Exploración de la Astrofísica: Desde la Formación Estelar hasta el Destino del Universo
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Fundamentos de la Ciencia del Cosmos
Disciplinas Clave
El estudio científico de los astros, de sus características y movimientos, se denomina Astronomía.
La Astrofísica estudia las leyes de la Física aplicadas a los objetos del Universo y al propio Universo. Gracias a ella podemos saber los mecanismos que hacen que las estrellas proporcionen luz y calor, la composición de galaxias y nebulosas, el comportamiento de los llamados "agujeros negros", o cómo será el futuro del Universo.
La Astrobiología trata de estudiar las condiciones y posibilidades de vida en regiones y lugares del Universo exteriores a la Tierra. Combina áreas como la Astrofísica, la Biología y la Geología.
El Destino del Universo y la Evolución Galáctica
¿Cómo terminará el Universo?
El destino final del Universo depende de su masa total. Existen tres posibilidades principales:
- Big Crunch o Gran Implosión: Si la masa es suficiente, la fuerza de la gravedad detendrá la expansión del Universo y este se contraerá sobre sí mismo.
- Expansión Indefinida: Si la masa no fuera suficiente para detener la expansión, el Universo seguiría expandiéndose indefinidamente.
- Valor Crítico: La última posibilidad es que la masa tenga un valor crítico, donde la expansión se detenga, pero no sea suficiente para hacer contraerse al Universo.
Tipos de Galaxias
Las galaxias evolucionan hacia tres configuraciones distintas:
- Elípticas
- Espirales
- Irregulares
Nacimiento, Vida y Muerte de las Estrellas
¿Qué es una Estrella?
Una estrella es una acumulación de materia, principalmente hidrógeno, aunque también puede haber helio en menor cantidad. La masa se comprime por las fuerzas de gravedad hasta que la presión es tan alta que comienzan a producirse reacciones nucleares de fusión. En estos procesos de fusión se unen átomos ligeros, como el hidrógeno, para dar un átomo mayor como el helio.
El Ciclo Estelar
Formación y Secuencia Principal
Las estrellas se forman a partir de nubes de gas de gran densidad, tamaño y masa. El gas se concentra hacia el centro de la nube, debido a la fuerza de la gravedad, formando la protoestrella. Esta concentración de materia es la causante de las reacciones de fusión nuclear.
La siguiente fase es la secuencia principal. En ella, la estrella quema hidrógeno mediante la fusión nuclear, transformándolo en helio.
Fases Finales (Gigante Roja y Enana Blanca)
Cuando la estrella ha quemado todo el hidrógeno del núcleo, empieza a quemarlo de sus capas exteriores y se hincha hasta adquirir un tamaño enorme. Esta fase se conoce como gigante roja.
Lo que sucede luego depende de la masa inicial de la estrella. Si la masa es pequeña (hasta 9 veces la del Sol) puede resultar finalmente inestable. Así, acabará expulsando sus capas exteriores que quedarán como una nebulosa, mientras que el núcleo acabará por convertirse en una enana blanca.
Agujeros Negros
Un agujero negro es una región del espacio donde la concentración de materia, y por tanto la gravedad, es tan alta que ni siquiera la luz puede escapar de ella.