atmósfera!!

    Me explico:

    A la Tierra llegan constantemente diferentes meteoritos del espacio, casi todos muy pequeños. Éstos pequeños meteoritos se queman al entrar en la atmósfera, y eso produce un destello y un rastro que dejan tras de sí. Y eso es lo que vemos como una estrella fugaz.
    Algunos de estos meteoritos son simplemente el rastro que un cometa ha dejado tras de sí (esto lo explico en unos días) y otros son piedras provenientes de otras partes del Sistema Solar.

    Bueno, espero que de momento haya quedado más o menos claro. No obstante, me extenderé más en estos temas en lo que queda de año.

    Muchas gracias por el comentario.

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  3. Genial!! Explicado perfectamente... aunque me acabas de desmontar mi hipótesis.

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  4. jajaja vaya... siento lo de tu hipótesis...

    Muchas Gracias!!

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  5. Hola, vuelvo a insistir en este tema porque he estado repasando y me han salido nuevas dudas. Se nota que las estrellas es lo que más me gusta de la astronomía.
    Primero, si nuestro sol es una estrella enana, ¿Cómo es que se expandirá cuando se consuma su combustible como si fuera una estrella mediana? Luego si no he entendido mal, nuestro sol se hará algún día una estrella blanca, no? Para luego acabar siendo una roca negra y fría, pasando por todas las fases que hay por medio.
    Segundo, la estrella Vega es una enana blanca A0V, ¿Quiere decir eso que está consumiendo sus últimas reservas de Hidrógeno? Lo siguiente es que se irá apagando?

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  6. Hola Javier.
    Muchas gracias por los comentarios.
    El Sol efectivamente se convertirá en una enana blanca, pero antes, como dices, pasará por otros estados.
    El Sol está dentro de las estrellas que pasarán a ser una gigante roja. (Creo que lo de los 1´4 soles porque no ha quedado claro. Ese valor es un límite para las enanas blancas, para que sean estables. Perdón por el fallo. Lo modifico explicándolo mejor.)
    Así que el Sol se comportará como el segundo ejemplo, como una estrella mediana. Lógicamente, hay muchas posibilidades intermedias y dentro de ellas. Según algunos estudios, el futuro Sol producirá Helio, y después carbono, pero se quedará ahí. (Ahora tiene 74% hidrogeno y 25% helio). Su tamaño crecerá hasta casi la órbita de la Tierra (se desconoce exactamente) y su atmósfera se expandirá hasta formar una nebulosa planetaria. Quedando una enana blanca muy pequeña y brillante, que sí, se irá apagando poco a poco.
    El caso de Vega es diferente. Vega brilla tanto y está tan caliente debido a su gran tamaño. Y al estar tan caliente, también está quemando mucho mucho combustible, y cuando se acabe pasará a ser una gigante roja (pasará por muchos más estados que el Sol). La estrella roja se volverá inestable y no podrá convertirse en una enana blanca... con lo que estamos ante el tercer ejemplo: Explosión!

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