Esta es una serie de artículos en la que me propongo explicar de forma coloquial, y de manera que todo el mundo pueda entender, el apasionante mundo de la Astronomía, es decir todo lo que existe en el Universo, tu hogar.

Índice de #Conociendo-Universo

Capítulo 1. Introducción

Capítulo 2. Materia y energía

Capítulo 3. Las estrellas. Parte 1

El estudio de las estrellas lo he dividido en dos capítulos, ya que hay mucha información y quiero explicarlo todo para que se entienda bien.

En este segundo capítulo abordaré la vida y la muerte de las estrellas. Si te perdiste la primera parte puedes encontrarla más arriba, en el índice.

La vida de las estrellas

En el capítulo anterior vimos cómo se formaban, es decir, cómo nacen las estrellas. Ahora veremos cómo, una vez formadas, hacen para seguir iluminando su sistema solar y radiar energía durante millones de años.

La vida de la estrella se enciende y perdura gracias a una reacción química llamada fusión. Voy a explicar en qué consiste de una manera sencilla, así que no os asustéis que todos y cada uno de nosotros somos capaces de entender este tipo de conceptos.

La fusión se da cuando, en determinadas circunstancias, dos átomos se fusionan para dar como resultado un átomo de un elemento más pesado y energía. De la misma forma que si mezclamos un ácido y una base obtenemos como resultado sal más agua, en la fusión unimos dos átomos para obtener otro más pesado y gran cantidad de energía.

En este artículo anterior podéis encontrar más información sobre los conceptos básicos de materia y energía: Capítulo 2: Materia y energía

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En el caso de las estrellas los átomos que chocan entre sí para unirse son de Hidrógeno, que como ya he dicho, es el elemento más simple, básico y ligero que existe en el universo. Lo que obtenemos tras este choque es un átomo de Helio, el siguiente al Hidrógeno en la tabla periódica de los elementos, y una enorme cantidad de energía.

Existen dos formas fundamentales para fusionar Hidrógeno:

La cadena protón-protón

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La cadena CNO. En donde intervienen, además del Hidrógeno, el Carbono, el Nitrógeno y el Oxígeno.

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Os cuento esto para que lo sepáis, pero no vamos a meternos en los entresijos de estos dos procesos.

¿Por qué ocurre esto?

La gravedad es la encargada de ir aplastando unos átomos con otros. Cuanta más cantidad de materia hay en la estrella más gravedad hay en un interior. Llega un momento, cuando la creciente protoestrella se convierte en estrella, que las temperaturas en el interior son elevadisimas. Estas temperaturas son debidas a las fortísimas presiones que los átomos tienen que soportar aplastados unos contra otros. Llega un momento que la temperatura es tan alta que los átomos vibran con tanta violencia que acaban chocando entre sí provocando su fusión.

Esta emanación constante de energía es imprescindible para mantener la estrella estable, ya que contrarresta la fuerza de la gravedad, que empuja la materia de la estrella hacia el interior. Si no expulsase hacia afuera toda esa energía la gravedad acabaría aplastando a la estrella sobre sí misma, destruyendola. Así que la estabilidad de la estrella es un delicado equilibrio entre la energía generada y la fuerza de la gravedad. Una empuja hacia afuera y la otra hacia adentro.

Por lo tanto, podemos decir que una estrella consume Hidrógeno para vivir, es su alimento, su combustible. Este proceso de fusión ocurre millones de veces por segundo, generándose así toda la energía que la estrella produce de manera ininterrumpida. Ese calor que recibimos del Sol y su potentísima luz es la energía generada en su interior tras el proceso de la fusión. De ese proceso depende la vida tal y como la conocemos, sin él nada de esto existiría en la Tierra. ¿Os imagináis la enorme cantidad de energía que irradia el Sol, que nosotros desde la Tierra, a 150 millones de kilómetros no podemos ni mirarlo?

Esta fase en la que la estrella se alimenta del Hidrógeno se llama secuencia principal. Esta fase ocupa más o menos el 90% del tiempo de vida de la estrella. Dependiendo de la masa de la estrella puede mantenerse estable durante miles de millones de años. Una cantidad de tiempo tan enorme que creo que somos incapaces de imaginarla.

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Este diagrama, llamado Hertzsprung-Russell, muestra los diferentes tipos de estrellas conocidos. En él se compara el color de las estrellas con su luminosidad. También sus diferentes tamaños.

Para que os hagáis una idea aproximada de las enormes diferencias que pueden existir entre unas estrellas y otras en cuanto a su tamaño se refiere, aquí os dejo este vídeo para que alucinéis.

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La vejez de las estrellas

Ahora viene el plato fuerte.

Siempre digo que todo nace y vive en el universo, por lo tanto todo lo que vive también muere. Alguno de vosotros puede que haya pensado en qué ocurrirá cuando el Hidrógeno del que se alimenta la estrella se agote. ¿Acaso es posible esto? Por supuesto que sí. Todo es finito, y el combustible de las estrellas no podía ser menos.

Según se va agotando el Hidrógeno, lo que va quedando es Helio (más pesado) y elementos aún más pesados. Este proceso aumentará aún más la temperatura en el interior de la estrella. Y al estar formada cada vez por elementos más pesados, su tamaño irá aumentando como un globo.

En el caso de nuestro Sol, cuando se acerque a su muerte, se hará tan grande que engullirá la Tierra y se hará el doble de luminoso. Se convertirá entonces en lo que llamamos una gigante roja, ya que su temperatura superficial disminuirá provocando este cambio en su color, y sus dimensiones serán gigantescas. Podéis verlas en el diagrama Hertzsprung-Russell y en el vídeo de arriba.

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Cuando el Hidrógeno se agote, la temperatura del núcleo alcanzará los 100 millones de grados. Entonces será el Helio el que sirva de combustible, fusionándose entre sí para formar átomos de Carbono y más energía. Las estrellas son seres insaciables y no saben hacer otra cosa que consumirse a sí mismas para generar energía.

Entonces el núcleo se calentará aún más, hasta llegar a los 300 millones de grados. Será entonces cuando se produzcan una serie de estallidos que irán expulsando las capas más exteriores del Sol, mientras su núcleo se comprime más y más debido a la fuerza de la gravedad, que no cesará de aumentar.

El tamaño del sol irá disminuyendo a medida que va perdiendo cada vez más capas exteriores. Llegará un momento en el que sólo quede su núcleo de carbono al desnudo. En ese momento tendrá aproximadamente el tamaño de la Tierra. Emitirá luz blanca, pero su brillo será mil veces inferior al actual. Se habrá convertido en una enana blanca. Trataremos en profundidad este tipo de cuerpos en un capítulo aparte.

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A partir de ese momento sólo le quedará ir enfriándose poco a poco hasta morir.

La muerte de las estrellas

Pero no todas las estrellas mueren de la misma forma. Existen diferentes finales posibles para estos cuerpos celestes tan hermosos y apasionantes. El cómo sea la muerte de una estrella dependerá de la masa que posea.

Hay tres muertes posibles para las estrellas. Veamoslas detenidamente:

Enana blanca.

Ya hemos visto cómo el Sol acabará convirtiéndose, dentro de millones de años, en una enana blanca. Para que esto ocurra, la masa de la estrella debe de ser 5 ó menos masas solares. Si esta condición se cumple, el final de sus días será como el ya descrito más arriba.

Estrella de neutrones.

Si la masa de la estrella es entre 6 y 30 veces la masa del Sol, entonces la estrella, al final de su vida, cuando no tenga más combustible que quemar estallará en una explosión de enormes proporciones a la que llamamos Supernova. Tras la explosión quedará en su centro una Estrella de neutrones. Dedicaremos un capítulo entero a este tipo de estrella.

Agujero negro.

Si la masa de la estrella es más de 30 veces la masa de nuestro Sol, su final también acabará en el poderoso estallido de una Supernova, pero lo que quedará en su centro será un agujero negro. Uno de los objetos más misteriosos e interesantes del Universo. Por supuesto, también dedicaremos otro capítulo a estos aterradores comedores de materia.

Como siempre, espero que hayáis disfrutado de este acercamiento al Universo en el que vivimos. Si no he sido claro o hay algún concepto que no habéis entendido os pido por favor que me lo hagáis saber. Esto me hará mejorar en el futuro. Además, estoy aquí para resolveros cualquier duda en los comentarios.

Nos vemos en el próximo capítulo de la serie #Conociendo-Universo.

Un post original de @trenz