Enanas rojas: asombrosos (y útiles) mitos

por el Dr. George F. Benedict

Una de las preguntas más básicas que los astrónomos pueden   preguntarse es: ¿qué tipo de estrellas componen nuestra   galaxia, la Vía Láctea? La respuesta corta es que la mayoría  de las estrellas en nuestra galaxia son pequeñas estrellas  llamadas enanas rojas. En realidad, solamente un 30% de las   estrellas en nuestra galaxia no son enanas rojas. Su mismo   nombre, enanas, nos da una idea de su pequeñez, y nos lleva  a una segunda pregunta: ¿cuán pequeña puede ser una estrella?
 

 Una Enana M con Otros Nombres

 Las palabras que los astrónomos utilizan para describir las  estrellas evocan los cuentos de hadas para niños: enanas blancas,   gigantes rojas, enanas rojas, gigantes azules, y más recientes,   enanas marrones.

 Como el lector puede adivinar, la característica que distingue  una estrella gigante de una enana es el tamaño. El estado   evolutivo de una estrella determina su tamaño. Aunque menor grado,  el tamaño tambien depende de la cantidad de materia que una  estrella contiene. La característica que distingue una estrella  roja de una azul es la temperatura. Cuando una barra de hierro   sale de la fragua de un herrero, parece de color blanco. A medida  que se enfría, su color se vuelve naranja brillante, después   rojo mate, y finalmente negro.

 Ahora ya sabes algo sobre las enanas rojas simplemente por  su nombre. Tienen temperaturas superficiales y masas  relativamente bajas.
 

 Una enana M es una enana roja con otro nombre. La ¨M¨  viene de aplicar una de las más poderosas herramientas en  el saco del astrónomo a las enanas rojas: la espectroscopía   - la creación de arcoiris estelares. En la Tierra, el arcoiris  se forma debido a que gotas de lluvia actuan como prismas que  separan la luz blanca en los diferentes colores que la componen,  lo que se llama su ¨espectro¨.

Los astrónomos hacen pasar la luz de las estrellas a través de  prismas, y utilizan los ¨arcoiris¨ que aparecen para medir  la temperatura superficial de las estrellas, asi como su   composición química. Los primeros que practicaron este arte  clasificaron las estrellas en diferentes categorías a partir   de los patrones que se observan en sus espectros. Más tarde
 ordenaron las diferentes clases de mayor a menor temperatura  superficial, utilizando las letras O, B, A, F, G, K, M. Las   superficies de las enanas M son tan frías (en torno a 4500   grados Fahrenheit, o unos 2500 grados centígrados) que en ellas   se forman moléculas (¡incluyendo agua!).

 No obstante, las enanas M perdieron recientemente su título como  las estrellas más frías con el descubrimiento de las enanas L.

 La masa es todo. La masa determina practicamente todas las  propiedades de una estrella: su temperatura, su color, y cuan  rápido evoluciona. La cantidad de energía que emerge de la  superficie de una estrella determina su temperatura, y tal y  como nos dice nuestro herrero, su color.

 La energía de una estrella proviene básicamente de reacciones  nucleares que tienen lugar en su núcleo. Este reactor nuclear   emite más o menos energía dependiendo de la presión en el centro  de la estrella. A mayor masa, mayor presión. La mayoría de las  estrellas brillan por que en sus hornos nucleares se fusionan  continuamente cuatro átomos de hidrógeno para formar uno de  hélio, convirtiendo en torno a un 0.7 % del hidrógeno en energía.  Cuanta más masa se amontone en el centro de la estrella, este proceso tiene lugar a un mayor ritmo, generando más energía.  Como consecuencia, las estrellas masivas son azules y tienen una corta vida. Las enanas rojas son rojas, frías y tienen una muy   larga larga vida, quizás un billón de años, o más, comparado con  los 10000 millones de años que dura una estrella como nuestro Sol.

 Midiendo la Masa de las Estrellas

 Si la masa es tan importante, ¿cómo podemos medirla? Visita un  parque cercano y observa a los niños en un balancín. Es posible   estimar los pesos relativos de los niños que se sientan en el balancín  a partir de la observación de sus distancias relativas al punto   de apoyo. Un niño grande se sienta más cerca del punto de apoyo, y  un más pequeño, se sienta más lejos. Las estrellas binarias (dos   estrellas que orbitan alrededor de un centro de masas común) muestran  un comportamiento similar, con el centro de masas actuando como  punto de apoyo.

 Imagina que acabas de pesar a tu hija y ella va hacia el balancín con  otro niño de peso desconocido. Se sientan y ajustan sus distancias  al punto de apoyo para equilibrar el balancín. Midiendo sus  distancias al punto de apoyo, puedes determinar el peso del   amigo de tu hija.

 Ahora, imagina que encuentras una estrella con masa desconocida  en un sistema binario, y que tiene a una estrella como el Sol  de compañera. Análogamente al caso del balancín, midiendo la  separación de las estrellas al centro de masas puedes determinar  la masa de la estrella desconocida. La determinación de la   separación de las estrellas requiere que midamos sus posiciones,   una especialidad astronómica que recibe el nombre de astrometría.

 Un asunto que ha despertado mucho interés recientemente es la  determinación de la masa mínima que se requiere para que una  estrella puede realizar reacciones de fusión nuclear en su   centro. Si una estrella no llega a alcanzar tal masa, la presión   central nunca será suficiente para que se produzca la fusión   nuclear. Si, por el contrario, llega a esa masa mínima, una   estrella habrá nacido. Esta región que separa estrellas/no-estrellas  parece estar entre un 7 y un 8 por ciento de la masa del Sol.

 Termitas, Vacas  y Enanas Marrones

 Ya incluso antes del reciente descubrimiento de las enanas L se  conocían alguno objetos que estaban claramente por debajo del   límite de masa entre estrellas y no-estrellas. Su formación   simplemente proporciona suficiente calor para que los objetos  de este tipo más jóvenes emitan luz visible, como ocurre con    una barra de hierro recien salida de la fragua. Nosotros los  podemos observar a medida que se enfrían. Como el rojo mate es  similar al marrón, surgió el nombre enana marrón. La espectroscopía  proporciona el diagnóstico crítico. Las atmósferas de estos objetos  son lo suficientemente frías para que podamos observar metano,
 una molécula que está tambien presente en la atmósfera terrestre   (gracias a las termitas y a las vacas).

 Las enanas rojas son una parada en un viaje de descubrimiento  que continua. Creíamos que eran las estrellas más frías, pero   ya no es así. Sin embargo continuan teniendo valor, puesto  que las estrellas binarias que contienen enanas M son un   buen sitio para la caza de enanas marrones. Sean cuales sean  los procesos por los que se forman las estrellas, parece que  favorecen la formación de estrellas de baja masa, puesto que
 hay más enanas M que estrellas de cualquier otro tipo. ¿Hay   más enanas L que enanas M? Para responder a esta pregunta ya  hay grandes proyectos observacionales en marcha.  El viaje continua.