Todo comienza con una nube de gas (fundamentalmente hidrógeno) que empieza a contraerse por efecto de su propia gravedad, a medida que esto ocurre, la nube de gas también empieza a calentarse (la energía potencial gravitatoria se convierte en energía térmica, ya que las partículas del gas empiezan a moverse con mas rapidez debido a la contracción). Dada la temperatura de la nube, la luz y otras formas de radiación electromagnética son disipadas desde la superficie de ella, provocando que la nube se siga comprimiendo lentamente y calentando mas.
Después de un tiempo (varios millones de años), el centro de la nube esta tan caliente y denso que empiezan a ocurrir reacciones nucleares, las partículas de hidrógeno se fusionan para convertirse en helio.
Esta energía nuclear generada compensa la energía que se disipa en la superficie de la nube de gas, por lo que la nube deja de contraerse y se estabiliza. La nube de gas es ahora una estrella.
La estrella permanece estable por miles de millones de años convirtiendo el hidrógeno en helio. Finalmente, se tiene un núcleo de helio en el centro de la estrella rodeado por una capa de hidrógeno a altas temperaturas.
El núcleo de helio empieza a contraerse debido a la gravedad y a calentarse, por lo que las capas exteriores de hidrógeno se consumen con mas rapidez, se expanden y se enfrían. Tenemos ahora una gigante roja, estrella de gran tamaño con una temperatura superficial baja.
El núcleo de helio es ahora tan denso y caliente que nuevamente empiezan a ocurrir reacciones nucleares convirtiendo el helio en carbono y oxigeno. El calor que genera esta reacción nuclear, al igual que en la primera parte de la formación de la estrella, estabiliza la fuerza gravitatoria y detiene la contracción de la estrella, temporalmente.
Como los recursos para generar estas reacciones nucleares son finitos, eventualmente la estrella los consumirá y deberá encontrar otra forma de mantenerse contra el desplome gravitatorio. Dado el principio de exclusión de Pauli, dos partículas materiales no pueden tener la misma posición y velocidad, por lo que las partículas deben tener velocidades diferentes alejándolas una de la otra. Esto hace que la estrella tienda a expandirse, así, la estrella puede mantener un radio constante gracias al equilibrio entre la gravedad y la repulsión del principio de exclusión, como lo hacia antes entre calor y gravedad.
Pero esto depende de la masa de la estrella, de esta forma, para estrellas con masa menores que 1.4 soles, la presión generada por el principio de exclusión entre los electrones de la estrella detiene permanentemente la contracción por la gravedad, estas son llamadas ahora enanas blancas, por su pequeño tamaño y por que la temperatura de su superficie es muy alta cuando entran en esta fase.
Para estrellas con masas mayores que 1.4 soles, el núcleo de carbono y oxigeno repite el proceso de contracción, calentamiento y fusión de sus elementos para formar Neón y otros elementos. Este proceso de formación, contracción, y calentamiento del núcleo se repite dándole la energía a la estrella para contrarrestar la presión de la gravedad.
Finalmente, la estrella tendrá un núcleo de hierro y níquel rodeado de capas de elementos mas ligeros, y en la superficie principalmente hidrógeno. El núcleo de hierro y níquel se mantiene gracias a la repulsión del principio de exclusión de los electrones hasta que tiene demasiada masa y llega al fin de la cadena de auto-soporte.
En este momento, el núcleo sufre un nuevo desplome gravitatorio, las temperaturas son tan altas que los fotones rompen los núcleos transformándolos en protones y neutrones. A medida que esto ocurre, la densidad del centro de la estrella va aumentando, cuando llega a 200 mil millones de veces la densidad del agua los electrones se combinan con los electrones y forman neutrones.
El núcleo ahora de neutrones sigue contrayéndose hasta alcanzar una densidad de 100 billones de veces la densidad del agua, comparable con la densidad del núcleo de un átomo. La repulsión que genera el principio de exclusión ahora por los neutrones tienden a detener el desplome gravitatorio, y cuando esto curre se genera una onda de choque que hace que se desprendan las capa exteriores de la estrella. Este es el proceso de formación de las supernovas, "Explosiones destructivas de estrellas".
El corazón de neutrones que queda: si la masa de la región central de la estrella que queda es menor que unas 2 masas solares, el desplome gravitatorio se detiene y la estrella se estabiliza para formar una estrella de neutrones que a diferencia de una enana blanca esta compuesta por neutrones y tienen una densidad enorme.
Ahora, si la masa de las estrellas frías (estrellas en las ultimas fases de su evolución estelar) es mayor que unas 2 masas solares, el principio de exclusión no podrá detener el colapso gravitatorio. Entonces, a medida que la estrella se contrae, el campo gravitatorio en la superficie de la estrella se hace mas intenso, y por tanto mas difícil que la luz de la estrella escape de ella. Finalmente, toda la masa de la estrella se comprime en un solo punto de volumen prácticamente cero y de densidad infinita, en que el campo gravitatorio es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de ellas, un Agujero negro.
fuentes:
Después de un tiempo (varios millones de años), el centro de la nube esta tan caliente y denso que empiezan a ocurrir reacciones nucleares, las partículas de hidrógeno se fusionan para convertirse en helio.
Esta energía nuclear generada compensa la energía que se disipa en la superficie de la nube de gas, por lo que la nube deja de contraerse y se estabiliza. La nube de gas es ahora una estrella.
La estrella permanece estable por miles de millones de años convirtiendo el hidrógeno en helio. Finalmente, se tiene un núcleo de helio en el centro de la estrella rodeado por una capa de hidrógeno a altas temperaturas.
El núcleo de helio empieza a contraerse debido a la gravedad y a calentarse, por lo que las capas exteriores de hidrógeno se consumen con mas rapidez, se expanden y se enfrían. Tenemos ahora una gigante roja, estrella de gran tamaño con una temperatura superficial baja.
El núcleo de helio es ahora tan denso y caliente que nuevamente empiezan a ocurrir reacciones nucleares convirtiendo el helio en carbono y oxigeno. El calor que genera esta reacción nuclear, al igual que en la primera parte de la formación de la estrella, estabiliza la fuerza gravitatoria y detiene la contracción de la estrella, temporalmente.
Como los recursos para generar estas reacciones nucleares son finitos, eventualmente la estrella los consumirá y deberá encontrar otra forma de mantenerse contra el desplome gravitatorio. Dado el principio de exclusión de Pauli, dos partículas materiales no pueden tener la misma posición y velocidad, por lo que las partículas deben tener velocidades diferentes alejándolas una de la otra. Esto hace que la estrella tienda a expandirse, así, la estrella puede mantener un radio constante gracias al equilibrio entre la gravedad y la repulsión del principio de exclusión, como lo hacia antes entre calor y gravedad.
Pero esto depende de la masa de la estrella, de esta forma, para estrellas con masa menores que 1.4 soles, la presión generada por el principio de exclusión entre los electrones de la estrella detiene permanentemente la contracción por la gravedad, estas son llamadas ahora enanas blancas, por su pequeño tamaño y por que la temperatura de su superficie es muy alta cuando entran en esta fase.
Para estrellas con masas mayores que 1.4 soles, el núcleo de carbono y oxigeno repite el proceso de contracción, calentamiento y fusión de sus elementos para formar Neón y otros elementos. Este proceso de formación, contracción, y calentamiento del núcleo se repite dándole la energía a la estrella para contrarrestar la presión de la gravedad.
Finalmente, la estrella tendrá un núcleo de hierro y níquel rodeado de capas de elementos mas ligeros, y en la superficie principalmente hidrógeno. El núcleo de hierro y níquel se mantiene gracias a la repulsión del principio de exclusión de los electrones hasta que tiene demasiada masa y llega al fin de la cadena de auto-soporte.
En este momento, el núcleo sufre un nuevo desplome gravitatorio, las temperaturas son tan altas que los fotones rompen los núcleos transformándolos en protones y neutrones. A medida que esto ocurre, la densidad del centro de la estrella va aumentando, cuando llega a 200 mil millones de veces la densidad del agua los electrones se combinan con los electrones y forman neutrones.
El núcleo ahora de neutrones sigue contrayéndose hasta alcanzar una densidad de 100 billones de veces la densidad del agua, comparable con la densidad del núcleo de un átomo. La repulsión que genera el principio de exclusión ahora por los neutrones tienden a detener el desplome gravitatorio, y cuando esto curre se genera una onda de choque que hace que se desprendan las capa exteriores de la estrella. Este es el proceso de formación de las supernovas, "Explosiones destructivas de estrellas".
El corazón de neutrones que queda: si la masa de la región central de la estrella que queda es menor que unas 2 masas solares, el desplome gravitatorio se detiene y la estrella se estabiliza para formar una estrella de neutrones que a diferencia de una enana blanca esta compuesta por neutrones y tienen una densidad enorme.
Ahora, si la masa de las estrellas frías (estrellas en las ultimas fases de su evolución estelar) es mayor que unas 2 masas solares, el principio de exclusión no podrá detener el colapso gravitatorio. Entonces, a medida que la estrella se contrae, el campo gravitatorio en la superficie de la estrella se hace mas intenso, y por tanto mas difícil que la luz de la estrella escape de ella. Finalmente, toda la masa de la estrella se comprime en un solo punto de volumen prácticamente cero y de densidad infinita, en que el campo gravitatorio es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de ellas, un Agujero negro.
fuentes:
- Espacio, tiempo y gravitacion. Robert M. Wald.
- La teoria del todo. Stephen Hawking.
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