Cómo determinan los astrónomos la masa estelar

Cómo determinan los astrónomos la masa estelar

Casi todo en el universo tiene masa , desde √°tomos y part√≠culas subat√≥micas (como las estudiadas por el Gran Colisionador de Hadrones ) hasta c√ļmulos gigantes de galaxias . Las √ļnicas cosas que los cient√≠ficos conocen hasta ahora que no tienen masa son los fotones y gluones.

Es importante saber la masa, pero los objetos en el cielo est√°n demasiado distantes. No podemos tocarlos y ciertamente no podemos pesarlos por medios convencionales. Entonces, ¬Ņc√≥mo determinan los astr√≥nomos la masa de cosas en el cosmos? Es complicado.

 

Estrellas y masa

Suponga que una¬† estrella t√≠pica ¬†es bastante masiva, generalmente mucho m√°s que un planeta t√≠pico. ¬ŅPor qu√© preocuparse por su masa? Es importante conocer esa informaci√≥n porque¬† revela pistas sobre el pasado, presente y futuro evolutivo de una estrella .

Los astr√≥nomos pueden utilizar varios m√©todos indirectos para determinar la masa estelar. Un m√©todo, llamado¬† lente gravitacional , mide la trayectoria de la luz que se dobla por la atracci√≥n gravitacional de un objeto cercano. Aunque la cantidad de flexi√≥n es peque√Īa, las mediciones cuidadosas pueden revelar la masa de la atracci√≥n gravitacional del objeto que tira.

 

Mediciones típicas de masa de estrellas

Los astr√≥nomos tardaron hasta el siglo XXI en aplicar lentes gravitacionales para medir masas estelares. Antes de eso, ten√≠an que depender de las mediciones de estrellas que orbitan un centro de masa com√ļn, las llamadas estrellas binarias. La masa de¬† las estrellas binarias (dos estrellas que orbitan alrededor de un centro de gravedad com√ļn) es bastante f√°cil de medir para los astr√≥nomos. De hecho, m√ļltiples sistemas estelares proporcionan un ejemplo de libro de texto sobre c√≥mo calcular sus masas. Es un poco t√©cnico, pero vale la pena estudiarlo para comprender qu√© tienen que hacer los astr√≥nomos.

Primero, miden las órbitas de todas las estrellas del sistema. También registran las velocidades orbitales de las estrellas y luego determinan cuánto tiempo tarda una estrella determinada en recorrer una órbita. Eso se llama su "período orbital".

 

Calculando Masa

Una vez que se conoce toda esa informaci√≥n, los astr√≥nomos hacen algunos c√°lculos para determinar las masas de las estrellas. Pueden usar la ecuaci√≥n V √≥rbita = SQRT (GM / R) donde SQRT es "ra√≠z cuadrada" a, G es gravedad, M es masa y R es el radio del objeto. Es una cuesti√≥n de √°lgebra para desentra√Īar la masa reordenando la ecuaci√≥n para resolver M .

Entonces, sin tocar una estrella, los astr√≥nomos usan las matem√°ticas y las leyes f√≠sicas conocidas para calcular su masa. Sin embargo, no pueden hacer esto con cada estrella. Otras medidas ayudan a averiguar las masas de estrellas no en sistemas binarios o m√ļltiples estrellas. Por ejemplo, pueden utilizar luminosidades y temperaturas. Las estrellas de diferente luminosidad y temperatura tienen masas muy diferentes. Esa informaci√≥n, cuando se traza en un gr√°fico, muestra que las estrellas se pueden ordenar por temperatura y luminosidad.

Las estrellas realmente masivas se encuentran entre las m√°s calientes del universo. Las estrellas de menor masa, como el Sol, son m√°s fr√≠as que sus gigantes gigantes. El gr√°fico de temperaturas, colores y brillos de las estrellas se llama Diagrama de Hertzsprung-Russell y, por definici√≥n, tambi√©n muestra la masa de una estrella, dependiendo de d√≥nde se encuentre en el gr√°fico. Si se encuentra a lo largo de una curva larga y sinuosa llamada secuencia principal , los astr√≥nomos saben que su masa no ser√° ni gigantesca ni peque√Īa. Las estrellas de masa m√°s grande y m√°s peque√Īa quedan fuera de la secuencia principal.

 

Evolución estelar

Los astrónomos tienen un buen manejo de cómo nacen, viven y mueren las estrellas. Esta secuencia de vida y muerte se llama "evolución estelar". El mayor predictor de cómo evolucionará una estrella es la masa con la que nace, su "masa inicial". Las estrellas de baja masa son generalmente más frías y tenues que sus contrapartes de mayor masa. Entonces, simplemente observando el color y la temperatura de una estrella y dónde "vive" en el diagrama de Hertzsprung-Russell, los astrónomos pueden tener una buena idea de la masa de una estrella. Las comparaciones de estrellas similares de masa conocida (como las binarias mencionadas anteriormente) dan a los astrónomos una buena idea de cuán masiva es una estrella dada, incluso si no es una binaria.

Por supuesto, las estrellas no mantienen la misma masa durante toda su vida. Lo pierden a medida que envejecen. Gradualmente consumen su combustible nuclear y, finalmente, experimentan grandes episodios de p√©rdida de masa al final de sus vidas . Si son estrellas como el Sol, lo soplan suavemente y forman nebulosas planetarias (generalmente). Si son mucho m√°s masivos que el Sol, mueren en eventos de supernova, donde los n√ļcleos colapsan y luego se expanden hacia afuera en una explosi√≥n catastr√≥fica. Eso lanza gran parte de su material al espacio.

Al observar los tipos de estrellas que mueren como el Sol o mueren en supernovas, los astrónomos pueden deducir lo que harán otras estrellas. Conocen sus masas, saben cómo evolucionan y mueren otras estrellas con masas similares, por lo que pueden hacer algunas predicciones bastante buenas, basadas en observaciones de color, temperatura y otros aspectos que les ayuden a comprender sus masas.

Observar las estrellas implica mucho más que recopilar datos. La información que obtienen los astrónomos se agrupa en modelos muy precisos que les ayudan a predecir exactamente qué harán las estrellas de la Vía Láctea y de todo el universo a medida que nacen, envejecen y mueren, todo en función de sus masas. Al final, esa información también ayuda a las personas a comprender más sobre las estrellas, en particular nuestro Sol.

 

Hechos r√°pidos

  • La masa de una estrella es un predictor importante de muchas otras caracter√≠sticas, incluido el tiempo que vivir√°.
  • Los astr√≥nomos utilizan m√©todos indirectos para determinar las masas de estrellas, ya que no pueden tocarlas directamente.
  • Normalmente, las estrellas m√°s masivas tienen vidas m√°s cortas que las menos masivas. Esto se debe a que consumen su combustible nuclear mucho m√°s r√°pido.
  • Las estrellas como nuestro Sol son de masa intermedia y terminar√°n de una manera muy diferente a las estrellas masivas que explotar√°n despu√©s de unas pocas decenas de millones de a√Īos.


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