Ejercicios: Ciclo de vida de las estrellas y el diagrama de Hertzsprung-Russell

Una estrella comienza su vida dentro de una enorme nube de gas y polvo llamada nebulosa. La gravedad junta el material hasta que se forma una protoestrella. Nombra el proceso que finalmente hace que una estrella se "encienda" y empiece a brillar, y nombra el elemento que se fusiona principalmente en una estrella de la secuencia principal como el Sol.

El diagrama de Hertzsprung-Russell (H-R) representa las estrellas usando dos propiedades. Nombra las dos propiedades que suelen mostrarse en sus ejes e indica qué región del diagrama contiene a la mayoría de las estrellas, incluido nuestro Sol.

Ordena estas etapas de una estrella de masa baja como el Sol, de la más temprana a la más tardía: enana blanca, estrella de la secuencia principal, nebulosa, gigante roja, nebulosa planetaria, protoestrella.

Emma estudia dos estrellas de la secuencia principal. La estrella A tiene una masa unas 20 veces la masa del Sol. La estrella B tiene una masa de aproximadamente la mitad de la del Sol. Compara las temperaturas superficiales, el brillo y la duración esperada de ambas estrellas en la secuencia principal. Luego explica por qué la estrella más masiva dura menos aunque tenga más combustible.

La tabla da datos de cuatro estrellas.

Usando lo que sabes del diagrama H-R, clasifica cada estrella como de la secuencia principal, gigante o supergigante, o enana blanca. Explica tu razonamiento para Y y Z.

Mateo dice: "Cuando el Sol se quede sin hidrógeno en su núcleo, explotará como supernova". Evalúa su afirmación. Indica qué ocurrirá realmente con el Sol y nombra la condición de masa que debe cumplir una estrella para terminar su vida como supernova.

Dos estrellas se formaron al mismo tiempo en la misma nebulosa. La estrella P tiene una masa unas 15 veces la masa del Sol. La estrella Q tiene la misma masa que el Sol. Describe el ciclo de vida completo de cada estrella, desde la nebulosa hasta su etapa final. Compara sus trayectorias en un diagrama H-R y explica por qué el producto final del Sol es muy distinto del producto final de la estrella P. Usa los términos gravedad, fusión y núcleo en tu respuesta.

Un estudiante ve dos estrellas en el cielo nocturno. La estrella R tiene una luminosidad de unas 100,000 veces la del Sol y una temperatura superficial de unos 3,500 K. La estrella S tiene una luminosidad de unas 0.0001 veces la del Sol y una temperatura superficial de unos 12,000 K.

1. a) Ubica cada estrella en una región del diagrama H-R y nombra su tipo.
2. b) Explica cómo la estrella R puede ser mucho más brillante que la S aunque sea más fría.
3. c) Describe en qué es probable que se convierta cada estrella, o en qué ya se convirtió, dentro de su ciclo de vida.