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://topwalls.net/supernova-view/

• http://www.alucine.com/estrellas/muerte.htm

• http://www.mat.ucm.es/~aig/divulgacion/ASTRO_XX/H_ASTR_XX_15.html

• http://www.cosmoastronomia.org/2012/11/enanas-blancas.html

• http://whitedwarf.org/theses/corsico.pdf

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

Autor:

Edgar Herrera