Fundamentos de Cosmología y el Ciclo de Vida de las Estrellas

Definiciones Fundamentales de la Ciencia del Cosmos

Para comprender la estructura y el desarrollo del universo, es esencial conocer las siguientes disciplinas:

Cosmología

Parte de la astronomía que estudia la estructura, origen y desarrollo del universo, el cosmos.

Astronomía

Ciencia que estudia los astros a partir de las radiaciones electromagnéticas que nos llegan.

Astrofísica

Parte de la astronomía que aplica la física para estudiar la composición, estructura y evolución de los astros.

Modelos del Universo

La forma y el destino final del universo dependen de su densidad media en relación con el valor crítico.

• Modelo Abierto

  Si la densidad media se halla debajo de 3 átomos de hidrógeno por metro cúbico, estaríamos ante un universo tetradimensional. Este modelo implica una expansión continua.

• Modelo Cerrado

  Si la densidad media del universo se halla por encima del valor crítico, el cosmos es cerrado y eventualmente colapsará (Big Crunch).

• Modelo Plano

  Si la densidad media del universo es igual al valor crítico, el universo es plano y la gravedad frena la expansión, pero sin detenerla por completo.

Evolución Estelar: El Ciclo de Vida de las Estrellas

La evolución posterior de una estrella viene marcada por la masa que esta posea, siguiendo varios caminos:

Gigante Roja

Con el tiempo, todo el hidrógeno (H) se convierte en helio (He) y las reacciones de fusión se desplazan hacia la periferia. Con la desaparición del H, se pierde masa, provocando una disminución de la componente gravitatoria y un aumento de la componente expansiva. Al aumentar la superficie de la estrella, esta se convierte en una Gigante Roja.

Nebulosa Planetaria

El He se ha acumulado en el núcleo de la Gigante Roja y continúa compactándose hasta llegar a la temperatura crítica que permite la fusión del He para formar carbono (C). La liberación de grandes cantidades de energía hace que la estrella se hinche y sus capas externas se desprendan, formando un anillo de humo estelar conocido como Nebulosa Planetaria.

Enana Blanca y Enana Negra

En el interior de la Nebulosa Planetaria se halla la Enana Blanca, que es producto de las reacciones de fusión del He y su transformación en C. La Nebulosa Planetaria es observable mientras la Enana Blanca es lo suficientemente caliente como para ionizar las capas externas desprendidas, donde el H es su componente principal. Cuando agote todo el He, se enfriará paulatinamente hasta apagarse por completo, originando la Enana Negra.

Gigante Azul

La protoestrella se convierte en una estrella con mayor masa, liberando más energía (E) y consumiendo más He.

Supergigante Roja

Cuando estas estrellas consumen todo el H, se hinchan y se convierten en Supergigantes Rojas. Su núcleo se parece a una cebolla, donde cada una de sus capas concéntricas alberga un proceso diferente de reacción de fusión termonuclear que forma un elemento químico distinto. El núcleo va produciendo elementos más y más pesados. El hierro es el elemento más estable que se puede formar por fusión estelar.