Gigante azul
En astronomía, una gigante azul es una estrella caliente con una clase de luminosidad III (gigante) o II (gigante brillante). En el diagrama estándar de Hertzsprung-Russell, estas estrellas se encuentran arriba ya la derecha de la secuencia principal.
El término se aplica a una variedad de estrellas en diferentes fases de desarrollo, todas estrellas evolucionadas que se han movido de la secuencia principal pero que tienen poco más en común, por lo que el gigante azul simplemente se refiere a estrellas en una región particular del diagrama HR en lugar de que un tipo específico de estrella. Son mucho más raras que las gigantes rojas, porque solo se desarrollan a partir de estrellas más masivas y menos comunes, y porque tienen vidas cortas en la etapa de gigante azul.
Debido a que las estrellas de tipo O y tipo B con una clasificación de luminosidad gigante a menudo son un poco más luminosas que sus contrapartes normales de la secuencia principal de las mismas temperaturas y porque muchas de estas estrellas están relativamente cerca de la Tierra en la escala galáctica del Galaxia de la Vía Láctea, muchas de las estrellas brillantes en el cielo nocturno son ejemplos de gigantes azules, incluidos Beta Centauri (B1III); mimosa (B0.5III); Bellatrix (B2III); épsilon canis majoris (B2II); y Alpha Lupi (B1.5III) entre otros.
El nombre gigante azul a veces se aplica incorrectamente a otras estrellas luminosas de gran masa, como las estrellas de la secuencia principal, simplemente porque son grandes y calientes.
Propiedades
Gigante azul no es un término estrictamente definido y se aplica a una amplia variedad de diferentes tipos de estrellas. Tienen en común un aumento moderado de tamaño y luminosidad en comparación con las estrellas de la secuencia principal de la misma masa o temperatura, y son lo suficientemente calientes como para llamarse azules, lo que significa clase espectral O, B y, a veces, A temprana. Sus temperaturas superan los 10.000 K, y tienen masas de secuencia principal de edad cero (ZAMS) mayores que aproximadamente el doble del Sol (M☉), y magnitudes absolutas alrededor de 0 o más brillantes. Estas estrellas tienen solo entre 5 y 10 veces el radio del Sol (R☉), en comparación con las gigantes rojas que tienen hasta 100 R☉.
Las estrellas más frías y menos luminosas, denominadas gigantes azules, se encuentran en la rama horizontal, estrellas de masa intermedia que han pasado por una fase de gigante roja y ahora están quemando helio en sus núcleos. Dependiendo de la masa y la composición química, estas estrellas se mueven gradualmente hacia el azul hasta que agotan el helio en sus núcleos y luego regresan hacia el rojo a la rama gigante asintótica (AGB). Las estrellas variables RR Lyrae, generalmente con tipos espectrales de A, se encuentran en el medio de la rama horizontal. Las estrellas de rama horizontal más calientes que la brecha RR Lyrae generalmente se consideran gigantes azules y, a veces, las estrellas RR Lyrae en sí mismas se denominan gigantes azules a pesar de que algunas de ellas son de clase F. Las estrellas más calientes, las estrellas de rama horizontal azul (BHB), se denominan estrellas de rama horizontal extrema (EHB) y pueden ser más calientes que las estrellas de la secuencia principal de la misma luminosidad. En estos casos, se les llama estrellas subenanas azules (sdB) en lugar de gigantes azules, llamadas así por su posición a la izquierda de la secuencia principal en el diagrama HR en lugar de por su mayor luminosidad y temperatura en comparación con cuando eran estrellas de la secuencia principal..
No existen límites superiores estrictos para las estrellas gigantes, pero los primeros tipos O se vuelven cada vez más difíciles de clasificar por separado de las estrellas de secuencia principal y supergigantes, tienen tamaños y temperaturas casi idénticos a las estrellas de la secuencia principal a partir de las cuales se desarrollan, y son muy cortos. vidas Un buen ejemplo es la estrella de Plaskett, un binario cercano que consta de dos gigantes de tipo O, ambos de más de 50 M☉, temperaturas de más de 30 000 K y más de 100 000 veces la luminosidad del Sol (L☉). Los astrónomos todavía difieren sobre si clasificar al menos una de las estrellas como supergigante, basándose en diferencias sutiles en las líneas espectrales.
Evolución
Las estrellas que se encuentran en la región de las gigantes azules del diagrama HR pueden estar en etapas muy diferentes de sus vidas, pero todas son estrellas evolucionadas que han agotado en gran medida sus reservas centrales de hidrógeno.
En el caso más simple, una estrella luminosa caliente comienza a expandirse a medida que se agota el hidrógeno de su núcleo, y primero se convierte en una subgigante azul y luego en una gigante azul, volviéndose más fría y luminosa. Las estrellas de masa intermedia continuarán expandiéndose y enfriándose hasta convertirse en gigantes rojas. Las estrellas masivas también continúan expandiéndose a medida que avanza la combustión de la capa de hidrógeno, pero lo hacen con una luminosidad aproximadamente constante y se mueven horizontalmente a lo largo del diagrama HR. De esta manera, pueden pasar rápidamente a través de las clases de gigante azul, gigante azul brillante, supergigante azul y supergigante amarilla, hasta convertirse en supergigantes rojas. La clase de luminosidad para tales estrellas se determina a partir de líneas espectrales que son sensibles a la gravedad de la superficie de la estrella, con estrellas más expandidas y luminosas que reciben clasificaciones I (supergigantes), mientras que estrellas algo menos expandidas y más luminosas se les da luminosidad II o III. Debido a que son estrellas masivas con vidas cortas, muchas gigantes azules se encuentran en asociaciones O-B, que son grandes colecciones de estrellas jóvenes poco unidas.
Las estrellas BHB están más evolucionadas y tienen núcleos que queman helio, aunque todavía tienen una extensa envoltura de hidrógeno. También tienen masas moderadas de entre 0,5 y 1,0 M☉, por lo que suelen ser mucho más antiguas que las gigantes azules más masivas. El BHB toma su nombre de la prominente agrupación horizontal de estrellas que se ve en los diagramas de color y magnitud de los cúmulos más antiguos, donde las estrellas de la misma edad que queman helio en el núcleo se encuentran a una variedad de temperaturas con aproximadamente la misma luminosidad. Estas estrellas también evolucionan a través de la etapa de combustión de helio del núcleo con una luminosidad constante, primero aumentando la temperatura y luego disminuyendo nuevamente a medida que avanzan hacia la AGB. Sin embargo, en el extremo azul de la rama horizontal, forma una "cola azul" de estrellas con menor luminosidad, y ocasionalmente un "gancho azul" de estrellas aún más calientes.
Hay otras estrellas calientes altamente evolucionadas que generalmente no se denominan gigantes azules: las estrellas Wolf-Rayet, muy luminosas y que se distinguen por sus temperaturas extremas y sus prominentes líneas de emisión de helio y nitrógeno; estrellas posteriores a AGB que forman nebulosas planetarias, similares a las estrellas Wolf-Rayet pero más pequeñas y menos masivas; rezagadas azules, estrellas azules luminosas poco comunes observadas aparentemente en la secuencia principal en cúmulos donde las estrellas de la secuencia principal de su luminosidad deberían haber evolucionado hasta convertirse en gigantes o supergigantes; y las verdaderas supergigantes azules, las estrellas más masivas evolucionaron más allá de las gigantes azules y se identificaron por los efectos de una mayor expansión en sus espectros.
Se podría formar un grupo de estrellas puramente teórico cuando las enanas rojas finalmente agoten el hidrógeno de su núcleo dentro de billones de años en el futuro. Estas estrellas son convectivas a través de su profundidad y se espera que aumenten muy lentamente tanto su temperatura como su luminosidad a medida que acumulan más y más helio hasta que finalmente no pueden sostener la fusión y colapsan rápidamente en enanas blancas. Aunque estas estrellas pueden volverse más calientes que el Sol, nunca se volverán más luminosas, por lo que no son gigantes azules como las vemos hoy. Se ha acuñado el nombre de enana azul, aunque ese nombre podría ser fácilmente confuso.
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