Cómo mueren las estrellas de masa inferior
Aunque esto puede no ser una gran cosa para pensar por mucho tiempo, todos sabemos que algún día dejaremos de existir. Cada uno de nosotros tendrá una razón diferente para dejar de ser parte de este universo.
Las estrellas, como los humanos, nacen y un día mueren. Y exactamente como los humanos, la forma en que mueren las estrellas varía de una a otra, principalmente en función de las diferencias estructurales. Algunas estrellas mueren en espectaculares explosiones y otras con apenas un susurro. En esta lección, veremos cómo mueren las estrellas de la secuencia principal inferior, es decir, las estrellas de masa media y las estrellas de masa muy baja, como las enanas rojas.
Las enanas rojas
Las enanas rojas … estrellas frías, de baja masa y débiles en la secuencia principal, mueren de manera diferente a las estrellas masivas. Las enanas rojas tienen masas entre 0,08 y 0,4 masas solares. Como resultado, a diferencia de las estrellas masivas, no tienen mucho peso que soportar y no tienen que quemar su combustible de hidrógeno muy rápidamente. Son lo que es un automóvil híbrido para un Hummer. Son ligeros y muy eficientes en el uso de su fuente de energía. Esto significa que su combustible de hidrógeno puede llevarlos muy lejos en el tiempo.
Pero aquí hay otra cosa interesante. Entonces sabes que un Hummer quema la gasolina en su tanque muy rápidamente. El tanque es como el combustible de hidrógeno ubicado en el núcleo o centro de una estrella. Un automóvil híbrido no solo usa el tanque de gasolina, sino también una batería y la energía generada al romperse para funcionar por mucho más tiempo. Es decir, usa la energía de manera más uniforme.
Bueno, las enanas rojas usan el proceso de convección para vivir más tiempo. La convección es un proceso que implica la circulación en un fluido, uno en el que el fluido frío se hunde y el fluido caliente sube. En términos muy simples, la convección es como llevar una cuchara a una olla realmente caliente de sopa que se cocina en la estufa y mezclar constantemente la sopa de abajo hacia arriba para distribuir el calor un poco mejor y de manera más uniforme por toda la olla.
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Por lo tanto, puede pensar en la convección como un proceso que mezcla ingredientes, como el gas en una estrella, de manera uniforme. A su vez, esto significa que la convección permite que la enana roja utilice combustible de hidrógeno en toda la estrella para obtener energía, no solo en su centro. Esto significa que las enanas rojas no se limitan a un núcleo similar a un tanque de gas en el centro de la estrella, como lo son las estrellas más masivas, para obtener energía.
Pero esta mezcla, esta convección, también deshabilita la capacidad de una enana roja de tener un núcleo de helio rodeado por una capa de hidrógeno. Un núcleo de helio surge en estrellas más masivas cuando el hidrógeno de su núcleo se convierte en helio. Este núcleo de helio luego ayuda a encender el hidrógeno (la capa de hidrógeno) que rodea el núcleo de helio para obtener energía. Esto, a su vez, es lo que hace que una estrella se convierta en gigante.
Al final, ninguna enana roja ha llegado a su fin. Nuestro universo tiene solo 13.700 millones de años. Pero debido a todo lo que acaba de aprender, una enana roja puede vivir más de 100 mil millones de años. Por extensión, esto significa que ninguna enana roja que haya nacido ha muerto de vejez, todavía. ¡Habla de buenos genes!
Las estrellas de masa media
A diferencia de las enanas rojas, las estrellas de masa media con menos de cuatro masas solares se someten a un proceso diferente. Quizás ya hayas visto la lección sobre cómo se forman las estrellas gigantes y supergigantes a partir de las estrellas de la secuencia principal. Allí, debería haber aprendido que cuando el combustible de hidrógeno se agota, se convierte en un núcleo de helio. El núcleo de helio solo se enciende una vez que se calienta lo suficiente. Este helio luego se convierte en combustible de carbono. Pero las estrellas con menos de cuatro masas solares no pueden encender el carbono porque no pueden calentarse lo suficiente para hacerlo.
En comparación con las enanas rojas, las estrellas de masa media no se mezclan en absoluto por convección o están muy poco mezcladas por pequeñas cantidades de convección. Esto significa que cuando el hidrógeno se agota en el núcleo, el núcleo se convierte en un núcleo de helio, uno que está rodeado por la capa de hidrógeno. El helio no puede encenderse de inmediato para producir energía. Para encenderse, el núcleo debe calentarse mucho más. Eventualmente se calienta más a medida que se contrae y el helio se enciende para producir un núcleo de carbono-oxígeno.
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Pero el carbono, otra fuente potencial de combustible para la estrella, debe encenderse a temperaturas aún más altas que el núcleo de helio. Y aquí es donde las estrellas de masa media enfrentan un gran problema. No son lo suficientemente masivos como para contraer este núcleo y elevar su temperatura lo suficiente como para iniciar el proceso de fusión del carbono , un proceso de consumo de carbono para producir oxígeno, neón, sodio y magnesio. Y así, estas estrellas de tamaño mediano colapsan y se convierten en enanas blancas, tema de la discusión más detallada de otra lección.
Resumen de la lección
Dos tipos diferentes de estrellas, dos formas distintas de morir (o no, en el caso de una enana roja). Las enanas rojas son estrellas frías, de baja masa y tenues en la secuencia principal. Las enanas rojas tienen masas entre 0,08 y 0,4 masas solares. Estos pequeños son muy eficientes para quemar su combustible de hidrógeno, lo que les da una vida útil muy larga en comparación con las estrellas más masivas.
Una razón, además de su pequeño tamaño, que les permite vivir tanto tiempo es el proceso de convección. La convección es un proceso que implica la circulación en un fluido, uno en el que el fluido frío se hunde y el fluido caliente sube. En resumen, esto permite que una enana roja use uniformemente su hidrógeno, casi todo, antes de morir.
Las estrellas de masa media no usan convección o usan muy poca. Esto significa que forman un núcleo de helio después de consumir su hidrógeno. Este núcleo de helio se contrae y se calienta para producir carbono. Pero las estrellas de masa media no son lo suficientemente grandes como para contraer su núcleo de carbono lo suficiente como para alcanzar una temperatura lo suficientemente alta como para que comience la fusión del carbono, y en su lugar colapsan en una enana blanca. La fusión de carbono es un proceso de consumo de carbono para producir oxígeno, neón, sodio y magnesio.
Los resultados del aprendizaje
Después de revisar esta lección, debería tener la capacidad de:
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- Describir enanas rojas y estrellas de masa media.
- Explica cómo la convección y la masa solar afectan la vida útil de la enana roja.
- Resume cómo el helio y el carbono en una estrella de masa media se relacionan con su colapso en una enana blanca
- Definir fusión de carbono
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