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DIAGRAMA DE LA COMPOSICIÓN DE LAS POBLACIÓN ESTELAR
Original escrito por
ASASAC
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Se pueden anotar dos grupos de características físicas de las estrellas. En el primero: el tipo espectral, el indicador de color, la temperatura de la superficie; en el segundo: la luminosidad y la masa. En cada grupo de características basta conocer una para obtener los valores de las otras. Ahora bien, dos características tomadas de distintos grupos son mutuamente independientes. Por ejemplo, la estrella de un tipo espectral dado pude tener una luminosidad baja y alta.
Sin embargo, del hecho de que las estrellas de un mismo tipo espectral puedan tener distinta luminosidad, y las estrellas de la luminosidad dada, un tipo espectral distinto, no se desprende aun que estas dos características sean independientes una de otra. De ello se deduce solo que la dependencia entre dos características no es tan fuerte como para poder obtener definida y fidedignamente, conociendo una característica el valor de la otra.
Para aclarar si no hay alguna dependencia entre el tipo espectral y la luminosidad de la estrella, a principios del siglo pasado dos astrónomos, el holandés Hertzprung y el norteamericano Russel, construyeron, de manera independiente, un diagrama espectral. Por el eje horizontal del diagrama marcaron la secuencia de los tipos espectrales de O a M, mientras que por el eje vertical, las magnitudes espectrales absolutas de las estrellas. Si se determina el tipo espectral y la magnitud absoluta de una estrella, trazando líneas perpendiculares de los lugares correspondientes de los ejes hasta que se crucen, encontraremos puntos que correspondan su tipo espectral y su magnitud estelar absoluta. De modo que cada estrella se representara en el diagrama como un punto y si se estudian muchas estrellas se puede determinar como se distribuyen en el diagrama los puntos obtenidos. Si la dependencia entre el tipo espectral y la magnitud absoluta fuera estrecha, todos los puntos en el diagrama se distribuirían a lo largo de una línea. Entonces, conociendo, por ejemplo, el tipo espectral de la estrella se podría poniendo del lugar correspondiente del eje horizontal una vertical hasta que se cruce esta línea, determinar la magnitud absoluta de la estrella. Si entre el tipo espectral y la magnitud absoluta no hay ninguna dependencia, los puntos en el diagrama deben cubrir casi uniformemente la región que abarca todos los posibles valores de los tipos espectrales y de la magnitud estelar absoluta.
Si, por último, entre el tipo espectral y su magnitud absoluta hay dependencia, pero esta dependencia tiene un carácter complicado, en el diagrama deben formarse distintas regiones en la que los puntos estén concentrados mas estrechamente y regiones en la que los puntos se encuentren más raramente o estén ausentes en absoluto.
Precisamente este cuadro de una débil, pero muy complicada dependencia apareció ante Hertzsprung y Russel y después de ellos ante muchos astrónomos cuando empezaron a estudiar el diagrama que ahora se llama diagrama de espectro luminosidad (ver figura).
Vemos que los puntos se distribuyen a los largo de 5 franjas y no se encuentran en otros lugares. A cada franja se le denomina secuencia y cada secuencia tiene un nombre. La franja mas larga que se extiende desde el tipo espectral O a M8, saturada ricamente de estrellas, se llama secuencia principal. A esta secuencia pertenece el número más grande de estrellas, entré ellas el Sol. Bajo la secuencia principal se encentra la de las enanas rojas que irradian 5 veces menos luz que las de la secuencia principal del mismo tipo espectral. Más abajo están las enanas blancas. Tienen estas muy poca luminosidad, que es de 200 a 6.000 veces inferior que las de las estrellas del mismo tipo espectral de la secuencia principal, así como también porque en ellas predominan las estrellas blancas y amarillas. De la secuencia principal, en el lugar en que están situadas las estrellas de los tipos espectrales F y G, se separa la rama de las gigantes rojas. Por último, en la parte superior que tienen la mayor luminosidad y que irradian decenas de miles de veces más intensamente que el Sol se encuentran las súper gigantes
Aunque las estrellas de una misma secuencia tienen un tipo espectral distinto y una luminosidad también distinta, es evidente que las une alguna comunidad. Claro está, es difícil decir de golpe en que consiste esta comunidad. ¿Puede ser que se hayan formado en una misma región del universo? O ¿tienen una misma edad? Quizás ¿las hermane la comunidad de la composición química? Más tarde nos dedicaremos a aclarar estas cuestiones. Ahora nos limitaremos a señalar el hecho mismo de la división de la población estelar en cinco secuencias, una especie de tribus estelares, de razas estelares.
Tenemos que hacer una salvedad: el diagrama espectro luminosidad expuesto acá está basado en estrella que rodean al Sol. No se puede afirmar de antemano que en los demás sistemas estelares la población estelar se componga de las mismas secuencias.
¿Cuan numerosas son las estrellas de las diferentes secuencias? Para hacer esta evaluación, es necesario tener en cuenta que las estrellas súper gigantes, gracias a su enorme luminosidad, se observan a grandes distancias, mientras que dentro de las enanas se ven solo las más cercanas a nosotros. Las súper gigantes se observan de un volumen mucho más grande que las enanas. Por eso para pasar de los números visibles de las súper gigantes y las enanas, a sus números reales, es necesario multiplicar el número de enanas por la relación entre el volumen del espacio en que se ven las súper gigantes y el volumen del espacio en que se ven las enanas. Lo mismo hay que hacer en la relación con las demás estrellas. Si realizamos estos cálculos, resultará que las más numerosas son, a pesar de todo, las estrellas de la secuencia principal, sobre todo las que corresponden a los tipos espectrales K y M. Son las llamadas enanas rojas. Entre las estrellas más próximas, las enanas rojas constituyen la evidente mayoría. Las estrellas mas raras, como era de esperar, son las súper gigantes. A una súper gigante corresponde unos 10 millones de estrellas de la secuencia principal, cerca de un millón de enanas blancas, 10 mil sub enanas y miles de gigantes rojas.
Hay que decir que las correlaciones aducidas son aproximadas y justas tan solo para el espacio que rodea al sol. En otros lugares del universo puede haber correlaciones completamente diferentes. Luego se verá que precisamente con ello se han encontrados otros investigadores de otros sistemas galácticos.
A consecuencia de la dificultad para determinar los tipos espectrales, determinan a menudo los indicadores de color y construyen el diagrama indicador del color luminosidad. Este diagrama resulta casi igual al de espectro luminosidad.
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