Las enanas blancas son objetos curiosos. Son pequeños y no muy masivos (de ahí la parte "enana" de sus nombres) e irradian principalmente luz blanca. Los astrónomos también se refieren a ellos como "enanos degenerados" porque en realidad son los restos de núcleos estelares que contienen materia muy densa y "degenerada".
Muchas estrellas se transforman en enanas blancas como parte de su "vejez". La mayoría de ellos comenzaron como estrellas similares a nuestro propio Sol. Parece bastante extraño que nuestro Sol se convierta de alguna manera en una mini estrella extraña y cada vez más pequeña, pero sucederá dentro de miles de millones de años. Los astrónomos han visto estos pequeños objetos extraños por toda la galaxia. Incluso saben lo que les sucederá a medida que se enfríen: se convertirán en enanas negras.
La vida de las estrellas
Para entender a las enanas blancas y cómo se forman, es importante conocer los ciclos de vida de las estrellas. La historia general es bastante simple. Estas gigantescas bolas de gases sobrecalentados se forman en nubes de gas y brillan por la energía de la fusión nuclear. Cambian a lo largo de sus vidas, pasando por etapas diferentes y muy interesantes. Pasan la mayor parte de sus vidas convirtiendo hidrógeno en helio y produciendo calor y luz. Los astrónomos trazan estas estrellas en un gráfico llamado Secuencia principal, que muestra en qué fase se encuentran en su evolución.
Una vez que las estrellas llegan a cierta edad, pasan a nuevas fases de existencia. Finalmente, mueren de alguna manera y dejan atrás fascinantes evidencias sobre ellos mismos. Hay algunos realmente exótico objetos en los que las estrellas realmente masivas evolucionan para convertirse, como agujeros negros y estrellas de neutrones. Otros terminan sus vidas como un tipo diferente de objeto llamado enana blanca.
Crear una enana blanca
¿Cómo se convierte una estrella en una enana blanca? Su camino evolutivo depende de su masa. Una estrella de alta masa, una con ocho o más veces la masa del Sol durante el tiempo que está en la secuencia principal, explotará como un supernova y crea una estrella de neutrones o un agujero negro. Nuestro Sol no es una estrella masiva, por lo que, y estrellas muy similares a ella, se convierten en enanas blancas, y eso incluye al Sol, las estrellas tienen una masa más baja que el Sol, y otras que están en algún lugar entre la masa del Sol y la del supergigantes
Las estrellas de baja masa (aquellas con aproximadamente la mitad de la masa del Sol) son tan ligeras que sus temperaturas centrales nunca se calientan lo suficiente como para fusionar helio en carbono y oxígeno (el siguiente paso después de la fusión de hidrógeno). Una vez que el combustible de hidrógeno de una estrella de baja masa se agota, su núcleo no puede resistir el peso de las capas por encima y todo se derrumba hacia adentro. Lo que queda de la estrella se comprimirá en una enana blanca de helio, un objeto hecho principalmente de núcleos de helio-4
Cuánto tiempo sobrevive cualquier estrella es directamente proporcional a su masa. Las estrellas de baja masa que se convierten en estrellas enanas blancas de helio tardarían más que la edad de la universo para llegar a su estado final. Se enfrían muy, muy lentamente. Por lo tanto, nadie ha visto a uno realmente enfriarse por completo, y estas extrañas estrellas son bastante raras. Eso no quiere decir que no existan. Existen algunos candidatos, pero generalmente aparecen en sistemas binarios, lo que sugiere que algún tipo de pérdida de masa es responsable de su creación, o al menos de acelerar el proceso.
El sol se convertirá en una enana blanca
Nosotros hacer vemos muchas otras enanas blancas que comenzaron sus vidas como estrellas más parecidas al Sol. Estas enanas blancas, también conocidas como enanas degeneradas, son los puntos finales de las estrellas con masas de secuencia principal entre 0,5 y 8 masas solares. Al igual que nuestro Sol, estas estrellas pasan la mayor parte de sus vidas fusionando hidrógeno en helio en sus núcleos.
Una vez que se les acaba el combustible de hidrógeno, los núcleos se comprimen y la estrella se expande para convertirse en un gigante rojo. Calienta el núcleo hasta que el helio se fusiona para crear carbono. Cuando se agota el helio, el carbono comienza a fusionarse para crear elementos más pesados. El término técnico para este proceso es el "proceso triple alfa": dos núcleos de helio se fusionan para formar berilio, seguido de la fusión de un helio adicional que crea carbono).
Una vez que se haya fusionado todo el helio en el núcleo, el núcleo se comprimirá nuevamente. Sin embargo, la temperatura interna no se calentará lo suficiente como para fusionar carbono u oxígeno. En cambio, se "endurece", y la estrella entra en un segundo gigante rojo fase. Eventualmente, las capas externas de la estrella son expulsadas suavemente y forman un nebulosa planetaria. Lo que queda es el núcleo de carbono-oxígeno, el corazón de la enana blanca. Es muy probable que nuestro Sol comience este proceso en unos pocos miles de millones de años.
Las muertes de las enanas blancas: hacer enanas negras
Cuando una enana blanca deja de generar energía a través de la fusión nuclear, técnicamente ya no es una estrella. Es un remanente estelar. Todavía hace calor, pero no por la actividad en su núcleo. Piense en las últimas etapas de la vida de una enana blanca como las brasas moribundas de un fuego. Con el tiempo se enfriará y, con el tiempo, se enfriará tanto que se convertirá en una brasa fría y muerta, lo que algunos llaman una "enana negra". Ninguna enana blanca conocida ha llegado tan lejos todavía. Esto se debe a que se necesitan miles y miles de millones de años para que se produzca el proceso. Dado que el universo tiene solo unos 14 mil millones de años, incluso las primeras enanas blancas no han tenido tiempo suficiente para enfriarse por completo para convertirse en enanas negras.
Para llevar clave
- Todas las estrellas envejecen y eventualmente evolucionan fuera de existencia.
- Las estrellas muy masivas explotan como supernovas y dejan atrás las estrellas de neutrones y los agujeros negros.
- Estrellas como el Sol evolucionarán para convertirse en enanas blancas.
- Una enana blanca es el remanente de un núcleo estelar que ha perdido todas sus capas externas.
- Ninguna enana blanca se ha enfriado por completo en la historia del universo.
Fuentes
- NASA, NASA, imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/dwarfs1.html.
- "Evolución estelar", www.aavso.org/stellar-evolution.
- “Enana blanca | COSMOS." Centro de Astrofísica y Supercomputación, astronomy.swin.edu.au/cosmos/W/white dwarf.
Editado por Carolyn Collins Petersen.