Enanas marrones

Ve¨ªamos la semana pasada que Betelgeuse, la supergigante roja de Ori¨®n, a pesar de su enorme tama?o no es la mayor estrella conocida. Las m¨¢s grandes son algunas hipergigantes rojas cuyos di¨¢metros son entre 1.000 y 2.000 veces el del Sol, como UY Scuti, VY Canis Majoris, Westerlund 1-26 y RW Cephei.

?Puede haber estrellas a¨²n m¨¢s grandes? Por lo que sabemos hasta ahora, no, ya que, por encima de un cierto l¨ªmite, la presi¨®n de radiaci¨®n es tan grande que no permite que se forme la estrella. Este l¨ªmite se suele situar en unas 150 masas solares, pero es un punto a¨²n muy debatido. Obs¨¦rvese que hablamos de 150 masas solares como l¨ªmite cuando hay estrellas miles de millones de veces m¨¢s grandes que el Sol; pero es que las supergigantes y las hipergigantes tienen una densidad muy baja. La masa de Betelgeuse, por ejemplo, ¡°solo¡± es unas 18 veces mayor que la del Sol.

Tambi¨¦n hay un l¨ªmite inferior para el tama?o de una estrella: si tienen menos de 0.08 masas solares, su fuerza gravitatoria no genera la presi¨®n suficiente para alcanzar los 11 millones de grados, que es la temperatura a la que se producen las reacciones de fusi¨®n nuclear que ¡°encienden¡± las estrellas.

El tama?o importa

En las ¨²ltimas semanas hemos hablado de asteroides, planetas enanos y estrellas, as¨ª como de sus respectivas variaciones en lo que a masa y volumen se refiere. Se dir¨ªa que, aunque a distintas escalas, en los tres casos observamos fluctuaciones similares, de lo peque?o (en t¨¦rminos comparativos) a lo grande; pero las diferencias entre las tres progresiones no son solo de escala, sino tambi¨¦n cualitativas. (?Por qu¨¦ no son equiparables los tres casos?).

En el caso de las estrellas, no acaban de ¡°arrancar¡± por debajo de una masa 0.08 la del Sol. Pero los planetas gigantes gaseosos quedan muy por debajo de este l¨ªmite inferior. J¨²piter, por ejemplo, el m¨¢s grande del sistema solar, tiene una masa unas mil veces menor que la del Sol, lo que significa que tendr¨ªa que ser unas 80 veces m¨¢s masivo para convertirse en una estrella.

J¨²piter, el m¨¢s grande del sistema solar, tiene una masa unas mil veces menor que la del Sol, lo que significa que tendr¨ªa que ser unas 80 veces m¨¢s masivo para convertirse en una estrella

Hay, por tanto, un amplio margen entre los gigantes gaseosos y las estrellas m¨¢s peque?as. ?Qu¨¦ hay ah¨ª en medio? La respuesta es: enanas marrones.

Las enanas marrones son cuerpos celestes que no son lo suficientemente masivos como para que en su interior se fusione el hidr¨®geno, que es la reacci¨®n termonuclear t¨ªpica de las estrellas, pero s¨ª lo suficiente como para que se fusione el deuterio, un is¨®topo del hidr¨®geno, estable pero muy poco abundante en la naturaleza, y cuya temperatura de fusi¨®n es de solo unos 100.000?, cien veces menor que la necesaria para que el hidr¨®geno se fusione en helio (el hidr¨®geno ¡°normal¡± solo tiene un prot¨®n en su n¨²cleo, mientras que el deuterio tiene un prot¨®n y un neutr¨®n; por tanto, tiene la misma carga pero el doble de masa que el hidr¨®geno). Para que esto suceda, el objeto celeste ha de tener, como m¨ªnimo, una masa 13 veces mayor que la de J¨²piter.

La masa de J¨²piter, Mj (1.9 x 10²⁷ kg), se utiliza habitualmente en astrof¨ªsica como unidad de medida. A partir de 13 Mj, las enanas marrones pueden fusionar deuterio, y a partir de 65 Mj, tambi¨¦n pueden fusionar litio. A partir de 80 Mj, como hemos visto, pueden fusionar hidr¨®geno y son estrellas propiamente dichas.

Por cierto, las enanas marrones no son marrones, sino m¨¢s bien rojizas o fucsia. ?Por qu¨¦ se llaman as¨ª?

Carlo Frabetti es escritor y matem¨¢tico, miembro de la Academia de Ciencias de Nueva York. Ha publicado m¨¢s de 50 obras de divulgaci¨®n cient¨ªfica para adultos, ni?os y j¨®venes, entre ellos Maldita f¨ªsica, Malditas matem¨¢ticas o El gran juego. Fue guionista de La bola de cristal.

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