Relación entre la masa, la luminosidad y la densidad de una estrella

Las masas de estrellas

Recuerdo en la escuela primaria cuando nos decían que hiciéramos fila en la clase de gimnasia. Pero no cualquier línea. Nos dirían que nos pusiéramos en fila desde el más alto al más bajo para que los equipos pudieran ser seleccionados con aproximadamente un promedio de altura igual para jugar un partido entre sí. Como seguramente comprenderá, la mayoría de las veces los niños más altos también eran los más pesados.

Existe un tipo similar de línea, o banda, en un diagrama HR , un diagrama que traza la luminosidad de una estrella frente a la temperatura de la superficie. Se llama banda de secuencia principal. Aquí, las estrellas no están en una línea de más alta a más baja. En cambio, están agrupados desde el menos masivo, hasta el final en la parte inferior derecha, hasta el más masivo, hasta el final en la parte superior izquierda. Pronto aprenderá cómo se relaciona la masa de una estrella con su luminosidad y densidad.

Relación masa-luminosidad

La luminosidad es una tasa de la producción de energía radiante total de una estrella. En términos más familiares, es el brillo intrínseco de una estrella que se extiende sobre todo el espectro electromagnético, no solo la parte que incluye la luz visible. Puede aproximar la luminosidad de una estrella de la secuencia principal , una estrella que se encuentra en la banda de la secuencia principal del diagrama HR, en función de su masa con una ecuación simple como se muestra en la pantalla.

La ecuación de luminosidad para una estrella de secuencia principal

No quiero que te enredes con eso, aunque es realmente fácil. Lo que necesito que entiendas es lo que probablemente ya puedas ver por ti mismo. Cuanto más masiva sea la estrella, más luminosa será porque la luminosidad y la masa son directamente proporcionales entre sí.

Esto significa, en términos generales, que cuanto más grande es la linterna, es más probable que brille más que la linterna más pequeña o que un gran leño que se quema en una chimenea emitirá más calor que el que emitiría una cerilla.

Relación masa-densidad

La masa de cualquier estrella también se puede relacionar con su densidad. La densidad media de una estrella es su masa dividida por volumen. Utilizo el término «densidad media» porque las estrellas son cualquier cosa menos uniformemente densas en todo su diámetro. Son más como una bola esponjosa de algodón de azúcar alrededor de un centro hecho de un rompe mandíbulas. Es decir, sus centros son mucho más densos que sus capas externas. Y esto cambia un poco las cosas. Uno pensaría que si la masa de una estrella aumentara, la densidad promedio también aumentaría. Sin embargo, este no tiene por qué ser el caso.

Por ejemplo, los gigantes y supergigantes, aunque mucho más masivos que las enanas blancas, son mucho menos densos que las enanas blancas. Un gigante es básicamente una enorme bola de algodón de azúcar y, por lo tanto, tiene un gran volumen de espacio que ocupa. Por lo tanto, es realmente esponjoso y, en promedio, no muy denso como resultado. Por otro lado, una enana blanca es solo un rompe mandíbulas sin algodón de azúcar girando a su alrededor, lo que la hace, en promedio, mucho más densa que un gigante a pesar de su pequeña masa.

La mayoría de las estrellas, sin embargo, son estrellas de la secuencia principal con una densidad más cercana a la de nuestro sol.

Resumen de la lección

De repente estoy de humor para el algodón de azúcar. El algodón de azúcar es tan suave y esponjoso porque no es muy denso. Si fuera mucho más denso, sería tan duro como una roca, como un rompe mandíbulas.

Una estrella no tiene densidad uniforme. Es una mezcla de ambos, un núcleo denso y una atmósfera superficial de menor densidad. Por lo tanto, la densidad promedio de una estrella, su masa dividida por el volumen, no debería estar relacionada al azar únicamente con la masa de la estrella. También debe tenerse en cuenta el volumen.

Pero la relación entre la masa y la luminosidad de una estrella de secuencia principal es mucho más sencilla. Una estrella de secuencia principal es una estrella que se encuentra en la banda de secuencia principal del diagrama HR, y un diagrama HR es un diagrama que traza la luminosidad de una estrella frente a la temperatura de la superficie.

Cuanto más masiva sea la estrella de esta banda, más luminosa será. La luminosidad es una tasa de la producción de energía radiante total de una estrella.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado esta lección, debería poder:

• Describir y recordar el propósito de un diagrama de HR.
• Explica la relación entre el tamaño y la luminosidad de una estrella.
• Analice por qué la relación entre la masa y la densidad de una estrella no siempre es igual

Rodrigo Ricardo Editor y fundador