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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.