“La vida de las estrellas”

Silvia del Moral Peñas 5º B

• Índice:

– El átomo: Estructura, tipos.– La materia– El infinito– El Sol: Datos, estructura, vida.– Las estrellas: Ciclo vital– Rayos cósmicos– Agujeros de gusano: Hipótesis espacio-tiempo

– Glosario– Bibliografía

El átomo

• Definición: Es la unidad más pequeña e indivisible de los elementos químicos.

• Estructura: (“materia esta hueca”)

– Núcleo: – Protones +

– Neutrones

– Corteza:– Electrones -

• Propiedades: Dependen del compuesto.– Electronegatividad, volumen, densidad, conductividad,

calor específico...

Tipos de átomos

• Existen 92 átomos diferentes presentes en la naturaleza.– H2, He, Li, Be, B, C, N, O2, F... Hasta el U.

• Tenemos otro tipo de átomos, pero son creados por el hombre. (Son más inestables se descomponen rápidamente)

– Pu (Plutonio), Am (Americio), Bk (Berkelio), Es (Einstenio), Md (Mendelevio), No (Nobelio), etc.

Ordenados de menor a mayor complejidad

La materia• Las propiedades principales de la materia son:

– Volumen– Energía– Masa– Duración en el tiempo

• Puede encontrarse en 3 estados diferentes:– Sólido (la mayoría)– Líquido– Gaseoso

(Temperatura y Tª cinético molecular para explicar cambios de estado)

El infinito

• Concepto de Googol: 10100

– Googol plex: 1010100

• Este número está igual de lejos del infinito (∞) que cualquier otro anterior a el.

El Sol• Es la estrella más cercana a la Tierra y el elemento más grande del Sistema

Solar.• Es la fuente principal de calor y luz.• Ejerce una gran atracción gravitatoria sobre los planetas y hace que giren a

su alrededor.• Su periodo de rotación es de unos 30 días.• La temperatura media en la superficie es de 6000º C y en el interior de 20 millones ªC.

El Sol y sus partes • Núcleo: Se produce la fusión nuclear.• Zona radiativa: Las partículas energéticas intentan escapar al exterior.• Zona convectiva: El gas caliente asciende y el frio desciende.• Fotosfera: Es la superficie. En ella podemos encontrar manchas solares.• Cromosfera: Solo puede ser vista en un eclipse de Sol. Está formada por

gases.• Corona: Es la capa más externa. Está compuesta por plasma y hay grandes

campos magnéticos. Al igual que la cromosfera, solo se puede apreciar en un eclipse de Sol.

El Sol y sus partes

Magnetosfera y Viento Solar

• Magnetosfera• Concepto: región alrededor de un planeta en la que el campo

magnético desvía la mayor parte del viento solar (plasma= gas ionizado-----flujo de partículas en su mayoría protones de alta energía emitidos por la atmósfera de una estrella) formando un escudo protector contra las partículas altamente energéticas procedentes del sol.

• En la Tierra forma parte de la exosfera por encima de la ionosfera• Magnetopausa: zona de la magnetosfera que interacciona con el

viento solar y se encuentra a 60.000 km dirección Tierra-sol pero se extiende a mucha mayor distancia en el sentido contrario.

• Cinturones de Van Hallen: están formadas por las partículas del viento solar que son detenidas por la magnetopausa.

• Son dos áreas en forma de anillo con alta cantidad de p+ y e- se mueven en espiral entre los polos magnéticos.

• Auroras polares: se producen cuando las partículas del viento solar son arrastradas por la magnetosfera hacia los polos norte magnético- polo sur magnético produciendo una luz difusa.

• A nivel molecular, los p+ y e- chocan con O y N y parte de la energía de colisión excita a estos átomos, cuando vuelven a alcanzar su estado energético basal se emite el exceso de energía en el espectro visible.

Auroras polares

Reacciones de fusión

Cuatro núcleos de hidrógeno se combinan y forman un núcleo de helio, con la emisión simultánea de dos fotones de rayos gamma, y un neutrino (partículas sin masa, sin carga, que actualmente se ha insinuado que viajan a mayor velocidad que la luz)

La vida del Sol

• Nacimiento: Nube de gas

• Desarrollo:– Sol amarillo– Gigante roja

• Muerte: Enana blanca

Las estrellas• La vida de las estrellas es lo

que ocurre entre dos explosiones: la explosión de la nebulosa inicial (gas interestelar) y la explosión final.

• La evolución del sol es el resultado de dos fuerzas:

– Contracción: causada por la gravedad

– Expansión: causada por efectos del gas caliente o la fuerzas repulsivas del núcleo (cargas del mismo signo se repelen)

Las estrellas• Ciclo de la vida de las estrellas:

– Nacimiento: Se produce en grandes nubes de gas y polvo, que por alguna circunstancia han comenzado a fragmentarse. Estos fragmentos tienen una suficiente densidad para que la gravedad comience a actuar sobre ellos, haciendo que la nube se colapse. Protoestrella: Tiene un disco de materia y polvo de la nube a su alrededor , que impiden que se pueda ver.

Las estrellas

– Desarrollo: Se produce unos 10 millones de años después, cuando en la protoestrella se producen reacciones termonucleares y el H2 se convierte en He. En este momento la estrella ya es estable y se encuentra en la Secuencia principal, que finaliza cuando la estrella ya no tiene más H2. Este proceso dura millones de años.

– Muerte: Pueden tener 3 tipos de muertes diferentes, dependiendo de su tamaño:

• Tamaño del Sol: Densidad muy alta. Se detiene la contracción de la repulsión de los electrones. Gigante roja Enana blanca

• Tamaño del Sol x2: La presión electrónica no se detiene y la estrella cae, hasta que las fuerzas nucleares hacen que el peso se mantenga.

• Tamaño del Sol x3: No puede ser detenida por las fuerzas nucleares. Estalla y desaparece.

Tamaño del Sol x2 y x3: Supernovas Estrella Neutrón/Púlsar o Agujero Negro

Las estrellas

Vida de una estrella

Las estrellas nacen en las regiones frías del medio interestelar, en el seno de nubes de pequeñotamaño pero de gran masa, llamadas nebulosas.

Las nebulosas son nubes gaseosas de hidrógeno, helio, elementos químicos pesados en forma de polvo cósmico y cierta cantidad de compuestos orgánicos.

Las estrellas son enormes esferas gaseosas de hidrógeno y helio. Estos gases están tan calientes y alcanzan temperaturas tan elevadas que convierten el interior de las estrellas en una gigantesca bomba de fusión termonuclear

Vida de una estrella

Nacimiento:

Si las fuerzas de dispersión > Fuerzas de contracción:

La nube de gas y polvo se deshace totalmente

Si las fuerzas de dispersión < Fuerzas de contracción:

Colapso gravitatorio ProtoestrellaMillones de años

Colapso gravitatorio

1. Caída de la materia hacia el

núcleo

2. Aumento de choques entre las

partículas

3. Aumento de presión y temperatura

4. La energía gravitatoria se

transforma en energía interna y

radiación

5. La radiación provoca la

luminosidad propia de la estrella

Evolución de la estrella El destino final está en función de su masa inicial. 3 tipos de muertes diferentes: •Tamaño del Sol: Densidad muy alta. Se detiene la contracción de la repulsión de los electrones. Gigante roja � Enana blanca•Tamaño del Sol x2: La presión electrónica no se detiene y la estrella cae, hasta que las fuerzas nucleares hacen que el peso se mantenga.•Tamaño del Sol x3: No puede ser detenida por las fuerzas nucleares. Estalla y desaparece.

Tamaño del Sol x2 y x3: Supernovas � Estrella Neutrón/Púlsar o Agujero Negro

Evolución del sol

1.-Protoestrella gira continúa actuando el colapso gravitatorio que provoca una velocidad de giro creciente. Se hace cada vez más compacta aumenta su densidad lo que favorece las colisiones entre los átomos de hidrógeno, aumenta la temperatura del hidrógeno hasta alcanzar la temperatura de fusión del hidrógeno. Encendido 2.- Periodo estable: reacciones de fusión en dónde se equilibran fuerzas de expansión y de colapso gravitatorio.3.-Gigante roja: cuando el hidrógeno del núcleo se consume las reacciones de fusión se desplazan a la periferia, donde aún existe hidrógeno disponible. Con la desaparición del hidrógeno se pierde masa, disminuye la gravedad y aumentan las fuerzas expansivas. 4.-Nebulosa planetaria enana blanca y enana negra: aumenta la Tª se fusiona el He a C, liberándose mucha energía. Se forma:

-Nebulosa interplanetaria-Enana blanca

12 0 M S o l 15 R S o l

T = 5 0 0 0 0 C

12 M S o l 8 R S o l

T = 3 0 0 0 0 C

2 . 5 M S o l 2 . 5 R S o l

T = 9 5 0 0 C

1. 5 M S o l 1. 5 R S o l

T = 7 0 0 0 C

1 M S o l 1 R S o l

T = 6 0 0 0 C

0 . 7 M S o l 0 . 7 R S o l

T = 5 0 0 0 C

0 . 5 M S o l 0 . 6 R S o l

T = 3 5 0 0 C

M < 0 . 0 8 M S o l l ím it e s u b e s t e la r

E n a n a s m a r r o n e s

Propiedades de la secuencia principal de una estrella

C a p a d e H e n ig n ic ió n

N ú c le o d e H e

C a p a d e H in e r t e

E l n ú c le o s e c o n t r a e

L a s c a p a s e x t e r io r e s s e e x p a n d e n

F a s e d e g ig a n t e r o ja

C u a n d o e l H id r ó g e n o s e c o n s u m e …

Estrellas azules

Estrellas mucho más masivas que el sol:1.-Cuando se consume el hidrógeno se convierten en supergigantes rojas. En el núcleo sus capas concéntricas alberganreacción de fusión termonuclear que forma un elemento químico distinto(carbono. magnesio. silicio. etc.) hasta que se sintetiza el hierro, el elemento más estable de la naturaleza. (En esta síntesis se consume energía).2.- Aumenta la gravedad actúa la supergigante roja se colapsa, se produce una tremenda explosión que libera enormes cantidades de energía.3.- Se forma una estrella de neutrones o un agujero negro.

Estrellas de neutrones y Pulsares

Estrellas de neutrones: remanentes de la explosión de una supernova.

Pulsares: : estrella de neutrones que emite una radiación electromagnética a intervalos regulares relacionados con el periodo de rotación del objeto. Alta velocidad de rotación y baja energía

Agujero negros

Cuerpo tan denso (posee tanta atracción gravitatoria) que ni siquiera la luz puede escapar de él.

Rayos cósmicos

• Son partículas energéticas, procedentes de explosiones de supernovas o de nuevas estrellas, que viajan por el espacio interestelar.

• Estas partículas al chocar con nuestra atmósfera, pueden quedar atrapadas por el campo magnético, en una región llamada “Cinturones de Van Allen”. El conjunto de estas partículas atrapadas, dan como consecuencia las Auroras Polares.

• Causan mutaciones.

Agujeros de gusano• La hipótesis de los agujeros de gusano, explica cómo se podría viajar por

el universo en mucho menos tiempo y a una velocidad superior que la de la luz.

• Estos agujeros tendrían por lo menos dos extremos, conectados por una parte, llamada garganta.

• La gravedad puede interpretarse como una curvatura en el espacio, que se debe a la masa del objeto.

Cuánta más masa, más pliegue/curvatura en el espacio.• “La gravedad es un pliegue en la tela del espacio con la que se

encuentran los objetos en movimiento” (Einstein).

• Glosario:– Secuencia principal: Etapa central y más larga de la vida de las estrellas.

Se llevan a cabo las reacciones de fusión del hidrógeno.– Estrella Neutrón / Púlsares: Supernova que ha estallado y se mantiene por

fuerzas nucleares. Ha encogido.– Cinturones de Van Allen: Ciertas zonas de la magnetosfera, en la que se

encuentran las partículas cargadas (protones+ y electrones-).• Magnetosfera: Región alrededor de un planeta en la que se desvía el viento solar, formando

un escudo protector.

– Aurora Boreal: Choque de protones y electrones contra los polos de la magnetosfera, que produce una luz difusa que se proyecta en la ionosfera.

• Bibliografía:– http://www.astromia.com – http://astroverada.com/_/Main/T_raycosm.html – http://es.wikipedia.org/ – http://www.monografias.com/ – http://www.youtube.com/ – Google Imágenes– “La vida de las estrellas” de Carl Sagan

• Hipervínculo: Video sobre los agujeros de gusano (imagen diapositiva 16).