Para celebrar el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia, que se conmemora este 11 de febrero, me gustaría platicar sobre las estrellas y por qué su estudio nos ayuda a comprender de qué estamos hechos. 

Las estrellas son objetos celestes con forma esferoidal constituidos de plasma con brillo propio. Existen alrededor de 1033 estrellas tan solo en nuestra galaxia: la Vía Láctea. La estrella más cercana a la tierra es el Sol.

Los rasgos característicos principales de las estrellas están asociados a la masa y a la edad de la estrella. En una noche sin luna y fuera de la luz de las grandes ciudades se puede apreciar que las estrellas tienen diferentes colores. 

Estos colores son debido a la temperatura. Las estrellas más calientes tienen color azul; las más frías son rojizas. Los colores de las estrellas pasan por todos los colores del arcoiris. El sol, por ejemplo, es una estrella amarilla.

Las estrellas se forman de gas, principalmente por los gases hidrógeno y helio, que se encuentran en el medio interestelar. Por efecto de la fuerza de gravedad, el gas se contrae formando grumos. Estos grumos se contraen y cuando la temperatura y densidad son lo suficientemente altas se producen reacciones nucleares en el interior de la estrella. Entonces se dice que nace una estrella.

Como resultado de las reacciones nucleares se libera energía, la cual sale a la superficie de la estrella en forma de radiación. Las estrellas que se forman tienen entre 0.8 veces la masa del sol y más de 100 masas del Sol. Es más probable que se formen estrellas con masa baja a que se formen estrellas más masivas.

Todavía es incierto cuál es la masa más grande que pueden tener las estrellas. Algunos estudios recientes dicen que podrían llegar a formarse estrellas con masas 200 veces la del Sol.

Una vez que se forma una estrella el futuro de ésta dependerá principalmente de la masa que tenía al nacer. En la astronomía se habla de la vida de una estrella como la etapa durante la cual está formando elementos químicos a través de reacciones nucleares.

Estrellas menos masivas como el Sol viven mucho más tiempo que estrellas masivas. El tiempo de vida de una estrella como el Sol es de alrededor de 10 mil millones de años, mientras las más masivas pueden vivir menos de 10 millones de años.

A lo largo de las diferentes etapas de la vida de una estrella se forman en el núcleo los elementos químicos de los cuales está constituida la vida. En la evolución, las estrellas poco masivas solamente pueden formar los elementos químicos de la tabla periódica más ligeros que el Hierro.

Estos elementos químicos son lanzados al medio interestelar a través de vientos que duran miles de años y finalmente forman las llamadas nebulosas planetarias. Uno de los objetos más espectaculares fotografiados en la astronomía.

Estrellas más masivas tienen una vida mucho más corta y su final es mucho menos tranquilo. Estas estrellas se deshacen de gran parte del material en una explosión llamada supernova. 

Esta explosión libera una cantidad de material y energía en cuestión de horas. Durante este evento tan energético se forman los elementos químicos más pesados que el hierro de la tabla periódica. La estrella remanente posterior a la explosión se convierte en una estrella de neutrones o un agujero negro.

De la teoría más aceptadas del origen del universo hemos aprendido que al inicio sólo había hidrógeno, un poco de helio y litio en una cantidad mucho menor. El resto de los elementos químicos se formaron dentro de las estrellas.

Estudiar las estrellas nos ayuda a entender cómo se forma el material del que estamos hechos para valorar la vida como la conocemos. Nos permite ubicarnos dentro de la maravilla que es el universo.

¿Cómo estudiar las estrellas?

En esta segunda de tres videocolumnas, explicamos de qué manera los instrumentos y los telescopios instalados en la Tierra y en el espacio exterior permiten observar y estudiar la luz, el color y la temperatura de las estrellas. La observación de éstas y del Universo observable es sustancial para comprender los componentes de la vida en nuestro planeta.

Desde nuestro planeta y desde el espacio, los telescopios estudian la luz que viene de las estrellas en diferentes frecuencias o longitudes de onda como la luz visible, la luz ultravioleta, la infrarroja, a longitudes milimétricas y en el radio.

La espectroscopía es una técnica que consiste en separar la luz en diferentes longitudes de onda. Algo como un prisma que separa la luz en diferentes colores. Gracias a la física moderna se han podido interpretar los espectros para conocer las condiciones físicas que rigen la formación y la evolución de las estrellas.

El estudio de las estrellas masivas en nuestro universo observable es importante porque nos sigue ayudando a comprender de qué material está hecha la vida en la Tierra.

Esta nota de divulgación de la ciencia fue publicada en el canal de YouTube de la División de Investigación y Posgrado de la IBERO y es parte de un trabajo más amplio que la Dra. Anabel Arrieta y su equipo realizan, y es denominado Papel de la rotación en el enriquecimiento de elementos químicos en estrellas masivas con vientos.

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La Dra. Anabel Arrieta Ostos es académica e investigadora del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad Iberoamericana. Tiene  más  de  30  publicaciones  en  la  literatura  y  ha  expuesto  sus  trabajos  en  alrededor  de  20  congresos  nacionales  e  internacionales.  Es  miembro  de  la  American  Astronomical  Society  y  la  Sociedad  Mexicana  de  Física.

VIDEO: Brenda Macías, investigadora y periodista de la División de Investigación y Posgrado de la IBERO.