Estrellas tienen un ciclo de vida que abarca desde unos pocos millones hasta billones de años. Nacen, sufren cambios con el paso del tiempo y finalmente encuentran su fin cuando se les acaba el combustible para convertirse en un cuerpo remanente muy denso. La estrella quemada podría ser una enano blanco o un estrella neutrón o un agujero negro dependiendo de la masa original de la estrella.
Vida de un estrella comienza en grande nubes interestelares de gas y polvo en el galaxia desde la acumulación de gases debido a la baja temperatura hasta las bolsas de alta densidad. Los cúmulos gradualmente acumulan más y más materia y crecen. En algún momento, los grupos colapsan debido al aumento de la fuerza gravitacional. La fricción durante el colapso calienta la materia y nace una estrella bebé. Esto es etapa de protoestrella en el ciclo de vida estelar.
El colapso bajo la gravedad continúa. Como resultado, la temperatura y la presión en el núcleo continúan aumentando. Después de millones de años, la temperatura y la presión en el núcleo de la protoestrella se vuelven lo suficientemente altas como para permitir que los núcleos de hidrógeno se fusionen. La fusión nuclear libera una enorme cantidad de energía que calienta la materia lo suficiente como para evitar un mayor colapso bajo la gravedad. Esta etapa en la que la fusión nuclear se produce de manera estable (y la energía liberada calienta la materia lo suficiente como para evitar el colapso gravitacional) es la etapa principal y la fase más larga en la vida de una estrella. Las estrellas en esta etapa se llaman "estrellas de secuencia principal" y la etapa se llama "etapa de secuencia principal'. El hidrógeno es el principal combustible de la estrella. La tasa de consumo de combustible depende de la masa de la estrella. Una estrella masiva consumirá combustible a un ritmo mayor para liberar suficiente energía para evitar su colapso bajo la gravedad.
Cuando se acaba el combustible, la fusión nuclear se detiene y no hay energía para calentar los materiales para equilibrar la fuerza de gravedad y el núcleo colapsa bajo la gravedad, dejando un remanente compacto. Este es el fin de la estrella. La estrella muerta se convierte en una enana blanca, una estrella de neutrones o agujero negro dependiendo de la masa de la estrella original.
Cuando la masa de la estrella original es inferior a 8 veces la masa del sol (<8 M⦿), se convierte en un enano blanco. La estrella muerta se convierte en estrella de neutrones, cuando la masa de la estrella original está entre 8 y 20 masas solares (8 M⦿ < M < 20 M⦿) mientras que las estrellas de más de 20 masas solares (>20 M⦿) convertirse los agujeros negros cuando se acaba el combustible.
Enanas marrones (BD)
Estrellas alcanzar la 'etapa de fusión nuclear' o 'etapa de secuencia principal' en su ciclo de vida. ¿Qué pasa si un objeto celeste se forma como una estrella pero no llega a esta etapa?
Las enanas marrones comienzan como una estrella, se vuelven lo suficientemente densas como para colapsar bajo su gravedad, pero su núcleo nunca llega a ser lo suficientemente denso y caliente como para iniciar la fusión nuclear, por lo que nunca se convierten en una verdadera estrella. Estos objetos son similares en características a las estrellas y planetas.
Las enanas negras son más pequeñas que las estrellas pero aún mucho más grandes que las planetas. Algunos más pequeños son comparables en tamaño a planetas. El más pequeño conocido tiene aproximadamente siete veces el tamaño de Júpiter.
Las enanas negras son importantes para el modelo de formación de estrellas en nubes interestelares de gases y polvo. Se está intentando determinar los cuerpos más pequeños que se forman en forma de estrella.
La enana marrón más pequeña
Recientemente, los investigadores examinaron el centro del cúmulo de formación estelar IC 348, situado a unos 1,000 años luz de distancia, utilizando el Telescopio espacial James Webb (JWST). Basándose en la fotometría de los objetos, el equipo identificó tres candidatas a enanas negras. Una de ellas tiene sólo tres o cuatro veces la masa de Júpiter, lo que la convierte en la enana negra más pequeña conocida hasta ahora.
Una enana negra con una masa tres veces mayor que la de Júpiter sería 300 veces más pequeña que el Sol. Es difícil explicar cómo una enana negra tan pequeña pudo formarse como una estrella, porque una pequeña nube interestelar normalmente no colapsaría para dar origen a una enana negra debido a su débil gravedad. Por tanto, una enana negra tan pequeña supone un desafío ante los modelos actuales de formación estelar.
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Referencias:
- Luhman KL, et al 2023. Un estudio JWST para enanas marrones de masa planetaria en IC 348. The Astronomical Journal, volumen 167, número 1. Publicado el 13 de diciembre de 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- Webb de la NASA identifica la enana marrón más pequeña que flota libremente. Publicado el 13 de diciembre de 2023. Disponible en https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
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