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EL FIN DE LAS ESTRELLAS MASIVAS

Nucleosíntesis estelar

 

Supernovas y estrellas de neutrones
Una supergigante
Una supernova
Nucleosíntesis estelar
Una estrella de neutrones
Un púlsar
La radiación de los púlsares

Las fuentes X y gamma
Las fuentes de rayos X
El enigma de las explosiones de rayos gamma
El origen de las explosiones de rayos gamma

La relatividad restringida
El fin del espacio absoluto
La relatividad restringida
La dilatación del tiempo
La contracción del espacio y el espacio-tiempo

La relatividad general
El principio de equivalencia
La relatividad general y la curvatura del espacio-tiempo
Las verificaciones de la relatividad general
La onda gravitacional
La lente gravitacional

Los agujeros negros
Un agujero negro
El espacio-tiempo alrededor de un agujero negro
Un agujero negro histórico: Cygnus X-1

 

 

 

 

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Imagen que ofrece una fotografía del sol en rayos x. Crédito: NASA Goddard Laboratory for Atmospheres

 

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Visión artística de un agujero negro con disco de acreción. Crédito: Jörn Wilms (Tübingen) et al.; ESA

Nucleosíntesis estelar

Las estrellas masivas desempeñan un papel esencial en la evolución química del cosmos. En efecto, después de Big Bang, el Universo sólo está constituido por dos elementos químicos: hidrógeno y helio. Si permanecía en esta fase, sería muy monótono, no se desarrollaría ninguna química, no podría formarse ningún planeta y no podría nacer la vida.

Las estrellas poco masivas intentan remediar este problema produciendo algunos elementos más pesados, como el carbono o el oxígeno, y expulsándolos hacia el espacio a través de los vientos estelares y nebulosas planetarias. Su influencia está limitada, sin embargo, a causa del reducido número de elementos creados y la masa implicada relativamente escasa.

 

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La nebulosa N 70 en la Gran Nube de Magallanes. Se trata de una enorme burbuja de gas interestelar, de 300 años-luz de diámetro, generada por el viento estelar de estrellas masivas y por explosiones de supernova. Crédito: ESO

El papel principal en la creación de elementos químicos corresponde a las estrellas masivas; éstas son la sede de una sucesión de reacciones nucleares, cada vez más complejas, que permiten todos los elementos más ligeros que el hierro, el silicio, el azufre o el cobre. Pero estas estrellas no se limitan a producir elementos pesados, se encargan también de distribuirlos durante su explosión final en supernova, cuando la envoltura rica en nuevos elementos es desgarrada y expulsada hacia el espacio interestelar.

Así, generación tras generación, las estrellas masivas enriquecen poco a poco el Universo de elementos pesados, lo que le permite desarrollar una química compleja, y le dan la oportunidad de crear la vida.

Los elementos más pesados que el hierro

Las estrellas masivas no se limitan a producir elementos químicos más ligeros que el hierro. Van en realidad a ser el origen de todos los demás elementos que conocemos. Las reacciones nucleares en su seno producen no sólo energía, sino también distintas partículas, en particular los neutrones.

Los neutrones no llevan carga eléctrica y no están sometidos a la repulsión eléctrica de otros núcleos atómicos. Pueden, así pues, pegarse fácilmente a otros núcleos y aumentar su masa. Si el conjunto así creado no es estable, va a transmutarse y dar origen a un nuevo elemento atómico. Es gracias a este proceso, llamado captura lenta de neutrones, que se producen algunos elementos más pesados que el hierro como, por ejemplo, el estaño o el mercurio.

Para ir todavía más lejos y crear elementos más pesados, hay que recurrir a la captura rápida de neutrones. Ésta se produce en el mismo momento de la explosión de la supernova. Cuando las capas internas de la envoltura se estrellan sobre el núcleo estelar, están sometidas a una temperatura y una presión muy fuertes. Estas condiciones dan lugar a numerosas reacciones nucleares y, así pues, a la producción de neutrones en grandes cantidades.

Los núcleos atómicos se enfrentan entonces a un fuerte flujo de neutrones. Se ven obligados a absorber varios a la vez antes de poder transmutarse, de ahí la aparición de elementos aún más pesados que los precedentes, por ejemplo, el platino y el oro.

 

 

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - ANTONIO HERAS - SON FERRER (CALVIÁ)

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