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astrofisi.blogspot.com Estados de la Materia Sólido, Líquido, Gas, Plasma
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astrofisi.blogspot.com El Medio Interestelar (MI) ✔ Espacio entre estrella no esta vacío: Gases (átomos y moléculas...
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astrofisi.blogspot.com  Sitios Vacíos en el espacio  Sustancia oscura y opaca que se interpone entre las e...
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astrofisi.blogspot.com Ej. Nebulosa de Orión, Nebulosa del Águila
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astrofisi.blogspot.com ✔ Porción de nube debe tener suficiente cantidad de masa para aplastarse bajo su propio peso ...
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astrofisi.blogspot.com El proceso de formación estelar a partir de una nube se da en 3 grandes etapas: Primera eta...
astrofisi.blogspot.com  ρ crece, T constante → MJ decrece
astrofisi.blogspot.com Consecuencia: grumos pequeños dentro de nube pueden empezar a crecer ...
astrofisi.blogspot.com Cada pequeño grumo de esos se convertirá posteriormente en una estrella y tal vez un sistem...
astrofisi.blogspot.com Segunda etapa: colapso adiabático (no escapa el calor) y fin de la fragmentación • Densidad ...
astrofisi.blogspot.com Cuánto ha durado el proceso hasta este punto?... ... un estimativo grueso se puede hacer usand...
astrofisi.blogspot.com Características Protoestrella: ✔ Globo enorme de gas (10 –100 tamaño Sol) ✔ Gas caliente ...
astrofisi.blogspot.com Infrarrojo
astrofisi.blogspot.com Fuente de Energía ✔Polvo calentado por radiación : emisión en in...
astrofisi.blogspot.com Caso Extraño Los astrónomos han encontrado que en el plazo de 3 años, la nube de polvo detec...
astrofisi.blogspot.com Según los modelos actuales, la escala de tiempo más aceptada para la desaparición de los disco...
astrofisi.blogspot.com Síntesis: ✔ Nube molecular gigante ✔ Nebulosas oscuras: grumos ✔ Perturbación equilibrio me...
astrofisi.blogspot.com Fusión de Deuterio ✔ Contracción lenta: calentamiento interior ✔Cuando temperatura 1 millón g...
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astrofisi.blogspot.com ✔ Evolución posterior de protoestrella: cambian sus características observacionales ...
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astrofisi.blogspot.com ✔ ... pero ... no todas las grumos de masa arbitraria alcanzan este estado o lo hacen tranq...
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astrofisi.blogspot.com M>100 Msol: ✔ Enorme cantidad de energía durante colapso e inicio de fusión ✔ Antes de sup...
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Nacimiento de las estrellas

Published on: Mar 3, 2016
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Nacimiento de las estrellas

  • 1. astrofisi.blogspot.com
  • 2. astrofisi.blogspot.comEstrellas no parecen cambiar!...Estrellas de ahora son las mismas estrellas que vieron los antiguos observadores del cielo. Por lo que sabemos ahora sobre ellas sin embargo…... No pueden ser eternas!... Poderosas fuentes de energía → energía por reacciones nucleares → Material para reacciones no es ilimitado. Estrellas deben tener Origen y Final!
  • 3. astrofisi.blogspot.comPreguntas:¿cómo ocurre origen y final de estrellas? ¿cuánto tiempovive estrella? ¿qué sucede en el intermedio? ¿qué quedadespués de que estrella “muere”El reto: resolver estas preguntas, pero...Observaciones: vida estrellas ocurre en escalas de tiempo muy grandesLa evidencia de la vida en la Tierra......el Sol no ha cambiado considerablemente en los últimos3800 millones de años!
  • 4. astrofisi.blogspot.comPero en Teoría:• Estrellas: cuerpos relativamente simple• Aplicación leyes física para estudiar constitución deestrella y su variación en el tiempo• Cálculos complejos : COMPUTADOR ✔ La imagen resultante : TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN ESTELAR Una de las más exitosas teorías científicas de todos los tiempos!
  • 5. astrofisi.blogspot.com Estados de la Materia Sólido, Líquido, Gas, Plasma
  • 6. astrofisi.blogspot.com ¿De donde sale la materia para formar otras estrellas? ¿De otra estrella tal vez? No seria probable formar estrellas de la diversidad observada. Materia Prima: Las nubes de Gas y Polvo interestelar.
  • 7. astrofisi.blogspot.com El Medio Interestelar (MI) ✔ Espacio entre estrella no esta vacío: Gases (átomos y moléculas), plasmas, polvo. ✔ 1 de cada 10 kg de materia en Galaxia es MI. ✔ Si hay tanta materia interestelar, por qué no se “ve”? ✔ Su existencia e importancia no es para nada despreciable.
  • 8. astrofisi.blogspot.com
  • 9. astrofisi.blogspot.com ✔ Materia en Medio Interestelar Bajísima densidad. En promedio 1 a 10 partículas / cc (Comparación: Aire 1019 partículas/cc) Ante tal diferencia si no vemos el aire mucho mas difícil ver el MI ✔ ¿cómo se sabe de la existencia de esta materia? Primeras evidencias: líneas de absorción desconocidas en los espectros estelares, absorción interestelar, enrojecimiento interestelar
  • 10. astrofisi.blogspot.com  Sitios Vacíos en el espacio  Sustancia oscura y opaca que se interpone entre las estrellas y nosotros.
  • 11. astrofisi.blogspot.com Manifestación directa: Acumulación de MI... ….NUBES
  • 12. astrofisi.blogspot.com Gas en nubes ha sido ampliamente estudiado... ... hoy conocemos en detalle la forma como la materia se acumula en esas nubes y los efectos que esa acumulación tienen en otros procesos astrofísicos Nubes Moleculares Gigantes (NMG) ✔ Enormes y masivas (centenar pc, millones Msol) ✔ Gas: Hidrógeno, moléculas complejas Polvo: 1 de cada 100 kg, tamaño granos de polvo típicos ✔ Mucho más densa que promedio: 100 partículas/cc
  • 13. astrofisi.blogspot.com Gran porción de ellas no detectables en visible Solo visibles en otras longitudes de onda (emisión de polvo – infrarrojo , moléculas -ondas de radio, etc.)
  • 14. astrofisi.blogspot.com ✔ Gran cantidad de polvo y gas se reúnen para formar “Nubes Moleculares Gigantes” Al interior de NMG ... Nebulosas de Emisión ✔ Porciones pequeñas de NMG (algunos años luz, miles Msol) ✔ Concentración leve de gas de nube: 100 – 1000 part / cc ✔ Gases calientes y luminosos (plasma, 10,000 K) ✔ Contienen estrellas luminosas y calientes (tipo OB) ✔ Luz UV de estrellas excita gases
  • 15. astrofisi.blogspot.com Ej. Nebulosa de Orión, Nebulosa del Águila
  • 16. astrofisi.blogspot.com Nebulosas Oscuras ✔ Concentraciones de materia localizadas y pequeñas (año-luz, centenares Msol) ✔ Mucho más densas que resto (opacas a la luz) 10,000 - 1 millón átomos/ cc ✔ Concentración de polvo ✔ Gases muy fríos: 10 K ✔ Nubes muy opacas a radiación Nebulosas oscuras
  • 17. astrofisi.blogspot.com
  • 18. astrofisi.blogspot.com ✔ ¿Y la formación estelar?... ✔ Algunas pistas de la relación estrellas-MI: La materia de la que esta hecho el medio interestelar es la misma de la que están hechas las estrellas... ...es natural pensar que estrellas surgen de condensación del Medio Interestelar Es muy común observar asociación de grandes nubes con estrellas MUY LUMINOSAS... ... estrellas que consumen muy rápido su combustible... ... estrellas recién nacidas ... Normalmente en el seno de nubes se observan grandes grupos estelares...
  • 19. astrofisi.blogspot.com ✔ Formación estrellas agregación de gas en nube…...no es un proceso simple ✔ Condiciones formación estrella a partir de nubes... Normalmente nube o porciones de ella en equilibrio mecánico (Gravitación = Presión) Para formación estrella: ruptura equilibrio + Perturbación de trozo de nube Pero no basta una perturbación en el equilibrio de una porción de nube...
  • 20. astrofisi.blogspot.com ✔ Porción de nube debe tener suficiente cantidad de masa para aplastarse bajo su propio peso M > MJ ∼ T / ρ Masa de Jeans Consecuencias: ✔ T pequeña masa de Jeans pequeña (poca presión) ✔ ρ grande masa de Jeans pequeña (mucha gravitación) ✔ Si perturbación + condición de Jeans: Nubes se comienza a contraer constantemente: COLAPSO
  • 21. astrofisi.blogspot.com Colapso gravitacional de una nube Condiciones de temperatura y presión son satisfechas en el seno de nebulosas oscuras... El lugar de nacimiento de estrellas!
  • 22. astrofisi.blogspot.com El proceso de formación estelar a partir de una nube se da en 3 grandes etapas: Primera etapa: Colapso isotérmico de un grumo de nube (nube colapsa sin calentarse) ✔ Colapso ✔ Energía gravitacional → calor ✔ Calor → radiación ✔ Radiación escapa por transparencia de nube ✔ ρ crece, T constante → MJ decrece
  • 23. astrofisi.blogspot.com  ρ crece, T constante → MJ decrece
  • 24. astrofisi.blogspot.com Consecuencia: grumos pequeños dentro de nube pueden empezar a crecer FRAGMENTACIÓN
  • 25. astrofisi.blogspot.com Cada pequeño grumo de esos se convertirá posteriormente en una estrella y tal vez un sistema planetario.
  • 26. astrofisi.blogspot.com Segunda etapa: colapso adiabático (no escapa el calor) y fin de la fragmentación • Densidad se ha hecho muy grande • Nube se hace opaca • ρ grande ... pero ... T muy grande también : MJ no cambia FIN DE FRAGMENTACION Cada fragmento : formará una estrella Toda la nube: conjunto de estrellas (Guardería estelar)
  • 27. astrofisi.blogspot.com Cuánto ha durado el proceso hasta este punto?... ... un estimativo grueso se puede hacer usando la teoría del colapso gravitacional en “caída libre” Ej. Nube de gas densa, ρ = 10-18 g/cm3 t ∼ 100,000 años Tercera etapa: colapso gravitacional de un fragmento 1 Fragmento formará: 1 estrella individual A muy alta densidad: colapso se hace muy lento Casi-equilibrio mecánico PROTOESTRELLA
  • 28. astrofisi.blogspot.com Características Protoestrella: ✔ Globo enorme de gas (10 –100 tamaño Sol) ✔ Gas caliente (2,000-3,000 K) ✔ Por su gran tamaño: gran luminosidad (100 Lsol) ✔ ¿Por qué no las vemos?... Cascarón de polvo Nube que forma, Concentración Polvo
  • 29. astrofisi.blogspot.com Infrarrojo
  • 30. astrofisi.blogspot.com Fuente de Energía ✔Polvo calentado por radiación : emisión en infrarrojo ✔ Material en cascarón: cae sobre protoestrella ✔ Protoestrella gana lentamente masa... ✔ Choque materia en caída con “superficie” Protoestrella.. Produce muchísima energía ✔ Fuente principal de energía protoestrella... ... “golpe” constante de materia que cae sobre ella! Estadio de protoestrella: ...etapa más prolongada nacimiento
  • 31. astrofisi.blogspot.com Caso Extraño Los astrónomos han encontrado que en el plazo de 3 años, la nube de polvo detectada en torno a la joven estrella TYC 8241 2652 situada a 456 años luz, ha desaparecido.
  • 32. astrofisi.blogspot.com Según los modelos actuales, la escala de tiempo más aceptada para la desaparición de los discos protoplanetarios es de cientos de miles de años. Esta enorme diferencia de tiempo desconcierta a los astrónomos. Lo que hace unos pocos años parecía un disco de formación planetaria alrededor de una estrella, ahora se ha convertido en una fina capa de polvo que podría tener su origen en las colisiones entre los cuerpos rocosos del sistema. En verdad, un completo enigma y un reto para la investigación
  • 33. astrofisi.blogspot.com Síntesis: ✔ Nube molecular gigante ✔ Nebulosas oscuras: grumos ✔ Perturbación equilibrio mecánico (supernova vecina, brazos espirales...) ✔ Colapso rápido ✔ Fragmentación ✔ Formación de protoestrella ✔ Protoestrella: casi-equilibrio mecánico, energía por colapso ✔ Pero todavía el cuerpo no se ha convertido en una estrella... ...antes de hacerlo pasará por procesos muy importantes en su historia!
  • 34. astrofisi.blogspot.com Fusión de Deuterio ✔ Contracción lenta: calentamiento interior ✔Cuando temperatura 1 millón grados: Fusión Deuterio ✔ Nueva fuente de energía para protoestrella ✔ Pero no dura mucho en apagarse... ...1 núcleo de deuterio por cada 10,000 de hidrógeno Formación de Disco Proto-planetario ✔ Grumo que dio origen a protoestrella: lenta rotación inicial ...Colapso grumo : incremento velocidad de rotación ✔ Achatamiento y concentración cerca a plano que rodea protoestrella
  • 35. astrofisi.blogspot.com
  • 36. astrofisi.blogspot.com Formación de agregados de polvo y gases: planetesimales ✔ Disco de detritos sólidos alrededor de protoestrella PROPLYD : PROtoPLanetarY Disk ✔ Sistema planetario en formación!
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  • 38. astrofisi.blogspot.com Fases activas En cierto momento y por razones todavía oscuras: protoestrella expulsa materia en lugar de acumularla Expulsión de materia: ✔ Produce energía en forma de radiación ✔ Destruye “cascarón” gaseoso alrededor de protoestrella Consecuencias: ✔ Procesos violentos alrededor de protoestrella
  • 39. astrofisi.blogspot.com Estrellas de masa pequeña: Objetos T-Tauri o Fase T-Tauri T – Tauri, descubierto hacia 1852 La fase T – Tauri 10 millones de años después de iniciado el proceso de formación estelar Puede extenderse otro par de millones de años más.
  • 40. astrofisi.blogspot.com  Estrellas de masa grande: Objetos Herbig-Haro Formación de “Jets” de materia  Infancia Terrible Dispersión disco protoplanetario Interrupción Crecimientos planetas
  • 41. astrofisi.blogspot.com ✔ Culmina fase de formación primaria de sistema planetario ✔ Estrella se hace visible! Puede ubicarse en diagrama H-R! T↓, R↑, L↑ ✔ ¿algunas estrellas rojas y luminosas pueden ser protoestrellas? NO! ✔ Esta etapa de formación estelar.... puede durar millones de años
  • 42. astrofisi.blogspot.com ✔ Evolución posterior de protoestrella: cambian sus características observacionales (se contrae y calienta) ✔ Ubicación cambios en diagrama H-R Trayectoria Evolutiva
  • 43. astrofisi.blogspot.com ✔ El paso final: Temperatura núcleo alcanza valor crítico (>9-10 millones grados) Inicio fusión de Hidrógeno Colapso se detiene HA NACIDO UNA ESTRELLA HA NACIDO UNA ESTRELLA ✔ Ubicación final en diagrama H-R : SECUENCIA PRINCIPAL DE EDAD CERO Zero Age Main Sequence ZAMS
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  • 45. astrofisi.blogspot.com A la etapa previa a la llegada a la secuencia principal se la llama también fase de presecuencia principal • La duración de esta etapa, y de todas las que se suceden a partir de este punto, depende de la masa de la estrella...
  • 46. astrofisi.blogspot.com ✔ ... pero ... no todas las grumos de masa arbitraria alcanzan este estado o lo hacen tranquilamente... M < 0.08 Msol: ✔ No se concentra suficiente para temperatura de fusión ✔ No alcanza equilibrio hidrostático total ✔ Brilla sólo en infrarrojo ENANA MARRÓN
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  • 48. astrofisi.blogspot.com M>100 Msol: ✔ Enorme cantidad de energía durante colapso e inicio de fusión ✔ Antes de superar este valor, masa de estrella no crece más ✔ 100 Msol masa superior limite para estrella... SUPERGIGANTE AZUL Masas Estrellas: 0.08 Msol < M < 100 Msol
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