La estrella más grande del universo: comparación de tamaños

Summary

El guion del video explora las estrellas más grandes del universo, desde las 'subenanas marrones' hasta las hipergigantes rojas. Se explica que las estrellas más masivas como R136a1, con una masa de 315 soles, no son necesariamente las más grandes. Las hipergigantes, como Stephenson 2-18, con un radio de 2150 veces el del Sol, son consideradas las estrellas más grandes conocidas. El ciclo de vida de las estrellas, desde su formación hasta su muerte en supernovas, es un proceso que ilumina y da vida al universo.

Takeaways

• 🌌 La estrella más grande conocida actualmente es Stephenson 2-18, con un radio de 2150 veces el del Sol.
• 🌠 Las enanas marrones son objetos celestiales con propiedades intermedias entre planetas y estrellas, con masas entre 13 y 90 veces la de Júpiter.
• 🔥 Las estrellas de secuencia principal son aquellas con núcleos lo suficientemente densos y calientes para fusionar hidrógeno en helio, liberando energía.
• 🌑 Las enanas rojas son estrellas de secuencia principal con una masa similar a la de Júpiter, que queman lentamente su combustible y pueden vivir hasta diez billones de años.
• ☀️ El Sol, con una vida estimada de 10 mil millones de años, es una estrella de secuencia principal de mediana masa y brillo.
• 🌟 La estrella Sirius es una de las más brillantes visibles, con una masa y radio aproximadamente el doble de los del Sol, y una temperatura superficial de casi 10 000 °C.
• 🌀 La estrella R136a1, con una masa de 315 veces la del Sol, es una de las más masivas conocidas, pero su tamaño solo es 30 veces mayor que el Sol.
• 🌈 Las hipergigantes son las fases gigantes de las estrellas más masivas, con áreas superficiales enormes que emiten una gran cantidad de luz.
• 🔴 Las hipergigantes rojas son las estrellas más grandes del universo, con radios que pueden ser miles de veces mayores que el del Sol.
• 🌌 El ciclo vital de una estrella, desde su nacimiento hasta su muerte en una supernova, contribuye al ciclo cósmico de formación de nuevas estrellas.

Q & A

¿Qué es una 'subenana marrón' y cómo se relaciona con las estrellas?

Una 'subenana marrón' es un objeto astronómico con algunas propiedades de una estrella, pero no alcanza la masa suficiente para convertirse en una estrella. Son objetos gaseosos que no generan la presión y temperatura necesarias en su núcleo para fusionar hidrógeno en helio.

¿Qué características definen a una enana marrón como una 'estrella fallida'?

Una enana marrón es considerada una 'estrella fallida' porque su masa, que varía entre 13 y 90 veces la masa de Júpiter, no es suficiente para alcanzar las condiciones de presión y temperatura en su núcleo para que ocurra la fusión nuclear de hidrógeno.

¿Cuál es la diferencia entre las enanas marrones y las estrellas de secuencia principal?

Las enanas marrones son objetos más pequeños y menos densos que las estrellas de secuencia principal. Mientras que las estrellas de secuencia principal son capaces de fusionar hidrógeno en su núcleo liberando energía, las enanas marrones no lo logran debido a su menor masa y densidad.

¿Por qué las estrellas más masivas tienen vidas más cortas?

Las estrellas más masivas arden con mayor temperatura y brillo, lo que significa que consumen su combustible nuclear, hidrógeno, más rápidamente. Esto resulta en una vida más corta en comparación con estrellas de menor masa.

¿Qué sucede con una estrella después de que termina la fase de combustión de hidrógeno?

Después de que una estrella termina la fase de combustión de hidrógeno, su núcleo se contrae y se vuelve más caliente, lo que lleva a fusionar helio en carbono y oxígeno. Esto hace que la estrella crezca hasta cientos de miles de veces su tamaño original, entrando en la fase de gigante roja o gigante amarilla dependiendo de su masa.

¿Cuál es la relación entre la masa de una estrella y su tamaño?

A pesar de que una estrella más masiva tiene más energía, no necesariamente es más grande. La relación entre masa y tamaño es compleja; por ejemplo, R136a1, una estrella con una masa de 315 veces la del Sol, tiene un tamaño de solo 30 veces el Sol.

¿Qué son las hipergigantes y cómo se diferencian de otras estrellas?

Las hipergigantes son estrellas en la fase gigante de las más masivas del universo, con una área superficial enorme que emite una gran cantidad de luz. Se diferencian de otras estrellas por su tamaño extremo y su capacidad para dispersarse prácticamente por sí solas debido a su débil gravedad superficial.

¿Por qué es difícil determinar el tamaño exacto de las hipergigantes rojas?

Es difícil determinar el tamaño exacto de las hipergigantes rojas debido a que son objetos extremadamente brillantes y lejanos, lo que introduce incertidumbres en las mediciones. Además, su tamaño puede variar significativamente debido a la pérdida de masa por vientos estelares.

¿Cuál es la estrella conocida más grande actualmente y cuál es su tamaño aproximado?

La estrella conocida más grande actualmente es Stephenson 2-18, con un radio estimado de 2150 veces el del Sol, lo que la hace una de las estrellas más grandes posibles.

¿Cómo es el ciclo de vida de una estrella y cómo contribuye a la formación de nuevas estrellas?

El ciclo de vida de una estrella comienza con su nacimiento en una nube de polvo y gas, sigue con su etapa de secuencia principal, luego se convierte en una gigante roja o amarilla, y finalmente colapsa en una supernova o se contrae en un blanco矮星. Los elementos pesados producidos en su núcleo son expulsados al espacio, formando nubes de polvo y gas que eventualmente darán lugar a nuevas generaciones de estrellas.

Outlines

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🌌 Introducción a las Estrellas y su Escala

El primer párrafo introduce el tema de las estrellas más grandes del universo, explicando inicialmente qué son las estrellas y cómo se comparan con otros objetos celestes como Júpiter. Se menciona que las 'subenanas marrones' son los objetos más pequeños que comparten algunas propiedades con las estrellas, y que su masa es entre 13 y 90 veces la de Júpiter. Aunque no son estrellas completas, su núcleo se hace lo suficientemente denso para comenzar a fusionar hidrógeno, lo que las hace brillar. El párrafo también describe las estrellas de secuencia principal, que son más grandes y brillantes, y cómo su vida es más corta en proporción a su masa y temperatura. Se menciona que las enanas rojas son las estrellas más pequeñas y comunes del universo, con una vida útil extremadamente larga.

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🌠 Evolución y Extremos de las Estrellas

El segundo párrafo explora la evolución de las estrellas y los extremos de su escala. Se discuten las estrellas de secuencia principal que se convierten en gigantes rojas cuando agotan su hidrógeno, inflándose enormemente. Se menciona a Gacrux y proyecta cómo el Sol se comportará en su fase final. Luego, se introducen las hipergigantes, las estrellas más grandes del universo, como la Pistola y Rho Cassiopeiae, que son enormes, brillantes y raras. Se destaca la incertidumbre en la medición de las hipergigantes rojas y se presenta a Stephenson 2-18 como la estrella conocida más grande hasta ahora, con un radio 2150 veces mayor que el Sol. El párrafo concluye con una reflexión sobre el ciclo de vida y muerte de las estrellas y su papel en la formación de nuevas generaciones de estrellas.

Keywords

💡Estrella

Una estrella es un cuerpo celeste que emite luz y calor por la fusión nuclear en su núcleo. En el vídeo, se describen diferentes tipos de estrellas, desde las más pequeñas hasta las más grandes del universo, destacando su importancia en la evolución y la luz del cosmos.

💡Subenana marrón

Las subenanas marrones son cuerpos gaseosos que no alcanzan la temperatura y la presión necesarias para fusionar hidrógeno en su núcleo, por lo que no son estrellas en el sentido estricto. En el guion, se menciona que su masa es entre 13 y 90 veces la de Júpiter y que no encajan bien en ninguna categoría.

💡Estrella de secuencia principal

Las estrellas de secuencia principal son aquellas que están en la fase de fusión de hidrógeno en su núcleo, lo que las hace brillar y emitir energía. En el vídeo, se explica que cuanto más masivas son, más rápidamente queman su hidrógeno y por lo tanto, tienen vidas más cortas.

💡Enana roja

Las enanas rojas son estrellas de baja masa que queman hidrógeno muy lentamente y pueden vivir hasta diez billones de años. Son las estrellas más abundantes en el universo y, como se menciona en el guion, no crecen al morir sino que se desinflan.

💡Estrella de neutrones

No se menciona explícitamente en el guion, pero es un concepto relevante en la astronomía. Las estrellas de neutrones son restos densos de estrellas masivas que han colapsado después de una supernova, dejando atrás un núcleo extremadamente denso.

💡Hipergigante

Las hipergigantes son estrellas en una fase avanzada de su vida, donde su núcleo ha agotado su hidrógeno y ha comenzado a fusionar helio. Estas estrellas son enormes y brillantes, como se describe en el vídeo con ejemplos como la estrella Pistola y Rho Cassiopeiae.

💡R136a1

R136a1 es una estrella masiva que se menciona en el guion como uno de los candidatos a ser la estrella más masiva conocida, con una masa de 315 veces la del Sol. Aunque no es la más grande, su masa y luminosidad son impresionantes.

💡Fusión nuclear

La fusión nuclear es el proceso por el cual las estrellas generan energía y luz. En el vídeo, se explica que en las estrellas de secuencia principal, el hidrógeno se fusiona para formar helio, liberando energía en el proceso.

💡Supergigante roja

Las supergigantes rojas son estrellas en una etapa final de su vida, donde su núcleo ha agotado su hidrógeno y ha comenzado a expandirse enormemente. En el vídeo, se menciona que el Sol eventualmente se convertirá en una supergigante roja, lo que lo hará crecer mucho más que su tamaño actual.

💡Estrella de Barnard

La estrella de Barnard es una enana roja mencionada en el guion como una de las estrellas más cercanas a la Tierra. Es un ejemplo de una estrella que es tan débil en luz que solo se puede ver con telescopio, destacando la variedad de estrellas en el universo.

💡Stephenson 2-18

Stephenson 2-18 es una hipergigante roja que se considera una de las estrellas más grandes conocidas, con un radio de 2150 veces el del Sol. En el vídeo, se utiliza como ejemplo para ilustrar la escala extrema de las estrellas en el universo.

Highlights

La estrella más pequeña con algunas propiedades de estrella son los grandes astros gaseosos o 'subenanas marrones'.

Júpiter, el planeta más grande del Sistema Solar, es un ejemplo de subenana marrón.

Las enanas marrones son consideradas estrellas fallidas, con una masa entre 13 y 90 veces la de Júpiter.

Las estrellas de secuencia principal son aquellas cuyos núcleos son lo suficientemente densos y calientes para fusionar hidrógeno en helio.

Las enanas rojas son las estrellas más pequeñas y abundantes del universo, con una vida útil de hasta diez billones de años.

El Sol, con una masa del 99.86% del Sistema Solar, es una estrella de secuencia principal con una vida útil de unos 10 billones de años.

Sirius, la estrella más brillante del cielo nocturno, tiene una masa doble que la del Sol y una temperatura superficial de casi 10 000 °Celsius.

Las estrellas con una masa 10 veces la del Sol pueden tener una temperatura superficial cercana a los 25 000 °Celsius.

R136a1, la estrella más masiva conocida, tiene una masa de 315 soles y una luminosidad de nueve millones de veces más que el Sol.

Las hipergigantes son la fase gigante de las estrellas más masivas, con una área superficial enorme que emite una gran cantidad de luz.

La estrella Pistola, con una masa de 25 soles, es una hipergigante azul con un radio 300 veces el del Sol.

Rho Cassiopeiae es una hipergigante amarilla con una masa de 40 soles, un radio de 500 soles y una luminosidad de 500 000 veces más que el Sol.

Las hipergigantes rojas son las estrellas más grandes conocidas, con un radio que puede ser 1500 veces el del Sol.

Stephenson 2-18 es considerada la estrella más grande encontrada, con un radio de 2150 veces el del Sol y una luminosidad de medio millón de soles.

Las estrellas evolucionan y cambian de fase, acumulando elementos pesados en el núcleo antes de colapsar en una supernova.

El gas de las supernovas se utiliza para formar nuevas generaciones de estrellas de todos los tamaños, comenzando un nuevo ciclo de nacimiento y muerte.

Transcripts

¿Cuál es la estrella más grande del universo? ¿Y por qué es tan grande? En cualquier caso,

¿qué son las estrellas? Astros a los que les gustaría ser estrellas

Empecemos en la Tierra, no en plan didáctico sino para hacernos una vaga idea de la escala.

Lo más pequeño con algunas propiedades de estrella son los grandes astros gaseosos o

“subenanas marrones”. Por ejemplo Júpiter, el planeta más grande

del Sistema Solar. 11 veces más grande que la Tierra y con una

masa 317 veces mayor, está compuesto más o menos de lo mismo que el Sol. Solo que de

muchísimo menos. La transición a estrella comienza con las

enanas marrones, unas estrellas fallidas, muy decepcionantes para sus madres.

Su masa es de entre 13 y 90 veces la de Júpiter. Sin embargo, aunque lanzáramos 90 júpiteres

unos contra otros, solo obtendríamos algo digno de ver pero insuficiente para crear

una estrella. Esto es porque agregar enormes cantidades

de masa a una enana marrón no la vuelve más grande, sino más densa.

No obstante, la presión en el núcleo aumenta tanto como para provocar lentamente algunas

reacciones de fusión que hacen que brille un poco.

Por eso, las enanas marrones son una especie de gigante gaseoso brillante que no encaja

muy bien en ninguna categoría. Pero queríamos hablar de estrellas, no de

aspirantes fracasadas. Avancemos. Estrellas de secuencia principal

Cuando las grandes gaseosas superan un determinado umbral de masa, sus núcleos se vuelven tan

densos y calientes como para arder. En su interior, el hidrógeno se fusiona y

convierte en helio, liberando enormes cantidades de energía.

Las estrellas que actúan así se denominan estrellas de secuencia principal.

Cuanto más masivas son, arden con más temperatura y brillo, y su vida es más corta.

Una vez que terminan la fase de combustión de hidrógeno, crecen

hasta cientos de miles de veces su tamaño original.

Pero esta fase gigante solo dura una fracción de sus vidas.

Por eso, lo que vamos a comparar son estrellas en etapas completamente diferentes.

No es menos impresionante, pero no olvidemos que se trata de bebés frente a adultos.

Bien, volvamos al principio. Las estrellas de verdad más pequeñas son

enanas rojas, cuya masa es unas 100 veces la de Júpiter, apenas lo suficiente como

para fusionar hidrógeno en helio. Como no tienen mucha masa, son pequeñas,

poco calientes y apenas brillan. Son las únicas estrellas de la secuencia

principal que no crecen al morir, sino que más o menos se desinflan.

Las enanas rojas son, de largo, las estrellas más abundantes del universo.

Como consumen su combustible muy lentamente, les dura hasta diez billones de años, mil

veces la edad actual del universo. Por ejemplo, una de las estrellas más cercanas

a la Tierra, la estrella de Barnard, es una enana roja con una luz tan apagada que no

se ve sin telescopio. Si quieren saber más, tenemos un video sobre

enanas rojas. En la siguiente etapa están las estrellas

como nuestro Sol. Decir que el Sol domina el Sistema Solar es

hacerle poca justicia ya que supone el 99.86% de toda su masa.

Arde con más temperatura y brillo que las enanas rojas, lo que provoca que su vida se

reduzca unos 10 000 millones de años. La masa del Sol equivale a siete veces la

de Barnard, lo que la convierte en 300 veces más brillante y duplica su temperatura superficial.

Sigamos yendo a mayor. Los pequeños cambios de masa producen enormes

cambios en el brillo de una estrella de secuencia principal.

La estrella más brillante del cielo nocturno, Sirius, con el doble de masa y un radio de

1.7 veces el Sol, alcanza una temperatura superficial de casi 10 000 °Celsius, por

lo que su luz es 25 veces más intensa. Al arder a tan alta temperatura, su vida se

reduce a una cuarta parte, solo 2500 millones de años.

Las estrellas con una masa 10 veces la del Sol tienen una temperatura superficial cercana

a los 25 000 °Celsius. Beta Centauri cuenta con dos de estas estrellas

masivas, cada una con una potencia de unas 20 000 veces el Sol.

Muchísima potencia de unos astros solo 13 veces mayores. Eso sí, apenas vivirán 20

millones de años. En el tiempo que el Sol tarda en orbitar la

galaxia, mueren generaciones enteras de estas estrellas azules.

Entonces ¿cuál es la fórmula? ¿Cuanto más masiva, más grande?

La estrella más masiva que se conoce es R136a1. Su masa es de 315 soles y su luz cerca de

nueve millones de veces más intensa. Sin embargo, pese a su tremenda masa y potencia,

tiene un tamaño de apenas 30 veces el Sol. La estrella es tan extrema que la gravedad

apenas la aglutina. Por eso, el viento estelar le hace perder 321 billones de toneladas de

materia, cada segundo. Este tipo de estrella es superraro porque

se salta un poco las reglas de la formación de las estrellas.

Al nacer, las estrellas supermasivas arden con gran calor y luz de modo que expulsan

cualquier gas extra que pueda volverlas más masivas.

Por eso, el límite de masa para este tipo de estrella es de unos 150 soles.

Las estrellas como R136a1 probablemente se formaron con la fusión de varias estrellas

con mucha masa en regiones densas de formación de estrellas y quemaron sus núcleos de hidrógeno

en solo unos millones de años. Esto las convierte en raras y de corta vida.

A partir de aquí, el truco para hacerse más grande no es agregar masa. Para conseguir

las estrellas más grandes debemos matarlas. Gigantes rojas

Cuando las estrellas de secuencia principal comienzan a agotar el hidrógeno del núcleo,

se contraen y vuelven más calientes y densas. Esto conduce a una fusión a más temperatura

y rápida que planta cara a la gravedad y provoca que las capas externas se hinchen

enormemente. Estas estrellas se vuelven verdaderos gigantes.

Por ejemplo, Gacrux. Con una masa solo un 30% mayor que la del

Sol, se ha inflado hasta un radio de 84 veces. No obstante, cuando el Sol entre en su última

fase, se hinchará y crecerá mucho más, hasta un radio de 200 veces el actual.

En esta fase final de la vida, se tragará los planetas interiores.

Impresionante, ¿verdad? Pues aún no hemos llegado a las más grandes del universo:

las hipergigantes. Las hipergigantes son la fase gigante de las

estrellas más masivas del universo. Presentan una enorme área superficial que

puede radiar una locura de luz. Como son tan grandes, prácticamente se dispersan

ellas solas puesto que su gravedad superficial es tan débil que no puede sujetar una masa

caliente soplada por potentes vientos estelares. La estrella Pistola, con una masa de 25 soles,

tiene un radio 300 veces el del Sol. Es una hipergigante azul que debe su nombre a su

enérgica luz azulada. Es difícil saber cuánto vivirá exactamente

la estrella Pistola, seguramente solo unos millones de años.

Aún mayores son las hipergigantes amarillas. La más estudiada es Rho Cassiopeiae, una

estrella tan brillante que se puede ver a simple vista pese a encontrarse a miles de

años luz de la Tierra. Con una masa de 40 soles, tiene un radio de

500 soles y es 500 000 veces más brillante. Si la Tierra estuviera a la misma distancia

de Rho Cassiopeiae que del Sol, habría sido engullida y estaríamos muertísimos.

Las hipergigantes amarillas son muy raras, solo se conocen 15,

lo que hace sospechar que sean solo un breve estado intermedio, mientras la estrella crece

o mengua entre otras fases de hipergigantismo. Con las hipergigantes rojas llegamos a las

más grandes conocidas, puede que las mayores estrellas posibles.

¿Y quién gana esta loca competición? La verdad es que no se sabe.

Las hipergigantes rojas son extraordinariamente brillantes y lejanas, por lo que hay diminutas

incertidumbres en nuestras mediciones que podrían generar unos enormes márgenes de

error en cuanto a su tamaño. Y es aún peor, las hipergigantes rojas son

mastodontes del tamaño del sistema solar que van dispersándose, con lo que es difícil

medirlas. A medida que avance la ciencia y los instrumentos

mejoren, cambiará la estrella considerada mayor, sea cual sea esta.

A la que actualmente se considera la mayor encontrada es a Stephenson 2-18.

Probablemente se generó como estrella de secuencia principal con una masa de unas diez

veces el Sol, de la que seguro que ya ha perdido la mitad.

El radio de las hipergigantes rojas típicas suele ser 1500 veces el del Sol, pero las

últimas estimaciones calculan que el de Stephenson 2-18 es de 2150 veces y que la potencia de

su luz es de casi medio millón de soles. A su lado, el Sol parece una mota de polvo.

Nuestro cerebro es incapaz de asumir semejante escala.

Incluso a la velocidad de la luz, tardaríamos 8.7 horas en darle la vuelta.

Al avión más rápido de la Tierra le llevaría unos 500 años.

Si sustituyera al Sol, llegaría hasta la órbita de Saturno.

A medida que evolucione, seguramente se despellejará aún más, menguará y pasará a otra fase

más caliente de hipergigantismo, acumulando elementos pesados en el núcleo antes de colapsar

en una supernova, y devolver su gas a la galaxia. Este gas servirá después para formar otra

generación de estrellas de todos los tamaños. Y comenzará un nuevo ciclo de nacimiento

y muerte para iluminar el universo. Repitamos el viaje, ahora sin hablar.

El universo es grande. Y contiene muchas cosas grandes.