Enanas blancas

Descubre más información sobre las estrellas más envejecidas del Universo.

Por Redacción National Geographic
Un fragmento planetario
Un fragmento planetario orbita alrededor de una enana blanca en una ilustración del nuevo sistema.
Fotografía de , Mark Garlick

Artículo publicado el 5 de septiembre de 2010 y actualizado el 20 de septiembre de 2022. 

Cuando alcanzan el final de su larga evolución, las estrellas más pequeñas, aquellas con menos de 8 veces la masa total del Sol, se convierten normalmente en enanas blancas. Las estrellas como el Sol fusionan hidrógeno a helio en sus núcleos. Las enanas blancas son estrellas que agotaron todo el hidrógeno que utilizaban como combustible nuclear.

Estas viejas estrellas son increíblemente densas. Una cucharadita de su materia pesaría en la Tierra tanto como un elefante de 5,5 toneladas. Las enanas blancas tiene típicamente una centésima parte del radio solar, pero su masa es aproximadamente la misma. La fusión en el núcleo de una estrella produce calor y presión hacia el exterior, pero esta presión se equilibra por la fuerza gravitatoria generada por la masa de la estrella. Cuando el hidrógeno utilizado como combustible se agota y la fusión se ralentiza, la gravedad hace que la estrella se colapse.

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Qué pasa cuando se muere una estrella

En 2012, un estudio encontró cuatro enanas blancas "comiéndose" los restos destrozados de planetas similares a la Tierra. Los hallazgos presagian lo que podría sucederle a nuestro Sistema Solar cuando el sol muera en unos 5000 millones de años, dicen los astrónomos. A medida que las estrellas como nuestro sol se quedan sin combustible nuclear, se hinchan y se convierten en gigantes rojas. Los astrónomos creen que cuando esto le suceda a nuestra estrella, su atmósfera abultada engullirá a Mercurio, Venus y tal vez incluso a la Tierra.

Las capas exteriores de la atmósfera de una estrella similar al Sol se hincharán para formar una nebulosa, dejando el núcleo denso de la estrella, una enana blanca, brillando en el centro. Los autores del estudio especulan que cualquier planeta que no se queme por la expansión inicial de la estrella, que lleva de decenas a unos pocos cientos de millones de años, verían como sus órbitas se desestabilizan a medida que la estrella moribunda pierde masa.

Las órbitas cambiantes a veces hacían que los planetas chocaran entre sí, levantando trozos de escombros rocosos. Quizá algunas de estas piezas planetarias podrían ser empujadas tan cerca de la enana blanca que caerían en la estrella y se destrozarían. La evidencia de esta teoría parece estar en las atmósferas de las enanas blancas recién observadas, dijo el líder del estudio, Boris Gänsicke, astrofísico de la Universidad de Warwick en el Reino Unido.

Normalmente, la atmósfera de una enana blanca es una mezcla de hidrógeno y helio, elementos relativamente ligeros. Eso se debe a que la intensa gravedad de una enana blanca atrae elementos más pesados ​​hacia el núcleo de la estrella. Por lo tanto, cualquier otro químico en la atmósfera de una enana blanca debe provenir de los desechos que caen sobre la superficie de la estrella. Para buscar signos de consumo planetario, Gänsicke y sus colegas observaron 80 estrellas enanas blancas en ultravioleta utilizando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA .

(Relacionado: Descubren las estrellas más antiguas de nuestra galaxia)

Gigantes rojas

A medida que la estrella se condensa y se compacta se calienta aún más, quemando el hidrógeno remanente y haciendo que sus capas exteriores se expandan hacia afuera. En esta fase, la estrella se convierte en una gigante roja.

Dado el gran tamaño de una gigante roja, su calor se expande y las temperaturas de la superficie son predominantemente frías, aunque su núcleo sigue siendo caliente. Las gigantes rojas existen sólo un corto período de tiempo de quizá 1000 millones de años, si lo comparamos con los 10 000 millones que puede pasar la misma estrella quemando hidrógeno, como el Sol.

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Las gigantes rojas son lo bastante calientes como para convertir el helio de su núcleo, logrado a partir de la fusión del hidrógeno, en elementos pesados como el carbono. Pero la mayoría de las estrellas no son lo bastante masivas como para crear la presión y calor necesarios para la combustión de elementos pesados, por lo que la fusión y la producción de calor se detienen.

Otras encarnaciones

Estas estrellas finalmente expulsan el material de sus capas exteriores, lo que crea una envoltura de gas en expansión conocida como nebulosa planetaria. Dentro de esta nebulosa, el núcleo continúa calentándose y contrayéndose como enana blanca, con temperaturas superiores a los 180.000 grados Fahrenheit (100 000 grados Celsius).

(Relacionado: El extraño comportamiento de la estrella Betelgeuse intriga a los astrónomos)

Finalmente, tras decenas o cientos de miles de millones de años, una enana blanca se enfría hasta convertirse en una enana negra, que no emite energía. Dado que las estrellas más antiguas del universo sólo tienen entre 10 000 millones y 20 000 millones de años, no se conocen aún enanas negras.

La estimación del tiempo que tardan las enanas blancas en enfriarse puede ayudar a los astrónomos a aprender más sobre la edad del universo.

Pero no todas las enanas blancas pasarán milenios enfriándose. Las que se encuentran en un sistema de estrella binaria pueden tener un impulso gravitatorio lo bastante fuerte como para reunir material de una estrella vecina. Cuando una enana blanca reúne masa suficiente de este modo, alcanza un nivel llamado el límite de Chandrasekhar. En este punto la presión de su núcleo será tan grande que se producirá una fusión fuera de control y la estrella detonará en una supernova termonuclear.

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