Ciencias
para el Mundo Contemporáneo.
1º de Bachillerato
Nuestro
lugar en el universo
2.2
- Estrellas
Inicio
Índice
¿Por
qué son importantes las estrellas?
Nuestro
sol es una estrela, de él recibimos luz que calienta
la Tierra y permite la fotosíntesis de la que depende
mayor parte la vida en la Tierra
En Big
bang no se formaron elementos más pesados que el helio.
Lo demás lo formaron las estellas y lo enviaron al espacio.
Somos polvo de estrellas
Tipos
de estrellas
Las
estrellas son cuerpos celestes que emiten luz propia pero no todas
las estrellas son iguales
Las masas de
las estrellas oscilan normalmente entre una décima parte de
la solar y 20 veces la masa del Sol.
La mayoría de las estrellas son menores que nuestro sol
La temperatura
interior siempre es muy elevada (millones de grados) pero la temperatura
superficial varía desde menos de 1.000 ºK a más
de 30.000 ºK
Su luminosidad
es aún más variable; desde diezmilésimas de la
solar hasta 100.000 veces mayor
Igualmente su
tamaño es muy variable ....
Comparacióndel
tamaño de los cuerpos celestes
Cuando se ponen
en un gráfico las estrellas clasificadas por su color (que
se corresponde con su temperatura superficial) frente a la luminosidad
se obtiene un diagrama como el siguiente:
La mayoría
de las estrellas se agrupan en la secuencia principal,
diagonal en la gráfica. En esta secuencia principal las estrelas
más brillantes son las de mayor temperatura superficial.
Algunas estrellas
son frias pero muy luminosas (Parte superior derecha del diagrama).
El motivo es que son de gran tamaño. Se las denomina gigantes
rojas
Otras estrellas
son poco luminosas calientes, enanas blancas,
o frías; enanas marrones.
Se encuentran en la parte inferior del diagrama
La mayoría
de las estrellas mantienen su emisión de radiación aproximadamente
constante durante periodos prolongados de tiempo, pero algunas cambian
de brillo en días, semanas o meses, estas son las denominadas
estrellas variables
Las supernovas
mandan al espacio elementos más pesados que el He . O C N Fe
Ni ..... (metales para los astrónomos)
De ellos pueden nacer nuevas estrellas y planetas
Evolución
estelar
La vida
de una estrella se puede explicar por las siguientes fuerzas
que actúan sobre la materia:
Gravedad
Fuerza siempre atractiva. Actúa a distancia ilimitada.
Es proporcional a la masa y al inverso del cuadrado de la
distancia.
Presión
Fuerza ejercida por el choque de las partículas que
forman la estrella
Depende de la densidad de materia y de la temperatura
Temperatura
Medida de la energía cinética de las partículas
Radiación
electromagnética
Las estrellas emiten fotones de modo proporcional a su temperatura
superficial y su tamaño
Reacciones nucleares de fusión
Los átomos, a altas temperaturas pueden combinarse
convirtiéndose en átomos más pesados.
Estas reacciones producen inmensas cantidades de energía
en forma de calor.
Fuerzas nucleares
Mantienen la estructura de los átomos. Son muy fuertes
pero de corto alcance
Secuencia de acontecimientos
en la evolución de una estrella
Una masa de
gas no homogénea por perturbación o expontáneamente
se contrae por gravedad.
La contracción
aumenta temperatura
El aumento de
temperatura aumenta presión hasta que se equilibra con la gravedad.
La energía
se pierde por radiación al espacio y se vuelve contraer y a
aumentar la presión
Al ser la gravedad
cada vez mayor la temperatura tiene que ser cada vez más elevada
para mentener la estructura del gas en compresión
La radiación
emitida va cambiando desde el infrarrojo a visible
El proceso
continúa hasta que la presión es suficiente para
producir la fusión del hidrógeno en helio.
4 H -> 1 He . Se produce a unos 7 a 20 millones de ºK
Este proceso
mantiene a la estrella irradiando durante millones de años
(secuencia principal del diagrama HR)
Las estrellas grandes al tener mayor temperatura son azules
y viven pocos millones de años
Las estrellas menores son rojas y su vida en la secuencia principal
es más larga: miles de millones de años.
El Sol vivirá unos 10.000 m.a. quemando materia a unos
600 millones TM/s
Al agotarse
el H el núcleo se contrae y calienta y empieza la fusión
de otros elementos más pesados hasta el Fe
Las temperaturas interiores son mucho más altas 100 millones
ºK
Pero se obtiene mucha menor energía
Mientras el núcleo se calienta la periferia se expande
y enfría: gigantes rojas
Son estrellas inestables:
- A veces se producen explosiones: novas
- A veces se convierten en estrellas variables. en
las que cambia el brillo periódicamente
El futuro de
la estrella depende de la masa
De 0.1 a 1.5
veces la masa solar
Se van agotando y emitiendo parte de sus capas exteriores (nebulosa
planetaria) conirtiéndose en enanas blancas muy
densas.
La masa solar en el volumen de la tierra d=1 Tm/cm3.
Las enanas blancas se convierten progresivamente en enanas marrones
al perder temperatura
Masa
mayor de 1.5 veces la masa solar
Da lugar a una
supernova explosiva . que emite tanta radiación
como toda una galaxia.
Emite al espacio gran parte de su masa quedando un resto una estrella
de neutrones o un agujero negro
Masa
menor de 3 veces la solar: Estrellas de neutrones
Los átomos no pueden aguantar la gravedad y se combinan
protones y electrones formando una especie de átomo
gigante de neutrones
Diámetro = 20 Km d=100 millones Tm/cm3
Masa
mayor de 3 veces la solar:: Agujeros negros .
La gravedad es tan intensa que no pueden escapar ni los fotones
El tiempo y el espacio se alteran en su interior
No
sale nada
La materia expulsada
por super-novas forma ondas de presión que forman nuevas estrellas
y polvo estelar.