Cómo encontrar el tamaño de una estrella

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Encontrar el tamaño de algo

Para encontrar la talla de un zapato, miras la etiqueta en la caja o, en el peor de los casos, tomas una regla y simplemente la mides. Para encontrar la circunferencia de su cintura, puede usar una cinta métrica. Pero es difícil encontrar el tamaño de una estrella. Sí, es porque están lejos y no podemos comunicarnos con ellos directamente. Sí, no tenemos una regla lo suficientemente grande para medirlos. Sí, nos quemarían vivos si intentáramos acercarnos demasiado, incluso si tuviéramos una regla lo suficientemente grande. Pero hay otro problema: no importa qué telescopio utilizar, las estrellas se ven como un punto de luz, lo que dificulta determinar su tamaño real. Esta es la razón por la que los astrónomos encontraron una solución para este problema, una solución usando un diagrama muy famoso y muy importante, una solución que puede decirnos el tamaño de una estrella distante. Esta solución incluye cosas que cubriremos en esta lección, incluido algo llamado diagrama de frecuencia cardíaca, temperatura y luminosidad.

El diagrama de Hertzsprung-Russell

Para saber el tamaño de una estrella, primero debe conocer su temperatura y luminosidad. La luminosidad se refiere a la energía total que irradia una estrella en un segundo. En términos simples, es el brillo intrínseco de una estrella. Existe una lección separada sobre luminosidad y brillo para obtener más información sobre esto. En el siglo XX, dos astrónomos descubrieron de forma independiente una relación muy básica entre las temperaturas y la luminosidad de las estrellas. Estos astrónomos fueron Henry N. Russell de Estados Unidos y Ejnar Hertzsprung de Dinamarca. Su trabajo llegó a ser conocido como el diagrama de Hertzsprung-Russell (H-R). Como puede ver a continuación, es un diagrama que traza la luminosidad de una estrella frente a la temperatura de la superficie. Observe cuidadosamente cómo la temperatura se calienta a medida que nos movemos hacia la izquierda a lo largo del eje horizontal y la luminosidad aumenta a medida que nos movemos hacia arriba en el eje vertical o y -. Por cierto, la luminosidad de una estrella se mide en relación con el sol.

El diagrama HR muestra la luminosidad y temperatura de las estrellas.

Al mirar el diagrama, puede ver lo que traza el diagrama HR y qué relación importante se descubrió: una estrella con una temperatura y luminosidad altas es de mayor tamaño. Una estrella con menor temperatura y menor luminosidad es de menor tamaño. Para comprender por qué este es el caso, debe comprender que el área de la superficie y la temperatura afectan la luminosidad. Piense en la llama de una vela ardiendo a un par de pies de usted. Una pequeña llama de vela tiene una superficie bastante pequeña. Si tocas la llama con el dedo, te quemará porque está caliente. Pero debido a que la llama es pequeña, no puede irradiar mucho calor hacia afuera, hacia ti. Recuerde: la luminosidad es la energía total que irradia una estrella en un segundo. Esto significa que puede sentarse cómodamente allí y no preocuparse por la pequeña llama que le incomoda sentarse cerca de ella. Ahora, ¡Piense en otra llama de vela tan caliente al tacto como la pequeña pero de 20 pies de altura! Su superficie es enorme, tan enorme que su luminosidad haría que sea extremadamente incómodo para usted hacer cualquier cosa que no sea huir de la llama.

Las estrellas en el diagrama

Cuando se eligen varios miles de estrellas al azar y se trazan en el diagrama de HR, caerán en regiones específicas. Tal patrón nos muestra que existe una verdadera conexión entre la temperatura y la luminosidad de una estrella. Si no hubiera habido una conexión significativa entre la temperatura y la luminosidad, nuestras estrellas elegidas al azar deberían haber estado dispersas por todo el gráfico de una manera aleatoria, en lugar de específica. Pero no lo fueron y no lo son. Por lo tanto, allí. Aproximadamente el 90% de las estrellas se encuentran en una banda que se llama secuencia principal. Una estrella características la colocan en la secuencia principal también se llama estrella de la secuencia principal . Las estrellas de la secuencia incluyen nuestro sol y las enanas rojas.La mayoría del diez por ciento restante de estrellas se encuentra en otros lugares. El uno por ciento se encuentra en la región superior derecha del diagrama HR, lo que representa gigantes y supergigantes fríos y brillantes. Por el contrario, el nueve por ciento se puede encontrar en la esquina inferior izquierda, donde son enanas blancas calientes con baja luminosidad.

Por qué las estrellas se agrupan así

¿Por qué ocurre esta agrupación? Bueno, en la parte superior derecha, las estrellas son frescas y luminosas al mismo tiempo. Una estrella fría irradiará mucha menos luz por unidad de superficie que una estrella caliente. Por lo tanto, para que estas estrellas frías sean tan luminosas, para compensar esa frialdad y aún así ser muy luminosas, tienen que ser enormes como una enorme llama de vela. Entonces los llamamos gigantes . Los miembros más grandes de esta clase de estrellas se llaman supergigantes , ¡y tienen un diámetro aproximadamente 1000 veces mayor que el del sol! Los miembros más fríos de este grupo de estrellas se conocen como gigantes rojas, ya que tienen un color rojizo. Para comprender por qué son rojas y no violetas, consulte la lección sobre cómo la luz nos ayuda a determinar la temperatura de una estrella. En general, las estrellas gigantes tienen temperaturas que oscilan entre 3.000 y 6.000 kelvin (K), en comparación con la temperatura de la superficie de nuestro Sol de 5.800 K. Pero las gigantes son entre 10 y 100 veces más grandes que nuestro sol. También son entre 100 y 1000 veces más luminosos que el sol.. Ahora, en el lado opuesto, tenemos estrellas calientes en la esquina inferior izquierda del diagrama HR. A pesar de que están calientes, su luminosidad es baja. La única forma de que esto ocurra es que sean pequeños. Por eso, se les llama enanas blancas . ¿Qué tan pequeños son? ¡Aproximadamente del mismo tamaño que nuestro planeta! Eso es bastante pequeño comparado con algo relativamente gigantesco como nuestro sol. Son tan tenues que no podemos verlas sin un telescopio, a diferencia de algunas estrellas gigantes que se pueden ver fácilmente a simple vista. Las enanas blancas son los restos moribundos de estrellas gigantes.

Resumen de la lección

Para saber el tamaño de una estrella, primero debe conocer su temperatura y luminosidad. La luminosidad se refiere a la energía total que irradia una estrella en un segundo. La luminosidad y la temperatura se utilizan en el diagrama de Hertzsprung-Russell (HR) . Nuevamente, es un diagrama que traza la luminosidad de una estrella frente a la temperatura de la superficie. Aproximadamente el 90% de las estrellas se encuentran en una banda en el diagrama HR que se llama secuencia principal. Una estrella cuyas características la colocan en la secuencia principal se llama estrella de la secuencia principal.. Recuerde que la superficie y la temperatura afectan la luminosidad. Esto le ayudará a comprender el posicionamiento de tamaños específicos de estrellas en el diagrama HR. Las estrellas frías como las gigantes rojas deben ser enormes para ser luminosas. Esto se debe a que una estrella fría irradia mucha menos luz por unidad de superficie que una estrella caliente. Por otro lado, las pequeñas estrellas calientes, como las enanas blancas, tienen una luminosidad muy baja a pesar de sus altas temperaturas precisamente porque son tan pequeñas. Por tanto, la temperatura y la luminosidad de una estrella nos ayudan a predecir su tamaño.

Los resultados del aprendizaje

Después de ver esta lección, debe estar preparado para:

• Describir el diagrama de Hertzsprung-Russell (HR) y cómo ayuda a encontrar el tamaño de las estrellas.
• Explicar por qué las estrellas están agrupadas de la forma en que están en el diagrama HR.
• Definir luminosidad y estrella de secuencia principal

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