El cielo, el espacio

el cielo me fascina, me maravilla, esta entrada esta dedicada al espacio exterior, principalmente a los procesos más sorprendentes.



El Sol y los planetas se formaron a partir de una nube de gas primordial (hidrógeno 75% y helio 25%) hace 4.500 millones de años.
El Sol y los planetas gigantes (Júpiter, Saturno, etc) se originaron de esas nubes por la acción de la gravedad que tiende a acumular grandes cantidades de masa en centros bien definidos. Uno de estos centros resultó ser el Sol, otro Júpiter, etc. con la diferencia de que la cantidad de masa que pudo acumular el Sol fue lo suficientemente grande para alcanzar la densidad y temperatura que comienzan el proceso de fusión nuclear.



Una estrella es una inmensa esfera de gas que emite luz propia debido a reacciones termonucleares en su centro. La fuerza gravitacional tiende a compactar el gas hacia el centro, pero el trabajo realizado por la gravedad en este proceso sube la temperatura y aumenta la presión del gas hacia afuera. La gravedad y la presión tiran en sentido contrario y así mantienen un equilibrio
La fuente de energía en una estrella es la fusión nuclear de hidrógeno para producir helio. En algunos casos también se forman elementos más pesados que el helio. Cuando se acaba el material necesario para mantener estas reacciones nucleares la estrella puede convertirse en una enana blanca, gigante roja, supernova, estrella de neutrones, o agujero negro.

Enanas Blancas



Cuando todo el combustible nuclear (incluyendo elementos más pesados que el helio) se ha terminado, la estrella se enfría y se compacta formando así una enana blanca



Supernovas



En estrellas con masa un poco mayor que la del Sol (> 1,4 Msol) la fusión nuclear produce elementos cada vez más pesados. Cuando se forma el hierro, el núcleo de la estrella no puede auto-soportarse y colapsa gravitacionalmente. Las capas exteriores son emitidas como en una súper explosión cósmica y el núcleo remanente se compacta formando una estrella de neutrones.


Otro mecanismo que da origen a una supernova consiste en lo que ocurre en un sistema binario formado por una estrella normal y una enana blanca. En este sistema las dos estrellas ligadas por la gravedad se mueven en órbita una en torno a la otra. Puesto que la enana blanca es tan densa su gravedad es suficiente para atraer materia de la estrella vecina. Se crea un flujo permanente de gas hacia la enana blanca haciendo que su masa aumente y dispare el proceso de fusión nuclear una vez más. Este evento es explosivo y se observa en el cielo como una estrella que aumenta su brillo rápidamente. A este tipo de estrella se le conoce con el nombre de Supernova Ia y es útil para determinar las distancias astronómicas.


Estrella de neutrones




Una estrella de neutrones es una estrella formada por neutrones empacados con la misma densidad que en un núcleo atómico. Es decir una estrella de neutrones es como un núcleo atómico gigantesco. Una cucharadita de materia sacada de una estrella de neutrones tiene una masa de mil millones de toneladas.
Las estrellas de neutrones se forman como producto de una supernova. Durante la explosión de una supernova, la densidad en el núcleo remanente es tan grande que allí se forma una estrella de neutrones o un agujero negro.

Púlsares

Así como se conserva la energía, existen otras propiedades físicas que se conservan. Una de ellas es la cantidad de momento angular, la cual es una medida de la cantidad de 'impulso' que tiene un objeto en rotación.
En el proceso de colapso gravitacional cuando se forma una estrella de neutrones hay una gran cantidad de momento angular disponible a la estrella de neutrones recién formada. Como resultado ésta queda girando a velocidades angulares muy altas.

Se han observado estrellas de neutrones rotando a una velocidad de más de mil vueltas por segundo. Dentro de la estrella de neutrones se forman campos eléctricos y magnéticos que emiten ondas de radio enfocadas en un haz muy directo que da vueltas. Cuando un radiotelescopio intercepta el haz de radioondas se registra una señal que consiste en una secuencia de pulsos.


Agujeros Negros



Si la masa inicial de una estrella es superior a 8 masas solares, al final de su vida cuando todo el combustible se ha gastado, la estrella se convierte en un agujero negro.

¿Qué es un agujero negro?

Es una región del espacio con tanta masa concentrada en un punto que ningún objeto, ni siquiera la luz, puede escapar de su atracción gravitacional.
Podemos entender este fenómeno si imaginamos lo que ocurre cuando la densidad de un planeta aumenta de manera colosal

Velocidad de escape.

Si en la Tierra lanzamos un objeto hacia arriba, la gravedad lo jala hacia el centro y éste eventualmente regresa y cae a la superficie. Sin embargo, cada vez que aumentamos la velocidad con la que se lanza el objeto, éste alcanza una altura máxima cada vez mayor. En el caso de la Tierra, si la velocidad con la que se lanza el objeto es igual o mayor a 11,2 kilómetros por segundo, el objeto escapará de la Tierra para siempre. A esta velocidad se le llama la velocidad de escape. La velocidad de escape de un planeta o estrella depende de su masa. La luna, por ejemplo, que es más ligera que la Tierra tiene una velocidad de escape de solo 2,4 kilómetros por segundo. Podemos imaginar qué pasa si repetimos el experimento en un punto con tanta masa concentrada en una región tan pequeña, que la velocidad de escape es mayor que la velocidad de la luz: como nada puede viajar a una velocidad mayor que la velocidad de la luz, entonces todos los objetos, incluyendo la luz, estarían atrapados para siempre por la atracción gravitacional de este planeta.

¿Cómo vemos los agujeros negros?

Si un agujero negro no deja escapar la luz, entonces ¿cómo lo podemos ver?
Un agujero negro no se ve directamente.

Se ha podido verificar experimentalmente la existencia de agujeros negros (por ejemplo en el centro de algunas galaxias) examinando el movimiento de estrellas en torno a su centro y la radiación emitida por las partículas cargadas que caen al agujero negro.
Cuando un astrónomo observa una estrella dando vueltas en torno a un punto, es posible calcular la masa concentrada en ese punto simplemente midiendo la velocidad y el radio de la órbita de la estrella. De esta forma se han detectado sistemas de estrellas (o gas) en rotación tan veloz y en un radio tan pequeño, que no queda otra explicación posible a la de admitir que debe existir un agujero en ese punto.

Quasares



Los objetos celestes más brillantes que se han llegado a observar son los Quasares (también llamados Núcleos Galácticos Activos o AGN). Estos objetos son galaxias que albergan un agujero negro súper masivo en su centro. La atracción gravitacional generada por este agujero negro es tan intensa que cualquier estrella o nube de gas que se encuentre cerca al centro de la galaxia son chupadas por el agujero negro y desaparecen para siempre. El brillo de los quasares se debe a radiación emitida por la materia acelerada que cae al agujero negro.



EFECTO DOPPLER

Cuando una onda es emitida por un sistema en movimiento, la longitud de onda percibida es diferente a la emitida.
Igual ocurre cuando quien se mueve es el que percibe las ondas.
En el caso de ondas de sonido por ejemplo cuando un carro se mueve, el tono del pito se escucha a mayor frecuencia cuando se acerca y menor cuando se aleja. Con las ondas de luz sucede algo similar, la longitud de onda observada es diferente a la emitida por la fuente. Qué tan fuerte sea el cambio dependerá de la velocidad relativa entre la fuente y el observador.
Los átomos emiten y absorben luz en cantidades discretas de energía. Cuando la luz emitida por una estrella pasa por sus capas de gas más externas, las ondas de determinadas longitudes de onda son absorbidas por estos átomos.
En el espectro de la luz emitido por la estrella aparecen estas líneas de absorción como bandas oscuras.
Cuando una estrella se aleja de nosotros o se acerca, el efecto Doppler cambia las longitudes de onda percibidas, haciendo que las líneas en los espectros cambien de lugar



La gráfica muestra un ejemplo del espectro de absorción de la luz de una estrella. Las dos líneas negras corresponden a luz que fue absorbida por átomos en la atmósfera de la estrella. El primer espectro corresponde a una estrella en reposo relativo a nosotros que observamos desde la tierra. El segundo espectro corresponde a una estrella que se aleja de nosotros. Note como las líneas del espectro se corren hacia el rojo. Finalmente, el último espectro corresponde a una estrella que se acerca a nosotros. Note como las líneas del espectro se corren hacia el violeta.

temo no haber guardado las fuentes, disculpen!