Las estrellas: Son esféricas, compuestas principalmente de hidrógeno y helio. En su interior se desarrollan reacciones nucleares que transforman el combustible (hidrógeno) en elementos más pesados (helio) y emiten al exterior la energía resultante de dicha operación.
Suelen estar agrupadas estrechamente con otras estrellas y en éste caso se las denomina "binarias" y también pueden estar acompañadas de una corte de planetas y cuerpos menores, que se mantienen cerca gracias a su potente gravedad.
Debido a su gran masa, la fuerza de gravedad que ejercen hacia el interior es muy grande y sólo pueden mantener su tamaño gracias a la presión de las reacciones que he descrito. Cuando se les agota el combustible nuclear (hidrógeno) deben quemar otros elementos para poder resistir la presión y cuando han agotado todos los posibles combustibles mueren de diferentes maneras.
Las más chicas se van apagando y mueren, las más grandes explotan y generan supernovas (expulsan una gran cantidad de materia hacia el espacio, formando una nebulosa) y las súper gigantes, al no poder contrarrestar la gravedad, se comprimen en un punto de diámetro cero y gravedad infinita: un agujero negro.
Un sistema estelar (binario o múltiple) es la agrupación de dos o más estrellas que orbitan en torno a un centro de gravedad común, ligadas por lo tanto por la fuerza de gravedad. Un gran número de estrellas vinculadas por la gravitación se denomina un cúmulo estelar o una galaxia, si bien, en un sentido extenso ambos son sistemas estelares.
-Sistemas estelares binarios
Un sistema estelar de dos estrellas es conocido como estrella binaria, o estrella doble. Si no hay fuerzas de marea, ni perturbaciones producidas por otras fuerzas, ni transferencias de masa de una estrella a la otra, se trata de un sistema estable, y las dos estrellas trazan una órbita elíptica en torno al centro de masas del sistema de forma indefinida.
Ejemplos de sistemas binarios pueden
ser: Sirio, Procyon y Cygnus X-1, este último posiblemente un agujero negro.
-Sistemas estelares múltiples
Un sistema estelar con tres o más estrellas se denomina estrella múltiple. Sistemas con tres o más estrellas pueden ser inestables, y uno de los acontecimientos finales puede ser la expulsión de una o más estrellas del sistema. Las estrellas múltiples pueden nombrarse como triples si están compuestas por tres estrellas, cuádruples si tienen cuatro y así sucesivamente.
¿Qué son las agrupaciones estelares?
Las estrellas nacen en grupos los cuales tienden después a dispersarse. Podemos distinguir dos clases de agrupaciones estelares: los cúmulos estelares o abiertos y los cúmulos globulares:
Los cúmulos abiertos o galácticos. Son agrupaciones de estrellas físicamente relacionadas entre sí al haber nacido de la misma nube molecular. Pueden estar formados desde unas pocas estrellas hasta centenares de ellas. A dichas estrellas se dice que son de la población I ya que tienen un alto porcentaje de metales.
Los cúmulos globulares son objetos esféricos muy compactos que poseen entre 50.000 y un millón de componentes ligados por una fuerte atracción gravitatoria, de manera que no se dispersan. El diámetro medio de estos objetos es de 90 años-luz y se encuentran en el halo de la galaxia formando una nube esférica alrededor de ésta. Las estrellas que forman los cúmulos globulares son poco masivas, pobres en metales (población II), rojizas y frías.
Principales tipos de agrupaciones estelares:
Estrellas ligadas: Las estrellas están normalmente ligadas gravitacionalmente unas con otras formando sistemas binarios, ternarios o agrupaciones mayores. Los cúmulos, como así se llaman estas concentraciones, son fruto de grandes brotes de formación estelar.
Estrellas aisladas: No todas mantienen esos lazos gravitatorios, otras como el Sol, viajan solitarias, habiéndose separado hace mucho de la agrupación estelar en la que se formaron. Estas estrellas aisladas sienten el efecto del campo gravitatorio global constituido por la superposición de los campos del total de objetos de la galaxia, entre agujeros negros, estrellas, objetos compactos y gas interestelar.
Sistemas extrasolares: En tiempos recientes se han descubierto también otros sistemas planetarios. Se conocen alrededor de 120 estrellas con compañeros subestelares con masas en torno a 1-10 veces la masa de Júpiter. Son conocidos como planetas extrasolares aunque en los más grandes se discute si podrían ser, tal vez, enanas marrones.
Distribución estelar: Las estrellas no están distribuidas uniformemente en el Universo a pesar de lo que pueda parecer a simple vista. En realidad están agrupadas en Galaxias. Una Galaxia espiral típica (como la nuestra) contiene cientos de miles de millones estrellas agrupadas, la mayoría, en el estrecho plano galáctico. Nuestro cielo nocturno aparece homogéneo a simple vista porque no vemos más allá de una región muy localizada del plano galáctico.
Las estrellas no son todas iguales y podemos caracterizarlas básicamente por cuatro propiedades: Masa, Luminosidad, Temperatura y Composición química.La masa es todo lo que está compuesto por partículas atómicas y al ser acelerado genera una fuerza. En el sistema métrico, la unidad de la masa es el kilogramo, kg.
Todas las partículas con masa tienen la propiedad de atraerse unas con otras debido a la fuerza de gravedad. Esta fuerza actúa de manera que cuanto más masa tengan las partículas mayor será la fuerza de gravedad entre ellas. Además, cuanto más cercanas estén las partículas, también mayor será la fuerza. En el sistema métrico, la unidad de la fuerza es el Newton, N. Al hablar de las estrellas, diremos que tienen una masa dada por el número de átomos en ellas.
Las estrellas nacen con muy diversas masas. La masa del Sol es de 2,000,000,000,000,000,000,000,000,000 toneladas, y sin embargo, existen estrellas con masas que van desde 1/10 hasta 150 veces la masa del Sol.
Lo interesante aquí, es que la gran mayoría de las estrellas tienen masas como la del Sol o menores, solo unas cuantas llegan a tener 8-10 veces su masa y realmente muy pocas logran más de 20-50 veces. De hecho, estrellas con 100 veces la masa del Sol, son notablemente excepcionales. Por alguna razón que aún no es bien entendida, existen muchas más estrellas poco masivas que masivas. las estrellas nacen cuando enormes nubes de gas comienzan a colapsar, llega el momento en que estas nubes se fragmentan, pero sus fragmentos continúan colapsando, mientras van tomando una figura esférica.
Estructura interna de las estrellas:
Una estrella típica se divide en núcleo, manto y atmósfera. En el núcleo es donde se producen las reacciones nucleares que generan su energía. El manto transporta dicha energía hacia la superficie y según cómo la transporte, por convención o por radiación, se dividirá en dos zonas: radiante y convectiva. Finalmente, la atmósfera es la parte más superficial de las estrellas y la única que es visible. Se divide en cromosfera, fotosfera y corona solar. La atmósfera estelar es la zona más fría de las estrellas y en ellas se producen los fenómenos de eyección de materia. Pero en la corona, supone una excepción a lo dicho ya que la temperatura vuelve a aumentar hasta llegar al millón de grados por lo menos.
¿Cómo se analiza el interior de las estrellas?
Desde la Tierra sólo es posible observar una porción de la superficie de las estrellas. Para resolver el problema debe tenerse en cuenta toda la información que pueda obtenerse del estudio de las estrellas: forma, dimensiones, movimientos, energía irradiada, temperatura, masa y composición química. Además tenemos a nuestra disposición un conjunto de leyes físicas, las cuales resultan indispensables para construir un modelo de estructura interna que de cuenta de los fenómenos observados en las estrellas.
¿Cómo se puede estimar el tiempo de vida de una estrella?
El hecho de que unas estrellas vivan millones y otras miles de millones de años, depende de la masa que posea el astro. Para la medición de la masa se toma como modelo al Sol, teniéndose así la masa solar como unidad de referencia. Se conocen estrellas de 3, 8, 10 y más masas solares, también las hay de menor masa (0.5, 0.8, etc.) Si tomamos por ejemplo, una estrella de 12 masas solares, lo primero que se piensa es que su período de vida va a ser muy largo debido a que la cantidad de materia presente en ella es mucho mayor a la de una masa solar y por lo general, son cuerpos muy voluminosos, pero precisamente debido a esto, la estrella tiene más hidrógeno en su interior, el cual sufrirá un proceso de ignición en su núcleo; estas reacciones nucleares deberán realizarse en mayor proporción para satisfacer la demanda de energía en forma de calor y radiación que va a ser expulsada hacia el espacio interestelar. Estas estrellas sólo viven varios millones de años. Basándonos en lo anteriormente expuesto, se puede decir que, a mayor masa, menor “longevidad” tienen las estrellas.
Lo contrario sucede con las estrellas de menor o igual masa que el Sol, por poseer menor cantidad de materia presente en un volumen reducido, la combustión del hidrógeno para formar helio es baja en comparación con el caso anterior, por lo cual las reservas de materia en esta estrella son mayores y en consecuencia, vivirán más tiempo: miles de millones de años.
Los procesos internos que ocurren en las estrellas, en última instancia, son los determinantes de su vida, porque, cuando el combustible nuclear se agota o los elementos químicos presentes en su seno ya no son capaces de proporcionar energía luego de sufrir transformaciones a elementos más pesados, la estrella como tal deja de existir.
¿A qué se denominan agujeros negros?
Un agujero negro u hoyo
negro es una región finita del
espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente
elevada para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material,
ni siquiera la luz, puede escapar de ella. Sin embargo, los agujeros negros
pueden ser capaces de emitir radiación, lo cual fue conjeturado por Stephen
Hawking en los años 1970. La radiación emitida por agujeros negros como Cygnus
X-1 no procede sin embargo del propio agujero negro sino de su disco de
acreción.
La gravedad de un agujero negro, o
«curvatura del espacio-tiempo», provoca una singularidad envuelta por una
superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es previsto por las
ecuaciones de campo de Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del
agujero negro del resto del universo y es la superficie límite del espacio a
partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo los fotones. Dicha
curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia
de los agujeros negros y fue su primer indicio. En los años 70, Hawking, Ellis
y Penrose demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y
geometría de los agujeros negros.Previamente, en 1963, Roy Kerr había
demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros
negros debían tener una geometría cuasi-esférica determinada por tres
parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y su momento
angular L.
Se conjetura que en el centro de la
mayoría de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, hay agujeros negros
supermasivos. La existencia de agujeros negros está apoyada en observaciones
astronómicas, en especial a través de la emisión de rayos X por estrellas
binarias y galaxias activas.
¿Qué es una Nebulosa planetaria?
Cuando una estrella de masa comparable al Sol llega al
final de sus días, después de agotar todo el hidrógeno que alimentaba la fusión
nuclear en su interior, ésta se híncha rápidamente convirtiendose en una
gigante roja. En este proceso el núcleo de la estrella se contrae, comienza la
fusión nuclear de elementos más pesados, y las capas más exteriores de la
estrella son emitidas al espacio como los chorros de nubes emitidos por fuegos
artificales.
Para los observadores en la Tierra estas nubes de gas y polvo, iluminadas
por la radiación ultravioleta de la estrella remanente, son un espectáculo
maravilloso. Antes de conocer la naturaleza de estos cuerpos celestes se les
bautizó con el nombre de nebulosas planetarias, pero en realidad no tienen nada
que ver con planetas.
La mayoría de las nebulosas planetarias pueden clasificarse según su forma en esféricas, elípticas, o bipolares (vistas desde la Tierra, ya que la forma depende del ángulo con el que se las mire). Sin embargo, en menor medida también existen otras formas, como anulares, cuadrupolares, helicoidales, irregulares, y de otros tipos.
Características de la Vía láctea
La Vía Láctea es la galaxia espiral en la que se encuentra el Sistema Solar y, por ende, la Tierra. Según las observaciones, posee una masa de 1012 masas solares y es una espiral barrada; con un diámetro medio de unos 100.000 años luz, estos son aproximadamente 1 trillón de km, se calcula que contiene entre 200 mil millones y 400 mil millones de estrellas. La distancia desde el Sol hasta el centro de la galaxia es de alrededor de 27.700 años luz (8.500 pc, es decir, el 55 por ciento del radio total galáctico). La Vía Láctea forma parte de un conjunto de unas cuarenta galaxias llamado Grupo Local, y es la segunda más grande y brillante tras la Galaxia de Andrómeda (aunque puede ser la más masiva, al mostrar un estudio reciente que nuestra galaxia es un 50% más masiva de lo que se creía anteriormente.El nombre Vía Láctea proviene de la mitología griega y en latín significa camino de leche. Ésa es, en efecto, la apariencia de la banda de luz que rodea el firmamento, y así lo afirma la mitología griega, explicando que se trata de leche derramada del pecho de la diosa Hera. (Rubens representó la leyenda en su obra El nacimiento de la Vía Láctea). Sin embargo, ya en la Antigua Grecia un astrónomo sugirió que aquel haz blanco en el cielo era en realidad un conglomerado de muchísimas estrellas. Se trata de Demócrito (460 a. C. - 370 a. C.), quien sostuvo que dichas estrellas eran demasiado tenues individualmente para ser reconocidas a simple vista. Su idea, no obstante, no halló respaldo, y tan sólo hacia el año 1609 d. C., el astrónomo Galileo Galilei haría uso del telescopio para observar el cielo y constatar que Demócrito estaba en lo cierto, ya que adonde quiera que mirase, aquél se encontraba lleno de estrellas.
Principales características de las galaxias
Una galaxia es un
conjunto de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo cósmico, materia oscura y
quizá energía oscura, unido gravitatoriamente. La cantidad de estrellas que
forman una galaxia es incontable, desde las enanas, con 107, hasta
las gigantes, con 1012estrellas (según datos de
la NASA del último trimestre de 2009). Formando parte de una galaxia existen
subestructuras como las nebulosas, los cúmulos estelares y los sistemas
estelares múltiples.
Color: Cuando nos referimos al color de las
galaxias, por lo general estamos hablando de la población estelar. Las primeras
galaxias, como por ejemplo las elípticas, no contenían ningún tipo de gas o polvo,
lo que da como resultado que no se formen estrellas, lo cual provoca que la
galaxia se vea dominada por un color rojizo, propio de este tipo de galaxias.
Por otro lado, los cúmulos de tipo espiral sí forman estrellas y por lo
tanto los identifica un color mas bien azulado. Ambos tipos están determinados,
como dijimos, por el tipo de población, aunque también hay otros parámetros que
afectan el color de las galaxias, como por ejemplo la presencia de polvo.
Tamaño: El
tamaño de las galaxias se ve determinado por la medición de su extensión
angular en el cielo y la determinación de su distancia real. También hay
estudios que revelaron que el tamaño de las galaxias también puede ser medido
mediante la cantidad de materia oscura que contienen.
En el caso de nuestra galaxia, la Vía Láctea, es considerada una galaxia
grande: la mayoria de las estrellas se encuentran en un disco que tiene
alrededor de 100.000 años luz de diámetro y 3000 años luz de ancho.
Luminosidad: La luminosidad de las galaxias puede ser determinada
midiendo su magnitud y combinándola con su distancia. En lo que respecta al
tamaño, la determinación de la magnitud de las luminosidades es complicado, ya
que es bastante difícil definir una localización precisa de lo que se podría
llamar el "borde" de una nebulosa.
Otro factor que complica la medición es el polvo cósmico, el cual puede
disminuir la luminosidad considerablemente.
¿A qué se denominan Quasares?
Los Quasares u objetos casi estelares se llaman así porque parecen estrellas. Pero no son estrellas. Se encuentran muy distantes, algunas llegan a ser los objetos más distantes que podamos ver y son muy brillantes. Pero, ¿qué son? Durante muchos años, los astrónomos no sabían que eran.
-Fuente astronómica de energía electromagnética, que incluye radiofrecuencias y luz visible.
Actualmente, los astrónomos creen que los Quasares son el centro de Galaxias Activas. En el centro de muchas galaxias podrían existir hoyos negros super masivos. Alrededor de estos hoyos negros discos gigantes de material cae dentro de ellos. Este material se calienta a temperaturas increíblemente elevadas, y es lo que los hace tan brillantes. Algunos quasares brillan mucho más que las galaxias que los contienen.
Los hoyos negros también forman de chorros de materia que son expulsados desde el centro de la galaxia. Si la galaxia está alineada y directmente al chorro, se puede ver un quasar
es el producto de la masa del planeta, su velocidad y su distancia al centro del Sol.
