La Vida de las Estrellas

Por: Victor H De la Luz

Cuando miramos el cielo nocturno sin luna, podemos observar una cantidad casi incontable de puntos de luz sobre un tenue y azulado fondo. En las ciudades, debido a la contaminación solo apreciamos algunos puntos muy brillantes. Cada uno de esos puntos brillantes tiene su propia historia.

Al igual que la vida, las estrellas tienen una historia muy particular. Cada una de ellas es única y para los astrónomos es una pasión tratar de leer con la poca información que podemos recabar con nuestros telescopios la historia entera de cada una de ellas.

El Nacimiento

Una estrella siempre nace de una nube de gas de Hidrógeno. La pregunta filosófica en este punto es ¿Y de donde vino la nube de Hidrógeno? Esa es la pregunta fundamental de la Cosmología que estudiaremos en otro articulo. Por ahora, es suficiente saber que las nubes de Hidrógeno existen en grandes proporciones en las galaxias espirales, Nosotros podemos saber mas o menos la edad de una galaxia por la cantidad de gas que le sobra. Por ejemplo, si una galaxia tiene mucho gas significa que es joven, pues las estrellas aun no se han formado y por consiguiente su evolución como galaxia apenas comienza.

Las nubes de Hidrógeno tambien contienen otros elementos, como el Helio, Nitrogeno, Carbon y varios elementos quimicos, ademas de algo importante que es el polvo. A esta mezcla de elementos nosotros las llamamos Nubes Moleculares, sin embargo, estas nubes son casi enteramente de Hidrógeno, normalmente el 90% del total de los elementos. Cuando grandes nubes moleculares se juntan, nosotros las llamamos regiones de formación estelar.

Estas regiones son enormes y los astrónomos estamos estudiándolas con mucho detalle, pues aun hace falta explicar algunos detalles en el proceso del nacimiento de una estrella. De las regiones cercanas, es decir, en nuestra Galaxia, se encuentra Eta Carina, podriamos decir que estas nubes son incubadoras de nuevas estrellas.

Eta Carina

Ahora bien, estas nubes de gas y polvo son muy frías, ademas de que son estables, quiere decir que son nubes y seguirán siendo nubes por cientos de millones de años, a menos que algo las perturbe. Las perturbaciones provocan que la nube pierda su equilibrio y comience un colapso.

Estas perturbaciones pueden ser muy variadas, por ejemplo, una explosión cercana de una supernova, pasar cerca de un agujero negro, que la Galaxia se acerque a otra galaxia, cualquier cosa que perturbe a la nube molecular. Sin embargo, la perturbación debe ser lo suficientemente fuerte para que se genere una protoestrella.

Por alguna razón que aun se esta estudiando, una nube de gas molecular perturbada se segmenta en pequeñas esferas, conforme la nube se colapsa a cada una de estas esferas la temperatura de cada una de ellas aumenta. Al aumentar la temperatura, aumenta la presión y si la masa de la nube molecular es mucho mayor a la presión interna de la propia estrella, esta se seguirá colapsando, en otro caso, la esfera de gas entrara de nuevo en equilibrio y no se formara ninguna estrella.

Según nuestros cálculos, todo el gas del universo ya debería de estar colapsado en estrellas, sin embargo eso no se observa, al contrario, hay cientos de galaxias con una gran cantidad de gas de hidrógeno y nuestra propia galaxia tienen varias regiones de formación estelar. Así que necesitamos saber que fuerzas internas en estas esferas protoestelares hacen frenar el colapso. Hay varias hipótesis, una de ellas es la turbulencia, otra es el campo magnético. Ambos fenómenos, generan fuerzas repulsivas a la gravedad y podrían frenar el colapso de las nubes. Pero aun no se ha dicho la ultima palabra sobre el asunto.

Si la masa de la nube es lo suficiente, entonces el colapso continuara, la temperatura seguirá aumentando hasta un punto donde en el núcleo de la nube comenzaran a haber reacciones nucleares. Las reacciones nucleares que nos interesan son la conversión de Hidrogeno a Helio. Es interesante saber que si pesan 2 atomos de Hidrógeno y 1 de Helio resulta que los 2 atomos de Hidrogeno pesan ligeramente mas que el atomo de Helio. Esta diferencia de masa se vuelve energía. La energía la podemos calcular con la ecuación clásica de Einstein de E=mc2.

Esta energía se vuelve en realidad luz, mayormente de rayos gamma. La luz trata de escapar, pero en su camino se encontrara con gas muy denso. Los rayos gamma son muy energéticos, interaccionan fácilmente con cualquier partícula, lo que producirá que se dispersen fácilmente por las capas de la protoestrella calentándola en su camino de escape. Cuando finalmente los primeros ases de luz salen de la protoestrella, comienzan a despejar el gas que no acabo de colapsarse a su alrededor y la estrella nace de su capullo envoltorio que muchas veces lo mantienen oculto de los telescopios convencionales.

Region de Formacion Estelar

Las estrellas nacen con diferentes masas, temperaturas, colores y elementos químicos que las conformaron. Es interesante saber que siguen un patron bien establecido, por ejemplo, una nube molecular forma pocas estrellas calientes y de alta masa y muchisimas estrellas frias y de baja masa.

Aquí es importante señalar que la masa, es la propiedad mas importante de una estrella, pues ella va a fijar las demás propiedades de la estrella como lo son su color, su temperatura y su tiempo de vida. Ademas de que también fijara la forma en que morirá la estrellas.

Otro punto interesante es que las estrellas no les gustan nacer solitarias. Normalmente nacen en parejas o en mas. Nuestro Sol es una rara excepción. Algunos piensan que Júpiter es su hermano que no logro tener la suficiente masa para convertirse en estrella.

El Desarrollo de una Estrella

La estrella finalmente nació, esta generando luz por sus reacciones nucleares internas, esta convirtiendo Hidrógeno en Helio. Sin embargo, el hidrógeno no es infinito. Tiene cierta cantidad acumulada en el núcleo. Es interesante saber que entre mas masa tenga una estrella es mas grande y entre mas grande mas presión en su núcleo, entre mas presión mas temperatura y entre mas temperatura mas reacciones nucleares en su interior.

Entre mas reacciones nucleares, mas rapido se acaba su combustible. Entonces, las estrellas mas calientes son mas azules. Cuando veas una estrella azul, sabras que es muy grande, es muy caliente y es muy joven. Pues las estrellas azules viven poco tiempo.

Si vez una estrella amarilla, significa que es templada como el sol, tiene una vida mas o menos larga, de unos diez mil millones de años, son medianas y son muy comunes en el universo.

Si encuentras estrellas rojas, sabrás que son pequeñas y frías y pueden tener vidas tan largas como la edad del universo.

Todas las estrellas consumen su hidrógeno a diferentes velocidades, cada una de ellas vive de forma diferente, también dependerá de su entorno, si hay cerca mas estrellas, podrían intercambiar material y entonces su tiempo de vida podría aumentar o disminuir. Casi todo puede pasar en este universo.

En esta etapa, las estrellas son sumamente estables, su temperatura en su superficie practicamente no cambia, su diámetro se mantiene constante y entonces es cuando podrían haber planetas a su alrededor y comenzar a experimentar fenómenos tan extraordinarios como la vida.

El tiempo de vida, recuerden, depende de su masa, una estrella pude mantenerse estable desde algunos millones de años hasta miles de millones de años.

En este tiempo, ademas de Helio, las estrellas producen todos los elementos químicos de la tabla periódica. Estos elementos salen al medio interestelar y vuelven a formar parte de las nubes moleculares, contaminándolas y siendo precursoras de nuevas estrellas.

Muerte de las Estrellas

Cuando el Hidrógeno se termina, la estrella comienza a tener desequilibrios internos, pues ya no hay mas combustible que sustente a la estrella. Aqui pueden pasar varias cosas, las cuales dependeran de la masa.

Si la masa es la suficiente, entonces el Helio que fue convertido en el transcurso de millones de años ahora comenzara a convertirse en Carbono y despues de algunos cientos de años en Fierro y si la masa aun lo permite entonces los nucleos se colapsaran y formaran neutrones, una enigmatica estrella de neutrones. Si la masa aun es lo suficiente se formara un agujero negro.

En casos menos extremos, la estrella simplemente sera reducida a un nucleo de Fierro, muy denso y muy caliente, el cual se ira enfriando poco a poco hasta ser invisible. En ese proceso se producirá una supernova, una estrella que desprendió su atmósfera debido al colapso de ella. Es como si le quitaran los cimientos a un edificio.

¿Se imaginan todos esos puntos luminosos que vemos en el cielo, reducidos a balines de fierro, estrellas de neutrones o agujeros negros?

Ese es el triste final de todas las estrellas, el material que no acaba de fundirse entonces vuelve al medio interestelar y formara parte de nuevo en incubadoras para otras estrellas.

Sin embargo, cada estrella que nace y muere, consume hidrógeno. Llegará un dia cuando no habrá mas hidrógeno, no existiran mas nubes moleculares y no se formaran nuevas estrellas.

Me gustaría estar presente el día en que la última estrella del universo se apague y este hermoso espectáculo sea solo un recuerdo de una juventud desenfrenada en la cual vivió la existencia...

 

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