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ORIGEN Y EVOLUCIÓN ESTELAR. José Gregorio Portilla . OBSERVATORIO ASTRON Ó MICO NACIONAL. “COLÓQUENME ENTRE LAS ESTRELLAS IMPERECEDERAS… PARA QUE NO MUERA” TEXTO DE LA PIRÁMIDE. LAS ESTRELLAS NO SON ETERNAS: NACEN, ENVEJECEN (EVOLUCIONAN) Y MUEREN PERO EN ALGUNOS CASOS RESUCITAN….

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ORIGEN Y EVOLUCIÓN ESTELAR


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    Presentation Transcript
    1. ORIGEN Y EVOLUCIÓN ESTELAR José Gregorio Portilla OBSERVATORIO ASTRONÓMICO NACIONAL

    2. “COLÓQUENME ENTRE LAS ESTRELLAS IMPERECEDERAS… PARA QUE NO MUERA” TEXTO DE LA PIRÁMIDE LAS ESTRELLAS NO SON ETERNAS: NACEN, ENVEJECEN (EVOLUCIONAN) Y MUEREN PERO EN ALGUNOS CASOS RESUCITAN…

    3. LA ESTRELLA MEJOR CONOCIDA ES EL SOL

    4. NUESTRO ENTENDIMIENTO DE LAS ESTRELLAS ES MUY RECIENTE • ALGUNAS DE ELLAS CONFORMAN SISTEMAS DE DOS O MÁS ESTRELLAS • POSEEN COLOR • ALGUNAS DE ELLAS CAMBIAN DE BRILLO • ALGUNAS DE ELLAS EXPLOTAN VIOLENTAMENTE • LA MAYORÍA SON MUY ESTABLES (EJ: EL SOL)

    5. SE PUEDEN MEDIR VARIAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LAS ESTRELLAS • DISTANCIA • TAMAÑO • LUMINOSIDAD (CANTIDAD DE ENERGÍA) • MASA (SISTEMAS BINARIOS) • TEMPERATURA SUPERFICIAL • COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA ATMÓSFERA

    6. SE PUEDE MODELAR UNA ESTRELLA CON BASE A LOS QUE SABEMOS DE LAS LEYES DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA EQUILIBRIOHIDROSTÁTICO

    7. CONTINUIDAD DE LA MASA NO HAY SITIOS DENTRO DE LA ESTRELLA DONDE NO EXISTA MASA

    8. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA LA ENERGÍA QUE SE PRODUCE EN EL INTERIOR DE LA ESTRELLA DEBE SALIR AL EXTERIOR

    9. TRANSPORTE DE LA TEMPERATURA • CONVECCIÓN (movimiento de material) • RADIACIÓN (luz) CONVECCIÓN RADIACIÓN

    10. LA ESTRELLA EN MUY BUENA APROXIMACIÓN ES UN GAS IDEAL ECUACIÓN DE ESTADO PARTÍCULAS RADIACIÓN

    11. LA ENERGÍA DEBE SALIR DE ALGÚN LADO UNIÓN DE ÁTOMOS LIVIANOS PARA GENERAR ÁTOMOS MÁS PESADOS FUSIÓN NUCLEAR: A A B C A+A > B+C HAY UNA PERDIDA DE MASA

    12. VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN TERMONUCLEAR PROBABILIDAD DE QUE DOS PARTÍCULAS CHOQUEN Y EXCEDAN SU NATURAL REPULSIÓN

    13. r Para el punto situado a una distancia r se puede determinar la presión P, la temperatura T, la densidad , la cantidad de masa que hay comprendida en r, etc.

    14. SE PUEDE ADEMÁS CONOCER COMO CAMBIAN ESTOS VALORES EN EL FUTURO O COMO ERAN EN EL PASADO MILLONES DE AÑOS AHORA

    15. LAS ESTRELLAS NACEN EN NEBULOSAS NEBULOSAS: NUBES GIGANTESCAS DE HIDRÓGENO Y POLVO

    16. NEBULOSAS

    17. EN EL INTERIOR DE LAS NEBULOSAS NACEN ESTRELLAS

    18. COLAPSO GRAVITACIONAL A MEDIDA QUE LA NUBE SE CONTRAE LA ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL SE CONVIERTE EN ENERGÍA TÉRMICA DEL GAS Y EN RADIACIÓN

    19. ES COMÚN QUE TAMBIÉN SE FORMEN ESTRELLAS BINARIAS

    20. EN RESUMEN, ES UN PROCESO, QUE PUEDE TARDAR VARIOS MILLONES DE AÑOS

    21. LAS ESTRELLAS ACTUALMENTE SÓLO PUEDEN TENER MASAS COMPRENDIDAS ENTRE 0.08 MSOL Y 100 MSOL OBJETO QUE NO TIENE LA SUFICIENTE MASA COMO PARA QUE SUCEDAN REACCIONES NUCLEARES EN SU INTERIOR OBJETO TAN SUPREMAMENTE LUMINOSO QUE LA PRESIÓN DE RADIACIÓN HACE QUE EL MATERIAL SE APARTE DE LA ESTRELLA

    22. CÚMULO ABIERTO DE LAS PLEYADES 430 AÑOS LUZ 3000 ESTRELLAS

    23. EL DESTINO DE UNA ESTRELLA DEPENDE FUERTEMENTE DE SU MASA INICIAL

    24. NECESITAMOS TRES CONCEPTOS PREVIOS • MAGNITUD APARENTE • MAGNITUD ABSOLUTA • TEMPERATURA SUPERFICIAL DE UNA ESTRELLA

    25. MAGNITUD APARENTE NÚMERO QUE INDICA QUÉ TAN BILLANTE ES UN ASTRO VISTO DESDE LA TIERRA ENTRE MÁS BRILLANTE ES EL ASTRO, MÁS PEQUEÑO ES EL NÚMERO

    26. SOL OBJETOS INTRÍNSECAMENTE LUMINOSOS PERO SE VEN MUY DÉBILES POR LA ENORME DISTANCIA A LA QUE ESTÁN TIERRA

    27. MAGNITUD ABSOLUTA (MV) MAGNITUD APARENTE QUE TENDRÍAN TODOS LOS ASTROS SI ESTUVIERAN A UNA DISTANCIA DE 32.6 AÑOS LUZ 10 PARSECS TIERRA

    28. SI RIGEL, QUE ESTÁ A UNA DISTANCIA DE 815 AÑOS LUZ, ESTUVIERA A LA DISTANCIA QUE ESTÁ PRÓXIMA DEL CENTAURO, SERÍA TAN BRILLANTE COMO LA LUNA LLENA)

    29. TEMPERATURA SUPERFICIAL LAS TEMPERATURAS SUPERFICIALES DE LAS ESTRELLAS ESTÁN COMPRENDIDAS ENTRE 2500 Y 40000 oC 40000-20000 9000 6000 4000 3000

    30. TEMPERATURA SUPERFICIAL 3000 4000 6000 40000-20000 9000 O B A F G K M OH! BE AFINE GIRL KISS ME

    31. HABIENDO TANTA VARIEDAD DE ESTRELLAS UNO PODRÍA PENSAR QUE LAS ESTRELLAS LLENAN UN DIAGRAMA DE BRILLO INTRÍNSECO EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL Mv -5 0 15 Calientes medianas frías Temperatura

    32. Mv -10 V -5 0 V 5 10 15 Calientes medianas frías Temperatura

    33. DIAGRAMA DE HERTZSPRUNG-RUSSEL

    34. DIAGRAMA HR

    35. LAS ESTRELLAS PERMANECEN LA MAYOR PARTE DE SU VIDA EN LA ZONA DE LA “SECUENCIA PRINCIPAL” ZONA DE LA SECUENCIA PRINCIPAL LAS ESTRELLAS ESTÁN QUEMANDO HIDRÓGENO Y CONVIRTIÉNDOLO EN HELIO SIN MAYORES SOBRESALTOS 4H He

    36. CLASES DE LUMINOSIDAD

    37. ESPECTRO NOMBRE SOL G2 V RIGEL B8 Ia ANTARES M1 Ib VEGA A0 V PRÓXIMA M5 V ARCTURUS K2 III

    38. PERO LAS ESTRELLAS NO PERMANECEN EN UN SOLO SITIO EN EL DIAGRAMA HR ELLAS VAN VIAJANDO A TRAVÉS DEL DIAGRAMA A MEDIDA QUE VAN ENVEJECIENDO

    39. EVOLUCIÓN DE UNA ESTRELLA DE BAJA MASA

    40. EVOLUCIÓN DE UNA ESTRELLA MASIVA

    41. Muerte dependiendo de la masa 1. 0.05 a 3 Msol Enana blanca 2. 3 a 8 Msol Supernova (Estrella neutrónica) 3. > 8 Msol Supernova(Agujero negro) Enana blanca: Presión electrónica soporta la gravedad Estrella degenerada del tamaño de la Tierra Estrella neutrón: La estrella se comprime hasta que protones y electrones se funden para producir neutrones. Presión nuclear atómica suporta la gravedad. Estrella degenerada del tamaño de una ciudad Agujero negro: Nada soporta el peso: último colapso gravitacional. Estrella reducida al tamaño de un punto

    42. LA VIDA DE UNA ESTRELLA SE REDUCE A UNA LUCHA CONTINUA POR EVITAR EL COLAPSO GRAVITACIONAL LA ESTRELLA EVITA EL COLAPSO SIEMPRE Y CUANDO TENGA COMBUSTIBLE PARA GENERAR ENERGÍA EN SU INTERIOR PERO ES UNA LUCHA QUE SIEMPRE TIENE UN VENCEDOR: LA GRAVEDAD

    43. RECORDANDO ALGO DE TEORÍA ATÓMICA PROTÓN NEUTRÓN ÁTOMO DE HIDRÓGENO ÁTOMO DE DEUTERIO ÁTOMO DE HELIO-3 ÁTOMO DE HELIO-4

    44. LA CADENA PROTÓN-PROTÓN REACCIONES DOMINANTES PARA ESTRELLAS CON MASAS MENORES A DOS MASAS SOLARES REACCIÓN NETA: 4H He

    45. PROTÓN NEUTRÓN

    46. EL CICLO CNO (CARBONO-NITRÓGENO-OXÍGENO) 4H He