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PREGUNTA (Módulo Electivo)
Magnitud absoluta
El diagrama H–R permite clasificar a las estrellas según su temperatura superficial
y magnitud absoluta, pudiendo apreciarse la llamada secuencia principal, en
donde se encuentra la mayoría de las estrellas conocidas en la actualidad.
(1)
Secuencia
principal
(2)
(3)
(4)
Sol en la
actualidad
(5)
(6)
Temperatura superficial
¿En qué parte del diagrama H–R se situará el Sol en sus etapas de gigante roja y
enana blanca, respectivamente?
A)
B)
C)
D)
E)
En (4) y en (6)
En (2) y en (5)
En (3) y en (1)
En (4) y en (5)
En (6) y en (1)
COMENTARIO
Para responder este ítem, se requiere conocer las características de una gigante
roja y una enana blanca, para luego analizar la forma en que dicha información es
entregada en un diagrama H–R.
El diagrama H–R fue creado por Ejnar Hertzprung y Henry Norris Russell entre
1905 y 1913, permitiendo dar un paso importante hacia la comprensión de la
evolución estelar. Este diagrama relaciona la magnitud absoluta de una estrella con
la temperatura superficial de la misma.
En astronomía, el brillo de un cuerpo celeste depende de cuán lejos o cerca se
encuentra dicho cuerpo respecto al observador, concepto que difiere del de
magnitud absoluta, el cual es el brillo que tendría la estrella si se encontrara a una
distancia de 10 parsecs respecto al observador (aproximadamente 3 x1014 km) en
un espacio completamente vacío. De este modo, la distancia no influye en la
magnitud absoluta, aunque sí influye su radio. Un ejemplo de la diferencia entre
brillo y magnitud absoluta es el Sol, pues aunque es la estrella más brillante para la
Tierra, tiene una magnitud absoluta menor que la de Sirio A, que es la estrella más
brillante en nuestro cielo nocturno.
La temperatura superficial considerada en el diagrama H–R está asociada al color
con que se percibe la estrella, ya que si bien puede emitir ondas en todo el
espectro electromagnético, su temperatura se relaciona con su radiación
predominante. Esta relación entre color y temperatura superficial se ejemplifica en
la tabla que se presenta a continuación:
Color
rojo
amarillo
celeste
azul
violeta
Temperatura
superficial (K)
2500
5000
10000
20000
40000
La secuencia principal es una zona del diagrama H–R en la que se encuentra la
mayoría de las estrellas que están fusionando hidrógeno en el núcleo y
transformándolo en helio, como es el caso del Sol. Durante este proceso, existe un
equilibrio entre la fuerza de gravedad, que contrae a la estrella, y las fuerzas
internas asociadas a la producción de energía. Sin embargo, cuando el hidrógeno
del núcleo se agota, este equilibrio se pierde, y en estrellas con una masa similar a
la del Sol, implica que el radio aumenta a dimensiones entre 10 y más de 300
veces la del Sol, con lo que la magnitud absoluta aumenta y disminuye la
temperatura superficial, pasando a ser una gigante roja, con lo cual abandona la
secuencia principal. Es importante destacar que cualquier estrella que deje de
fusionar hidrógeno, abandona esta zona del diagrama H-R.
La gigante roja es una estrella que fusiona helio, transformándolo en carbono. En el
caso del Sol, esta etapa tendrá una duración aproximada de unos 600 millones de
años y, cuando este proceso cese, el nuevo equilibrio alcanzado por la fuerza de
gravedad con las fuerzas internas producto de la fusión de helio vuelve a perderse,
por lo que el núcleo se contrae formando una esfera de unos 5000 km de radio,
disminuyendo su magnitud absoluta, mientras las capas externas se desprenden
formando una nebulosa planetaria. Estas estrellas se denominan enanas blancas
aunque en su emisión, cuando están recién formadas, generalmente predomina el
color azul, lo cual implica que la temperatura superficial es mayor en relación a la
de sus etapas anteriores.
En resumen, cuando el Sol pasa a su etapa de gigante roja, aumenta su magnitud
absoluta pero disminuye su temperatura superficial. Posteriormente, cuando la
gigante roja pase a ser una enana blanca, esta tendrá una temperatura superficial
inicial muy alta, pero su magnitud absoluta se habrá reducido considerablemente,
tal como se representa en el diagrama H–R de la Figura 1. Por lo tanto, la
opción B) es la respuesta correcta al ítem.
Super
Gigantes
–10
–5
Magnitud absoluta
Secuencia
Principal
Gigantes
0
Sol
+5
Enanas
Blanca
s
+10
+15
30.000
10.000 6.000
Temperatura superficial (K)
Figura 1
3.000
FICHA DE REFERENCIA CURRICULAR
Eje Temático / Área Temática: Tierra y Universo / Macrocosmos y microcosmos
Nivel: I Medio
Objetivo Fundamental: Reconocer los mecanismos que permiten a las estrellas
generar luz y sintetizar elementos.
Contenido Mínimo Obligatorio: Explicación cualitativa –desde el punto de vista
de la física nuclear– de cómo a partir del hidrógeno presente en las estrellas se
producen otros elementos y la energía que las hace brillar
Habilidad Cognitiva: Análisis, Síntesis y Evaluación.
Clave: B