Presentación empregada no CURSO DE INICIACIÓN Á ASTRONOMÍA impartido por Martin Pawley para a Agrupación Astronómica Coruñesa Ío, 2024.

1. CURSO DE INICIACIÓN Á
ASTRONOMÍA
As estrelas

2. As estrelas fórmanse a partir de nubes
moi grandes de gas e po, impulsadas
pola atracción gravitacional, que é a forza
dominante no universo a grande escala.
A medida que aumentan de tamaño, o
seu núcleo central faise máis denso e
quente. Pasado certo valor crítico de
temperatura e presión, comezan a
producirse reaccións nucleares de fusión,
que é o que caracteriza propiamente a
unha estrela.
O material que a rodea ao principio da
súa formación, un disco de gas e po,
acabará formando logo de millóns de
anos planetas e corpos menores que
orbitarán a estrela.
Os “Pilares da creación”, unha rexión no corazón da
Nebulosa da Aguia (M16) na que se están formando novas
estrelas. Imaxe: NASA, ESA e o Hubble Heritage Team
(STScI/AURA). Dominio público.

3. As estrelas están formadas de plasma moi
quente, un estado da materia na que os
electróns e os núcleos atómicos están
separados, que se mantén unido pola
gravidade.
A enerxía dunha estrela está xerada polas
reaccións nucleares que teñen lugar no seu
centro, que inicialmente funden hidróxeno
en helio, a través da cadea protón-protón,
ou, no caso das estrelas máis masivas, a
través do ciclo CNO (carbono-nitróxeno-
oxíxeno) para finalmente formar elementos
máis pesados.
Imaxe: Solar Dynamics Observatory (2018). NASA.
Dominio público.

4. Este é un esquema do proceso de
fusión nuclear nunha estrela
parecida ao noso Sol. Nas estrelas
masivas os procesos son máis
complexos.
Ao compararmos a masa do Helio-4
final que se forma coas masas dos
catro protón iniciais, vemos que o
0,7% da masa orixinal “se perdeu”...
ou, para ser máis exactos, se
transformou en enerxía en forma
de raios gamma e neutrinos
producidos ao longo da serie de
reaccións. A enerxía total do
proceso é de 26,73 MeV (1eV=1,6·10-19
J).
E=mc2
Imaxe: Cadea protón-protón. Wikipedia (usuario Borb),
CC BY-SA 3.0

5. Imaxe: Ciclo CNO (carbono-nitróxeno-oxíxeno).
Wikipedia (usuario Borb), CC BY-SA 3.0
4H + 2e → He +
2 + 3 +
ν γ
26,73MeV
(1eV=1,6·10-19
J)
E=mc2

6. O Sol
Masa: 2·1030
kg
334000 veces a masa da Terra
99,86% da masa do sistema solar
Diámetro: 1,4·106
km
110 veces o diámetro da Terra
Temperatura do núcleo:
15500000ºC
Temperatura da
superficie: 5500ºC
Cada segundo, o Sol converte en enerxía 4
millóns de toneladas de hidróxeno. Leva
facendo iso uns 5000 millóns de anos e
seguirá facéndoo outros tantos. A
produción de enerxía do Sol é de 3,88·1026
J/seg, ou sexa, 5·1023
cabalos de vapor.

7. Imaxe: adaptado de Oliverbeatson [Wikipedia], Dominio público.

8. Elemento Abundancia
(% en número de
átomos)
Abundancia
(% en masa)
Hidróxeno 91,2 71,0
Helio 8,7 27,1
Oxíxeno 0,078 0,97
Carbono 0,043 0,40
Nitróxeno 0,0088 0,096
Silicio 0,0045 0,099
Magnesio 0,0038 0,076
Neon 0,0035 0,058
Ferro 0,030 0,014
Xofre 0,015 0,040
Composición do Sol

9. As estrelas pasan a maior parte das súas vidas en equilibrio entre dúas forzas: a
presión “cara fóra” a consecuencia da liberación da enerxía polo proceso de fusión
e a tendencia ao colapso que produce a gravidade. Nese equilibrio mantéñense a
maior parte das súas vidas.
Imaxe: adaptado de
Standford University.

10. As características principais dunha estrela e a súa
evolución veñen marcadas pola súa masa inicial.

11. As estrelas azuis son as máis
grandes, quentes e
luminosas. A súa masa é
varias veces (mesmo ducias
de veces) a masa do Sol. A
súa vida é breve, da orde de
“millóns de anos”: esgotan
rapidamente o hidróxeno
para producir helio a través
da fusión nuclear. Despois
diso, estoupan en forma de
“supernovas”. Os átomos
máis pesados xurdiron en
explosións dese tipo.

12. Rigel, a 900 anos luz en Orión, é unha superxigante azul. No futuro
converterase nunha superxigante vermella...

13. ...como xa é Betelgeuse, a 600 anos luz, que está “a punto” de estoupar como
unha supernova. “A punto” quere dicir nos próximos centos de miles de
anos.

14. As estrelas brancas, coma o noso Sol,
viven uns miles de millóns de anos. A
medida que esgotan o combustíbel
nuclear van inchándose; cando deixa de
producirse fusión nuclear, as capas
externas de gas e po dispérsanse polo
espazo formando as chamadas
“nebulosas planetarias”. O núcleo
encóllese até un tamaño coma o da
Terra: son as “ananas brancas”.

15. Alfa Centauri é unha estrela parecida ao noso Sol. Sirio ten máis ou menos o
dobre de tamaño ca o Sol; vémola moi brillante porque está moi próxima, a
só 8,6 anos luz.
Arcturus, a 36 anos luz, é unha “xigante vermella”: unha estrela tipo Sol na
súa fase de inchazón (ese é tamén o seu destino). A súa masa é parecida
mais presenta un diámetro 25 veces maior.

16. As estrelas vermellas son as máis pequenas, frías e
menos luminosas... mais tamén son as que máis
tempo persisten, da orde de billóns de anos, e as
máis abundantes no Universo.

17. As estrelas vermellas son as máis
numerosas do Universo, mais son
demasiado febles como para
podermos velas a simple vista.
Próxima Centauri é unha anana
vermella.
Imaxe: Digitized Sky Survey 2 (agradecemento: Davide De
Martin / Mahdi Zamana). Fonte: ESO

18. Ananas marróns (ou “ananas café”)
Obxectos subestelares con máis masa ca os planetas xigantes e menos
ca as estrelas menos masivas da secuencia principal: entre 13 e 80 veces
a masa de Xúpiter ou entre 0,013 e 0,08 veces a masa do Sol.
Imaxe: Gliese 229 (anana vermella) e Gliese 229B (anana marrón), a 18,8 anos luz na
constelación da Lebre.
27 de outubro de 1994, Monte Palomar, California (EEUU). T.
Nakajima (Caltech), S. Durrance (JHU). Dominio público.
17 de novembro de 1995, Telescopio Hubble. S. Kulkarni
(Caltech), D.Golimowski (JHU) e NASA. Dominio público.

19. Ananas vermellas
As estrelas máis pequenas da secuencia principal.
Próxima Centauri. ESA/Hubble & NASA.

20. Ananas brancas
Remanente estelar de moi alta densidade: a súa masa é comparábel á do Sol
mais confinada nun volume coma o da Terra. O 97% das estrelas da Vía Láctea
acabarán como ananas brancas. As ananas brancas que evolúen a partir de
ananas vermellas estarán formadas de helio.
Sirio A e Sirio B fotografados polo telescopio Hubble. Sirio B é
unha anana branca. Fonte: NASA. Dominio público.

21. Estrelas amarelas, brancas...
Estrelas con masa “parecida” á do Sol (0,9-2 MS)
O Sol fotografado polo Solar Dynamics Observatory, NASA. Dominio público.

22. Xigante vermella
Fase na evolución dunha estrela de masa intermedia unha
vez que consomen o hidróxeno do seu núcleo. Son moito
máis grandes e brillantes ca unha estrela de tipo solar.
Impresión artística da estrutura dunha estrela parecida ao Sol e unha xigante vermella. As dúas imaxes non están a escala (a escala aparece na
esquina inferior dereita). Xeralmente as estrelas coma o Sol divídense en tres capas: a máis externa é a zona de convección, que cobre o 15% do
radio da estrela. Nas xigantes vermellas a zona de convección é moito maior, unhas 35 veces máis masiva ca a do Sol .Fonte: ESO

23. Nebulosa planetaria
Capa brillante e en expansión de gas ionizado expulsado
polas xigantes vermellas ao final das súas vidas.
Nebulosa planetaria ESO 378-1 captada polo VLT (Very Large Telescope)
da ESO dende o norte de Chile. Fonte: ESO.

24. Ananas brancas
Remanente estelar de moi alta densidade: a súa masa é comparábel á do Sol
mais confinada nun volume coma o da Terra. O 97% das estrelas da Vía Láctea
acabarán como ananas brancas. As ananas brancas que evolúen a partir de
estrelas de tamaño medio estarán formadas de carbono e oxíxeno.
Sirio A e Sirio B fotografados polo telescopio Hubble. Sirio B é
unha anana branca. Fonte: NASA. Dominio público.

25. Xigantes e superxigantes azuis
Estrelas de masa grande (varias veces, mesmo ducias de veces, a masa do
Sol) e altas temperaturas superficiais (até da orde das decenas de miles de
graos Kelvin). A simple vista vense de cor branco-azulada.
Cinto de Orión coas estrelas Alnitak, Alnilam (superxigantes azuis) e Mintaka (que
realmente é un sistema formado por varias estrelas). Digitized Sky Survey,
ESA/ESO/NASA FITS Liberator. Dominio público.

26. Superxigante vermella
Fase na evolución das estrelas
de masa grande. As súas
temperaturas superficies son
máis baixas ca as do Sol (por
iso se ven vermellas), mais ao
seren moi moi grandes son
tamén moi luminosas.
Orión sobre o VLT Survey Telescope no Observatorio
Paranal da ESO, a 2.635 metros sobre o nivel do mar, en
Chile. Fonte: ESO.

27. Supernova
Explosión estelar que acontece nos
estadios finais da vida dunha estrela
masiva. Cando a estrela fica sen
combustíbel, a gravidade gaña e de
súpeto a estrela colapsa de xeito tan
rápido que se crean enormes ondas
de choque que producen a
explosión das capas exteriores da
estrela. O seu brillo pode ser tal que
chega a eclipsar galaxias enteiras
durante días ou meses.
Ilustración artística dunha supernova. NASA/CXC/M.Weiss

28. Estrelas de neutróns
É o núcleo colapsado que resta dunha estrela
superxigante logo de que estoupe como
supernova. Son obxectos extremadamente
densos, da orde de dúas masas solares
comprimidas nun volume de arredor de 10 km
de radio, e rotan a grande velocidade (a máis
veloz coñecida xira 716 veces por segundo).
Os púlsares, descubertos en 1967 por Jocelyn
Bell, son estrelas de neutróns cuxo feixe de
radiación, emitido a intervalos regulares, vese
dende a Terra como un sinal que aparece e
desaparece periodicamente, como a luz dun
faro.
Imaxes: adaptadas de NASA's Goddard Space Flight
Center/Conceptual Image Lab.

29. Buraco negro estelar
Rexión do espazo onde a gravidade é
tan intensa que nada, nin sequera a
radiación electromagnética, pode
escapar del. Fórmanse no colapso das
estrelas de maior masa.
Representación artística dun buraco negro descuberto na
galaxia espiral NGC 300. O buraco negro ten unha masa
dunhas vinte veces a masa do Sol e está asociado cunha
estrela Wolf-Rayet, que se converterá tamén nun buraco
negro. O buraco negro está arrancando materia da estrela
mentres orbitan entre si. Imaxe: ESO/L. Calçada/M.Kornmesser

30. Non confundir con...
Buracos negros supermasivos
Buracos negros con masas da orde de miles, millóns ou miles de millóns de veces a
masa do Sol. Na actualidade crese que no centro da maioría das galaxias hai un
buraco negro deste tipo.
Primeira detección directa dun buraco negro supermasivo no corazón da galaxia Messier 87. Imaxe: EHT Collaboration.

31. Diagrama de
Hertzprung-
Russell
(Diagrama cor -
luminosidade)
Imaxe: ESO

32. Nucleosíntese dos elementos químicos
Imaxe: tradución ao galego da orixinal creada por Cmglee para Wikipedia, elaborada a partir de datos de Jennifer
Johnson da Universidade de Ohio.

33. Imaxe: adaptado de Philip Ronan, CC BY SA 3.0

34. Fonte: Universidade de Chicago

35. Imaxe: NASA/SDO/Goddard Space Flight Center