¿Qué hace que una estrella sea una supergigante roja?

Las supergigantes rojas se encuentran entre las estrellas más grandes del cielo. No comienzan de esa manera, pero a medida que los diferentes tipos de estrellas envejecen, sufren cambios que los hacen grandes ... y rojos. Todo es parte de la vida estelar y la muerte estelar. 

Definiendo supergigantes rojas 

Cuando los astrónomos miran las estrellas más grandes (por volumen) del universo, ven una gran cantidad de supergigantes rojas. Sin embargo, estos gigantes no son necesariamente, y casi nunca lo son, las estrellas más grandes en masa. Resulta que son una etapa tardía de la existencia de una estrella y no siempre se desvanecen en silencio.. 

Crear una supergigante roja

¿Cómo se forman las supergigantes rojas? Para entender lo que son, es importante saber cómo cambian las estrellas con el tiempo. Las estrellas pasan por pasos específicos a lo largo de sus vidas. Los cambios que experimentan se llaman "evolución estelar". Comienza con la formación de estrellas y el capó juvenil. Después de que nacen en una nube de gas y polvo, y luego encienden la fusión de hidrógeno en sus núcleos, las estrellas generalmente viven en algo que los astrónomos llaman la "secuencia principal". Durante este período, están en equilibrio hidrostático. Eso significa que la fusión nuclear en sus núcleos (donde fusionan hidrógeno para crear helio) proporciona suficiente energía y presión para evitar que el peso de sus capas externas se colapse hacia adentro.

Cuando las estrellas masivas se convierten en supergigantes rojas

Una estrella de alta masa (muchas veces más masiva que el Sol) pasa por un proceso similar, pero un poco diferente. Cambia más drásticamente que sus hermanos parecidos al sol y se convierte en una supergigante roja. Debido a su mayor masa, cuando el núcleo se colapsa después de la fase de combustión del hidrógeno, la temperatura rápidamente aumentada conduce a la fusión de helio muy rápidamente. La tasa de fusión de helio entra en sobremarcha, y eso desestabiliza a la estrella.

Una gran cantidad de energía empuja las capas externas de la estrella hacia afuera y se convierte en una supergigante roja. En esta etapa, la fuerza gravitacional de la estrella se equilibra una vez más por la inmensa presión de radiación externa causada por la intensa fusión de helio que tiene lugar en el núcleo..

La estrella que se transforma en una supergigante roja lo hace a un costo. Pierde un gran porcentaje de su masa en el espacio. Como resultado, si bien las supergigantes rojas se cuentan como las estrellas más grandes del universo, no son las más masivas porque pierden masa a medida que envejecen, incluso cuando se expanden hacia afuera.

Propiedades de las supergigantes rojas

Las supergigantes rojas se ven rojas debido a sus bajas temperaturas superficiales. Van desde aproximadamente 3.500 a 4.500 Kelvin. Según la ley de Wien, el color con el que una estrella irradia con mayor fuerza está directamente relacionado con la temperatura de su superficie. Entonces, si bien sus núcleos son extremadamente calientes, la energía se extiende por el interior y la superficie de la estrella y, cuanto más área de superficie hay, más rápido puede enfriarse. Un buen ejemplo de una supergigante roja es la estrella Betelgeuse, en la constelación de Orión..

La mayoría de las estrellas de este tipo tienen entre 200 y 800 veces el radio de nuestro Sol. Las estrellas más grandes de nuestra galaxia, todas supergigantes rojas, son aproximadamente 1.500 veces el tamaño de nuestra estrella de origen. Debido a su inmenso tamaño y masa, estas estrellas requieren una cantidad increíble de energía para sostenerlas y evitar el colapso gravitacional. Como resultado, queman su combustible nuclear muy rápidamente y la mayoría vive solo unas pocas decenas de millones de años (su edad depende de su masa real).

Otros tipos de supergigantes

Si bien las supergigantes rojas son los tipos más grandes de estrellas, existen otros tipos de estrellas supergigantes. De hecho, es común para las estrellas de alta masa, una vez que su proceso de fusión pasa más allá del hidrógeno, que oscilan entre diferentes formas de supergigantes. Específicamente convirtiéndose en supergigantes amarillas en su camino a convertirse en supergigantes azules y de regreso.

Hipergigantes

Las estrellas supergigantes más masivas se conocen como hipergigantes. Sin embargo, estas estrellas tienen una definición muy flexible, generalmente son estrellas supergigantes rojas (o, a veces, azules) que son del orden más alto: las más masivas y las más grandes..

La muerte de una estrella supergigante roja

Una estrella de muy alta masa oscilará entre diferentes etapas supergigantes a medida que fusiona elementos cada vez más pesados ​​en su núcleo. Eventualmente, agotará todo su combustible nuclear que hace funcionar la estrella. Cuando eso sucede, la gravedad gana. En ese punto, el núcleo es principalmente hierro (que requiere más energía para fusionarse que la estrella) y el núcleo ya no puede soportar la presión de radiación externa, y comienza a colapsar..

La posterior cascada de eventos conduce, eventualmente, a un evento de supernova Tipo II. Atrás quedará el núcleo de la estrella, que se ha comprimido debido a la inmensa presión gravitacional en una estrella de neutrones; o en el caso de las estrellas más masivas, se crea un agujero negro.

Cómo evolucionan las estrellas de tipo solar

La gente siempre quiere saber si el Sol se convertirá en una supergigante roja. Para las estrellas del tamaño del Sol (o más pequeñas), la respuesta es no. Sin embargo, pasan por una fase gigante roja, y parece bastante familiar. Cuando comienzan a quedarse sin combustible de hidrógeno, sus núcleos comienzan a colapsar. Eso eleva bastante la temperatura central, lo que significa que se genera más energía para escapar del núcleo. Ese proceso empuja la parte exterior de la estrella hacia afuera, formando un gigante rojo. En ese punto, se dice que una estrella se ha alejado de la secuencia principal. 

La estrella se junta con el núcleo cada vez más caliente, y eventualmente, comienza a fusionar helio en carbono y oxígeno. Durante todo este tiempo, la estrella pierde masa. Se hincha capas de su atmósfera exterior en nubes que rodean la estrella. Finalmente, lo que queda de la estrella se encoge para convertirse en una enana blanca que se enfría lentamente. La nube de material a su alrededor se denomina "nebulosa planetaria", y se disipa gradualmente. Esta es una "muerte" mucho más suave que las estrellas masivas discutidas anteriormente cuando explotan como supernovas. 

Editado por Carolyn Collins Petersen.