Diagramando la vida de las estrellas

Las estrellas son los motores físicos más sorprendentes del universo. Irradian luz y calor, y crean elementos químicos en sus núcleos. Sin embargo, cuando los observadores los miran en el cielo nocturno, todo lo que ven son miles de puntos de luz. Algunos aparecen rojizos, otros amarillos o blancos, o incluso azules. Esos colores en realidad dan pistas sobre las temperaturas y edades de las estrellas y dónde están en sus vidas. Los astrónomos "clasifican" las estrellas por sus colores y temperaturas, y el resultado es un famoso gráfico llamado Diagrama de Hertzsprung-Russell. El diagrama H-R es un cuadro que todo estudiante de astronomía aprende desde el principio..

Aprendiendo el diagrama básico de H-R

Generalmente, el diagrama H-R es una "gráfica" de temperatura vs. luminosidad. Piense en la "luminosidad" como una forma de definir el brillo de un objeto. La temperatura es algo con lo que todos estamos familiarizados, generalmente como el calor de un objeto. Ayuda a definir algo llamado estrella de clase espectral, que los astrónomos también descubren al estudiar las longitudes de onda de la luz que provienen de la estrella. Entonces, en un diagrama H-R estándar, las clases espectrales se etiquetan de las estrellas más calientes a las más frías, con las letras O, B, A, F, G, K, M (y L, N y R). Esas clases también representan colores específicos. En algunos diagramas H-R, las letras están dispuestas en la línea superior del gráfico. Las estrellas calientes de color azul-blanco se encuentran a la izquierda y las más frías tienden a estar más hacia el lado derecho de la tabla..

El diagrama básico de H-R está etiquetado como el que se muestra aquí. La línea casi diagonal se llama secuencia principal. Casi el 90 por ciento de las estrellas en el universo existen a lo largo de esa línea en algún momento de sus vidas. Lo hacen mientras aún fusionan hidrógeno a helio en sus núcleos. Finalmente, se quedan sin hidrógeno y comienzan a fusionar helio. Ahí es cuando evolucionan para convertirse en gigantes y supergigantes. En el gráfico, tales estrellas "avanzadas" terminan en la esquina superior derecha. Las estrellas como el Sol pueden tomar este camino y finalmente reducirse para convertirse en enanas blancas, que aparecen en la parte inferior izquierda del gráfico..

Los científicos y la ciencia detrás del diagrama H-R

El diagrama H-R fue desarrollado en 1910 por los astrónomos Ejnar Hertzsprung y Henry Norris Russell. Ambos hombres trabajaban con espectros de estrellas, es decir, estudiaban la luz de las estrellas utilizando espectrógrafos. Esos instrumentos descomponen la luz en sus longitudes de onda componentes. La forma en que aparecen las longitudes de onda estelares da pistas sobre los elementos químicos en la estrella. También pueden revelar información sobre su temperatura, movimiento a través del espacio y su intensidad de campo magnético. Al trazar las estrellas en el diagrama H-R de acuerdo con sus temperaturas, clases espectrales y luminosidad, los astrónomos pueden clasificar las estrellas en sus diferentes tipos..

Hoy en día, existen diferentes versiones de la tabla, según las características específicas que los astrónomos quieran trazar. Cada gráfico tiene un diseño similar, con las estrellas más brillantes extendiéndose hacia la parte superior y girando hacia la esquina superior izquierda, y algunas en las esquinas inferiores.

El lenguaje del diagrama H-R

El diagrama H-R usa términos que son familiares para todos los astrónomos, por lo que vale la pena aprender el "lenguaje" de la tabla. La mayoría de los observadores probablemente han escuchado el término "magnitud" cuando se aplica a las estrellas. Es una medida del brillo de una estrella. Sin embargo, una estrella podría Aparecer brillante por un par de razones:

•  Podría estar bastante cerca y, por lo tanto, parecer más brillante que uno más lejos
•  Podría ser más brillante porque hace más calor.

Para el diagrama H-R, los astrónomos están interesados ​​principalmente en el brillo "intrínseco" de una estrella, es decir, su brillo debido al calor que realmente hace. Es por eso que la luminosidad (mencionada anteriormente) se traza a lo largo del eje y. Cuanto más masiva es la estrella, más luminosa es. Es por eso que las estrellas más brillantes y calientes se trazan entre los gigantes y supergigantes en el Diagrama H-R.

La temperatura y / o la clase espectral se derivan, como se mencionó anteriormente, al observar la luz de la estrella con mucho cuidado. Ocultas dentro de sus longitudes de onda hay pistas sobre los elementos que están en la estrella. El hidrógeno es el elemento más común, como lo demuestra el trabajo de la astrónoma Cecelia Payne-Gaposchkin a principios del siglo XX. El hidrógeno se fusiona para producir helio en el núcleo, por eso los astrónomos también ven el helio en el espectro de una estrella. La clase espectral está muy relacionada con la temperatura de una estrella, razón por la cual las estrellas más brillantes están en las clases O y B. Las estrellas más frías están en las clases K y M. Los objetos más fríos también son tenues y pequeños, e incluso incluyen enanas marrones..

Una cosa a tener en cuenta es que el diagrama H-R puede mostrarnos en qué tipo estelar puede convertirse una estrella, pero no necesariamente predice ningún cambio en una estrella. Es por eso que tenemos astrofísica, que aplica las leyes de la física a la vida de las estrellas..