Trataré de explicar el ciclo de vida de las estrellas (enfocándome en el de nuestro sol) lo mejor que pueda en este post. Primero lo primero: ¿de dónde nacen las estrellas? ¿Cómo se forman? ¿Son colocadas en el espacio por extraterrestres?
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| Las nebulosas son impresionantes cúmulos de gases y polvo. Y funcionan increíblemente como wallpapers. (Fuente) |
En regiones muy densas de esta nube la materia se acumula por acción de la gravedad y su densidad va creciendo, con lo que su gravedad también lo hace. La materia se sigue conglomerando hasta que hay la cantidad suficiente para que el proceso del nacimiento de la estrella comience.
Después de unos 100 millones de años de ser una enorme nube, la presión y la temperatura en el centro de esta protoestrella creció tanto que el proceso energético que mantiene a una estrella viva comenzó: el hidrógeno comenzó a fusionarse. Estos átomos se combinan para formar helio, resultando en una reacción que libera muchísima energía. Este proceso creó una fuente de energía interna opuesta a la gravedad que dio como resultado el equilibrio hidrostático en nuestra estrella. A grandes rasgos, esto significa que mientras la gravedad tira hacia el núcleo, la energía que se libera gracias a la fusión de los átomos de hidrógeno (en otras palabras, la fusión nuclear), empuja hacia fuera. Éste es el equilibrio que mantiene al sol con su tamaño y su densidad, sin que se expanda o se comprima. (Bueno, más adelante cambiará su tamaño, pero ya lo explicaré).
Las estrellas existen gracias a las reacciones nucleares en su interior: la presión, sumada a la gravedad y a la temperatura, provoca que los átomos de hidrógeno se fusionen y se conviertan en helio, liberando grandes cantidades de energía con estas reacciones. El hidrógeno es para una estrella, entonces, su "combustible" principal. Y ya está, la estrella hipotética nació.
Las estrellas existen gracias a las reacciones nucleares en su interior: la presión, sumada a la gravedad y a la temperatura, provoca que los átomos de hidrógeno se fusionen y se conviertan en helio, liberando grandes cantidades de energía con estas reacciones. El hidrógeno es para una estrella, entonces, su "combustible" principal. Y ya está, la estrella hipotética nació.
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| El sol fotografiado por la NASA. (Fuente) |
Nuestro sol se formó hace 4,600 millones de años aproximadamente, siguiendo un proceso como el que describí arriba. Éste está consumiendo su combustible de hidrógeno, creando helio y se calcula que ya consumió la mitad. Pero no se preocupen, el hidrógeno se le terminará hasta dentro de otros 5,000 millones de años.
Pero, ¿qué pasará cuando se termine su combustible? ¿Se va a apagar como un foco? ¿Los extraterrestres nos van a llevar a otra galaxia?
Cuando una estrella termina de consumir su hidrógeno crece, convirtiéndose en lo que se conoce como una gigante roja. ¿Por qué sucede esto? Bueno, es un proceso largo que explicaré muy rápido:
1) Cuando el hidrógeno se agotó, la estrella está llena de helio.
2) El helio es más denso que el hidrógeno, por lo tanto, "cae" hacia el centro de la estrella, como cuando el azúcar se hunde en tu taza de café (que por pura comparación ociosa, generalmente se toma a 80-90 °C. ¡Las estrellas pueden fácilmente estar a 1'000,000 °C y tú te quejas porque el café te quema!).
3) Ya no hay nada que fusionar en el centro, (es puro helio y no hay energía suficiente para usarlo como combustible), por lo cual la estrella se queda sin energía.
4) El equilibrio en las fuerzas que componen a la estrella está roto, por lo cual el núcleo se comprime.
5) Al comprimirse éste, la gravedad aumenta, proveyendo de energía a las pocas capas de hidrógeno que quedaban en el exterior y dándole energía para seguir con el proceso de fusión nuclear del hidrógeno.
(Ya tenemos dos nuevas fuentes de energía en la estrella: la gravedad traducida en energía térmica y la fusión del hidrógeno que queda).
6) (En donde por fin explico por qué la estrella crece). Gracias a la nueva energía que la estrella adquirió, las capas exteriores de ésta son empujadas hacia fuera, aumentando su volumen pero disminuyendo su densidad y su temperatura. Es por esta baja de temperatura que la estrella adquiere un tono rojizo.
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| El sol en su tamaño actual comparado con su tamaño dentro de 5,000 millones de años. (Fuente) |
Bien, la estrella dejó de ser amarilla y pequeña y se convirtió en una bestia roja, ¿ahora qué sigue? Como recordarás, el hidrógeno ya se terminó de consumir, pero aún tenemos algo que "quemar": helio. La estrella contiene mucho helio en su núcleo y en sus capas exteriores, por lo que llega un momento en que la temperatura y la densidad permiten que éste comience a participar en el proceso de fusión nuclear. Esta nueva etapa en su vida en donde la estrella usa el helio para producir energía es relativamente corta, alrededor de 2 mil millones de años.
El ciclo de vida de la apacible gigante roja sigue así, fusionando helio y obteniendo nuevos elementos; carbono y oxígeno junto con algunos otros elementos, que por ser más densos, se "hunden" directo hacia el núcleo, creando capas dentro de la estrella: un núcleo con oxígeno y carbono en su parte interior y helio en la exterior, una capa más exterior de hidrógeno en fusión (muy poco) y en su parte más externa, hidrógeno frío que no participa en ningún proceso de fusión. Esta capa más exterior seguirá expandiéndose, gracias a la energía del helio en fusión, es aquí cuando la estrella deja de ser una gigante roja y se convierte en una nebulosa planetaria.
El nombre nebulosa planetaria es tal porque observada con un telescopio limitado como los que eran usados en el siglo XVIII cuando se descubrieron, parecían planetas por su forma redonda. Hay en la ciencia nombres equivocados que se quedaron así en el vocabulario astronómico, pero ni qué hacerle.
La energía de la fusión del helio dentro de la estrella va empujando las capas exteriores, hasta que se puede apreciar algo así como lo que se ve en la imagen: un núcleo brillante compuesto por oxígeno, carbono y helio, entre otras cosas, y capas de gas y polvo que le rodean. El núcleo sigue teniendo reacciones nucleares, las cuales proveen a toda la nebulosa de energía, ionizando el gas que le rodea.
Poco a poco esta nube de material que alguna vez estuvo comprimido en la estrella se va dispersando en el espacio, hasta que es imposible verlo. Es ésta la etapa final de la estrella: se convierte en una enana blanca, una estrella fría y pequeña, que se quedará ahí como recordatorio de que alguna vez existió ahí una estrella cuyo sistema solar (ahora muy diferente a como lo conocemos actualmente) albergó vida inteligente.
El ciclo de vida de la apacible gigante roja sigue así, fusionando helio y obteniendo nuevos elementos; carbono y oxígeno junto con algunos otros elementos, que por ser más densos, se "hunden" directo hacia el núcleo, creando capas dentro de la estrella: un núcleo con oxígeno y carbono en su parte interior y helio en la exterior, una capa más exterior de hidrógeno en fusión (muy poco) y en su parte más externa, hidrógeno frío que no participa en ningún proceso de fusión. Esta capa más exterior seguirá expandiéndose, gracias a la energía del helio en fusión, es aquí cuando la estrella deja de ser una gigante roja y se convierte en una nebulosa planetaria.
El nombre nebulosa planetaria es tal porque observada con un telescopio limitado como los que eran usados en el siglo XVIII cuando se descubrieron, parecían planetas por su forma redonda. Hay en la ciencia nombres equivocados que se quedaron así en el vocabulario astronómico, pero ni qué hacerle.
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| Nebulosa planetaria IC 418, formada hace algunos millones de años. (Fuente) |
La energía de la fusión del helio dentro de la estrella va empujando las capas exteriores, hasta que se puede apreciar algo así como lo que se ve en la imagen: un núcleo brillante compuesto por oxígeno, carbono y helio, entre otras cosas, y capas de gas y polvo que le rodean. El núcleo sigue teniendo reacciones nucleares, las cuales proveen a toda la nebulosa de energía, ionizando el gas que le rodea.
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| Izquierda: el sol ahora. Derecha: el sol dentro de unos 6,000 millones de años, como enana blanca. (Fuente) |
Poco a poco esta nube de material que alguna vez estuvo comprimido en la estrella se va dispersando en el espacio, hasta que es imposible verlo. Es ésta la etapa final de la estrella: se convierte en una enana blanca, una estrella fría y pequeña, que se quedará ahí como recordatorio de que alguna vez existió ahí una estrella cuyo sistema solar (ahora muy diferente a como lo conocemos actualmente) albergó vida inteligente.