Estrella de Wolf-Rayet para niños
Las estrellas de Wolf-Rayet (a menudo abreviadas como WR) son estrellas muy grandes y calientes que se encuentran en una etapa avanzada de su vida. Son mucho más grandes que nuestro Sol, con una masa de más de 20 a 30 veces la del Sol. Estas estrellas pierden una gran cantidad de su material al espacio debido a vientos estelares muy fuertes.
Contenido
¿Qué hace especiales a las estrellas Wolf-Rayet?
Estas estrellas tienen características únicas que las hacen destacar en el universo.
Temperaturas y colores
Las estrellas Wolf-Rayet son increíblemente calientes, con temperaturas en su superficie que van desde los 35,000 hasta los 50,000 grados Kelvin (¡mucho más calientes que el Sol!). Son de un color azul muy intenso y emiten mucha luz ultravioleta, que es un tipo de luz que no podemos ver.
¿Cómo se ven sus espectros?
Cuando los científicos estudian la luz de estas estrellas con un aparato llamado espectrógrafo, ven algo muy particular. En lugar de las líneas oscuras que suelen aparecer en los espectros de la mayoría de las estrellas (llamadas líneas de absorción), las estrellas Wolf-Rayet muestran líneas brillantes (llamadas líneas de emisión). Estas líneas brillantes provienen de elementos como el hidrógeno o el helio ionizado (que han perdido electrones). También se ven líneas anchas de carbono, nitrógeno y oxígeno.
Tipos de estrellas Wolf-Rayet
Los astrónomos clasifican estas estrellas en diferentes tipos según los elementos que más brillan en su espectro:
- WN: Si el nitrógeno es el elemento más abundante. Esto ocurre porque en su interior se han producido reacciones nucleares que transforman el hidrógeno en helio, y el nitrógeno es un producto de este proceso.
- WC: Si el carbono es el elemento más abundante.
- WO: Si el oxígeno es el elemento más abundante. Este tipo es mucho más raro. La presencia de carbono y oxígeno indica que en el interior de la estrella se ha producido la fusión de helio en estos elementos.
Las estrellas Wolf-Rayet más brillantes suelen ser del tipo WN.
¿Dónde se encuentran?
Muchas veces, las estrellas Wolf-Rayet no están solas. Suelen formar parte de sistemas de dos estrellas (sistemas binarios), donde la otra estrella también es muy grande y caliente. En algunos casos, la compañera puede ser un objeto muy denso como una estrella de neutrones o un agujero negro.
La estrella Wolf-Rayet más brillante que podemos ver desde la Tierra es Gamma-2 Velorum, que se encuentra en la constelación de Vela.
También existen las galaxias de Wolf-Rayet, que son galaxias que tienen un número muy alto de estas estrellas, como la NGC 4214.
¿Cómo se descubrieron las estrellas Wolf-Rayet?
La historia de estas estrellas es muy interesante y comenzó hace mucho tiempo.
Los primeros descubrimientos
Fueron descubiertas en 1867 por dos astrónomos franceses, Charles Wolf y Georges Rayet. Usando un telescopio en el Observatorio de París, encontraron tres estrellas en la constelación del Cisne que eran muy diferentes a las demás. Estas estrellas (ahora conocidas como WR 134, WR 135 y WR 137) mostraban bandas de emisión brillantes en sus espectros, algo muy inusual en ese momento.
La mayoría de las estrellas muestran líneas oscuras en sus espectros, que son como "huellas dactilares" de los elementos que absorben la luz. Por eso, las líneas brillantes de las estrellas Wolf-Rayet eran un gran misterio.
Entendiendo las líneas brillantes
Durante varias décadas, nadie sabía por qué estas estrellas tenían esas líneas de emisión. Al principio, se pensó que eran un tipo especial de hidrógeno. Pero más tarde, se descubrió que eran causadas por el helio, un elemento que había sido descubierto recientemente en 1868.
En 1929, los científicos se dieron cuenta de que la anchura de estas líneas brillantes se debía a un efecto llamado efecto Doppler. Esto significaba que el gas alrededor de estas estrellas se movía a velocidades altísimas (entre 300 y 2400 kilómetros por segundo) ¡alejándose de la estrella! La conclusión fue que las estrellas Wolf-Rayet expulsan gas continuamente al espacio, creando una especie de burbuja de gas a su alrededor. La fuerza que empuja este gas es la presión de radiación, que es la fuerza que ejerce la luz de la estrella.
Más tarde, el astrónomo Carlyle Smith Beals identificó también líneas de carbono, oxígeno y nitrógeno en los espectros de estas estrellas. En 1938, la Unión Astronómica Internacional las clasificó oficialmente en tipos WN (si dominaba el nitrógeno) y WC (si dominaban el carbono y el oxígeno). Años después, se añadió el tipo WO para las estrellas con mucho oxígeno.
¿Por qué se comportan así las estrellas Wolf-Rayet?
El comportamiento de estas estrellas se debe a procesos extremos que ocurren en su interior y en su superficie.
La pérdida de capas externas
Se cree que las estrellas Wolf-Rayet han perdido sus capas externas de hidrógeno, dejando al descubierto sus núcleos ricos en helio. Esto ocurre cuando la estrella produce suficientes elementos pesados (como carbono y oxígeno) en su centro y estos elementos llegan a la superficie. En ese momento, la estrella tiene dificultades para liberar la energía que produce, lo que hace que sus vientos estelares se vuelvan aún más fuertes.
Estos vientos son tan poderosos que arrancan las capas exteriores de la estrella, revelando las capas internas más calientes. En las estrellas WN, vemos las capas donde el hidrógeno se ha transformado en helio. En las WC, vemos las capas donde el helio se ha transformado en carbono y oxígeno.
Vientos estelares muy fuertes
Las estrellas Wolf-Rayet pierden una cantidad enorme de material cada año, ¡hasta 100,000 o incluso un millón de veces la masa de la Tierra por año! Este material expulsado forma a menudo nebulosas alrededor de la estrella.
El destino final
Se piensa que las estrellas Wolf-Rayet son las precursoras de las supernovas, que son explosiones estelares gigantescas. Son estrellas muy raras; solo se han detectado poco más de 200 en nuestra Vía Láctea.
¿Cómo evolucionan las estrellas Wolf-Rayet?
Las estrellas Wolf-Rayet nacen de las estrellas más grandes y brillantes que existen, las estrellas de tipo espectral O.
El camino hacia una Wolf-Rayet
Las estrellas O tienen vientos estelares tan potentes que pierden masa muy rápidamente. Con el tiempo, esta pérdida de masa se acelera, y una estrella que comenzó con 100 veces la masa del Sol podría terminar con solo 8 masas solares al final de su vida.
La masa mínima que necesita una estrella para convertirse en una Wolf-Rayet varía, pero se estima que una estrella sin rotación necesita al menos 37 masas solares, y una que rota, unas 22 masas solares.
Las etapas de una Wolf-Rayet
Una estrella Wolf-Rayet comienza como un tipo WN tardío (WN9). A medida que pierde masa, se hace más pequeña y su temperatura aumenta, mostrando capas internas más calientes. Esto hace que se desplace a tipos espectrales más tempranos (WN8, WN7, etc.). Finalmente, se convierte en una Wolf-Rayet rica en carbono (WC) o en oxígeno (WO), y su vida termina con una explosión de supernova o un brote de rayos gamma.
El estudio de la evolución de estas estrellas es muy complejo y requiere el uso de modelos de computadora, ya que su vida es mucho más larga que la vida humana.
Nebulosas alrededor de las estrellas Wolf-Rayet
Muchas estrellas Wolf-Rayet están rodeadas de nubes de gas y polvo llamadas nebulosas.
Estas nebulosas se forman a partir del material que la estrella expulsa con sus potentes vientos. Son diferentes de las nebulosas planetarias, que se forman alrededor de estrellas menos masivas al final de su vida. Las nebulosas de las estrellas Wolf-Rayet pueden tener formas muy variadas y son un testimonio de la gran cantidad de material que estas estrellas lanzan al espacio.
Galería de imágenes
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Estrella de Wolf-Rayet
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WR 136, una estrella WN6 en la que la atmósfera desprendida durante la fase de supergigante roja ha sido sacudida por los vientos calientes y rápidos de la WR para formar una nebulosa de burbujas visible.
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AB7 produce una de las nebulosas de mayor excitación de las Nubes de Magallanes.
Véase también
- Catálogo de estrellas de Wolf-Rayet galácticas
- Clasificación estelar
- Variable luminosa azul
- WR 124 y WR 136, ejemplos de estrellas de Wolf-Rayet
