Saltar al contenido
Enciclopedia Universo

Estrellas

Las estrellas son esferas de plasma, gigantes y luminosas. Hay miles de millones de ellas, incluido nuestro propio Sol, en la Vía Láctea. Y hay billones de galaxias en el universo. Hasta ahora, hemos aprendido que cientos también tienen planetas en órbita alrededor de ellos.

Desde los albores de la civilización, las estrellas desempeñaron un papel clave en la religión y demostraron ser vitales para la navegación. La astronomía -el estudio de los cielos- puede ser la más antigua de las ciencias. La invención del telescopio y el descubrimiento de las leyes del movimiento y la gravedad en el siglo XVII llevaron a la comprensión de que las estrellas eran como nuestro Sol.

Tipos de estrellas

Las estrellas se clasifican típicamente por su espectro en lo que se conoce como el sistema Morgan-Keenan o MK. Hay ocho clases espectrales, cada una análoga a un rango de temperaturas superficiales, desde las más calientes hasta las más frías, estas son O, B, A, F, G, K, M y L. Cada clase espectral también consta de 10 tipos espectrales, que van desde el número 0 para el más caliente hasta el número 9 para el más frío.

¿Qué son las estrellas?

Las estrellas son los cuerpos celestes más numerosos y visibles en nuestro cielo nocturno. Tienen un cambio rápido de intensidad y brillo que conocemos como centelleo, producto de la constante actividad de su materia compuesta de gas y plasma incandescentes que brillan con luz propia, a temperaturas de miles de grados.

En el siglo XIX, la fotografía y la espectroscopia permitieron investigar las composiciones y los movimientos de las estrellas desde lejos, lo que condujo al desarrollo de la astrofísica.

Sabemos gracias a la astrofísica, por ejemplo, que la muerte de una estrella no supone el final de su centelleo perceptible, y que, de morir dos estrellas al mismo tiempo, si bien en nuestro cielo nocturno podríamos verlo como un evento simultáneo, en otro punto del espacio podría apreciarse de forma distinta. Podría por ejemplo percibirse cómo una de esas estrellas murió antes que la otra. Esto es así porque la luz de las estrellas viaja a través del espacio, de manera que la distancia entre el espectador y ellas va a influir en la conclusión empírica que podamos sacar del evento observado. Muchas de las estrellas que observamos en el cielo, ya han muerto, hace miles de años, pero su luz continúa viajando hasta nosotros.

 

Definición de estrellas

Las estrellas son astros que brillan con luz propia en el firmamento. Desde tiempos remotos nos han maravillado y han inspirado historias, mitos, religiones, y toda serie de relatos asombrosos. También han sido fundamentales en el desarrollo de la navegación. El estudio del cielo nocturno llevó a los humanos a constituir una ciencia dedicada a su estudio: la astronomía.

Los astrónomos, tempranamente, trazaron líneas imaginarias en el cielo que dibujaban objetos o cuerpos de deidades, y que servían muchas veces para marcar con precisión la ubicación de un sitio. Las estrellas y, por tanto, constelaciones que pueden observarse en el cielo nocturno del hemisferio norte no son las mismas que pueden verse desde el sur austral.

Aun siendo billones de estrellas en toda la galaxia, y aún más allá, en todo el espacio conocido y por conocer, muchas de ellas cuentan con planetas alrededor de sus órbitas, es decir, existen otros sistemas parecidos al solar, y dichos planetas cuentan con el calor de estas estrellas que podrían, tal vez, generar las condiciones atmosféricas para que haya vida en ellos. Por cada punto luminoso en nuestro cielo, por cada estrella del firmamento, existen miles de potenciales planetas donde podrían existir formas de vida totalmente desconocidas para nosotros.

 

Cómo son las estrellas

Las estrellas están compuestas por plasma e hidrógeno, siendo que el plasma es la materia más abundante en todo el espacio sideral. Espacio que, además, no tiene límites conocidos por los humanos, de manera que su presunta expansión nos permite anticipar la grandiosa diversidad de estrellas que existen en todo el universo.

Solo en nuestra Galaxia, la vía láctea, existen billones de estrellas. Imaginemos ahora que existen más galaxias de las que podríamos tener noticia en nuestra corta vida. Es mucho lo que hemos podido aprender sobre las estrellas gracias a los avances de la tecnología, especialmente la llegada de los telescopios y los avances en espectroscopia, nos han dado información valiosa sobre estos asombrosos cuerpos celestes.

La espectroscopia, que consiste en el estudio del espectro de los cuerpos incandescentes –como es el caso de las estrellas- ha permitido determinar un tipo de clasificación a partir del registro espectral de cada estrella, siendo este el criterio más usado para clasificarlas. A partir de su espectro, las estrellas pueden ser percibidas de distintos colores: blancas, amarillas, azules, anaranjadas, verdes, rojas.

En 1937, se construyó el primer radiotelescopio, lo que permitió a los astrónomos detectar radiaciones invisibles de las estrellas. El primer telescopio de rayos gamma lanzado en 1961, fue pionero en el estudio de explosiones estelares (supernovas). Sabemos que existen estrellas enanas y gigantes, pero todavía resta muchísima información que comprender.

Algunos científicos las han descrito como inmensas donas de gas denso, es decir, no son completamente redondas o, más bien, esféricas, sino que por efecto de la gravedad tienden a achatarse en sus polos.

Podríamos generalizar que todas las estrellas son gigantescas plantas termonucleares de fusión autorreguladas por su propia gravedad. Es el hidrógeno y su fusión en helio lo que le permite generar combustible, al tiempo que a causa de esto la estrella puede vivir mucho tiempo, tanto como combustible posea con relación a su masa.

Cómo se forman las estrellas

Una estrella se desarrolla a partir de una nube fría y gigante formada de gas y polvo que gira lentamente y está compuesta enteramente o casi por completo de hidrógeno y helio. Debido a su propia atracción gravitacional, la nube, conocida como nebulosa, colapsa hacia adentro y, a medida que se contrae, gira más y más rápidamente, con las partes externas convirtiéndose en un disco, mientras que las partes más internas se convierten en una masa aproximadamente esférica.

Según la NASA, este material en colapso se vuelve más y más denso, formando una proto-estrella en forma de bola. Cuando el calor y la presión en ella alcanzan aproximadamente 1.8 millones de grados Fahrenheit (1 millón de grados Celsius), los núcleos atómicos que normalmente se repelen entre sí comienzan a fusionarse, y la estrella se enciende. La fusión nuclear convierte una pequeña cantidad de la masa de estos átomos en cantidades extraordinarias de energía; por ejemplo, 1 gramo de masa convertida completamente en energía equivaldría a una explosión de aproximadamente 22,000 toneladas de TNT.

Tamaño de las estrellas

Las estrellas vienen en una amplia gama de diferentes tamaños. Las estrellas de neutrones pueden tener un diámetro de solo 20 a 40 km, mientras que la enana blanca puede ser muy similar a la de la Tierra. Las supergigantes más grandes, por otro lado, pueden ser más de 1500 veces más grandes que nuestro Sol. Con el Sol con un diámetro de 695,000 km, esto significa que, en los casos extremos, estamos viendo una estrella de más de 1,000,000,000 km.

Sin embargo, debido a que las supergigantes son estrellas excesivamente hinchadas en las etapas finales de su vida, están mucho menos concentradas (o densas) que una estrella típica similar al Sol, por lo que en realidad no pesarían mucho más que el Sol. De hecho, el famoso gigante rojo, Betelgeuse, es aproximadamente 1000 veces más grande que el Sol, y solo pesa alrededor de 15 veces más. Con las atmósferas de estrellas grandes dispersas, tienden a ser mucho más frías y más rojas que una típica estrella de mediana edad.

Las estrellas también se clasifican por su luminosidad bajo el sistema Morgan-Keenan. Las clases de estrellas más grandes y más brillantes tienen los números más bajos, dados en números romanos: Ia es una supergigante brillante; Ib, una supergigante; II, un gigante brillante; III, un gigante; IV, un subgigante; y V, una secuencia principal o enana.

Una designación completa de MK incluye tanto el tipo espectral como la clase de luminosidad; por ejemplo, el Sol es un G2V.

Partes de una estrella

Las estrellas, en base a su clasificación, poseen partes que están presentes o ausentes según sea el caso. Sin embargo, generalmente están caracterizadas por tener:

Núcleo de la estrella

Es donde ocurre la fusión y las temperaturas alcanzan los 13 millones de grados Kelvin. Es 150 veces más denso que el agua. Aquí se producen reacciones con tremendas cantidades de calor y energía.

Zona radiactiva

La cual comienza en el borde del núcleo y se extiende unos 0,7 radios alrededor. Aquí es donde la radiación termal se transfiere desde el corazón hacia el exterior.

Zona convectiva

Ahora llegamos a la zona convectiva. Esta supone como un 70% del radio total del Sol. Desde aquí se transportan las columnas de gas caliente hacia el exterior.

Fotosfera

Esta es la capa del Sol que podemos ver desde la Tierra. Debajo de esta zona, el Sol se vuelve opaco a la luz visible, por lo que los astrónomos deben usar otros métodos de observación para entender el interior de este astro. No obstante, aquí la temperatura se reduce bastante, bajando hasta los 6000 grados Kelvin. También esta es la parte de la estrella que le confiere el color amarillo tan característico.

Qué formas tienen las estrellas

Las estrellas carecen de una atmósfera, pero cuando las vemos ya sea sólo con nuestros ojos o a través de telescopios, las vemos a través de la atmósfera terrestre. La atmósfera de la Tierra está siempre en movimiento y esta perturbación refracta la luz de la estrella haciendo que parezca como si centelleara o pulsara.

En realidad, y gracias a que posee su propia gravedad, ellas atraen a todos los átomos que las componen la estrella hacia un centro común, obligándolos a estar bien juntitos. Así, se asegura que la estrella tenga siempre esa misma forma esférica que vemos en el Sol.

No obstante, hay variables a esta tendencia, que pone de manifiesto además que las estrellas no nacen de forma predeterminada. Fenómenos como la gravedad, la rotación, la proximidad a otros cuerpos celestes y la etapa a lo largo del ciclo de vida de una estrella pueden determinar la forma en la que se ven.

Para muestra un botón: el 2 de octubre de 2008, los científicos usaron la nave espacial de la NASA RHESSI para ver cuán redondo es el Sol. Encontraron que, aunque el Sol es generalmente redondo, ondula y se abulta a medida que su núcleo gira y hay reacciones en su superficie. Los aspectos dinámicos de las estrellas y de todos los cuerpos celestes, implican que nunca serán constantes. Las estrellas pueden ir de nubes de gas y polvo hasta un agujero negro durante el transcurso de su evolución.

De que están hechas las estrellas

Estas nebulosas que generan las estrellas mediante materia interestelar, están compuestas principalmente de hidrógeno (H), junto a una parte –24%– compuesta de helio (He). Además, podemos encontrar oxígeno en un 1 % y otro 1 % formado por hierro (Fe), níquel (Ni), magnesio (Mg), carbono (C), cromo (Cr), neón (Ne) y sulfuros. Estas concentraciones de elementos convergen hacia un centro y comienzan a encogerse por obra de su propia gravedad.

Pero en rasgos más generales, las estrellas están hechas de gas muy caliente. Este gas es principalmente hidrógeno y helio, que son los dos elementos más ligeros. Las estrellas brillan quemando hidrógeno en helio en sus núcleos, y más tarde en sus vidas crean elementos más pesados. La mayoría de las estrellas tienen pequeñas cantidades de elementos más pesados como carbono, nitrógeno, oxígeno y hierro, que fueron creados por las estrellas que existían antes que ellos. Después de que una estrella se queda sin combustible, expulsa gran parte de su material al espacio. Nuevas estrellas se forman a partir de este material. Entonces el material en estrellas se recicla.

Vida de una estrella

Dentro de la estrella el combustible es el hidrógeno y su fusión en helio le permite a la estrella vivir mucho tiempo. Depende de la cantidad de combustible, es decir, de su masa, así como también, de la velocidad a la cual lo gasta la que se refleja en su luminosidad.

De modo que, una estrella con una gran masa tiene una alta luminosidad y por lo tanto gasta muy rápido el combustible del que dispone. Por ejemplo, una estrella de 10 masas solares tiene 10 veces más combustible que una másicamente semejante al Sol, pero por tener una luminosidad 10.000 veces mayor lo quema 10.000 veces más rápido.

Entonces la combinación de ambos factores determina una vida 1.000 veces menor para una estrella de 10 masas solares. Por el contrario, una estrella pequeñita, de 0,1 masas solares vivirá 1.000 veces más que el Sol.

Sin embargo, ¿cuánto vivirá el Sol? Brindar una respuesta precisa no es fácil pues es necesario hacer un modelo detallado. Los mejores modelos dan una vida estimada para el Sol de alrededor de 11 mil millones de años; ha vivido casi 5 mil millones y vivirá 5 mil millones de años más sin cambiar en absoluto; ahí recién empezarán a evidenciar sus muchos años.

Ciclo de las estrellas

El ciclo de las estrellas emerge de los azares de las nebulosas. Si esta es lo suficientemente grande para contraerse, es el destino de estas nubes convertirse en estrellas. Al aumentar la densidad y la temperatura están dadas las condiciones para que la fusión nuclear de inicio.

Esto es cuando el hidrógeno se convierte en helio. Al hacer combustión el hidrógeno, la contracción se detiene. A partir de ahí, el gas se transforma en plasma y se convierte en estrella. Este es el estado en que se encuentra nuestro Sol. Esta situación puede durar billones de años, gran parte del hidrogeno sujeto a la combustión será consumido y la estrella comenzará a contraerse de nuevo. En ese punto la estrella tiene que usar otro combustible: el helio.

La etapa que sigue en el ciclo de una estrella tiene por nombre gigante roja. En esta fase, la estrella es ahora mucho mayor que al principio. Al acabarse el combustible, la estrella de nuevo se contrae. Esta última contracción calienta mucho el núcleo de la estrella, de manera que se forman elementos más pesados. Así, al acabarse el ultimo tipo de combustible, ha llegado al final de su vida.

En este punto, el desprendimiento por capas es lo que sigue por no poderlas contener durante más tiempo, este fenómeno es llamado nebulosa planetaria. El centro de la estrella se convierte en una “enana blanca”. Esta es una estrella extremadamente densa que tiene el tamaño de un planeta. Al agotarse toda la energía de la enana blanca, esta pasa a convertirse en una “enana negra”, es decir, una estrella muerta. Suele esperarse que esa sea la última etapa de nuestro Sol.

El destino que comparten estrellas con una masa mayores a nuestro Sol (de hasta 40 veces su tamaño), es el de una supernova que se basa en arrojar sus capas desprendidas con más fuerza. Este tipo de estrella suele colapsar a un tamaño muy compacto. A esto es lo que llaman una “estrella neutrónica”. Para las estrellas de más de 40 veces su tamaño en relación a nuestro Sol, pueden convertirse en un “agujero negro”.

Las estrellas del universo

El avance de la tecnología hizo que, para finales del siglo pasado, ciertos espacios del firmamento conocido que eran vistos por los telescopios astronómicos como pequeños parches en el cielo, pasaran a ser identificados como conjuntos de estrellas alejados del conjunto al que ahora nos veíamos inmersos. Este descubrimiento causó un profundo impacto en los astrónomos, y promovió la investigación más exhaustiva sobre las otras galaxias existentes, además de la vía láctea.

Al verlos con más detalle, aquellas distantes nebulosas tenían una forma de espiral. Edwin Hubble fue quien estudio estas “nebulosas espirales” y observó que estaban compuestas de estrellas. Concluyó que eran comunidades compuestas por miles de millones de estrellas unidas por la gravedad. Ahí estaban las galaxias. Con esto, nuestro universo se hizo muchísimo más grande, a tal punto de que nuestra galaxia era tan solo una de muchos de miles de millones de galaxias en nuestro universo.

Este investigador, luego de observar galaxias por mucho tiempo, determinó que podía hacer una tipología de esos conjuntos de estrellas y pudo agruparlas de acuerdo a su forma: Espirales, elípticas e irregulares. Con su aporte, contribuyo a la comprensión que la apariencia de las galaxias depende de nuestro punto de vista y de que está ocurriendo en las galaxias.

Las estrellas en el sistema solar

Las estrellas son tan potentes, que su gravedad crea una especie de cerco gravitacional dentro del cual los cuerpos celestes comienzan a trazar una órbita en forma de elipsis. Nuestro planeta tierra traza este recorrido, llamado traslación, alrededor del Sol: el regente de nuestro sistema que además lleva su nombre: sistema solar. El Sol es la estrella más grande y luminosa de nuestro cielo, es la responsable de calentar nuestra atmósfera y de permitir la vida en la tierra. Sin ella, sencillamente, no existiríamos.

Lo siguiente a nuestro sistema solar es el panorama de estrellas que hay. Estas parecen estar fijas, manteniendo siempre la misma posición relativa en los cielos, año tras año. Sin embargo, la realidad es que, todas esas estrellas están en rápido movimiento, solo que a distancias tan grandes que sus cambios de posición se perciben solo a través de los siglos.

Desde la tierra, el número de estrellas observables a simple vista se estima en unas 8.000, la mitad en cada hemisferio. Durante la noche no se pueden ver las de 2.000 al mismo tiempo. La neblina atmosférica, es causante de esta limitante a no mostrar el resto que quedan ocultas, sobre todo, cerca del horizonte.

La estrella más cercana a nuestro Sol es el sistema Alfa Centauro, de la cual, la que guarda menos distancia con respecto a nuestro sistema solar es Próxima Centauri, componente del sistema en cuestión. Este sistema de tres estrellas se posiciona a 4.3 años luz de la tierra y solo es visible desde el hemisferio sur. La más brillante dentro de este sistema, conocida como “Alpha Centauro A” tiene un brillo real igual al de nuestro Sol.

Para que sirven las estrellas

Las estrellas son inmensas bolas compuestas de helio, plasma e hidrógeno. Se encuentran a lo largo y ancho del universo, por lo que existen miles de billones de ellas, muchas de las cuales todavía ni siquiera conocemos. Las estrellas, cada una de ellas, son una fuente colosal de energía.

En el caso de la estrella de nuestro sistema, el astro solar, su específica distancia respecto del planeta tierra ha permitido que la vida se desarrolle. Se trata de un azar entre millones de posibilidades y los científicos no descartan la idea de que otros planetas con condiciones aptas para la vida existan allá afuera, en el espacio exterior. El cerco gravitacional de las estrellas es lo que ocasiona el movimiento planetario en órbita a su alrededor, por lo que la noción misma de “tiempo”, depende de ellas.

Las estrellas son de los cuerpos celestes más fascinantes de los que tenemos noticia. Sus distintas fases de vida, desde las nebulosas hasta los inquietantes agujeros negros en los que se convierten cuando las supergigantes rojas explotan y mueren, nos inundan la mente de infinitas preguntas sobre qué es el universo y en qué consiste la vida, en general.

Han estado presentes en la conciencia humana desde siempre, incluso antes que el propio fuego. Han despertado la imaginación de la humanidad, llevándola a inventar mitos y religiones a partir de las estrellas que contempla en el cielo, y también ha servido a los navegantes desde tiempos remotos para ubicarse espacialmente, en la tierra. Hoy día, constituye uno de los motores que impulsan la búsqueda de conocimiento científico, particularmente en el campo de la astrofísica.

¿Porque existen las estrellas?

No existe una respuesta real sobre por qué existen las estrellas, pero lo hacen. Las estrellas, especialmente nuestro propio Sol, son una gran fuente de calor y energía. En el caso del Sol, el calor y la luz que irradia, es la que hace posible que ocurran procesos tan fundamentales como la fotosíntesis de las plantas. Cualquier ciclo dentro de nuestra atmósfera, está regido por el astro rey.

Y lo mismo ocurre con otras estrellas de otros sistemas, no exactamente con los mismos efectos (considerando que hasta ahora no hemos encontrado un planeta parecido al nuestro, donde hayan formas de vida tal como la conocemos). El por qué de la existencia de las estrellas debe ser, sin duda, una de las preguntas existencialistas más antiguas que quitan el sueño a la humanidad.

Tal vez la pregunta no deba ser, ¿por qué existen? Si no, ¿cómo es posible que existan? las estrellas se forman a través del polvo interestelar y nubes moleculares con una temperatura justo por encima del cero absoluto. Estas nubes y el polvo se combinan dentro de una “ventana” muy densa y los gases adquieren un significado molecular a través de las temperaturas casi imposibles, que luego se unen formando la primera etapa de una estrella.

Cielo estrellado

Las culturas antiguas vieron patrones en los cielos que se asemejaban a personas, animales u objetos comunes: constelaciones que representaban figuras del mito, como Orión el Cazador, un héroe de la mitología griega.

Los astrónomos ahora a menudo usan constelaciones para nombrar estrellas. La Unión Astronómica Internacional, la autoridad mundial para asignar nombres a objetos celestes, reconoce oficialmente 88 constelaciones. Por lo general, la estrella más brillante en una constelación tiene “alfa”, la primera letra del alfabeto griego, como parte de su nombre científico. La segunda estrella más brillante en una constelación se designa típicamente como “beta”, la tercera “gamma” más brillante, y así sucesivamente hasta que se usan todas las letras griegas, después de las cuales siguen las designaciones numéricas.

Desde la antigüedad, varias estrellas poseen nombres: Betelgeuse, por ejemplo, significa “la mano (o la axila) del gigante” en árabe. Es la estrella más brillante de Orión, y su nombre científico es Alpha Orionis. Además, diferentes astrónomos a lo largo de los años han compilado catálogos de estrellas que usan sistemas de numeración únicos. El Catálogo de Henry Draper, que lleva el nombre de un pionero en astrofotografía, proporciona una clasificación espectral y posiciones aproximadas para 272.150 estrellas y ha sido ampliamente utilizado por la comunidad astronómica durante más de medio siglo. El catálogo designa a Betelgeuse como HD 39801.

Información de las estrellas

Hoy día, internet ofrece un acceso instantáneo a respuestas científicas, en este caso, información sobre qué son las estrellas, de qué están hechas y cómo se constituyen. Pero la verdad es que esta cercanía informacional es muy, muy reciente. Todos los esfuerzos que hace la NASA día a día, hace pocos años eran mucho menos asequibles. Debíamos esperar varios meses hasta que los equipos de expertos en unión a los equipos de difusión y comunicación elaboraran algo como un documental, o un programa especial.

Yendo más atrás en el tiempo, las primeras nociones científicas sobre astronomía las debemos a Galileo Galilei, quien en el año 1610 usó un telescopio para estudiar las estrellas de la vía láctea. Toda la información por él recabada fue tomada por herejía, y no fue sino muchísimos años después que el mundo reconoció sus aciertos y los aceptó como una realidad.

El siglo XX estuvo marcado por avances científicos de todo tipo, pero sin duda destaca el ámbito astronómico: fue el siglo en que el hombre pisó la luna, y cantidad de satélites artificiales salieron de órbita con el objetivo de ampliar nuestros conocimientos sobre el universo y sus astros. A partir de la década de los ’90, gracias al telescopio espacial Hubble, y otros telescopios espaciales equipados con cámaras sensibles al infrarrojo, ultravioleta, rayos X y rayos gamma, la información que poseemos sobre las galaxias ha sido ahondado sustancialmente.

Las estrellas para niños

Casi todos los puntos luminosos que vemos en el cielo de noche, son estrellas. Algunas de ellas se parecen a nuestro Sol, que por supuesto, es la estrella más cercana al planeta Tierra y por ello, la que permite que haya vida aquí, pues nos da luz y calor y alimenta a las plantas a través de la fotosíntesis.

Podemos distinguir fácilmente una estrella de un planeta, porque mientras que los planetas no titilan, sino que permanecen como un punto fijo encendido, las estrellas parecieran titilar. Este centelleo típico de ellas es producido por la alta actividad que experimentan sus enormes cuerpos gaseosos, que emanan luz y energía propios, y esa luz debe viajar a través del tiempo y el espacio hasta llegar a nuestros ojos, por lo que esas variaciones en la intensidad de su fuego estelar es lo que nos hace pensar que fulguran.

Las estrellas están hechas de helio y nitrógeno. Estos elementos, cuando la estrella está naciendo, hacen ignición, o sea, se encienden y hacen que la estrella arda por billones de años, muchísimo tiempo antes de madurar y convertirse en una estrella cada vez más grande y menos densa, por lo general de un color rojo intenso. Luego de llegar a ser una estrella súper gigante, ella se transforma en un agujero negro, uno de los objetos más asombrosos e interesantes de todo el universo.