Lejos estaban nuestros antepasados de pensar que aquellos puntos brillantes que observaban en el firmamento como algo inmutable, eran entes que estaban en continua evolución. Una estrella tiene el enigma de todo lo vivo de la Naturaleza, se caracteriza por su gestación, nacimiento, vida y muerte.

¿Donde nacen las estrellas ?

Las estrellas nacen en zonas del medio interestelar, donde existe gran concentración de polvo y gas. Estas zonas suelen encontrarse dentro de nebulosas que hay en las galaxias, o bien en los cúmulos abiertos, que pueden encontrarse en los planos galácticos, en el caso de galaxias espirales. En nuestra Galaxia tenemos zonas de polvo y gas en el disco que bordea al bulbo o nucleo central y en los brazos espirales.

Podemos citar algunas de estas nebulosas en las que pueden nacer estrellas:

Nebulosa Norteamérica en el Cisne: Se halla en el disco galáctico, a unos 1,500 años luz ( 1año luz
aprox.= 10 billones de Kilómetros). Tiene gran cantidad de polvo y gas, asi como estrellas jóvenes.

Nebulosa Laguna en Sagitario: Hay numerosas manchas oscuras irregulares en su interior, que bien podrían ser glóbulos en vía de condensación para formar protoestrellas. Se encuentran a unos 3,000 años luz de nosotros. Tiene dos estrellas, al menos, de gran interés. Una de ellas es muy caliente y posee un gran poder ionizante.

Nebulosa Trífida en Sagitario: La constelación de Sagitario es una de las más espectaculares. En su fondo se encuentra el centro de nuestra galaxia. Es una zona de gran actividad, en donde hay gran producción de estrellas, estrellas jovenes, restos de estrellas que murieron, etc. La nebulosa Trífida se encuentra a unos 5,000 años luz de nosotros. Tiene una fuente excitadora que consiste en un sistema múltiple de estrellas que excitan a los gases de su alrededor y luego parten como tres formaciones opacas en direcciones radiales.

El astro principal es una estrella gigante de tipo O que radia unas 100,000 veces mas enegia que el Sol. La radiación ultravioleta que emite exita a los gases vecinos, y estos se observan brillantes.

Nebulosa Omega en Sagitario: Esta constituida por una aglomeración de estrellas. Se encuantra a unos 5,700 años luz.

Nebulosa Gaseosa en Serpiente: Hay una gran formación de estrellas jóvenes y luminosas inmersas en la nebulosidad difusa de la que acaban de nacer. Son estrellas muy masivas, algunas con vidas de solo 5 x 10E5 años. Seguramente morirán como súper novas. La nebulosidad se encuentra a unos 8,000 años luz de nosotros.

Gran nebulosa de Orion: En esta nebulosa se encuentra la llamada asociación del Trapecio, por formar las componentes principales de una especie de cuadrilátero. Se han descubierto hasta 300 miembros en la asociación. Algunas son variables e inrregulares, tanto supergigantes azules como variables rojas de tipo T Tauri. Hay estrellas muy jóvenes, del orden de decenas de miles de años. En general, hay gran actividad, estrellas T Tauri, variables irregulares, supergigantes azules, estrellas de tipo O, etc.

¿Cómo se gesta una estrella?

A partir del medio interestelar. El espacio no está vacio, hay zonas diferenciadas, como veíamos, de nubes de polvo y gas. La densidad del medio no s constante y nos encontramos pequeñas condensaciones en donde los átomos de gas y partículas de polvo comienzan a contraerse bajo la acción de la gravedad. En general, esto ocurre en zonas de gran actividad, donde además de nacer estrellas, a partir de resto de materia que dio origen a la galaxia o cúmulo, están muriendo otras explotando como supernovas. Estas estrellas que mueren de froma tan espectacular enriquecen el medio interestelare con elementos pesados, y a partir de este medio se pueden originar nuevas generaciones de estrellas. Además las ondas de choque que se originan en als ginando irregularidades que pueden dar lugar a nueva acreción de materia por efecto gravitacional. Esta nube de materia que se va comprimiendo bajo el efecto de la gravitación mutua, crea energía potencial. Esta se invierte en aumentar la temperatura del interior de la nube y en radiar al exterior. Si se alcanza la temperatura suficiente, la condensación empieza a emitir en el infrarrojo, tenemos el embrión de la estrella, una protoestrella. En este estado la estrella, que es muy inestable, puede alcanzar la fase de T Tauri, emitiendo en el infrarrojo y luego en el visible.

Si la masa es superior a 1/10 de la masa solar, la protoestrella se puede comprimir hasta el punto que, en su corazón se alcancen temperaturas del orden de 10 x 10E7 grados Kelvin, y comiencen las reacciones nucleares. En este momento decimos que la estrella ha nacido. Ahora se encuentra en el equilibrio hidrostático, o sea, el peso de las capas de gas se equilibra con la presión de radiación. Si la masa de la protoestrella no es suficiente, o no llega a comprimirse hasta el punto de generar reacciones nucleares en su interior, radiará hasta enfriarse y luego se convertirá en un objeto negro. La estrella muere antes de nacer, antes de originar las reacciones nucleares de fusión que son las que dan vida a las estrellas.

Vida de una estrella

La evolución o vida de una estrella va a depender de dos cosas fundamentalmente: la masa que tenga al nacer y la composición que tenga el medio inicial a partir del cual se formó. Una estrella pasa la mayor parte de su vida convirtiendo hidrógeno en helio. Este proceso se lleva a cabo de dos maneras. Para estrellas de tipo solar, que alcanzan en su corazón temperaturas del orden de 1,5 x 10E7 grados Kelvin , se realiza por el llamado ciclo <<protón-protón>>, de forma que a partir de cuatro núcleos de hidrógeno se forma uno de helio. Para estrellas más masivas que el Sol, que alcanzan temperaturas mayores y que tienen carbono en su interior, se da el llamado ciclo del carbono. Este ciclo consiste en convertir cuatro núcleos de hidrógeno en uno de helio, utilizando el carbono como catalizador.

Tras estos procesos, las estrellas se hacen inestables. Al irse consumiendo el hidrógeno, las reacciones nucleares no suministran suficiente energía, conviertiendose la contracción gravitatoria en la principal fuente de energía.

Las partes interiores de la estrella se comprimen y las exteriores se expanden. La estrella se hace externamente más luminosa y más fría, mientras su núcleo se sigue contrayendo y calentando, pudiéndose alcanzar la temperatura para que comience la fusión del helio. Entonces decimos que la estrella se ha convertido en una <<gigante roja>>, si su masa es de tipo solar.

El Sol no ha llegado todavía a esta etapa; cuando lo haga, sus capas externas se extenderán tanto que envolverán a la Tierra, y desaparecerá la vida, si es que aún existe. ¡Pero no temamos!, para que esto ocurra tienen que transcurrir unos 5,000 millones de años. ¡En este tiempo, quién sabe lo que habrá ocurrido a la humanidad!.

En el momento que la estrella deja de fusionar hidrógeno se hace inestable, pasando por etapas de su vida un tanto tortuosas, hasta que de nuevo alcanza el equilibrio.

Entonces comienza el proceso <<triple-a>>, a temperaturas del orden de 10 x 10E8 Grados Kelvin (°K) , que consiste en fusionar helio para dar carbono y oxigeno. Estas transformaciones las realizan las estrellas de tipo solar en la fase de <<gigante roja>>. Las estrellas de mayor masa las llevan a cabo antes de llegar a la fase de <<súpergigantes>>.

¿Como mueren las estrellas?

La evolución posterior de la estrella depende de su masa. Algunas pasan por la etapa de <<nebulosa planetaria>>, desprendiéndose así de su masa antes de llegar a la fase de <<enana blanca>>. Otras pierden su masa directamente en la fase de <<súpergigante>> o por otros mecanismos. Sea como fuere, las estrellas de tipo solar ya no realizan más reacciones nucleares, no alcanzan temperaturas suficientes para seguir fusionando el carbono y el oxigeno. Así la estrella se contrae, el gas se degenera y se hace muy densa, alcanzando el estado de equilibrio al convertirse en <<enana blanca>>. Todavía sigue radiando la estrella, en esta fase, hasta que se enfría y deja de emitir, muriendo como <<enana negra>>.

De esta forma acabará la vida del Sol y otras estrellas similares.

La vida que pueden tener estas estrellas es del orden de 10 x 10E10 años. Sin embargo las estrellas más masivas evolucionan más deprisa, viven de forma más espectacular, pero mueren antes. Por ejemplo, las estrellas de cinco masas solares pueden morir en 5 x 10E5 años.

Las estrellas muy masivas no mueren pasando por la etapa de <<enana blanca>>. Estas estrellas continúan alternando los periodos de contracción gravitatoria, en los cuales aumenta la temperatura con los de fusión nuclear, de tal forma que a temperaturas del orden de 7 a 9 x 10E9 grados Kelvin, pueden originar la fusión del carbono dando neón, sodio y magnesio. Si la estrella todavía es más masiva, llegara a alcanzar temperaturas del orden de 1.4 x 10E9 grados kelvin , y podrá fusionar oxigeno para dar silicio, fósforo y azufre.

Las reacciones siguientes son del tipo de reajuste. Cuando el núcleo alcanza una temperatura del orden de 3 x 10E9 grados kelvin, muchos elementos se desintegran, emitiendo protones, neutrones y partículas alfa, que a su vez son capturadas por otros elementos. De esta forma, en el corazón de las estrellas se realiza la transmutación de los elementos que los alquimistas querían conseguir. De todos los elementos que se crean el hierro es el producto final por ser el mas estable.

Así pues, las estrellas muy masivas, antes de morir, adquieren una estructura en capas, de modo que su corazón esta constituido por núcleos de hierro, encima tiene una capa de silicio, fósforo y azufre, luego otra de neón, sodio y magnesio, la siguiente de carbono y oxigeno, por encima esta el helio, y por último una envolvente de hidrógeno, resto de este elemento que no reaccionó.

A partir de este punto, ya no se dan mas reacciones nucleares con desprendimiento de energía . Si la temperatura alcanza el valor de 5 x 10 E10 grados Kelvin, el hierro se desintegra en partículas alfa y neutrones, pero esta reacción es endotérmica, es decir, necesita energía que toma de la propia estrella. Así, la estrella sufre implosión, sufre un colapso, se produce una mezcla con reacciones explosivas que crean ondas de choque y lanzan al exterior gran parte de la masa de la estrella.

La explosión y eyección de materia de esta estrella que esta muriendo es lo que se conoce como supernova. El resto que queda tras la explosión es una estrella de neutrones o <<pulsar>>. Su densidad es tal que para una masa de tres masas solares puede alcanzar un diámetro de 10 a 30 Km. Mucho más densa que la estrella <<enana blanca>>, que es como morían las estrellas de tipo solar.

El <<pulsar>> es como un faro cósmico. Es una radiación de ondas de radio unidireccional que gira a gran velocidad.

Así pues, las estrellas muy masivas viven menos que el sol, pero realizan el sueño de los alquimistas, creando núcleos de elementos muy diversos que van a enriquecer el medio interestelar, tras explotar antes de morir.

¡Es maravilloso!, la estrella muere y al mismo tiempo deja el germen de una nueva vida.

El 29 de febrero de 1987, se pudo observar la explosión de una Supernova en la Gran Nube de Magallanes. Su luz nos llegaba tras haber viajado unos 165,000 años, y nosotros veíamos lo que había sucedido hace todos estos años... El fenómeno se pudo ver desde el hemisferio sur y zonas próximas al ecuador. Todavía se están interpretando los datos que se tomaron en las distintas zonas del espectro. De este estudio se espera desvelar muchos enigmas sobre los fenómenos de las supernovas, pues son de diversos tipos.

Por último, diremos que las estrellas que al final de su vida aún tienen más de tres masas solares, tras haber perdido el resto en su camino, mueren como <<agujeros negros>>. En este caso, las densidades de la estrella son tales que ni la propia luz puede salir de ella. Ejercen tal fuerza gravitatoria que engullen todo lo que esta en sus dominios. Cuando el agujero negro forma parte de una estrella doble, la compañera gira alrededor de él, por el efecto de la gravitación. Vemos una estrella que gira alrededor de algo que parece no existir.

OBSERVACIONES

• Las estrellas nacen y mueren de diferentes maneras.
  
• Las estrellas viven y mueren de acuerdo a la forma en que han nacido.
  
• Las estrellas viven gracias a las reacciones nucleares que se dan en sus corazones . Estos son como reactores nucleares de fusión, mucho más potentes que los que existen en las centrales nucleares, que son de fisión.
  
• Las estrellas realizan el sueño del alquimista.
  
• Nuestro Sol nació porque otra estrella murió. Es de segunda o tercera generación. Nosotros vivimos gracias al Sol, luego en última instancia se podría decir que <<somos hijos de las estrellas>>.
  

Realizado: Ing. J.Fco.D. Meneses Merchant

Presidente de la Sociedad Astronómica del Estado de Hidalgo, A.C