10 tipos astronómicamente extremos de estrellas

El universo está lleno de estrellas, y no todas son iguales. De hecho, hay una variedad increíble. Aquí hay una muestra de las estrellas más extremas del universo conocido.

10Las estrellas más longevas

¿Cuánto tiempo puede vivir una estrella? Primero, definamos la vida de una estrella como cuánto tiempo hace la fusión nuclear, porque el cuerpo de una estrella puede permanecer mucho tiempo después de que termine la fusión nuclear.

La forma en que funcionan las estrellas, cuanto menos masivas son, más tiempo tienden a vivir. Las estrellas con la masa más pequeña son las enanas rojas. Pueden estar en cualquier lugar del 7,5 al 50 por ciento de la masa del Sol. Cualquier cosa menos masiva no sería capaz de hacer fusión nuclear, no sería una estrella. Los modelos actuales estiman que las estrellas enanas rojas más pequeñas podrían fusionarse hasta por 10 billones de años. Compare eso con estrellas como nuestro Sol, que hacen fusión por unos 10 mil millones de años, 1,000 veces menos. Después de fusionar la mayor parte de su hidrógeno, la teoría predice que una enana roja ligera se convierte en una enana azul y, a medida que consume el resto de su hidrógeno, la fusión del núcleo se detiene y se convierte en una enana blanca.

9Las estrellas más antiguas

Las estrellas más antiguas serían las que se formaron justo después del Big Bang (hace unos 13.800 millones de años). Los astrónomos pueden estimar la edad de las estrellas al observar su luz estelar; esto les dice qué parte de cada elemento (por ejemplo, hidrógeno, helio, litio) está en la estrella. Las estrellas más antiguas tienden a tener mayormente hidrógeno y helio con muy poca masa dedicada a elementos más pesados.

La estrella visible más antigua conocida se llama SMSS J031300.36-670839.3. Su descubrimiento se publicó en febrero de 2014. Se estima que tiene 13.600 millones de años, pero no es una de las primeras estrellas originales. Ninguno de ellos se ha encontrado todavía, pero algunos todavía pueden estar alrededor. Las enanas rojas pueden vivir billones de años, después de todo. Si hay alguno, no habrá muchos, por lo que buscarlos sería la búsqueda definitiva de agujas en un pajar.

8Las estrellas más débiles

¿Cuáles son las estrellas más tenues? Antes de que se pueda responder, debemos ser claros acerca de lo que entendemos por "más tenue". Cuanto más te alejas de una estrella, más oscuro se ve, así que necesitamos eliminar el factor de la distancia entre nosotros y simplemente medir la luminosidad. , o la cantidad total de energía emitida por la estrella como fotones (partículas de luz).

Si nos limitamos a estrellas que todavía están haciendo fusión, entonces las enanas rojas tienen la luminosidad más baja. La estrella más fría con la luminosidad más baja conocida actualmente es la enana roja 2MASS J0523-1403. Algo menos luminoso y nos adentramos en el reino de las enanas marrones, que no son estrellas en absoluto.

Y luego están los restos de estrellas: enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros. ¿Qué tan débiles pueden ser?

Las estrellas enanas blancas son algo luminosas, pero se enfrían con el tiempo. Dado el tiempo suficiente, se convierten en fríos trozos de carbono que casi no emiten luz, se convierten en "enanas negras". Se necesita mucho tiempo para que las enanas blancas se enfríen, por lo que aún no hay enanas negras.

Los astrofísicos no saben qué sucede con la materia en las estrellas de neutrones cuando se enfrían. Al observar supernovas en otras galaxias, pueden estimar que varios cientos de millones de estrellas de neutrones deben haberse formado en nuestra galaxia, pero solo ven una fracción de eso. El resto debe haberse enfriado tanto que ahora son esencialmente invisibles.

¿Qué hay de los agujeros negros en el espacio intergaláctico sin nada que los orbite? Todavía emitirían un poco de radiación, conocida como radiación de Hawking, pero no sería mucho. Tales agujeros negros solitarios serían los restos de estrellas menos luminosos. ¿Existen? Tal vez.

7Las estrellas más luminosas

Las estrellas más luminosas también tienden a ser las más masivas. También tienden a ser estrellas de Wolf-Rayet, lo que significa que son calientes y arrojan mucha masa en sus fuertes vientos estelares. Las estrellas más luminosas tampoco permanecen mucho tiempo: viven rápido y mueren jóvenes.

La estrella que actualmente tiene el título de la más luminosa (y la más masiva) es R136a1. Su descubrimiento se anunció en 2010. Es una estrella Wolf-Rayet con una luminosidad de alrededor de 8,700,000 veces la luminosidad del Sol y una masa de aproximadamente 265 veces la masa del Sol. Debido a que está perdiendo masa, una vez tuvo una masa tan alta como 320 soles.

R136a1 es en realidad parte de un grupo denso de estrellas llamado R136. Según Paul Crowther, uno de los descubridores, “los planetas tardan más en formarse que las estrellas en vivir y morir. Incluso si hubiera planetas, no habría astrónomos en ellos porque el cielo nocturno sería casi tan brillante como el día en estos grupos ". Esa es una situación que Isaac Asimov imaginó en su cuento de ciencia ficción de 1941" Nightfall ".

6Las estrellas más grandes

A pesar de su enorme masa, R136a1 no es la estrella más grande (en tamaño). Hay muchas estrellas más grandes, y todas son supergigantes rojas, que pasaron la mayor parte de su vida mucho más pequeñas hasta que se quedaron sin hidrógeno para fundirse, comenzaron a fundir el helio, se calentaron mucho más y se expandieron. Nuestro Sol eventualmente se agotará en hidrógeno y se expandirá, pero solo en un gigante rojo. Para convertirse en una supergigante roja, una estrella debe ser al menos 10 veces más masiva que el Sol. La fase de supergigante roja es breve, dura solo unos pocos miles a mil millones de años (lo cual es breve según los estándares de estrellas, si no es por otros).

Las supergigantes rojas más conocidas son Antares A y Betelgeuse, pero son bastante pequeñas en comparación con las más grandes. Nombrar el supergigante rojo más grande es una tarea de tontos porque sus tamaños exactos son difíciles de estimar exactamente. Los más grandes se vuelven hasta 1,500 veces más grandes que el Sol, posiblemente más grandes.

5Las estrellas con las explosiones más luminosas

Los fotones de mayor energía se llaman rayos gamma.Se producen en explosiones de bombas nucleares, por lo que Estados Unidos lanzó satélites especiales, los satélites Vela, para buscar los rayos gamma producidos por las pruebas de bombas nucleares soviéticas. En julio de 1967, esos satélites detectaron un estallido de rayos gamma (GRB) que no parecía haber sido producido por un arma nuclear. Muchos más fueron detectados después de eso. Tuvieron una duración bastante corta, que duró desde unos pocos milisegundos hasta varios minutos. También eran increíblemente brillantes, mucho más luminosos que las estrellas más luminosas, aunque brevemente. Y la fuente no estaba en la Tierra.

¿Qué produce GRBs? Había muchas ideas. Hoy en día, se cree que la mayoría se origina en las explosiones de estrellas masivas (supernovas o hipernovas) en camino a convertirse en estrellas de neutrones o agujeros negros. Algunos GRB provienen de magnetares, una clase de estrella de neutrones con un campo magnético extremadamente fuerte. Otros GRB pueden ser el resultado de dos estrellas de neutrones que se fusionan en una, o una estrella de neutrones que cae en un agujero negro.

4Las estrellas más locas

Los agujeros negros no son estrellas, son los restos de estrellas, pero es divertido compararlos con estrellas porque esas comparaciones ponen de relieve lo locas que son.

Un agujero negro es lo que se forma cuando la gravedad de una estrella es lo suficientemente fuerte como para vencer a todas las demás fuerzas, haciendo que se colapse sobre una masa puntual. Con una masa no nula pero un volumen nulo, teóricamente tiene una densidad infinita, pero eso es solo porque no tenemos una buena teoría de lo que realmente sucede.

Los agujeros negros pueden ser extremadamente masivos. Los agujeros negros que se encuentran en los centros de algunas galaxias pueden ser decenas de miles de millones de masas solares. Además, la materia que orbita alrededor de los agujeros negros supermasivos puede ser muy luminosa, a veces más luminosa que todas las estrellas de una galaxia. Incluso puede haber poderosos chorros de materia que emanan de cerca de un agujero negro, que se mueven a casi la velocidad de la luz.

3Las estrellas que se mueven más rápido

En 2005, Warren Brown y otros astrónomos en el Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian anunciaron el descubrimiento de una estrella que se mueve tan rápido que dejará la galaxia Vía Láctea y nunca regresará. Su nombre oficial es SDSS J090745.0 + 024507 pero Brown lo llama "la estrella marginada".

Otras estrellas de rápido movimiento han sido descubiertas desde entonces. Son conocidos como estrellas de hipervelocidad. A partir de mayo de 2014, se han encontrado 20. La mayoría de ellos parecen venir del centro de la galaxia. Una hipótesis es que un par de estrellas en órbita cercana (un sistema binario) pasaron cerca del agujero negro en el centro de la galaxia, luego una de las estrellas fue capturada por el agujero negro y la otra fue expulsada a alta velocidad.

Hay estrellas que parecen moverse incluso más rápido. De hecho, en general, cuanto más lejos esté una estrella de nuestra galaxia, más rápida será aparece estar alejándonos de nosotros. Sin embargo, eso se debe a la expansión del universo, no al movimiento de la estrella a través del espacio.

2Las estrellas más variables

Muchas estrellas fluctúan grandemente en brillo aparente como se ve desde la Tierra. Son conocidos como estrellas variables. Hay muchos de ellos: el Catálogo General de Estrellas Variables enumera más de 45,000 en la galaxia Vía Láctea solo.

Según el profesor de astrofísica Coel Hellier, la más variable de estas estrellas son las estrellas de la variable cataclísmica (CV). Su brillo puede aumentar en un factor de 100 en menos de un día, luego disminuir, luego aumentar nuevamente, y así sucesivamente. Como resultado, los CV son populares entre los astrónomos aficionados.

Hoy tenemos una mejor comprensión de lo que está pasando con los CV: en realidad son estrellas binarias en las que una de las estrellas es una estrella regular y la otra es una enana blanca. La materia cae de la estrella regular a un disco de acreción que orbita la enana blanca. Una vez que la masa del disco llega a ser lo suficientemente alta, comienza la fusión, lo que provoca el aumento observado en el brillo. No dura, la fusión se desvanece y todo el proceso comienza de nuevo. Hay algunas variaciones en esto. Por ejemplo, a veces la enana blanca se destruye.

1Las estrellas más inusuales

Algunos tipos de estrellas son muy inusuales. No están necesariamente en los valores extremos de algún atributo (por ejemplo, luminosidad o masa), son simplemente extraños.

Los objetos de Thorne-Zytkow son así. Su nombre lleva el nombre de los físicos Kip Thorne y Anna Zytkow, quienes primero sugirieron que podrían existir. Su idea era que una estrella de neutrones podía llegar a la espiral de un gigante rojo o supergigante. Loco, verdad? Sin embargo, uno fue encontrado recientemente.

A veces, dos estrellas grandes y amarillas pueden orbitar tan cerca una de la otra que la materia cae entre ellas, haciendo que la pareja parezca un maní cósmico gigante. Sólo se conocen dos sistemas de este tipo.

La Estrella de Przybylski a veces se da como un ejemplo de una estrella inusual porque su luz estelar es diferente a la de cualquier otra estrella. Los astrónomos miden la intensidad de cada longitud de onda como una forma de averiguar de qué está hecha la estrella. Generalmente es sencillo, pero los científicos todavía están tratando de entender el espectro de la Estrella de Przybylski.