ESTRELLAS

Escala de tiempo de vida de las estrellas.

Las estrellas son sistemas que permanecen estables la mayor parte de su vida. Estas se encuentran en un frágil equilibrio hidrostático entre la presión originada por las presiones nucleares y la atracción gravitatoria generada por toda su masa, podemos escribir una ecuación que iguale la presión producida por el movimiento radial del material estelar ala suma de las fuerzas de presión positiva (hacia afuera) generadas en el núcleo y las fuerzas negativas de la gravedad (hacia adentro).

Donde ρ (rho) es la densidad, r la distancia al centro, S la superficie y Fg la fuerza gravitatoria, Fp la fuerza de presión.
A partir de esta ecuación podemos distinguir tres escalas de tiempo fundamentales: La escala de tiempo dinámica, La escala de tiempotérmica y La escala de tiempo nuclear.

ESCALA DE TIEMPO DINÁMICA:

En ocasiones se produce una gran descompensación entre la presión y gravedad. Esto va ocurriendo en los momentos finales de las estrellas donde las reacciones nucleares que sostienen a la estrella agotan su combustible y se vuelven incapaces de frenar su colapso.
Usando la ecuación anterior, si se anula la presión se hablara delcoeficiente de caída libre, en cambio, si eliminamos el componente de gravedad obtendremos una escala de tiempo explosivo dándonos la ecuación de la escala de tiempo dinámica.


Donde 1,6·10³ es el valor de G(-1/2) calculado en masas y radios solares.
ESCALA DE TIEMPO TERMICA:

Eta escala mide cuánto tiempo puede subsistir la estrella con una determinada luminosidad a partir de sus reservasde energía potencial gravitatoria (Ω). Esta escala, por ejemplo, es la que rige la vida de las protoestrellas. Estos cuerpos ganan temperatura mediante el colapso gravitatorio hasta que llegan al punto de ignición del hidrógeno momento en el cual se transforman en estrellas de verdad.
En las estrellas, a medida que se agota una fase de combustión la luminosidad debería tender a disminuir pero esaspérdidas se van compensando con una contracción del núcleo. Este llega a calentarse tanto que llegado un punto empezará a quemar las cenizas. La realidad es que las estrellas no solo no pierden sino que, de hecho, ganan brillo con el paso del tiempo y esto es porque cada vez hay más material implicado en la fusión debido justamente a ese aumento de las temperaturas nucleares. De hecho, el propio núcleo nosolo se contrae sino que aumenta su frontera englobando a nuevas capas de hidrógeno sin procesar.
Se puede decir que mientras las estrellas pierden energía se calientan. La variación de la energía total de las estrellas es pues igual a la luminosidad. 




La energía potencial gravitatoria se calcula como:
A partir de estas tres relaciones se puede deducir la escala de tiempo térmica que da:ESCALA DE TIEMPO NUCLEAR:

Esta escala mide el tiempo que puede subsistir la estrella a partir de sus reservas de hidrógeno, helio o el combustible que esté quemando en ese momento. Para estudiarla basta con tratar básicamente la etapa del hidrógeno que es la que ocupa el 90% de la vida de las estrellas. Las estrellas son cuerpo formados en su mayor parte por hidrógeno y helio en menormedida. En el caso del Sol un 70% de este es hidrógeno. La mayoría de este hidrógeno no fusiona y solo en torno a un 10% acabará consumiéndose en el núcleo del común de las estrellas como el Sol. Si en el caso anterior el tiempo térmico era igual a la energía potencial gravitatoria dividida entre la luminosidad de la estrella aquí será lo mismo pero usando la energía nuclear obtenida a partir de lasreacciones de fusión. Es decir:



Dónde:  Siendo X la fracción de masa de hidrógeno (0,7 en el caso del Sol), M la masa total y QH la energía liberada en la fusión de un gramo de hidrógeno. El coeficiente 0,1 se ha puesto asumiendo que solo un 10% de ese hidrógeno participará en las reacciones de fusión.
Sabiendo que QH = 6,3·1018 erg/g y que en la secuencia principal la relación luminosidad...