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Qué
es una estrella y cómo es su evolución
Una
estrella es un gran cuerpo celeste compuesto de gases calientes que
emiten radiación electromagnética, en especial luz,
como resultado de las reacciones nucleares que tienen lugar en su
interior. El Sol es una estrella. Con la única excepción
del Sol, las estrellas parecen estar fijas, manteniendo la misma
forma en los cielos año tras año. En realidad, las
estrellas están en rápido movimiento, y a distancias
tan grandes sus cambios relativos de posición sólo se
perciben a través de los siglos.
Una estrella se forma al
concentrarse una gran cantidad de gas ( fundamentalmente hidrógeno).
Al contraerse los átomos comienzan a colisionar entre sí,
el gas se calienta, luego de un tiempo las partículas de
hidrógeno al chocar se convierten en helio. Ese calor hace que
la estrella brille, y que la presión del gas sea suficiente
para equilibrar la gravedad y el gas deje de contraerse. Las
estrellas permanecerán estables de esta forma por un largo
período, contradictoriamente, mientras más combustible
tenga la estrella más rápido lo consumirá debido
a que tiene que producir más calor.
Después de billones de años, la mayoría del hidrógeno combustible se ha "quemado", y la estrella comienza a contraerse. La estrella tiene que usar otro combustible, el Helio.
Finalmente,
al consumirse la totalidad de sus gases, la muerte de una estrella se
produce. El estado interior de la estrella se hace tan inestable que
explota violentamente, lanzado al espacio una nube de rápido
movimiento.
Estos
restos gaseosos, (que se denominan remanentes)
se
esparcen cubriendo una extensa zona del espacio, formando una nube en
permanente expansión que se aleja a varios miles de kilómetros
De este modo se recicla el material estelar y nuevas estrellas se
forman con el gas expulsado.
En conclusión: descubrimos que las estrellas son entes vivientes que nacen y mueren en determinado tiempo y siguen un ciclo natural en el cual van agotando sus recursos hasta morir.
Las
estrellas en el universo
Pero
las estrellas no se encuentran aisladas las unas de las otras, sino
que interactúan y se agrupan en galaxias. A su vez un
breve
vistazo al firmamento revela que la distribución de las
estrellas no es regular, hay zonas muy poco pobladas y otras, en
cambio, contienen muchísimas, tendiendo a formar cúmulos
(agrupaciones).
La
secuencia
de Hubble es
una clasificación de tipos de galaxias
desarrollada
por Edwin
Hubble
en
1936.
También se la conoce como diagrama diapasón a
consecuencia de la forma de su representación gráfica.
Los tipos de galaxias se dividen como sigue:
Galaxias elípticas (E0-7)
Galaxias lenticulares (S0 y SB0)
Galaxias espirales (Sa-c)
Galaxias espirales barradas (SBa-c)
Galaxias irregulares (para las galaxias que no encajan en ninguna otra categoría).
Nos dedicaremos a las Galaxias espirales, las cuales se caracterizan por las siguientes propiedades físicas:
Están compuestas por una concentración de estrellas central, rodeada por un disco que presenta brazos en forma de espirales.
El núcleo central es similar a una galaxia elíptica, conteniendo numerosas estrellas antiguas, llamadas "Población II", y normalmente un agujero negro o una concentración enorme de estrellas en el centro.
El disco es plano y está formado por material interestelar, estrellas jóvenes "Población I" y cúmulos abiertos.
Los
primeros estudios sobre la formación de los brazos espirales
corresponden a Bertil
Lindblad.
Se dio cuenta que las estrellas no podían estar organizadas en
forma de espiral de manera permanente. Debido a que la velocidad de
rotación del disco galáctico varía con la
distancia al centro de la galaxia, un brazo radial rápidamente
se vería curvado al rotar la galaxia. El brazo, tras unas
pocas rotaciones, entonces, incrementaría la curvatura
enrollándose cada vez más en la galaxia. Esto no es lo
que se observa.
La primera teoría admisible fue ideada por
C.
C. Lin y
Frank
Shu en
1964.
Plantearon: las estrellas se desplazan en órbitas ligeramente
elípticas y la orientación de sus órbitas está
correlacionada, esto es, las órbitas elípticas varían
su orientación, unas de otras, ligeramente con el incremento
de la distancia al centro galáctico, tal como se observa en el
diagrama. Estas órbitas están más cercanas en
algunas áreas, presentando el efecto de brazos. Las estrellas
no permanecen siempre en la posición en que las vemos, sino
que pasan por los brazos, al desplazarse en sus órbitas.
Primera
hipótesis de los brazos de las galaxias espirales.
En
1976, W. Mueller
y W. David Arnett
propusieron una hipótesis alternativa: la formación de
estrellas auto-propagante. La idea viene de la observación de
que el fenómeno de estructuras espirales en galaxias está
siempre conectado con la formación de estrellas. Según
este modelo, estrellas masivas son las generadoras de cáscaras
esféricas de gas en expansión, donde se forman nuevas
estrellas. Si otras estrellas masivas se crean en estas cáscaras
esféricas, nuevas cáscaras serán formadas y el
proceso se propagará así de manera esférica
hacia a fuera. Cuando este proceso ocurre en un disco con una
rotación diferencial, las regiones de formación de
estrellas forman naturalmente estructuras espirales. En otras
palabras, se trata de ondas de formación estelar desplazándose
por la galaxia. Las estrellas brillantes producidas en la formación
estelar mueren rápidamente, dejando regiones más
oscuras tras la onda y, por tanto, haciendo esta visible…
El
parámetro que repercute entonces, es el tiempo de
regeneración, que es el tiempo mínimo entre la
formación sucesiva de estrellas en una región que esta
rotando con la galaxia. Se evita el problema del enrollamiento porque
las estructuras individuales duran solamente alrededor de un tiempo
de regeneración. Las estructuras espirales son sustituidas
continuamente por nuevas, mientras se enrollan y desaparecen.
En
1978, Humberto Gerola
y Phillip E. Seiden
propusieron una modificación importante al modelo:
introduciendo una probabilidad finita para la formación de las
estrellas. Hablamos entonces de formación estocástica
de estrellas auto-propagante. El modelo genera estructuras espirales
que se asemejan a los de galaxias verdaderas, en particular con
respecto al ángulo de paso y de la densidad. Las estructuras
espirales parecen rotar de manera cuasi-rígida y, aunque son
estructuras transitorias, se regeneran continuamente formando
estructuras espirales bien definidas, sobre períodos de
rotación largos.
Bibliografía:
http://www.ucolick.org/~smeschia/img/out.gif
http://francisthemulenews.wordpress.com/2008/04/
http://www.ucolick.org/~smeschia/disks.php
http://es.wikipedia.org/wiki/Secuencia_de_Hubble
http://www.astroscu.unam.mx/~jdo/Extragal/caracter.pdf
“Formación
Estelar en Galaxias Espirales”. Cepa J., Investigación y
Ciencia número 276 (Septiembre 1999)
Apuntes de
estructura galáctica Dr Juan Carlos Muzzio de la Facultad de
Astronomía y Geofísica de la Universidad Nacional de la
Plata