Gigante roja para niños
Una gigante roja es un tipo de estrella gigante que tiene una masa similar a la de nuestro Sol o un poco mayor. Estas estrellas se forman cuando una estrella, después de haber usado casi todo el hidrógeno de su centro para producir helio mediante un proceso llamado fusión nuclear, empieza a quemar hidrógeno en una capa alrededor de su núcleo de helio.
Cuando esto sucede, la estrella se hace mucho más grande y su superficie se enfría, lo que le da un color rojizo. Antes de convertirse en una gigante roja, la estrella pasa por una fase llamada subgigante. Las gigantes rojas pueden alcanzar temperaturas de entre 3000 y 5000 K. En esta etapa, la estrella se hincha hasta ser enorme, con un radio que puede ser de unos 100 millones de kilómetros. La energía que emite la gigante roja proviene de la capa donde quema hidrógeno y de la transformación de energía gravitatoria en calor.
Contenido
¿Qué son las Gigantes Rojas?
Una gigante roja es una estrella que ha consumido el hidrógeno de su núcleo y ha comenzado a fusionar helio en una capa que rodea ese núcleo. Son mucho más grandes que el Sol, con radios que pueden ser decenas o cientos de veces mayores.
Aunque su superficie es más fría, lo que les da un tono rojizo-anaranjado, son mucho más brillantes que el Sol debido a su enorme tamaño. Algunas gigantes rojas pueden brillar hasta tres mil veces más que el Sol. Tienen tipos de luz (espectrales) de K o M, con temperaturas superficiales de 3000-4000 K y radios de hasta 200 veces el del Sol.
Las estrellas de la rama asintótica gigante incluyen las estrellas de carbono, que se forman cuando el carbono y otros elementos suben a la superficie de la estrella.
El borde de una gigante roja no es tan definido como el de otras estrellas. Debido a que sus capas exteriores son muy poco densas, la estrella se mezcla gradualmente con su corona. Las gigantes rojas más frías tienen una luz compleja, con líneas de moléculas y otras características. También se ha encontrado una capa caliente llamada cromosfera sobre la superficie de estas estrellas.
Otra característica interesante es que, a diferencia de estrellas como el Sol que tienen muchas pequeñas células de movimiento de gas (llamadas gránulos solares), las gigantes rojas tienen solo unas pocas células grandes. Estas células grandes causan los cambios de brillo que son comunes en este tipo de estrellas.
¿Cómo se forman las Gigantes Rojas?
Durante la mayor parte de su vida, una estrella quema hidrógeno en su centro para producir helio. A medida que el helio se acumula, el centro de la estrella se vuelve más denso. Cuando el hidrógeno se agota en el centro, la presión interna de la estrella disminuye. La estrella entonces se comprime y se calienta un poco más, hasta que ya no puede fusionar el poco hidrógeno que queda en su centro. En este punto, el núcleo de helio no puede soportar el peso de la estrella y comienza a encogerse, lo que inicia la transformación de la estrella en una gigante roja.
Si la estrella no es muy masiva (menos de 2.5 veces la masa del Sol), el gas de electrones libres ayuda a detener la compresión. La temperatura aumenta hasta que el helio comienza a quemarse, a unos 100 millones de grados. En estrellas más masivas, esta transición ocurre de forma más suave.
En estrellas con una masa entre 0.5 y 2.5 veces la del Sol, el núcleo se calienta y sus reacciones se intensifican. Esto puede llevar a una liberación repentina de energía, conocida como el flash del helio, que no daña la estrella, sino que ayuda a que el gas vuelva a un estado normal. Las estrellas muy pequeñas (menos de 0.5 veces la masa del Sol) nunca alcanzan la temperatura necesaria para quemar helio. Sin embargo, estas estrellas evolucionan tan lentamente que aún no ha pasado suficiente tiempo desde el origen del universo para que una de ellas se convierta en gigante roja.
Cuando el helio comienza a quemarse, la fase de gigante roja termina. La estrella entra en una nueva fase estable, donde sigue fusionando combustible durante millones de años más.
Las capas exteriores de las gigantes rojas están débilmente unidas por la gravedad, por lo que estas estrellas pierden mucha masa en esta etapa. Además, el movimiento del gas dentro de la estrella (convección) es muy profundo, lo que ayuda a que el viento estelar se acelere. Estas estrellas también emiten mucha luz en la parte infrarroja del espectro, que es absorbida por el polvo estelar, lo que también contribuye a la pérdida de materia. Se estima que una estrella puede perder entre el 40% y el 60% de su masa inicial durante las fases de gigante roja y gigante asintótica.
Es importante saber que la descripción de una gigante roja que se usa hoy es más precisa que la original. Antes, el término "gigante roja" incluía también fases posteriores de la vida de una estrella. Sin embargo, en el sistema de clasificación de estrellas, todas estas estrellas se consideran gigantes.
¿Podría haber vida en planetas alrededor de una Gigante Roja?
Aunque se suele pensar que cuando una estrella se convierte en gigante roja, sus planetas se vuelven inhabitables, algunos estudios sugieren que podría haber una zona habitable alrededor de la estrella durante esta fase. Para una estrella como el Sol, esta zona podría extenderse entre 2 y 9 unidades astronómicas (una unidad astronómica es la distancia de la Tierra al Sol). La vida podría tener tiempo de desarrollarse en un planeta adecuado en esa distancia.
Incluso después de que la estrella abandone la fase de gigante roja y comience a quemar helio en su núcleo, podría haber otros mil millones de años de habitabilidad en una franja entre 7 y 22 unidades astronómicas para una estrella como el Sol.
Sin embargo, estudios más recientes indican que para una estrella similar al Sol, la duración de estas zonas habitables podría ser más corta, de unos 100 millones de años a la distancia de Marte y 210 millones de años a la distancia de Saturno. Para estrellas menos masivas que el Sol, la zona habitable podría durar miles de millones de años.
¿Los planetas crecen alrededor de las Gigantes Rojas?
Hasta junio de 2014, se han encontrado cincuenta planetas gigantes alrededor de estrellas gigantes. Estos planetas son más masivos que los planetas gigantes que se encuentran alrededor de estrellas como nuestro Sol. Esto podría deberse a que las estrellas gigantes son más masivas que el Sol (las estrellas menos masivas aún no se habrían convertido en gigantes). Sin embargo, las masas de los planetas no siempre coinciden con las masas de las estrellas, lo que sugiere que los planetas podrían estar ganando masa durante la fase de gigante roja de sus estrellas. Este aumento de masa podría deberse a que el planeta "recoge" material del viento estelar o, de forma más significativa, a que la estrella se expande tanto que transfiere masa directamente al planeta.
Ejemplos de Gigantes Rojas
Muchas de las estrellas brillantes que conocemos son gigantes rojas. Esto se debe a que son muy luminosas y bastante comunes. La estrella variable Gamma Crucis, que es una gigante de la rama asintótica, es la gigante roja de tipo M más cercana, a 88 años luz de distancia. La estrella Arcturus, una gigante roja de tipo K0, está a 36 años luz.
Estrellas Gigantes de la Rama Roja
Gigantes de Grupos Rojos
- Hamal (α Arietis)
- κ Persei
- δ Andromedae
Gigantes de la Rama Asintótica
- Mira (ο Ceti)
- χ Cygni
- α Herculis
El Sol como futura Gigante Roja
Se calcula que dentro de unos 5000 a 6000 millones de años, nuestro Sol, después de haber quemado todo el hidrógeno de su centro, se convertirá en una gigante roja. Este proceso durará aproximadamente 600 millones de años. Durante esta transformación, el Sol se expandirá tanto que envolverá a Mercurio, Venus y, probablemente, también a la Tierra. Se estima que el Sol llegará a ser casi 260 veces más grande y 2700 veces más brillante de lo que es hoy.
Galería de imágenes
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El tamaño actual del Sol en comparación con su tamaño máximo estimado durante su fase de estrella gigante roja dentro de unos 5000 millones de años.
Véase también
En inglés: Red giant Facts for Kids
