La evolución
de una estrella esta dada en principio por la cantidad de materia de la
cual está formada, en otras palabras la masa de la estrella. Básicamente
una estrella de mayor masa consume su combustible de forma más
rápida que una de menor masa, transitando a través del diagrama
H-R mas rápidamente, estando poco tiempo dentro de la secuencia
principal como se ha mencionado anteriormente.
Antes de
entrar en la secuencia principal y convertirse por definición en
una estrella la misma debe formarse a partir de la contracción
de una nube de gas y polvo. En la siguiente secuencia se expone la etapa
anterior a la formación de una estrella, la evolución de
las denominadas estrellas presecuencia:
·
Gracias a compresiones originadas quizás por la explosión
de una supernova cercana una nube de gas y polvo comienza a contraerse,
liberando energía potencial que se transforma en energía
del gas y en radiación. La nube posee unas 100 unidades astronómicas
de diámetro.
·
En el núcleo de la nube la energía se convierte en calor.
Comienza la presión del gas al oponerse a la contracción.
El Hidrógeno presente en la nube es principalmente Hidrógeno
molecular.
·
En este punto la presión crece lentamente. La temperatura ronda
los 1800 grados Kelvin. A los 10E40 grados Kelvin el Hidrógeno
se ioniza (se transforma en Hidrógeno atómico). En esta
fase de su evolución la protoestrella es del tipo T Tauri, una
estrella variable irregular, con líneas
espectrales de emisión por el gas frío que rodea a la
estrella mas caliente.
A partir
de este punto la estrella comienza su recorrido por el diagrama H-R, comenzando
desde arriba a la izquierda si se trata de una estrella muy luminosa y
caliente de gran masa o desde abajo a la derecha si es una estrella mas
fría y menos luminosa de masa mas baja.
Dependiendo
de la masa de la estrella recién formada su camino evolutivo puede
dividirse en tres, la primer división comprende las estrellas de
entre 0.8 y 11 masas solares, la segunda entre las estrellas de 11 y 50
masas solares, y por ultimo las estrellas de mas de 50 masas solares.
Estrellas entre 0.8 y 11 masas solares
Abajo se
muestra el recorrido sobre el diagrama H-R
de una estrella del tipo solar,desde la etapa de proto estrella (estrellas
presecuencia) hasta su evolución final como enana blanca hacia
abajo a la izquierda del gráfico.
Estrellas entre 11 y 50 masas solares
Una supernova
de tipo II es la que expele sus capas exteriores a causa de una enorme
onda de choque producto del colapso gravitacional. La onda de choque
actúa sobre la estrella produciendo un rebote que permite que
la mayor parte de la masa de la estrella sea expulsada violentamente.
El remanente de este fenómeno es una estrella de neutrones que
llegado el caso se la detectaría como un pulsar.
Una de
las consecuencias del suceso es la producción de materiales pesados
que la estrella no puede crear mediante el normal proceso de fusión,
dado que en condiciones normales solo les es posible fusionar elementos
después del Hierro, a causa de que la fusión del hierro
consume más energía de la que produce.
Otra importante
consecuencia es la onda de choque producida en el espacio, capaz de
reunir gases para comenzar la formación de nuevas estrellas.
Gracias a las supernovas de tipo II se pueden determinar enormes distancias,
dado que su magnitud absoluta es constante es posible medir su magnitud
aparente y determinar fácilmente la distancia que nos separa.
A continuación
se exponen algunas características de las supernovas tipo II:
·
Tipo de población estelar: I
·
Magnitud Absoluta máxima: -16,5
·
Tiempo de extinción desde el máximo:
125 días.
·
Tiempo para alcanzar el máximo:
10 días.
·
Espectro: tipo nova.
·
Lugar y tipo de galaxia: espirales en
zonas periféricas. No se conocen en elípticas o irregulares.
El proceso
por el cual las estrellas comienzan a fusionar elementos cada vez mas
pesados mas allá del Helio se denomina nucleosíntesis
y se describe a continuación:
Tiempo
Evento
1.000.000
de años antes de la explosión
El
núcleo eleva su temperatura hasta los 170 millones e grados, comenzando
una nueva reacción de fusión: el Helio se transforma en Carbono y
Oxígeno.
1.000
años antes de la explosión
Cuando
la mayor parte del Helio del núcleo se agotó la energía no
es suficiente como para contrarrestar la gravedad y la estrella se
contrae. Periodos de contracción y expansión convierten a la estrella
en variable. Cuando la contracción llega a elevar la temperatura del
núcleo hasta los 700 millones de grados el Carbono comienza a fusionarse
en Neon y Magnesio.
7
años antes de la explosión
Cuando
la temperatura del núcleo alcanza los 1.500 millones de grados los
átomos de Neon se fusionan para producir Oxígeno y Magnesio.
1
año antes de la explosión
Al
incrementarse la temperatura del núcleo hasta los 2.000 millones de
grados los átomos de Oxígeno mas comprimidos se fusionan para
formar Silicio y Azufre
Pocos
días antes de la explosión
Las
enormes presiones elevan la temperatura por encima de los 3.000 millones
de grados convirtiendo el Silicio y Azufre en una esfera de Hierro
fuertemente comprimida que posee unas 1,44 masa solares aproximadamente.
La estructura atómica del Hierro no permite que se fusione
en átomos mas pesados, por tanto esta es la ultima reacción
que tiene lugar en el núcleo.
Décimas
de segundo antes de la explosión
El
núcleo de Hierro llega al punto de máxima compresión, de solo el diámetro
de la Tierra, la repulsión entre si de los núcleos atómicos produce
que la parte interna del núcleo de Hierro se expanda y contraiga violentamente
creando una onda de choque que recorre toda la estrella.
Milisegundos
después de la explosión
El
retroceso del núcleo arroja materia desde dentro hacia afuera en una
onda explosiva que atraviesa capa a capa los diferentes elementos
creados anteriormente, calentándolas y produciendo elementos
mas pesados.
Segundos
después de la explosión
La
explosión libera el 99,5 por ciento de su energía en forma
de neutrinos. Los neutrinos son el primer signo perceptible de la
explosión de la estrella. Lo que queda ahora de la estrella es una
esfera superdensa compuesta principalmente de neutrones, una estrella
de neutrones.
Horas
después de la explosión
Las
ondas de choque hacen erupción a través de la superficie
de la estrella, liberando gran parte de la masa hacia el espacio para
formar una nube que será visible durante miles de años.
Estrellas con más de 50 masas solares
Las supernovas
tipo Ib son aquellas en las cuales su espectro no presenta líneas
de Hidrógeno pero si de Helio. Como ejemplo tenemos a SN 1984L.