¿Qué es una estrella y cómo funciona?

Las estrellas siempre han intrigado a la gente, probablemente desde el momento en que nuestro primer antepasado salió y miró al cielo nocturno. Todavía podemos salir de noche, cuando podemos, y mirar hacia arriba, preguntándonos acerca de esos objetos centelleantes. Científicamente, son la base de la ciencia de la astronomía, que es el estudio de las estrellas (y sus galaxias). Las estrellas desempeñan papeles prominentes en películas de ciencia ficción y programas de televisión y videojuegos como telones de fondo para cuentos de aventuras. Entonces, ¿cuáles son estos puntos de luz centelleantes que parecen estar dispuestos en patrones a través del cielo nocturno?

Hay miles de estrellas visibles para nosotros desde la Tierra, particularmente si observamos en un área de observación del cielo realmente oscura). Sin embargo, solo en la Vía Láctea, hay cientos de millones de ellos, no todos visibles para la gente en la Tierra. La Vía Láctea no solo es el hogar de todas esas estrellas, sino que contiene "viveros estelares" donde las estrellas recién nacidas nacen en nubes de gas y polvo.

Todas las estrellas están muy, muy lejos, excepto el Sol. El resto está fuera de nuestro sistema solar. El más cercano a nosotros se llama Proxima Centauri, y se encuentra 4.2 años luz lejos.

La mayoría de los observadores de estrellas que han observado durante un tiempo comienzan a notar que algunas estrellas son más brillantes que otras. Muchos también parecen tener un color tenue. Algunos se ven azules, otros blancos y otros tenues tonos amarillos o rojizos. Hay muchos diferentes tipos de estrellas En el universo.

Tomamos el sol a la luz de una estrella: el sol. Es diferente de los planetas, que son muy pequeños en comparación con el Sol, y generalmente están hechos de roca (como la Tierra y Marte) o gases fríos (como Júpiter y Saturno). Al comprender cómo funciona el Sol, los astrónomos pueden obtener una visión más profunda de cómo funcionan todas las estrellas. Por el contrario, si estudian muchas otras estrellas a lo largo de sus vidas, también es posible descubrir el futuro de nuestra propia estrella.

Como todas las otras estrellas en el universo, el Sol es una esfera enorme y brillante de gas caliente y brillante que se mantiene unida por su propia gravedad. Vive en la Vía Láctea, junto con aproximadamente 400 mil millones de otras estrellas. Todos funcionan según el mismo principio básico: fusionan átomos en sus núcleos para producir calor y luz. Así es como funciona una estrella.

Para el Sol, esto significa que los átomos de hidrógeno se juntan bajo alta presión y calor. El resultado es un átomo de helio. Ese proceso de fusión libera calor y luz. Este proceso se llama "nucleosíntesis estelar" y es la fuente de muchos de los elementos del universo más pesados ​​que el hidrógeno y el helio. Entonces, de estrellas como el Sol, el universo futuro obtendrá elementos como el carbono, que creará a medida que envejezca. Los elementos muy "pesados", como el oro o el hierro, se forman en estrellas más masivas cuando mueren, o incluso en las colisiones catastróficas de estrellas de neutrones.

¿Cómo hace una estrella esta "nucleosíntesis estelar" y no se separa en el proceso? La respuesta: equilibrio hidrostático. Eso significa que la gravedad de la masa de la estrella (que atrae los gases hacia adentro) está equilibrada por la presión externa del calor y la luz: radiación presión: creada por la fusión nuclear que tiene lugar en el núcleo.

Esta fusión es un proceso natural y requiere una gran cantidad de energía para iniciar suficientes reacciones de fusión para equilibrar la fuerza de gravedad en una estrella. El núcleo de una estrella necesita alcanzar temperaturas superiores a los 10 millones de Kelvin para comenzar a fusionar hidrógeno. Nuestro Sol, por ejemplo, tiene una temperatura interna de alrededor de 15 millones de Kelvin.

Una estrella que consume hidrógeno para formar helio se llama estrella de "secuencia principal" todo el tiempo que es un objeto de fusión de hidrógeno. Cuando usa todo su combustible, el núcleo se contrae porque la presión de radiación externa ya no es suficiente para equilibrar la fuerza gravitacional. La temperatura central aumenta (porque se está comprimiendo) y eso le da suficiente "empuje" para comenzar a fusionar los átomos de helio y comenzar a formar carbono. En ese punto, la estrella se convierte en un gigante rojo. Más tarde, cuando se queda sin combustible y energía, la estrella se contrae y se convierte en una enana blanca.

La siguiente fase en la evolución de la estrella depende de su masa porque eso dicta como va a terminar. Una estrella de baja masa, como nuestro Sol, tiene un destino diferente de estrellas con masas superiores. Volará sus capas externas, creando una nebulosa planetaria con una enana blanca en el medio. Los astrónomos han estudiado muchas otras estrellas que se han sometido a este proceso, lo que les da una mayor comprensión de cómo el Sol terminará su vida dentro de unos miles de millones de años a partir de ahora.

Sin embargo, las estrellas de gran masa son diferentes del Sol en muchos aspectos. Viven vidas cortas y dejan restos preciosos. Cuando exploten como supernovas, disparan sus elementos al espacio. El mejor ejemplo de una supernova es la Nebulosa del Cangrejo, en Tauro. El núcleo de la estrella original se queda atrás mientras el resto de su material es lanzado al espacio. Finalmente, el núcleo podría comprimirse para convertirse en una estrella de neutrones o un agujero negro.

Las estrellas existen en miles de millones de galaxias en todo el universo. Son una parte importante de la evolución del cosmos. Fueron los primeros objetos en formarse hace más de 13 mil millones de años, y comprendieron las primeras galaxias. Cuando murieron, transformaron el cosmos temprano. Esto se debe a que todos los elementos que forman en sus núcleos regresan al espacio cuando mueren las estrellas. ¡Y, en última instancia, esos elementos se combinan para formar nuevas estrellas, planetas e incluso vida! Es por eso que los astrónomos a menudo dicen que estamos hechos de "cosas de estrellas".

Editado por Carolyn Collins Petersen.