¿Cómo mueren las estrellas?

Las estrellas comienzan su vida en enormes nubes de polvo de gas cuando la gravedad las hace encoger tanto que la temperatura en su interior es suficiente para encender la fusión nuclear del hidrógeno. Y, una vez que se inicia este proceso, la estrella entra en un juego de muerte. La poderosa gravedad de la enorme luminaria intenta comprimirla hasta un punto minúsculo, pero la energía liberada por la fusión estalla, creando un delicado equilibrio que puede durar millones, miles de millones o incluso billones de años.

Cuanto más pequeña sea la estrella, más tiempo vivirá. Las estrellas pequeñas no necesitan trivialmente mucha energía para equilibrar su atracción gravitatoria interna, por lo que sólo sorben ligeramente sus reservas de hidrógeno, como un mojito en la playa. Como un «plus de vida» añadido, las atmósferas de estas estrellas circulan constantemente, forzando el hidrógeno fresco de las capas exteriores hacia el núcleo, donde ayuda a alimentar la fusión termonuclear.

En definitiva, una enana roja típica quemará hidrógeno en su núcleo durante trillones de años. Sí, esas estrellas pueden ver el nacimiento y la muerte del Sol. Incluso podrían ver la puesta de sol del Universo, cuando ya no quedan luminarias brillantes y el cosmos se sumerge en la oscuridad.

Las enanas rojas son lo suficientemente pequeñas como para que los planetas que se acercan a ellas reduzcan significativamente su brillo, una forma potencial de encontrar exoplanetas.

A medida que estas pequeñas estrellas envejecen, se vuelven gradualmente más brillantes y calientes, hasta que empiezan a desdibujarse en bultos inertes de helio e hidrógeno que simplemente se quedan en el universo. El destino es claramente poco envidiable, pero la vida es tranquila y mesurada.

El gran final

Vayamos al otro extremo de la escala, para visitar las gigantes y supergigantes jóvenes y calientes, de las que hay bastantes (las más comunes son las azules y las rojas). Estas enormes estrellas, a menudo decenas de veces más masivas que nuestro Sol, tienen una vida violenta: debido a su enorme masa, las reacciones de fusión en su interior tienen que producirse muy activamente para mantener el equilibrio con la gravedad.

Como resultado, a pesar de ser mucho más pesadas que sus homólogas enanas rojas, estas estrellas tienen una vida mucho más corta: sólo unos pocos millones de años. Se trata de una cifra ridícula incluso para los estándares de la Tierra: desde que murieron los dinosaurios, una docena de generaciones de gigantes azules pueden haberles sustituido en el Universo.

Supergigante azul Orión Gamma, supergigante roja Algol B, Sol y planetas.

Sin embargo, sus cortas vidas resultan ser increíblemente útiles para el cosmos en su conjunto. Su enorme tamaño y las altas temperaturas de su interior les permiten llevar a cabo reacciones de fusión no sólo con hidrógeno, sino también con helio. Y el carbono. E incluso oxígeno, magnesio y silicio. Estrellas como éstas son capaces de hacer casi la mitad de la tabla de Mendeléyev al final de su vida.

La muerte de estas grandes estrellas es tan épica como su vida. En cuanto los elementos pesados que contienen son suficientes para formar un núcleo de hierro, la fusión se detiene y se acaba la fiesta. Como no hay nada más que se resista a la gravedad, todo el material que rodea al núcleo es empujado hacia él. Sin embargo, la fusión del hierro no libera suficiente energía para contrarrestar este proceso. Como resultado, el núcleo se encoge hasta una densidad tan increíble que los electrones simplemente se ven obligados a fusionarse con los protones, convirtiendo todo el núcleo en una gigantesca bola de neutrones.

Esta bola de neutrones resulta ser capaz de resistir las fuerzas de aplastamiento de la gravedad durante un tiempo, pero acaba cediendo, provocando una enorme explosión de supernova. Para tener una idea de la escala, una supernova es capaz de liberar más energía en una semana que nuestro Sol en toda su vida de 10.000 millones de años.

Se espera que las consecuencias de una explosión de este tipo sean catastróficas: la supervivencia de los planetas está descartada, incluso las estrellas vecinas podrían recibir una buena paliza. La onda de choque y el material expulsado durante la explosión crean burbujas de gas enteras en el medio interestelar, destruyen nebulosas e incluso expulsan material de las propias galaxias.

Una explosión de supernova en la galaxia cercana M82.

Es uno de los espectáculos más espectaculares de todo el Universo. Las últimas supernovas descritas que explotaron en la Vía Láctea fueron claramente visibles durante semanas, incluso durante el día. Y las supernovas que explotan en galaxias vecinas suelen brillar más que ellas.

Sin embargo, por sorprendente que parezca, esas explosiones destructivas… son vivificantes. Sintetizan toda la tabla de Mendeléyev y luego explotan con una onda expansiva a través de la galaxia. Como resultado, se forman nuevas nubes de gas-polvo, de las que nacen nuevas estrellas y planetas, y el ciclo se repite.

¿Pero qué ocurre con los restos de las propias supergigantes? No tienen muchas opciones: si su masa es comparativamente pequeña, siguen siendo bolas de neutrones extremadamente comprimidas, las estrellas de neutrones con densidades gigantes. Si la masa es suficiente, nace un nuevo agujero negro.

El espectáculo final

El peor destino son las estrellas de tamaño medio, como nuestro Sol. Demasiado grandes para adentrarse silenciosamente en la noche y demasiado pequeños para provocar una explosión de supernova, en su lugar se convierten en horribles monstruos que se vuelven del revés antes de morir.

Para estas estrellas medias (de las que hay más del 90% en el universo), el problema es que una vez que la bola de oxígeno y carbono empieza a formarse en el núcleo, no hay suficiente masa a su alrededor para convertirla en un núcleo de hierro. Así que crece, calentándose cada día más. El resto de la estrella reacciona a este infierno en el núcleo hinchándose y convirtiendo la estrella en una gigante roja. Cuando nuestro Sol llegue a esta fase, es muy posible que alcance la órbita de la Tierra, terminando así su historia.

Esta fase de gigante roja es extremadamente inestable, y las estrellas como nuestro Sol se inflarán, colapsarán y volverán a inflarse una y otra vez, surgiendo vientos solares con cada iteración, transportando parte del material al sistema solar. En su agonía final, una estrella de tamaño medio estallará literalmente en una nebulosa planetaria caliente, rodeando el núcleo ahora desnudo de carbono y oxígeno en su centro. Estos restos estelares se llaman enanas blancas.

La enana blanca ilumina aún más la nebulosa planetaria durante algún tiempo antes de que el cadáver estelar se enfríe demasiado para permitir tales espectáculos de luz. Aunque las nebulosas planetarias parecen muy hermosas en el telescopio, no te engañes, son el producto de la dolorosa muerte de la estrella.

Pero la etapa de enana blanca no es el final. Durante cientos de miles de millones de años seguirá teniendo suficiente calor para brillar al menos ligeramente en el infrarrojo. Sólo después, habiendo perdido absolutamente todo el calor, se convertirá en una enana negra, que será completamente indistinguible del fondo del Universo.