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| Objeto Haro-Herbig 111. Composición de imágenes en el visible y en el infrarrojo obtenidas con el Telescopio Espacial Hubble. Crédito Bo Reipurth (CASA/U. Colorado) et al., HST, NASA. Imagen tomada de http://apod.nasa.gov/apod/image/0003/hh111_hst_big.jpg |
Una estrella es una esfera de gas autogravitante que emite energía producida por reacciones termonucleares. Está compuesta principalmente de hidrógeno (H, ~90%), helio (He, ~10%) y por cantidades menores de elementos más pesados. Las estrellas tienen una vida de miles de millones de años; sin embargo, los astrónomos han logrado establecer un proceso de evolución bastante claro y con muchos aciertos.
¿Cómo nacen?
Las estrellas nacen en nubes moleculares gigantes que existen en el medio interestelar. Estas nubes son muy oscuras y muy frías, con una temperatura de apenas 10 K, pero tienen suficiente material para formar muchos miles de estrellas como el Sol. Estas grandes masas de gas y polvo se colapsan, debido a una inestabilidad gravitacional, hasta alcanzar la temperatura y densidad requeridas para que el hidrógeno se fusione, se convierta en helio y la estrella comience a brillar. Generalmente las nubes moleculares son tan masivas que se fragmentan en el proceso de contracción, dando lugar a la formación de un número elevado de estrellas.
Cuando las nubes de hidrógeno molecular empiezan a compactarse el gas se calienta debido a que la energía de las partículas cayendo, debido a la gravedad, se convierte en energía térmica. La densidad aumenta de manera progresiva, siendo más rápido el proceso en el centro que en la parte externa. En poco tiempo se forma un núcleo muy caliente llamado protoestrella rodeada de un un disco.
Esta joven estrella producirá fuertes vientos en la etapa T-Tauri (llamada así debido a la estrella prototipo localizada en la constelación de Tauro). Estos vientos limpiarán el gas y polvo de la envolvente; sin embargo, el flujo del viento estará restringido en la dirección del disco y deberá salir en la dirección del eje de rotación, perpendicular al disco. Esta geometría genera uno de los efectos más impresionantes en la etapa de formación estelar.
Los Objetos Haro-Herbig
Estos objetos se forman por el material que expulsan las estrellas jóvenes, se mueve a grandes velocidades e interactúa con el material alrededor de la estrella, así como con material expulsado previamente. De esta manera se forma lo que se llama una estructura de onda de choque. Estas ondas de choque calientan e ionizan el material que está siendo expulsado y el material cincundando a la estrella, que por este efecto, emite un espectro con líneas en emisión. Esta característica le permitió a Haro identificarlos en las placas. George Herbig también los descubrió de manera independiente y por eso llevan el nombre de los dos astrónomos. Las estrellas que eyectan el material algunas veces se pueden observar en el óptico, pero en otros casos son fuentes infrarrojas, ya que todavía se encuentran dentro de la nube de la cual se formaron y para detectarlas se requiere de técnicas especiales.
Secuencia Principal
Posteriormente, la estrella se estabiliza. Las fuerzas, principalmente gravedad y presión, se equilibran e inicia la llamada etapa de Secuencia Principal, fase que ocupa aproximadamente un 90% de su vida. Cuando se agota el hidrógeno del núcleo de la estrella, su evolución dependerá principalmente de la masa y puede convertirse en una enana blanca o explotar como supernova, dejando también un remanente estelar que puede ser una estrella de neutrones o un agujero negro.
¿Cómo envejecen las estrellas?
Una estrella comienza a envejecer cuando se rompe el equilibrio entre las dos fuerzas que la sostienen, la gravedad que tiende a contraerla y la presión que tiende a expandirla. A partir de este punto, las estrellas masivas evolucionan, produciendo elementos cada vez más pesados, generando al final de este proceso la explosión de una Supernova.
Primero se agota el H en el núcleo de la estrella, el núcleo se contrae y la temperatura aumenta hasta unos 100 millones de grados, suficientes para que se inicie la fusión del He que se transforma en carbono (C). La estrella en este momento se infla produciendo una gigante roja.
Este proceso se repite en varias ocasiones cada vez que la estrella agota, en su núcleo, elementos cada vez más pesados. Cada una de estas fusiones se hace en períodos de tiempo cada vez más cortos. El producto final de esta cadena de reacciones nucleares es la producción del hierro (Fe), cuya fusión no es posible ya que en lugar de producir energía la consume.
Cuando sólo queda Fe en el núcleo de una estrella, su masa es tan grande que se produce un inevitable colapso gravitacional sobre si misma, pero ya sin producir elementos más pesados. En esta caída, los núcleos de los átomos y los electrones se fusionan para producir, en el interior de la estrella colapsada, una estrella de neutrones.
El material que está cayendo, con velocidades del orden de una cuarta parte de la velocidad de la luz, rebota en la superficie de la estrella de neutrones en forma de onda de choque, dando lugar a uno de los procesos más energéticos en el Universo, el estallido de una Supernova. Una estrella de este tipo puede brillar más que toda una galaxia, compuesta por miles de millones de estrellas.
Las supernovas contribuyen a enriquecer el medio interestelar con metales; es decir con elementos más pesados que el H y el He. Mayores abundancias de metales tienen importantes consecuencias en la evolución estelar. Mientras mayor es el contenido de metales, mayor es la probabilidad de que una estrella pueda formar planetas. Por otra parte, a mayor contenido de metales se forman estrellas de menor masa que tienen una vida más prolongada.
Finalmente, las ondas de choque que se generan en los estallidos de Supernovas son una de las causas de que las nubes moleculares gigantes en el medio interestelar comiencen su contracción gravitacional que desencadena la formación de nuevas estrellas.
Guillermo Haro hizo grandes contribuciones al estudio de la evolución estelar. Tres de los complejos moleculares de formación estelar mejor estudiados son los de Taurus, Ophiuchus y Orión. En estas regiones los astrónomos de Tonantzintla, dirigidos por Guillermo Haro, hicieron grandes estudios y descubrimientos. Objetos relacionados con diferentes etapas de la formación estelar como los ya mencionados objetos Haro-Herbig, pero también muchas estrellas tipo T-Tauri, Nebulosas Planetarias (mencionadas en el artículo de Omar López) fueron descubiertas en las placas de Tonantzintla. Además, una supernova y varias Novas fueron reportadas por Haro y su equipo. Estos descubrimientos pusieron en el primer plano mundial a la astronomía mexicana, por esta razón, en lugar de hablarles en este número de un mito, preferimos hablarles del trabajo de una nuestra leyenda, Guillermo Haro Barraza.
Más información
http://www.inaoep.mx/~rmujica/60years/60years.html
http://www.inaoep.mx/~rmujica/gh100
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