Las estrellas tienen un ciclo de vida que abarca desde unos pocos millones hasta billones de años. Nacen, experimentan cambios con el paso del tiempo y finalmente llegan a su fin cuando se agota su combustible, convirtiéndose en un cuerpo remanente muy denso. La estrella extinta puede ser una enana blanca , una estrella de neutrones o un agujero negro , dependiendo de su masa original.
La vida de una estrella comienza en grandes nubes interestelares de gas y polvo en la galaxia , donde los gases se agrupan debido a la baja temperatura en zonas de alta densidad. Estos grupos acumulan gradualmente más materia y crecen. En algún momento, colapsan debido al aumento de la fuerza gravitatoria. La fricción durante el colapso calienta la materia y nace una estrella joven. Esta es la 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 siguen 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 la fusión de los núcleos de hidrógeno. 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 forma 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 denominan «estrellas de secuencia principal» y la etapa se denomina « etapa de secuencia principal ». El hidrógeno es el combustible principal de la estrella. La tasa de consumo de combustible depende de la masa de la estrella. Una estrella masiva consumirá combustible a una tasa mayor para liberar la energía suficiente para evitar su colapso bajo la gravedad.
Cuando se agota el combustible, la fusión nuclear se detiene y no hay energía para calentar los materiales y contrarrestar la fuerza de la gravedad. El núcleo colapsa bajo la acción de la gravedad, dejando tras de sí un remanente compacto. Este es el fin de la estrella. La estrella muerta se convierte en una enana blanca, una estrella de neutrones o un agujero negro , dependiendo de la masa de la estrella original.
Cuando la masa de la estrella original es menor a 8 veces la masa del sol (<8 M ⦿ ), se convierte en una enana blanca . La estrella muerta se convierte en una 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 más pesadas que 20 masas solares (>20 M ⦿ ) se convierten en agujeros negros cuando se agota el combustible.
Enanas marrones (BD)
Las estrellas alcanzan la "etapa de fusión nuclear" o "etapa de secuencia principal" en su ciclo de vida. ¿Qué sucede si un objeto celeste se forma como una estrella pero no llega a alcanzar esta etapa?
Las enanas marrones comienzan como una estrella, alcanzan la densidad suficiente 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 presentan características similares tanto a las estrellas como a los planetas.
Las enanas negras son más pequeñas que las estrellas, pero mucho más grandes que los planetas . Algunas de las más pequeñas tienen un tamaño comparable al de los planetas . La más pequeña conocida 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, investigadores estudiaron el centro del cúmulo 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 posibles enanas negras. Una de ellas tiene tan solo entre tres y cuatro veces la masa de Júpiter, lo que la convierte en la enana negra más pequeña conocida hasta la fecha.
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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