Las estrellas gigantes y enanas

Por Marco Arturo Moreno Corral*

El Sol, ese gigante que gobierna todo el sistema solar a través de la fuerza gravitacional ocasionada por su enorme masa de más de 300 mil veces que la que tiene la Tierra, para nosotros es algo colosal. Formado hace 5 mil millones de años, su acción gravitatoria permanente ha moldeado todo el sistema, propiciado el surgimiento de los planetas y cuerpos menores que en él existen, sin embargo, a pesar de lo inmenso que parece, en realidad es una estrella de poca monta, que por sus dimensiones no tiene ninguna particularidad a escala cósmica, pues en realidad por su tamaño está catalogada entre las de baja masa.

El valor de la masa solar se ha convertido en el patrón de comparación para referirse a las masas estelares, así los astrónomos hablan de estrellas con masas tantas veces menor o mayor que la del Sol.

Al fin del siglo XIX, mejoraron la calidad de los telescopios y de sus instrumentos auxiliares, pero sobre todo gracias a la fotografía, fue posible obtener imágenes estelares que permitieron medir el color individual de las estrellas, así como su composición química, lo que en buena medida se logró gracias a un grupo de mujeres que trabajaban analizando el material obtenido por los astrónomos del Observatorio de Harvard de la Universidad de Massachusetts, Estados Unidos.

Al estudiar cientos de imágenes estelares, estas diligentes e inteligentes mujeres comenzaron a encontrar relaciones entre los diferentes tipos de estrellas, mostrando de esa manera, que en realidad las miríadas de esos astros que pueblan nuestro universo visible, pueden ordenarse en unos pocos grupos, cada uno con características distintivas, lo que fue un enorme avance, pues ahora bastaba con observar estrellas individuales para encuadrarlas en el tipo al que pertenecían, en lugar de lidiar con cientos de miles, todas ellas diferentes todas entre sí.

En 1906 el astrónomo danés Ejnar Hertzprung encontró que las estrellas más rojas que habían sido observadas, podían dividirse en 2 grupos bien diferenciados; las que resultaban más brillantes que el Sol las llamó “gigantes”, mientras que las que tenían menor brillo que él, las denominó “enanas”. Debe hacerse notar que en esa primera etapa, en realidad esos adjetivos no están relacionados con el tamaño de las estrellas, sino con su brillo. De manera independiente, el astrónomo estadounidense Henry Norris Russell encontró los mismos resultados y desde 1910, los investigadores de la evolución estelar cuentan con una formidable herramienta que es el diagrama Herzprung-Russell, que es gráfico que establece una relación entre la luminosidad y la temperatura de las estrellas. Ubicando cada estrella observada en este gráfico a partir de su brillo y su composición química, es posible determinar parámetros físicos tan importantes en la evolución estelar como la masa y temperatura de las estrellas, lo que ha permitido entender los procesos a que se encuentran sujetas a lo largo de su existencia.

Puesto que las observaciones han mostrado que existen estrellas con muy diferentes masas, una de las preguntas más acuciantes que se han hecho y siguen haciendo los astrónomos, es acerca de las condiciones físicas  que hacen que las estrellas se formen con diferentes masas. La respuesta definitiva no ha sido encontrada, aunque las investigaciones que se hacen sobre este tema, tanto en el terreno teórico como en el observacional son muchas y mantienen activa a buena parte de la comunidad astronómica internacional, entre los que se encuentras los astrónomos mexicanos, quienes han aportado datos e ideas de importancia en este campo.

Procesos de formación de las estrellas

La importancia de todos esos estudios estriba en que gracias a ellos, pueden establecerse diferencias entre los tipos de estrellas que existen; ya no solamente vemos que hay muchas y que los colores de ellas son diferentes, sino que gracias a la aplicación de leyes físicas establecidas y probadas en los laboratorios terrestres, es posible saber mucho de cada estrella: su edad, su tamaño, su composición química y la energía que está emitiendo, así como si tienen o no campos magnéticos intensos asociados. Todo ello permite hablar de estrellas recién formadas, estrellas jóvenes o estrellas viejas o evolucionadas. También hablamos de estrellas gigantes o enanas, ya que todas esas características se han determinado a partir de la observación y el análisis teórico de las propiedades que les observamos.

Gracias a ello en la actualidad los astrofísicos tienen una comprensión bastante clara de los procesos de formación, evolución y fin de las estrellas, aunque debe decirse que todavía hay mucho que estudiar.

Volviendo al tema de las gigantes y las enanas, debe decirse que las hay muchas veces mayores que el Sol, aunque también existen otras con menores dimensiones. Por cierto, desde esta óptica, éste ha sido catalogado como una estrella enana amarilla, con una temperatura en su superficie de 5 mil 800 grados Kelvin, mientras que en su parte nuclear, que se encuentra 695 mil 510 kilómetros por abajo de su superficie, alcanza los quince millones de grados. La edad estimada del Sol es de cinco mil millones de años y por los procesos físicos que están ocurriendo en su interior, sabemos que le queda otro tanto de vida estable, al término del cual comenzará una etapa de inestabilidad que se manifestará en el crecimiento de su diámetro, que llegará a distancias como a la que ahora lo orbita Marte, convirtiéndose entonces en una estrella del tipo de las gigantes rojas, con un radio cuyo tamaño resultará cientos de veces el que tiene actualmente, mientras que su temperatura superficial, será menor a la actual, pues estará comprendida entre los tres mil y cuatro mil grados.

Entre las estrellas gigantes que podemos ver a simple vista, se encuentran Alcione, Pollux, Arturo, Capella, Aldebarán y Algol. Esta última fue llamada así por los árabes pues su brillo varía en el tiempo. Ese nombre significa “estrella endemoniada”, ya que seguramente les era difícil entender ese comportamiento. Ahora sabemos que en realidad se trata de un sistema de tres estrellas, que al orbitar unas alrededor de las otras, producen ese efecto de variabilidad.

En cuanto a las estrellas enanas, pueden mencionarse próxima Centauri, Wolf 359, la Estrella de Barnard y Alfa Centauro B, pero debe decirse que a causa de su bajo brillo, este tipo de estrellas son difíciles de observar, particularmente a simple vista, pero esto no debe engañarnos, pues la gran mayoría de las estrellas conocidas, forman parte del grupo de las enanas.

Una particularidad más de este tipo de estrellas, es que por ser muchas similares al Sol, esas están siendo estudiadas para buscar en ellas la posible existencia de planetas y en efecto, en buen número de las enanas cercanas al Sol, se ha comprobado que existen. Como este es un tema de gran interés en la actualidad, seguramente se seguirá investigando.

*Instituto de Astronomía, Campus Ensenada, Universidad Nacional Autónoma de México.

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