EL UNIVERSO: SU TAMAÑO Y COMPONENTES

FICHAS CON EL TEMA «ESTRELLA GIGANTE ROJA»

ESTRELLA GIGANTE

Distinguimos dos tipos de estrellas gigantes, las rojas y las azules.

Las gigantes rojas son estrellas muy grandes y frías. Su tamaño, que puede llegar a unos pocos cientos de veces el radio del Sol, las hace merecedoras del término gigantes y su relativamente baja temperatura, de unos escasos 3000-4000 kelvin, las hace aparecer como rojas a nuestros ojos. Las gigantes rojas son el resultado de la evolución de estrellas de masa baja e intermedia, como nuestro Sol. Como estas estrellas son las más numerosas y sus vidas son largas, las gigantes rojas son muy abundantes. Su elevado número, junto con su gran brillo (porque la superficie que emite es muy grande) hace que sean responsables de una parte muy importante de la luz que vemos en nuestra Galaxia. Cuando agote su hidrógeno en el centro, el Sol se transformará en una gigante roja. Permanecerá en esa fase de gigante roja hasta que los procesos nucleares sean capaces de comenzar a transformar el helio en carbono en el centro de la

estrella, momento en que reducirá considerablemente su tamaño. Pero volverá a ser una gigante roja más adelante, cuando agote el helio y se prepare para expulsar las capas que formarán más adelante una nebulosa planetaria.

De manera similar a las gigantes rojas, lasgigantes azules son estrellas más grandes de lo habitual (pero mucho más pequeñas que sus compañeras rojas), lo que indica que ya están en una fase avanzada de su evolución, y más calientes, lo que justifica su color preferentemente azulado. Como las estrellas, cuando evolucionan, tienden a enfriarse (al menos en las primeras fases); para que una estrella evolucionada mantenga un color azul su temperatura inicial debe haber sido muy alta. Las gigantes azules son, por tanto, descendientes no muy lejanos de estrellas de alta masa. Al ser estrellas de alta masa, de las que hay pocas y evolucionan muy rápido, la fase de gigante azul es breve y poco común.

NEBULOSA PLANETARIA

Nuestra Galaxia, la Via Láctea

Las estrellas no están aisladas en el espacio sino que, a su vez, se reúnen en grandes conjuntos llamados galaxias. Las galaxias no son otra cosa que inmensos aglomerados de estrellas y gas, que se formaron probablemente hace unos 13 mil millones de años a partir de la contracción de enormes nubes de gas, principalmente hidrógeno y helio.

Nuestro Sol pertenece a una galaxia llamada Vía Láctea. La figura representa el aspecto que tendría la Vía Láctea: si la pudiésemos ver desde fuera nos parecería como una especie de espiral giratoria en el espacio. En el centro hay un agujero negro gigante; desde el centro salen largos brazos espirales que contienen gas, polvo y las estrellas que se formaron hace entre unos pocos millones hasta algunos miles de millones de años.

La Vía Láctea tiene un diámetro de unos 100 mil años-luz. Nuestro Sistema Solar se encuentra a una distancia de 26 mil años-luz del centro de la galaxia; respecto a la galaxia entera dibujada en la figura, nuestro Sistema Solar no puede ser representado a escala ni siquiera como un punto.

Todos los objetos giran entorno al centro de la galaxia. Son necesarios 250 millones de años para que el Sol y con él todos los demás cuerpos del Sistema Solar realicen un giro completo entorno al centro de la Vía Láctea.Son las capas externas que expulsan las estrellas de masa baja e intermedia (menos de 8 o 9 masas solares) al final de su vida, al terminar su combustible nuclear, después de la etapa degigante roja. El resto de la estrella se transforma en una enana blanca que emite radiación ultravioleta e ioniza el gas de la nebulosa planetaria, la cual, en el proceso posterior de recombinación, produce emisiones espectaculares en luz visible, ya que los elementos químicos que las componen (hidrógeno, nitrógeno, oxígeno) emiten radiaciones cada uno en un color diferente característico (color, o sea, longitud de onda). El gas de la nebulosa se va expandiendo hasta desaparecer después de varias decenas de miles de años, en el centro queda la estrella enana blanca. Estas nebulosas, en general, son anillos o burbujas, pero debido a las características del material circundante o al carácter binario del astro progenitor, pueden ser también elipsoidales, bipolares o hasta cuadrupolares.

Las nebulosas planetarias deben su nombre a que en el siglo XVIII el astrónomo W. Herschel, debido a su forma aproximadamente esférica, las confundió con los discos planetarios.

   

La nebulosa Anular de la Lira, una nebulosa planetaria también conocida como M 57. En su centro brilla una estrella enana blanca, el cadáver de la estrella gigante roja que hace miles de años expulsó las capas exteriores que ahora conforman la nebulosa. En el campo de visión aparecen múltiples estrellas de nuestra Galaxia, así como muchas otras galaxias de fondo, entre ellas la espiral barrada IC1296 (arriba a la derecha de la nebulosa). Créditos: Observatorio de Calar Alto, Red de Espacios de Divulgación Científica y Técnica de Andalucía, Escuela Documentalista de Astrofotografía (DSA).

Las gigantes rojas

Las gigantes rojas se encuentran entre las estrellas más brillantes del cielo. Son llamadas gigantes a causa de sus grandes dimensiones, como se muestra en la figura: a la izquierda hemos situado un círculo que ha de ser interpretado como una esfera enorme que representa una gigante roja; a la derecha hemos colocado, en cambio, un pequeño circulito que, en la misma escala, representa al Sol. Se nota enseguida cómo las gigantes rojas más grandes llegan a poseer radios centenares de veces mayores que el del Sol. Estas estrella son llamadas rojas porque se encuentran a temperaturas que favorecen la emisión de las ondas electromagnéticas con longitudes de onda correspondientes al color rojo frente a las ondas con longitudes de onda correspondientes a otros colores. En consecuencia, estas estrellas aparecen rojas al ojo humano.

Las gigantes rojas no son otra cosa que el segundo estadio en la evolución de una estrella: de hecho, una vez que en el núcleo casi todo el hidrógeno se ha transformado en helio, ya no se produce suficiente energía para contrarrestar la contracción. El núcleo comienza entonces a comprimirse haciendo aumentar nuevamente la temperatura en su interior hasta cuando ésta llega a un valor tal de inducir a las partículas de helio a transformarse en partículas de carbono. Estas transformaciones producen energía nueva que detiene la contracción del núcleo y proporciona un nuevo sustento a la estrella: durante esta fase existe, sin embargo, un exceso de producción que la estrella disipa expandiendo sus capas más externas, aumentando en mucho sus dimensiones y convirtiéndose en una gigante roja.

También el Sol se convertirá en una gigante roja dentro de unos 5 mil millones de años: cuando ocurra sufrirá una expansión de sus capas exteriores que llegarán más allá de la órbita de Marte, engullendo los planetas más interiores, entre ellos la Tierra.

Completada la fase de gigante roja, las estrellas evolucionarán de modos diversos, según su masa inicial, es decir, la masa que poseían en el momento de su formación.