Diagrama de Hertzsprung-Russell para niños
El diagrama de Hertzsprung-Russell (conocido como diagrama H-R) es un gráfico especial que usan los astrónomos para entender las estrellas. En este diagrama, cada estrella se coloca según su brillo real (su luminosidad) y su temperatura en la superficie (que también se relaciona con su color).
Este diagrama fue creado por dos astrónomos: Ejnar Hertzsprung en 1905 y, de forma independiente, Henry Norris Russell en 1913. Ambos diagramas eran muy parecidos y fueron un gran avance para entender cómo las estrellas cambian a lo largo de su vida, un proceso que llamamos "evolución estelar".
Contenido
¿Cómo se creó el diagrama H-R?
Primeros estudios de estrellas
A finales del siglo XIX, los científicos del Observatorio del Harvard College comenzaron a estudiar la luz de miles de estrellas. Clasificaron las estrellas según las características de su luz, lo que les ayudó a entender de qué estaban hechas y qué tan calientes eran. Este trabajo dio origen al Catálogo Henry Draper.
Una astrónoma llamada Antonia Maury notó algo interesante: las estrellas que tenían ciertas líneas finas en su luz se movían menos en el cielo que otras estrellas de la misma clase. Hertzsprung se dio cuenta de que esto significaba que esas estrellas eran mucho más brillantes en realidad, lo que le permitió calcular su brillo verdadero.
La contribución de Rosenberg
En 1910, otro científico, Hans Rosenberg, publicó un gráfico donde mostraba el brillo de las estrellas del cúmulo de Las Pléyades frente a ciertas líneas en su luz que indicaban su temperatura. Como todas las estrellas en un cúmulo están a la misma distancia de nosotros, su brillo aparente (cómo las vemos desde la Tierra) es como su brillo real. Así, este fue uno de los primeros diagramas que mostraba el brillo de las estrellas frente a su temperatura.
Hertzsprung ya estaba trabajando en algo similar, y sus primeros trabajos sobre este tipo de gráficos aparecieron en 1911. Russell, por su parte, incluyó en su diagrama de 1913 a las estrellas gigantes que Maury y Hertzsprung habían identificado, así como estrellas de cúmulos cercanos como las Híades.
Tipos de diagramas H-R
Hay varias maneras de dibujar el diagrama de Hertzsprung-Russell, pero todas tienen algo en común: las estrellas más brillantes están en la parte de arriba, y las estrellas más calientes (que suelen ser azules o blancas) están en el lado izquierdo.
Diagrama observacional
El diagrama original mostraba el tipo de luz de las estrellas en el eje horizontal y su brillo real en el eje vertical. Hoy en día, en lugar del tipo de luz, se usa el "índice de color" de la estrella, que es una forma de medir su color. Este tipo de gráfico se llama a menudo diagrama H-R observacional o diagrama color-magnitud.
Cuando se estudian estrellas que están todas a la misma distancia, como las de un cúmulo estelar, se puede usar un diagrama color-magnitud donde el eje vertical muestra el brillo aparente de las estrellas (cómo las vemos desde la Tierra). Esto es útil porque, para las estrellas de un mismo cúmulo, la diferencia entre su brillo aparente y su brillo real es siempre la misma.
Diagrama teórico
Otra forma del diagrama muestra la temperatura real de la superficie de la estrella en un eje y su luminosidad (brillo real) en el otro. Ambos ejes suelen usar una escala logarítmica (que ayuda a ver grandes diferencias). Los cálculos que hacen los científicos sobre cómo nacen y cambian las estrellas coinciden muy bien con lo que se observa en este tipo de diagrama.
A este gráfico se le podría llamar diagrama de temperatura-luminosidad, pero casi siempre se le conoce como diagrama H-R teórico. Una curiosidad de este diagrama es que las temperaturas se muestran de mayor a menor, de izquierda a derecha, para que sea más fácil compararlo con el diagrama observacional.
¿Por qué es importante el diagrama H-R?
Entendiendo la energía de las estrellas
El diagrama H-R ayudó a los astrónomos a pensar en cómo evolucionan las estrellas. Al principio, se creía que las estrellas se encogían de gigantes rojas a estrellas más pequeñas, liberando energía por gravedad. Sin embargo, este modelo sugería que el Sol solo tendría unos pocos millones de años, lo cual contradecía lo que geólogos y biólogos sabían sobre la edad de la Tierra.
Este misterio se resolvió en la década de 1930, cuando se descubrió que la verdadera fuente de energía de las estrellas es la fusión nuclear. Esto significa que las estrellas producen energía al unir átomos ligeros (como el hidrógeno) para formar átomos más pesados (como el helio), liberando una enorme cantidad de energía en el proceso.
La física de las estrellas
Después de que Russell presentara el diagrama en 1912, el científico Arthur Eddington se inspiró en él para desarrollar ideas sobre la física de las estrellas. En su libro de 1926, La constitución interna de las estrellas, Eddington explicó cómo la física hacía que las estrellas se ubicaran en el diagrama. Él predijo correctamente que la energía de las estrellas venía de la unión de hidrógeno en helio, incluso antes de que se confirmara la fusión nuclear y de que se supiera que las estrellas están compuestas principalmente de hidrógeno.
Eddington también predijo que las estrellas pequeñas (como nuestro Sol) permanecen en una posición bastante estable en el diagrama durante la mayor parte de su vida. En las décadas de 1930 y 1940, con el entendimiento de la fusión del hidrógeno, se desarrolló una teoría que explicaba cómo las estrellas evolucionan a gigantes rojas y luego, en algunos casos, explotan o se convierten en enanas blancas.
Hoy en día, gracias a la física cuántica y a los modelos matemáticos, podemos trazar las "trayectorias" que siguen las estrellas en el diagrama de Hertzsprung-Russell a lo largo de su vida.
Galería de imágenes
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Diagrama de Hertzsprung-Russell.
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Diagramas HR de dos cúmulos abiertos, M67 y NGC 188, que muestran cómo las estrellas más viejas se desvían de la secuencia principal.
Véase también
En inglés: Hertzsprung–Russell diagram Facts for Kids
