¿Qué son las estrellas gigantes?

Las estrellas gigantes son estrellas enormes con un radio y luminosidad mucho más grande de una estrella de secuencia principal con una temperatura de superficie similar. Las estrellas de secuencia principal tienen un núcleo mixto, compuesto de hidrógeno y helio. Las estrellas gigantes tienen un núcleo hecho de helio o incluso elementos más pesados ​​como el carbono. Esto se debe a que las estrellas gigantes han comenzado a agotar porciones sustanciales de su combustible de hidrógeno.

La fase gigante es inevitable para cualquier estrella con más de 0.4 masas solares. Las estrellas con entre 0.4 y 0.5 masas solares acumulan helio en su núcleo a medida que envejecen, y finalmente se acumula un núcleo de helio puro, pero carecen de presión y temperatura para fusionar helio. El hidrógeno en la periferia del núcleo forma una cubierta de actividad de fusión rápida, porque la gravedad masiva del núcleo está comprimiendo el hidrógeno sobre él. El tamaño de la estrella se expande y se vuelve mucho más difuso. Cuando el sol se convierte en un gigante rojo en cinco mil millones de años, su superficie llegará a donde está la órbita de la Tierra hoy.

Las estrellas con más de 0.5 masas solares pueden fusionar los núcleos de helio en oxígeno y carbono a través del proceso alfa triple. Aunque el núcleo debe alcanzar una temperatura de 10 8 k antes de la ignición, cuando ocurre, produce un exceso de energía, lo que aumenta el tamaño del núcleo, disminuyendo la presión en la cubierta de construcción de hidrógeno. Esto ralentiza las reacciones de fusión y disminuye contraintuitivamente el tamaño y la temperatura de la estrella. Entonces, una estrella más masiva termina menos luminosa que una menos masiva. Tales estrellas son parte de la llamada rama horizontal, porque en un gráfico de luminosidad contra el tipo espectral forman una línea horizontal.

Si menos de 8 masas solares, pero superiores a 0.5, la estrella acumulará carbono en su núcleo y comenzará a fusionar helio en una carcasa fuera del núcleo. Se convierte en una "rama gigante asintótica" o estrella de AGB a medida que la fusión de helio acelera yglobos su estrella anfitriona. Estos pueden crear estrellas supergigantes e hipergentes.

Para estrellas mayores de 8 masas solares, los núcleos se fusionan hasta el hierro. Cuando tal estrella acumula un núcleo de hierro mayor de 1.44 masas solares, comienza el colapso del núcleo. Las conchas de electrones mutuamente repulsivas alrededor de los núcleos de hierro no se repelen entre sí bajo la gran presión y temperatura, y comienzan a fusionarse en otro estado de materia llamado neutronio, compuesto por neutrones atascados en un gigantesco núcleo atómico del tamaño de una ciudad.

A medida que cesan las reacciones de fusión en el núcleo, la estrella no produce energía suficiente para contrarrestar su propia gravedad, y se derrumba. A medida que los elementos de luz caen hacia adentro, rebotan en el núcleo de neutronio casi incompresible. El rebote es suficiente para enviar el manto de la estrella explotando hacia afuera al espacio a miles de kilómetros por hora. Este evento se llama Supernova, y es cómo se crean los elementos más pesados ​​que el hierro.

El resto es lo que se llama un remanente de estrella, o una estrella de neutrones. Una cucharadita de su asunto pesa dos millones de toneladas.