Nuestro universo

1) Describe en forma general una estrella.


Las estrellas son esféricas, compuestas principalmente de hidrógeno y helio. En su interior se desarrollan reacciones nucleares que transforman el combustible (hidrógeno) en elementos más pesados (helio) y emiten al exterior la energía resultante de dicha operación.
Suelen estar agrupadas estrechamente con otras estrellas y en éste caso se las denomina "binarias" y también pueden estar acompañadas de una corte de planetas y cuerpos menores, que se mantienen cerca gracias a su potente gravedad.
Debido a su gran masa, la fuerza de gravedad que ejercen hacia el interior es muy grande y sólo pueden mantener su tamaño gracias a la presión de las reacciones que he descrito. Cuando se les agota el combustible nuclear (hidrógeno) deben quemar otros elementos para poder resistir la presión y cuando han agotado todos los posibles combustibles mueren de diferentes maneras.
Las más chicas se van apagando y mueren, las más grandes explotan y generan supernovas (expulsan una gran cantidad de materia hacia el espacio, formando una nebulosa) y las súper gigantes, al no poder contrarrestar la gravedad, se comprimen en un punto de diámetro cero y gravedad infinita: un agujero negro.

2- ¿A qué se denominan sistemas estelares?
Un sistema estelar (binario o múltiple ) es la agrupación de dos o más estrellas que orbitan en torno a un centro de gravedad común, ligadas por lo tanto por la fuerza de gravedad.

3- ¿Qué son las agrupaciones estelares?

Las estrellas nacen en grupos los cuales tienden después a dispersarse. Podemos distinguir dos clases de agrupaciones estelares: los cúmulos estelares o abiertos y los cúmulos globulares:
Los cúmulos abiertos o galácticos. Son agrupaciones de estrellas físicamente relacionadas entre sí al haber nacido de la misma nube molecular. Pueden estar formados desde unas pocas estrellas hasta centenares de ellas. A dichas estrellas se dice que son de la población I ya que tienen un alto porcentaje de metales.
Los cúmulos globulares son objetos esféricos muy compactos que poseen entre 50.000 y un millón de componentes ligados por una fuerte atracción gravitatoria, de manera que no se dispersan. El diámetro medio de estos objetos es de 90 años-luz y se encuentran en el halo de la galaxia formando una nube esférica alrededor de ésta. Las estrellas que forman los cúmulos globulares son poco masivas, pobres en metales (población II), rojizas y frías.


4- Describe los principales tipos de agrupaciones estelares.

Estrellas ligadas: Las estrellas están normalmente ligadas gravitacionalmente unas con otras formando sistemas binarios, ternarios o agrupaciones mayores. Los cúmulos, como así se llaman estas concentraciones, son fruto de grandes brotes de formación estelar.
Estrellas aisladas: No todas mantienen esos lazos gravitatorios, otras como el Sol, viajan solitarias, habiéndose separado hace mucho de la agrupación estelar en la que se formaron. Estas estrellas aisladas sienten el efecto del campo gravitatorio global constituido por la superposición de los campos del total de objetos de la galaxia, entre agujeros negros, estrellas, objetos compactos y gas interestelar.
Sistemas extrasolares: En tiempos recientes se han descubierto también otros sistemas planetarios. Se conocen alrededor de 120 estrellas con compañeros subestelares con masas en torno a 1-10 veces la masa de Júpiter. Son conocidos como planetas extrasolares aunque en los más grandes se discute si podrían ser, tal vez, enanas marrones.
Distribución estelar: Las estrellas no están distribuidas uniformemente en el Universo a pesar de lo que pueda parecer a simple vista. En realidad están agrupadas en Galaxias. Una Galaxia espiral típica (como la nuestra) contiene cientos de miles de millones estrellas agrupadas, la mayoría, en el estrecho plano galáctico. Nuestro cielo nocturno aparece homogéneo a simple vista porque no vemos más allá de una región muy localizada del plano galáctico.


5- ¿Qué son las asociaciones?

En astronomía se define asociación estelar como un cúmulo estelar caracterizado por una unión gravitacional muy débil, menos intensa que la que mantiene unidos los cúmulos abiertos y los cúmulos globulares.

6- ¿Cómo es posible calcular la temperatura superficial de las estrellas?

La temperatura superficial de una estrella se puede calcular de acuerdo a su índice de color.


7- Explica los principales criterios de la clasificación espectral.

Existen 4 criterios principales que se utilizan actualmente para la clasificación estelar y son:

Clasificación por centro gravitacional estelar: El primer criterio es la presencia o ausencia de un centro gravitacional estelar, es decir si forman parte de un Sistema Estelar.
Clasificación de estrellas sistémicas por posición: Si una estrella es sistémica (forma parte de un sistema estelar) puede ser a su vez de dos tipos. Las que funcionan como centro gravitacional o las que orbitan.
Clasificación de estrellas por agrupación gravitacional: Esta clasificación de estrellas se basa en distinguir dos tipos de estrellas dependiendo de si estas se agrupan con otras estrellas mediante fuerzas de atracción gravitacional. Esta clasificación refiere a dos tipos de estrellas (cumulares e independientes) de acuerdo a si se encuentran o no unidas a otras estrellas.
Clasificación de estrellas por sistema planetario: Las estrellas que poseen un sistema planetario, en donde ellas son centro gravitacional y los demás cuerpos celestes las orbitan, se denominan estrellas planetarias.
8- ¿A qué se denomina diagrama de Hertzprung - Russell?
El diagrama de Hertzsprung-Russell (comúnmente abreviado como diagrama H-R) muestra el resultado de numerosas observaciones sobre la relación existente entre la magnitud absoluta de una estrella y su temperatura superficial.
9- ¿Cuál es la masa de las estrellas?

Las estrellas no son todas iguales y podemos caracterizarlas básicamente por cuatro propiedades: Masa, Luminosidad, Temperatura y Composición química.La masa es todo lo que está compuesto por partículas atómicas y al ser acelerado genera una fuerza. En el sistema métrico, la unidad de la masa es el kilogramo, kg.
Todas las partículas con masa tienen la propiedad de atraerse unas con otras debido a la fuerza de gravedad. Esta fuerza actúa de manera que cuanto más masa tengan las partículas mayor será la fuerza de gravedad entre ellas. Además, cuanto más cercanas estén las partículas, también mayor será la fuerza. En el sistema métrico, la unidad de la fuerza es el Newton, N. Al hablar de las estrellas, diremos que tienen una masa dada por el número de átomos en ellas.
Las estrellas nacen con muy diversas masas. La masa del Sol es de 2,000,000,000,000,000,000,000,000,000 toneladas, y sin embargo, existen estrellas con masas que van desde 1/10 hasta 150 veces la masa del Sol.
Lo interesante aquí, es que la gran mayoría de las estrellas tienen masas como la del Sol o menores, solo unas cuantas llegan a tener 8-10 veces su masa y realmente muy pocas logran más de 20-50 veces. De hecho, estrellas con 100 veces la masa del Sol, son notablemente excepcionales. Por alguna razón que aún no es bien entendida, existen muchas más estrellas poco masivas que masivas. las estrellas nacen cuando enormes nubes de gas comienzan a colapsar, llega el momento en que estas nubes se fragmentan, pero sus fragmentos continúan colapsando, mientras van tomando una figura esférica.



10- ¿Qué puedes decir acerca de la estructura interna de las estrellas?
Una estrella típica se divide en núcleo, manto y atmósfera. En el núcleo es donde se producen las reacciones nucleares que generan su energía. El manto transporta dicha energía hacia la superficie y según cómo la transporte, por convección o por radiación, se dividirá en dos zonas: radiante y convectiva. Finalmente, la atmósfera es la parte más superficial de las estrellas y la única que es visible. Se divide en cromósfera, fotósfera y corona solar. La atmósfera estelar es la zona más fría de las estrellas y en ellas se producen los fenómenos de eyección de materia. Pero en la corona, supone una excepción a lo dicho ya que la temperatura vuelve a aumentar hasta llegar al millón de grados por lo menos.
11- ¿Cómo se analiza el interior de las estrellas?
Igual que la pregunta anterior.
12- ¿Cómo se puede estimar el tiempo de vida de una estrella?

El hecho de que unas estrellas vivan millones y otras miles de millones de años, depende de la masa que posea el astro. Para la medición de la masa se toma como modelo al Sol, teniéndose así la masa solar como unidad de referencia. Se conocen estrellas de 3, 8, 10 y más masas solares, también las hay de menor masa (0.5, 0.8, etc.) Si tomamos por ejemplo, una estrella de 12 masas solares, lo primero que se piensa es que su período de vida va a ser muy largo debido a que la cantidad de materia presente en ella es mucho mayor a la de una masa solar y por lo general, son cuerpos muy voluminosos, pero precisamente debido a esto, la estrella tiene más hidrógeno en su interior, el cual sufrirá un proceso de ignición en su núcleo; estas reacciones nucleares deberán realizarse en mayor proporción para satisfacer la demanda de energía en forma de calor y radiación que va a ser expulsada hacia el espacio interestelar. Estas estrellas sólo viven varios millones de años. Basándonos en lo anteriormente expuesto, se puede decir que, a mayor masa, menor “longevidad” tienen las estrellas.
Lo contrario sucede con las estrellas de menor o igual masa que el Sol, por poseer menor cantidad de materia presente en un volumen reducido, la combustión del hidrógeno para formar helio es baja en comparación con el caso anterior, por lo cual las reservas de materia en esta estrella son mayores y en consecuencia, vivirán más tiempo: miles de millones de años.
Los procesos internos que ocurren en las estrellas, en última instancia, son los determinantes de su vida, porque, cuando el combustible nuclear se agota o los elementos químicos presentes en su seno ya no son capaces de proporcionar energía luego de sufrir transformaciones a elementos más pesados, la estrella como tal deja de existir.

13- Realiza un resumen esquemático sobre la evolución estelar
Se denomina evolución estelar a la secuencia de cambios que una estrella experimenta a lo largo de su existencia.
Los nombres de las fases son:

PSP: Presecuencia principal
SP: Secuencia principal
SubG: Subgigante
GR: Gigante roja
AR: Apelotonamiento rojo
RH: Rama horizontal
RAG: Rama asintótica gigante
SGAz: Supergigante azul
SGAm: Supergigante amarilla
SGR: Supergigante roja
WR: Estrella Wolf-Rayet
VLA: Variable luminosa azulUna estrella puede morir en forma de:
NP: Nebulosa planetaria
SN: Supernova
BRG: Brote de rayos gamma
y dejar un remanente estelar:

EB: Enana blanca
EN: Estrella de neutrones
AN: Agujero negro
Las fases y los valores límites de las masas entre los distintos tipos de posibles evoluciones dependen de la metalicidad, de la velocidad de rotación y de la presencia de compañeras.
14- ¿Qué son las estrellas de neutrones?

Una estrella de neutrones es un púlsar que emite radiación periódica.

15- ¿A qué se denominan agujeros negros?

Un agujero negro es una región finita del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la densidad, lo que genera un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material puede escapar de dicha región.


16- Enuncia las características y clasificación de las estrellas variables.

Las estrellas variables son estrellas que experimentan una variación en su brillo en el transcurso del tiempo. Algunas son muy conocidas y son el "prototipo" de una clase de variables, como Algol (Beta Persei), algólidas, Mira (Tau Ceti), tipo Mira, Delta Cephei, cefeidas.
La mayoría de las estrellas tienen una luminosidad prácticamente constante. El Sol, nuestra estrella más cercana, es un buen ejemplo de esos astros que experimentan poca variación (usualmente sólo un 0.1% dentro de su ciclo solar, que dura 11 años). Sin embargo, muchas otras estrellas experimentan variaciones significativas de luminosidad, por lo cual son conocidas como estrellas variables.

Clasificación de las estrellas variablesÉstas pueden ser intrínsecas o extrínsecas.
Estrellas variables intrínsecas: son aquellas en las que la variabilidad es causada por cambios en las propiedades físicas de las propias estrellas. Esta categoría puede dividirse en tres subgrupos:
Variables pulsantes: aquellas cuyo radio se expande y se contrae como parte de su proceso evolutivo natural.
Variables eruptivas: aquellas que experimentan erupciones en sus superficies, como llamaradas o eyecciones de materia.
Variables cataclísmicas: aquellas que experimentan algún cambio cataclísmico de sus propiedades físicas, como las novas y las supernovas.

Estrellas variables extrínsecas: son aquellas en las cuales la variabilidad es causada por propiedades externas, como la rotación o eclipses. Existen dos subgrupos dentro de esta categoría:
Binarias eclipsantes: aquellas en las cuales, según se ven desde la Tierra, una estrella del par eclipsa a la otra ocasionalmente debido a su traslaciones orbitales.
Variables rotantes: aquellas cuya variabilidad es causada por algún fenómeno relacionado con su propia rotación. Se dan casos de estrellas con manchas solares de proporciones extremas, que afectan su brillo aparente, o estrellas que, por tener una velocidad de rotación muy elevada, tienen forma elipsoidal.Estos sugrupos se pueden dividir en varios tipos más específicos, los cuales generalmente obtienen su designación del nombre de la estrella prototípica. Por ejemplo, las novas enanas son llamadas estrellas U Geminorum, pues la primera estrella de este tipo en ser identificada fue U Geminorum.





17- Explica las características más importantes del medio interestelar.

En astronomía, el medio interestelar, o ISM por sus siglas en inglés, es el contenido de materia y energía que existe entre las estrellas dentro de una galaxia. El medio interestelar desempeña un papel crucial en astrofísica a causa de su situación entre las escalas estelar y galáctica. Las estrellas se forman dentro de regiones frías de medio interestelar, al tiempo que éstas reponen materia interestelar y energía a través de los vientos estelares y las explosiones de supernova. Esta interacción entre estrellas y materia interestelar fija el porcentaje en que una galaxia reduce su contenido gaseoso y por tanto determina la vida de la formación estelar activa.
El medio interestelar está formado por un plasma extremadamente diluido para los estándares terrestres. La densidad de materia equivale a un átomo de hidrógeno por centímetro cúbico aproximadamente. Dicho medio lo conforman tres constituyentes básicos: materia ordinaria, rayos cósmicos y campos magnéticos.
El medio en sí es una mezcla heterogénea de átomos, moléculas, polvo y rayos cósmicos envueltos en un campo magnético. La materia está compuesta a su vez de alrededor de un 99% en masa por partículas de gas y un 1% por polvo. La composición química del gas, de acuerdo a la nucleosíntesis primordial, es de un 90.8% en número (70.4% en masa) de hidrógeno, un 9.1% (28.1%) de helio y un 0.12% (1.5%) de elementos más pesados, comunmente llamados metales en la jerga astrofísica. Una fracción significativa de estos metales condensan en forma de granos de polvo en las regiones más densas y frías del medio interestelar.

18- ¿Qué es una Nebulosa planetaria?

Las nebulosas son regiones del medio interestelar constituidas por gases y polvo. Muchas de ellas son los lugares donde nacen las estrellas por fenómenos de condensación y agregación de la materia, también se puede tratar de restos de estrellas o de otras ya extintas.
Según la naturaleza de su emisión se pueden clasificar en 3 tipos: Nebulosas oscuras, Nebulosas de reflexión y Nebulosas de emisión.

19- Elabora un informe acerca de las características de la Vía láctea.

La vía Láctea es un sistema compuesto por estrellas, polvo y gas. El numero de estrellas que aparece en la banda luminosa que se observa en el cielo es enorme y casi todas están distribuidas de manera tal que forman una figura muy achatada y de gran diámetro.





20- Enuncia las principales características de las galaxias.

Una galaxia es un sistema masivo de estrellas, nube de gas, planetas, polvo, materia oscura y quizá energía negra de negro, unidos gravitacionalmente. Históricamente las galaxias han sido clasificadas de acuerdo a su forma aparente y son: Galaxias elípticas, Galaxias espirales y Galaxias irregulares.


21- ¿A qué se denominan Quasares?

Los quasares son objetos de composición y estructura desconocida, su propiedad mas importante es la de ser potentes emisores de radioondas.


22- ¿Qué relación existe entre los quasares y las galaxias?

Los cuásares manifiestan muchas propiedades idénticas a las de las galaxias activas: la radiación no es térmica y se ha observado que algunas tienen jets y lóbulos como las radiogalaxias. Los quásares pueden ser observados en muchas zonas del espectro electromagnético como radiofrecuencia, infrarrojos, luz visible, ultravioletas, rayos X e incluso rayos gamma. La mayoría de los quásares son más brillantes en el marco de referencia de ultravioleta cercano, cerca de la línea Lyman-alfa de emisión del hidrógeno de 1.216 Å o (121,6 nm), pero debido a su corrimiento al rojo, ese punto de luminosidad se observa tan lejos como 9.000 Å (900 nm) en el infrarrojo cercano.Los quasares funcionan como centros activos dentro de galaxias jóvenes.

23- Busca un ejemplo de un objeto peculiar y explica.

El objeto magnético más grande del universo
Los científicos han identificado al objeto más magnético conocido en el Universo, resultado de las primeras mediciones directas tomadas en torno a una peculiar estrella de neutrones, observada por vez primera hace unos 25 años.

Los científicos identificaron el objeto más magnético conocido en el universo, como resultado de las mediciones realizadas sobre una peculiar estrella de neutrones, observada por primera vez hace 25 años. Al seguir el destino de un pequeño "latigazo" (whipping) de protones que se movía a velocidades cercanas a la de la luz con el explorador satelital de Rayos X Rossi (NASA), los científicos calcularon que el campo magnético de esta estrella es hasta 10 veces más poderoso de lo que se pensaba, con fuerza suficiente como para frenar una locomotora de acero desde tan lejos como la distancia Tierra-Luna.
Este objeto, llamado SGR 1806-20, es una de diez estrellas de neutrones inusuales, clasificadas como "magnetars", miles de veces más magnéticas que las estrellas de neutrones ordinarias y miles de millones de veces más poderosas que el más poderoso imán de la Tierra. La fuerza de este campo magnético es de aproximadamente 1015 Gauss (100.000 millones de Tesla) de acuerdo con Alaa Ibrahim, un candidato al doctorado en la George Washington University que conduce investigaciones en el Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, en los Estados Unidos.