lunes, 30 de mayo de 2016

¿Qué es una estrella Wolf-Rayet?

 Las Wolf-Rayet son un tipo de estrellas muy masivas cuya existencia podría resumirse en "vive rápido, muere salvajemente".
Esta clase de estrellas tienen temperaturas superficiales de entre de 25.000 - 50.000 K (en algunos casos incluso más), elevadas luminosidades, y son muy azules.

Pertenecen al tipo espectral W, el cual se divide a su vez en tres tipos:

- WN (si abunda el nitrógeno, que se explica por la presencia en la superficie estelar de elementos que han intervenido en el ciclo CNO).

- WC (si abunda el carbono, la presencia de dicho elemento se interpreta como la existencia en la fotosfera de productos del proceso triple alfa)

- WO (si abunda el oxígeno, siendo su presencia interpretada, como en el caso anterior, por la existencia en la fotosfera de productos del proceso triple alfa. Es el tipo más raro).

 Las estrellas Wolf-Rayet más brillantes son del primer tipo.
Su masa es unas 20 ó 30 veces mayor que la de nuestra estrella y su muerte se produce mediante potentes supernovas que siembran el Universo con elementos químicos pesados. Pero, ¿cómo llegan estas estrellas a sufrir semejante final?
 Las estrellas como el Sol llevan una vida pacífica ya que pueden permanecer sin sufrir grandes alteraciones durante miles de millones de años. Este tipo de astros se encuentran en equilibrio entre la fuerza gravitatoria y la presión hacia el exterior generada por la fusión nuclear.

 
Sin embargo, estar cerca de una estrella masiva es como andar jugando con fuego. Estos monstruos evolucionan mucho más rápidamente y, por lo tanto, tienen unas vidas mucho más breves. Su capacidad para fusionar elementos en su núcleo es muy superior a las estrellas pequeñas, por lo que rápidamente se quedan sin elementos ligeros y tienen que recurrir a la fusión de los elementos más pesados, como el oxígeno, para sobrevivir un tiempo más.

En los años 70 se sugirió que las estrellas Wolf-Rayet podían haber perdido sus envolturas ligeras de hidrógeno dejando al descubierto los núcleos ricos en helio. En la actualidad se piensa que este proceso comienza cuando la estrella ha generado suficientes elementos pesados (carbono y oxígeno) en su núcleo, y que parte de estos elementos han alcanzado la superficie estelar. En ese momento disminuye la habilidad de la estrella para radiar la energía producida en su interior. Como consecuencia, la intensidad del viento estelar aumenta hasta acabar por mostrar las capas interiores del astro, más calientes y donde las reacciones nucleares han modificado la composición de la estrella, y liberando hacia el espacio parte de la masa de la estrella. Se ha calculado que el viento estelar de las Wolf-Rayet podrían alcanzar entre los 3,60 y los 9 millones de kilómetros por hora.

Las tasas de pérdida de material por el fuerte viento estelar pueden ser tan elevadas como 10(-5) o 10(-6) masas solares por año. Muchas estrellas WR se encuentran en el centro de nebulosas (que no deben confundirse con las nebulosas planetarias) formadas presumiblemente a partir del material eyectado que enriquece el espacio con nuevos elementos. Las nebulosas de Wolf-Rayet más célebres son la Nebulosa Medialuna (NGC 6888) y la Nebulosa del Casco de Thor (NGC 2359).

WR 124.Los potentes vientos estelares han creado esta hermosa nebulosa. Crédito: NASA

Finalmente, la estrella se queda sin elementos para poder realizar la fusión  nuclear (no se pueden fusionar elementos más pesados que el hierro). Cuando se detiene la fusión, la presión del interior de la estrella cesa y ya no hay ninguna fuerza que pueda detener a la gravedad. Es entonces cuando las grandes estrellas explotan como supernovas o como un brote de rayos gamma.
Según varias investigaciones, las estrellas Wolf-Rayet podrían alcanzar sus grandes masas gracias a la presencia de una estrella compañera a la que "robarían" parte de su masa, mediante  un proceso conocido como vampirismo estelar. Además, el astro más pequeño también podría influir en la rotación y órbita de la Wolf-Rayet.

Vampirismo estelar. Dos estrellas pueden fusionarse en una aumentando su masa, o bien, una estrella roba masa de su compañera haciéndose más masiva.
  Estas estrellas son muy infrecuentes, habiéndose detectado algo más de 200 estrellas WR en la Vía Láctea, muchas de ellas concentradas en la región del centro galáctico.


Ejemplo de estrellas Wolf-Rayet

WR 7 (HD 56925 / HIP 35378) es la estrella central de la nebulosa de emisión NGC 2359 conocida también como Nebulosa del Casco de Thor, en la constelación del Can Mayor.Se calcula que es 280.000 veces más brillante que el Sol, 16 veces más masiva, y 1,41 veces mayor. Es una estrella muy caliente, con una temperatura de superficie estimada en 112.000 Kelvin.

Nebulosa del Casco de Thor. Crédito: ESO.

Gamma Velorum (γ Vel) es la estrella más brillante de la constelación de Vela con magnitud aparente +1,75. En realidad es un sistema estelar complejo con, al menos, siete componentes. La componente más brillante, Gamma Velorum A (HD 68273), es una estrella binaria formada por dos estrellas muy masivas y calientes: una estrella de Wolf-Rayet y una estrella azul. La primera tiene una temperatura superficial de entre 57.000 y 70.000 K, mientras que la de la segunda es de 32.500 K. Las dos estrellas son extraordinariamente luminosas. La estrella azul es 180.000 veces más luminosa que el Sol, y la estrella de Wolf-Rayet es 100.000 veces más luminosa. La estrella azul es una estrella masiva con una masa 30 veces mayor que la del Sol, y su radio es 13 veces más grande que el radio solar. Sin embargo, la estrella de Wolf-Rayet, más evolucionada que su compañera, era antaño más masiva, con una masa inicial de 40 masas solares. Hoy tiene una masa 10 veces mayor que la del Sol debido a la pérdida de masa estelar; el fuerte viento estelar que sopla desde su superficie hace que cada año pierda el equivalente a una cienmilésima de la masa solar. Con una edad de unos pocos millones de años, se encuentra en las últimas etapas antes de explotar como supernova. La separación entre las dos estrellas es de aproximadamente 1 unidad astronómica (ua) con un período orbital de unos 78,5 días.
WR 20a (UBV M 40466) es un sistema estelar en la constelación de Carina. Está asociado al cúmulo estelar Westerlund 2, situado a unos 7,9 kilopársecs de distancia del Sistema Solar. Aunque su magnitud aparente es sólo de +13,45, es una de las estrellas más masivas que se conocen. Es una estrella binaria cuyas componentes son dos estrellas de Wolf-Rayet  con un período orbital de 3,686 días. Lo destacable de WR 20a es que no sólo la masa de la estrella principal es de 83 masas solares, sino que que la estrella secundaria tiene una masa equivalente.
Más información en el enlace.
 

2 comentarios:

  1. Hola. Una pregunta, a la hora que los científicos quieren saber si hay planetas al rededor de una estrella,Emplean un metodo. Miden la luz de la misma y según si el brillo baja así pueden suponer que allí hay un planeta. Pero como saben si no es un meteorito cerca de la tierra u otro planeta cerca de la tierra como saben eso??????? Y perdón por mis errores ortográficos pero necesito respuestas

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    1. Lo saben porque el descenso de luz es periódico. Si el objeto que oculta parte de la luz de la estrella fuese un cometa, no se produciría con una periodicidad exacta. Tampoco si fuese debido a la presencia de manchas solares, ya que estas varían en forma, tamaño y en número. Pero en el caso de un planeta, estos conservan el mismo periodo de rotación alrededor de la estrella, por ejemplo, la Tierra siempre tarda un año en recorrer esta distancia. Por ello siempre es más fácil localizar los planetas que se encuentran más cercanos a las estrellas, debido a que éstos cuerpos orbitan en torno al astro más veces en el mismo periodo que los cuerpos más alejados. Espero haber aclarado tu duda.

      Un saludo!

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