Las estrellas son gigantescas esferas de gas caliente, compuestas principalmente de hidrógeno, con algo de helio y pequeñas cantidades de otros elementos. Cada estrella tiene su propio ciclo de vida, que oscila entre unos pocos millones y billones de años, y sus propiedades cambian a medida que envejece. Esta energía se produce en su interior mediante procesos físicos que permiten que brillen de manera constante, y es lo que las hace visibles incluso desde distancias enormes.
En realidad, las estrellas son grandes esferas luminosas compuestas de plasma. A pesar de hallarse en continua combustión, conservan su propia forma gracias a la enorme fuerza de gravedad que generan.
Las estrellas se distribuyen por todo el universo y forman parte de los cúmulos estelares y las galaxias. La más cercana al planeta Tierra es el Sol, que lo provee de luz y calor. Sin embargo, existen en el universo observable miles de millones de estrellas.
A pesar de que todas emiten distintos tipos de luz y calor, apenas un pequeño porcentaje pueden ser captadas por el ojo humano, incluso con la ayuda de un telescopio. Alrededor de algunas de ellas giran, como ocurre en nuestro sistema solar, astros opacos como planetas, meteoritos o cometas, atrapados en su enorme gravedad.
La humanidad ha observado las estrellas desde tiempos muy remotos, y ha querido ver en ellas formas, mensajes ocultos o evidencias de sus dioses. Las estrellas han servido para la elaboración de los primeros calendarios, así como para la cartografía y la navegación. En tiempos recientes, la observación astronómica ha comprendido mucho más sobre ellas, sus distintos orígenes y composición.
Nacimiento
Las estrellas se forman en grandes nubes de gas y polvo llamadas nubes moleculares. Estas nubes tienen entre 1000 y 10 millones de veces la masa del Sol y pueden abarcar cientos de años luz. Su frío provoca que el gas se agrupe, creando zonas de alta densidad. Algunos de estos cúmulos pueden colisionar entre sí o acumular más materia, fortaleciendo su fuerza gravitatoria a medida que aumenta su masa. Finalmente, la gravedad provoca el colapso de algunos de estos cúmulos. Cuando esto sucede, la fricción calienta el material, lo que da lugar al desarrollo de una protoestrella: una estrella joven. Los grupos de estrellas que se han formado recientemente a partir de nubes moleculares se denominan cúmulos estelares, y las nubes moleculares repletas de cúmulos estelares se conocen como viveros estelares.
El borde de una región cercana de formación estelar llamada NGC 3324, ubicada en la esquina noroeste de la Nebulosa de Carina, forma las «montañas» y los «valles» que se extienden a lo largo de esta imagen capturada por el Telescopio Espacial James Webb.
Vida
Inicialmente, la mayor parte de la energía de la protoestrella proviene del calor liberado durante su colapso inicial. Tras millones de años, las enormes presiones y temperaturas en el núcleo estelar comprimen los núcleos de los átomos de hidrógeno para formar helio, un proceso denominado fusión nuclear. La fusión nuclear libera energía, que calienta la estrella e impide que siga colapsando bajo la fuerza de la gravedad.
Nuestro Sol, una estrella de la secuencia principal, emite un fuerte destello solar en esta imagen capturada por el Observatorio de Dinámica Solar de la NASA.
Los astrónomos denominan estrellas de secuencia principal a aquellas que experimentan de forma estable la fusión nuclear de hidrógeno en helio. Esta es la fase más larga de la vida de una estrella. Durante esta fase, la luminosidad, el tamaño y la temperatura de la estrella cambian gradualmente a lo largo de millones o miles de millones de años. Nuestro Sol se encuentra aproximadamente a la mitad de su etapa de secuencia principal.
El gas de una estrella le proporciona su combustible, y su masa determina la rapidez con la que consume dicho combustible: las estrellas de menor masa arden durante más tiempo, con menor brillo y a menor temperatura que las estrellas muy masivas. Las estrellas más masivas deben quemar combustible a un ritmo mayor para generar la energía que les impide colapsar bajo su propio peso. Algunas estrellas de baja masa brillarán durante billones de años más tiempo del que el universo lleva existiendo, mientras que algunas estrellas masivas vivirán solo unos pocos millones de años.
Muerte
Al comienzo del final de la vida de una estrella, su núcleo se queda sin hidrógeno para convertir en helio. La energía producida por la fusión crea presión en el interior de la estrella, contrarrestando la tendencia de la gravedad a agrupar la materia, por lo que el núcleo comienza a colapsar. Sin embargo, esta compresión también aumenta su temperatura y presión, provocando que la estrella se expanda lentamente. No obstante, los detalles de las últimas etapas de la muerte de la estrella dependen en gran medida de su masa.
La atmósfera de una estrella de baja masa se expandirá continuamente hasta convertirse en una estrella subgigante o gigante, mientras que la fusión transforma el helio en carbono en su núcleo. (Este será el destino de nuestro Sol dentro de miles de millones de años). Algunas gigantes se vuelven inestables y pulsan, inflándose y expulsando periódicamente parte de su atmósfera. Finalmente, todas las capas exteriores de la estrella se dispersan, creando una nube en expansión de polvo y gas llamada nebulosa planetaria.
La nebulosa Hélix, que se muestra en esta imagen, se encuentra a 650 años luz de distancia en la constelación de Acuario. También conocida como NGC 7293, es un ejemplo típico de nebulosa planetaria.
De la estrella solo queda su núcleo, ahora llamado enana blanca, una ceniza estelar de tamaño similar a la Tierra que se enfría gradualmente a lo largo de miles de millones de años.
Una estrella de gran masa va más allá. La fusión convierte el carbono en elementos más pesados como el oxígeno, el neón y el magnesio, que servirán de combustible para el núcleo. En las estrellas más grandes, esta cadena continúa hasta que el silicio se fusiona en hierro. Estos procesos generan energía que impide el colapso del núcleo, pero cada nuevo combustible le da menos tiempo. Todo el proceso dura apenas unos millones de años. Para cuando el silicio se fusiona en hierro, la estrella se queda sin combustible en cuestión de días. El siguiente paso sería fusionar el hierro en algún elemento más pesado, pero esto requiere energía en lugar de liberarla.
Los restos de una supernova observada en 1572, estudiada en particular por el astrónomo danés Tycho Brahe, se encuentran a unos 13 000 años luz de distancia en la constelación de Casiopea. En esta imagen compuesta, se han combinado datos del Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA con una imagen óptica de estrellas en la misma zona.
El núcleo de hierro de la estrella colapsa hasta que las fuerzas entre los núcleos lo frenan, momento en el que rebota. Este cambio crea una onda expansiva que se propaga hacia afuera a través de la estrella. El resultado es una enorme explosión llamada supernova. El núcleo sobrevive como un remanente increíblemente denso, ya sea una estrella de neutrones o un agujero negro .
El material expulsado al cosmos por las supernovas y otros eventos estelares enriquecerá las futuras nubes moleculares y se incorporará a la próxima generación de estrellas.
Puntos clave
- Las estrellas son cuerpos celestes que emiten luz y calor de manera propia.
- La estrella más cercana a la Tierra es el Sol.
- Están compuestas principalmente de hidrógeno y helio.
- Se distribuyen por todo el universo y conforman cúmulos estelares y galaxias.
- Se clasifican según su ciclo de vida, su luminosidad y temperatura, y la naturaleza de su luz.
- Se forman a partir de enormes nubes de gas y polvo que existen en las galaxias, llamadas “nebulosas”.
Tipos de estrellas
Existen diversos criterios para clasificar los tipos de estrellas. Ellos son:
- Según su ciclo de vida. Se clasifican de acuerdo al momento de sus ciclos de vida: protoestrellas, gigantes rojos, enanas blancas y estrellas de neutrones.
- Según su luminosidad y temperatura. Se tienen en cuenta su nivel de brillo y su temperatura. Se clasifican en: enanas blancas, subenanas, enanas, sub-gigantes, gigantes, gigantes luminosas, supergigantes, supergigantes luminosas o hipergigantes.
- Según la naturaleza de su luz. Se tiene en cuenta el tipo de luz que emiten. Se clasifican en: tipo O (violetas), tipo B (azules), tipo A (blanquiazules), tipo F (blancoamarillentas), tipo G (amarillas), tipo K (amarillo-anaranjadas), tipo M (rojas-anaranjadas).
Origen y composición de las estrellas
Las estrellas se forman a partir de nubes moleculares de alta densidad.
Las estrellas se forman a partir de enormes nubes de gas y polvo que existen en las galaxias, llamadas “nebulosas”.
Bajo la acción de la gravedad, estas nubes comienzan a comprimirse y a aumentar su densidad y temperatura en su núcleo. Cuando las condiciones internas son suficientes para iniciar las reacciones que producen luz y calor, se forma un cuerpo luminoso y estable denominado “estrella”.
Las estrellas están formadas por hidrógeno (71 %) y helio (27 %), con un pequeño porcentaje (2 %) de otros elementos, como el hierro y el nitrógeno, que son fundamentales para la formación de planetas y de la vida tal como la conocemos.
Ejemplos de estrellas
Algunas de las estrellas más comunes del firmamento son:
- Sirio (Sirius). También llamada Alfa Canis Maioris, es la estrella más brillante del firmamento nocturno terrestre, ubicada en la constelación Canis Maior. Se trata de un sistema de dos estrellas, sirio A y Sirio B.
- Canopo (Canopus). Es la segunda estrella más brillante del cielo nocturno. Se ubica en la constelación de la Quilla, a 309 años luz de la Tierra, y presenta una luminosidad de 13.300 veces nuestro Sol. Es más luminosa que sirio, pero se halla mucho más lejos.
- Arturo (Arcturus). También llamada Alfa Bootis, es la tercera estrella más brillante del cielo nocturno, hallada en la constelación del Boyero, en el hemisferio celeste norte. Es una gigante naranja ubicada a 36,7 años luz de nuestro sistema solar.
- Vega. También llamada Alfa Lyrae, dado que se encuentra en la constelación de la Lira. Se halla relativamente cerca de la Tierra: apenas a 25 años luz. Vega fue la primera estrella en ser fotografiada y analizada espectroscópicamente.
- Betelgeuse. De la constelación de Orión, llamada por ende Alfa Orionis, es una estrella supergigante roja, la novena en brillo de todo el firmamento. Es una estrella vieja, que ha agotado ya su combustible principal (hidrógeno), por lo que sus temperaturas son relativamente bajas (3.000 grados Kelvin) y emite importantes cantidades de luz roja e infrarroja.
- Aldebarán. Llamada también Alfa Tauri, es la estrella principal de la constelación de Tauro. Tiene un color rojo anaranjado y es 425 veces más luminosa que nuestro Sol, a pesar de tener apenas 1,7 veces su masa.
Estrellas fugaces
Las estrellas fugaces son destellos de luz que se observan en el cielo nocturno cuando pequeños fragmentos de polvo o roca provenientes del espacio entran en la atmósfera terrestre.
La fricción con el aire calienta al objeto, lo que produce que se ilumine intensamente y cree un rastro brillante que puede durar solo unos segundos.
Al finalizar su recorrido, la mayoría de estos fragmentos se consumen por completo y se desintegran. Sin embargo, en el caso de fragmentos más grandes, pueden llegar a impactar en la superficie terrestre como meteoritos. Aunque su nombre puede llevar a confusión, las estrellas fugaces no son en realidad estrellas, sino cuerpos mucho más pequeños que brillan temporalmente al rozar el aire a gran velocidad.
