Las enanas blancas, el final de la vida de una estrella

Introducción

Es uno de los más grandes secretos del universo del cual se han descubierto cosas increíbles, es lo que quedará del Sol en millones de años, su formación todavía es un misterio del que sólo se saben unas pocas cosas, hablamos de las enanas blancas, estos cuerpos constituyen la etapa final más común en la evolución estelar, pero uno de las principales causas que motivan al estudio de estos objetos reside en la posibilidad de estimar la edad del disco galáctico local. En efecto, la velocidad de enfriamiento depende de la composición química de su núcleo. Conocer esta tasa de enfriamiento, implica, en principio, conocer sus edades. Si tenemos en cuenta que las enanas blancas más frías son los objetos más antiguos de la galaxia, entonces sus edades nos informan. En principio, acerca del instante de formación de la primera generación de estrellas en la Vía Láctea. Así, el estudio de las enanas blancas nos permite (en forma indirecta) la edad del disco galáctico local. De esa forma, las enanas blancas son de gran ayuda para calcular en gran medida la edad que tiene nuestro universo

La muerte de una estrella

Esta aceptada como teoría, que el brillo de una estrella se da en relación a su masa, las estrellas que tengan mayor masa serán más brillosas, cuando una estrella nace, llega un momento en el que se alcanza cierta temperatura y empieza un proceso nuclear que transforma el hidrógeno en helio. Esa energía era la que predecía la radiación de una estrella, es por lo que la estrella radiaba, cuando empieza a emitir esa energía la estrella empieza a contraer hasta llegar a un punto de equilibrio, esa etapa donde la estrella está en su punto de equilibrio es la fase más larga en la vida de una estrella, esa etapa es en la que se encuentra actualmente nuestro Sol.

A lo largo de la vida de la estrella se va agotando el hidrógeno que se encuentra en su interior, la presión va en aumento y es así como empieza a contraerse el núcleo y el hidrógeno empieza a situarse en una capa exterior en forma esférica, el hidrógeno empieza a quemarse en capas cada vez más lejanas al centro y la estrella se va haciendo cada vez menos densa, pero a la vez mucho más grande hasta llegar a catalogarse como gigante. Las estrellas que tienen más masa tienen una vida más corta, así que una estrella con 60 masas solares solo terminara como una estampida.

Éstas estrellas, llega un momento en el que se produce un colapso rapidísimo, produciéndose una gran luminaria y la estrella muere en lo que se conoce como una supernova, los componentes de estas supernovas se esparcen por todo el universo y sus restos se pueden observar durante muchos años como se observa en la siguiente imagen.

¿Qué es una enana blanca?

Es el estado final en la evolución de una estrella con menos de 8 veces la masa total del Sol. Estas estrellas pierden gran parte de su masa por emisión de viento solar, y eventualmente hacen una nebulosa planetaria, y la estrella se transforma en un pequeño objeto de enorme densidad. 

Tienen la masa del Sol, pero el tamaño de la Tierra. A pesar de que no tienen prácticamente reacciones nucleares, se mantienen muy calientes, pero se van enfriando hasta transformarse en varios millones de años en enanas negras. A estrella cuyo núcleo es de menos de 1,4 veces la masa del Sol, se convertirá en una enana blanca. Si es más pesada en una estrella de neutrones y si lo es más aun, en un agujero negro.

¿Cómo se forma una enana blanca?

Cuando alcanzan el final de su larga evolución, las estrellas más pequeñas, aquellas con menos de 8 veces la masa total del Sol, se convierten normalmente en enanas blancas.

Estas viejas estrellas son increíblemente densas. Una cucharadita de su materia pesaría en la Tierra tanto como un elefante de 5,5 toneladas. Las enanas blancas tiene típicamente una centésima parte del radio solar, pero su masa es aproximadamente la misma.

Las estrellas como el Sol fusionan hidrógeno a helio en sus núcleos. Las enanas blancas son estrellas que agotaron todo el hidrógeno que utilizaban como combustible nuclear.

La fusión en el núcleo de una estrella produce calor y presión hacia el exterior, pero esta presión se equilibra por la fuerza gravitatoria generada por la masa de la estrella. Cuando el hidrógeno utilizado como combustible se agota y la fusión se ralentiza, la gravedad hace que la estrella se colapse.

A medida que la estrella se condensa y se compacta se calienta aún más, quemando el hidrógeno remanente y haciendo que sus capas exteriores se expandan hacia afuera. En esta fase, la estrella se convierte en una gigante roja.

Dado el gran tamaño de una gigante roja, su calor se expande y las temperaturas de la superficie son predominantemente frías, aunque su núcleo sigue siendo caliente. Las gigantes rojas existen sólo un corto período de tiempo de quizá mil millones de años, si lo comparamos con los diez mil millones que puede pasar la misma estrella quemando hidrógeno, como el Sol.

Las gigantes rojas son lo bastante calientes como para convertir el helio de su núcleo, logrado a partir de la fusión del hidrógeno, en elementos pesados como el carbono. Pero la mayoría de las estrellas no son lo bastante masivas como para crear la presión y calor necesarios para la combustión de elementos pesados, por lo que la fusión y la producción de calor se detienen.

Estas estrellas finalmente expulsan el material de sus capas exteriores, lo que crea una envoltura de gas en expansión conocida como nebulosa planetaria. Dentro de esta nebulosa, el núcleo continúa calentándose y contrayéndose como enana blanca, con temperaturas superiores a los 180.000 grados Fahrenheit (100.000 grados Celsius).

Finalmente, tras decenas o cientos de miles de millones de años, una enana blanca se enfría hasta convertirse en una enana negra, que no emite energía. Dado que las estrellas más antiguas del universo sólo tienen entre 10.000 millones y 20.000 millones de años, no se conocen aún enanas negras.

La estimación del tiempo que tardan las enanas blancas en enfriarse puede ayudar a los astrónomos a aprender más sobre la edad del universo.

Pero no todas las enanas blancas pasarán milenios enfriándose. Las que se encuentran en un sistema de estrella binaria pueden tener un impulso gravitatorio lo bastante fuerte como para reunir material de una estrella vecina. Cuando una enana blanca reúne masa suficiente de este modo, alcanza un nivel llamado el límite de Chandrasekhar. En este punto la presión de su núcleo será tan grande que se producirá una fusión fuera de control y la estrella detonará en una supernova termonuclear.

Características de una enana blanca

Son notables las características de estos cuerpos, las principales son:

• 1. Tiene el tamaño de la Tierra pero la masa del sol, por lo que es increíblemente densa.

• 2. Las enanas blancas emiten una luz tan tenue que incluso las más próximas, situadas en las constelaciones de Sirio y Proción, solo son visibles al telescopio.

• 3. Brilla intensamente para su minúsculo tamaño.

• 4. Es extremadamente caliente.

• 5. Se enfría a lo largo de los años.

• 6. Ha consumido la mayor parte de su hidrógeno, ha pasado por la etapa de gigante roja y ha empezado su última fase como estrella brillante más del 90% de las estrellas pasan por ahí.

En la imagen anterior nos daremos una idea de cómo esta nuestro en comparación de las enanas blancas y las gigantes rojas, comparando algunas de sus características.

Conclusiones

En fin, las enanas blancas desde su descubrimiento, han sido una herramienta que los investigadores han utilizado para poder descubrir uno de los más grandes misterios del universo en el cual habitamos, es su edad. El estudio de las enanas blancas también nos podría dar la idea de cómo podría estar nuestro astro rey, se prevé que el Sol podría convertir en una enana blanca en unos cuantos millones de años, cabe recordar que el Sol se encuentra apenas a la mitad de su vida, para ese entonces no sabemos si todavía exista vida en nuestro planeta.

Los humanos siguen tratando de resolver las más grandes preguntas acerca de nuestro universo, tal vez en algunos años no se podrán resolver, tardaremos cientos de años, sino es que miles, en poder resolver todas las dudas que nos planteamos sobre cómo, donde, cuando estamos aquí, siempre surgirán más preguntas y nuestra curiosidad nos seguirá motivando a descubrir cosas más sorprendentes acerca del cosmos, este fue uno de esos descubrimientos, que aunque tal vez no llame tanto la atención de la gente, es un paso muy grande para resolver una de estas dudas : ¿Cuál es la edad de nuestro universo? Talvez a nosotros no nos toque saber la respuesta.

Bibliografía

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• http://www.espacioprofundo.com.ar/diccionario/Glosario_de_Astronomia/vertermino/Enana_blanca.html

Autor:

Edgar Herrera