Las estrellas y sus tipos

En la mayoría de webs de las misiones solares, hay un apartado en el que hay imágenes actualizadas del Sol, y en ellas, Helios brilla en distintos colores, dependiendo de la longitud de onda en que se observa. La mayoría de esas imágenes se capturan en el rango del ultravioleta extremo, y en cada color, siempre hay algo distinto que destacar con respecto a otras: que si una llamarada más viva, que si agujeros coronales (las regiones oscuras), etc… Aunque esos colores son importantes para estudiar nuestra estrella, ninguno de ellos es su color real. En luz visible, de hecho, si observásemos nuestra estrella, en realidad, su luz es de color blanco, no por nada, los aparatos que permiten ver la corona se les conoce como coronógrafos de luz blanca. Bien, aclarado esto, pasamos a lo que vamos, la clasificación de las estrellas.

¿Cómo sabemos a qué tipo de estrella estamos mirando? Durante un tiempo, esto fue imposible. Por supuesto, los observadores a simple vista, cuando no había telescopios, solo podían recoger el brillo de cada estrella tal y como la podemos ver, filtrada por la atmósfera. La invención de la espectrografía cambió la forma que tenemos para estudiarlas. El primer paso fue tener un espectro del Sol, y fue Sir Isaac Newton el primero que lo consiguió, en 1666. No será hasta el siglo XIX cuando se daría el siguiente salto. Fue el científico alemán Joseph von Franhofer el que descubrió que en el espectro de luz recogido, resaltaban unas líneas oscuras, casi como el código de barras actual. Estas líneas son, en realidad la representación de los elementos que componen el Sol, absorbidos en luz visible, una interpretación descubierta en 1859 por dos astrónomos, Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen. El siguiente paso era llevar esto a las otras estrellas que no fueran el Sol, y para ello, obligatoriamente, urgía la necesidad de un telescopio al que acoplar un espectroscopio. Así, de manera independiente, el italiano Angelo Secchi y el inglés William Huggins hicieron el primer estudio pormenorizado de las estrellas mediante el estudio de su espectro visible, encontrando diferencias entre ellas, las suficientes como para empezar a hablar de tipos de estrellas. ¿Qué diferencias? Si bien todas las estrellas tienen una composición de gases muy similar unas de otras, los espectros permitían ver en qué parte del espectro visible estas líneas están más concentradas, obteniendo información sobre lo que pasa en esas estrellas y, sobre todo, de su temperatura.

El espectro visible tiene las tres bandas ya conocidas como rojo, verde y azul, pero para saber cuántos colores hay en realidad, hay que fijarse en los arcoíris, porque, desde el rojo, pasamos al naranja, luego al amarillo, llegando al verde, de ahí al azul, hasta terminar en el violeta. Aquí empieza lo realmente particular: es cierto que el color, aplicado a las estrellas, es indicativo de la temperatura, pero al revés. Cuando aquí pensamos que algo está al rojo vivo, se trata de algo que está tan caliente, que abrasa. En una estrella, es lo opuesto. La clasificación de colores cálidos y colores fríos, que tanto se da aquí abajo, se invierte al tratarse de estrellas, porque cuanto más frío el color de una estrella, más caliente es. Al final, fueron los astrónomos Annie Jump Cannon y Edward Pickering, desde el observatorio Harvard, quienes desarrollaron el principal sistema de clasificación estelar, basándose en la información del color y, por lo tanto, de la temperatura.

Es conocido como el sistema Harvard, y Cannon asignó a cada tipo estelar una letra. De este modo, del más frío al más caliente, tenemos los siguientes:

• Las más frías son las estrellas tipo M, las que resaltan más que nada en luz roja. Las que generan destacan en esta clasificación son las gigantes rojas, pero son más, muchas más, las enanas rojas, las cuales, de hecho, son el tipo más frecuente en esta galaxia. Entre las gigantes rojas, tenemos, por
  
  
  ejemplo, a la célebre Betelgeuse, mientras que entre las enanas, podemos mencionar, para empezar, Proxima Centauri, Wolf 359, Lalande 21185, y muchísimas más, tantas, que 50 de las 60 más próximas al Sol son precisamente enanas rojas. Más que rojas, más bien son estrellas de una tonalidad anaranjada, con temperaturas superficiales que no superan los 3500ºC. Mientras que las gigantes rojas son estrellas en las últimas etapas del ciclo vital estelar, las enanas rojas son pequeñas estrellas (más incluso que el Sol) en su secuencia principal. A causa de su tamaño, y su temperatura, fusionan hidrógeno a un ritmo muy lento, por lo que son estrellas de muy larga vida, superando incluso los 10 billones de años. Su irradiación es poca en luz visible, pero muy intensa en ultravioleta y rayos X. 

 

• De mayor temperatura, tenemos las estrellas del tipo K. en este tipo se encuadran estrellas gigantes,
  
  
  súper-gigantes e híper-gigantes, pero también enanas naranjas. Por temperatura, son algo más calientes que las tipo M, llegando a temperaturas de “sólo” 4.000ºC. Entre las grandes, tenemos alguna tan célebre como Arcturus (que, en realidad, es una gigante roja), monstruosidades como RW Cephei (con un radio más de 1000 veces superior al de Helios) o estrellas en la secuencia principal como Alfa Centauri B o Epsilon Eridani. Las enanas, al ser más calientes, queman hidrógeno algo más rápidamente que las enanas rojas, por lo que, además, pueden ser buenas candidatas a contener planetas potencialmente habitables.

 

• Las que más conocemos, más que nada porque convivimos con una, son las tipo G. Por temperatura,
  
  
  como bien sabemos, llegan hasta los 6.000ºC. De las estrellas en la secuencia principal en el vecindario solar, estas estrellas son el 7.5% del total. En general, las tipo G son estrellas enanas como Helios o 61 Ursae Majoris, pero también existen súper-gigantes amarillas. La más célebre es la estrella principal del sistema trinario de estrellas Polaris, es decir, la Estrella Polar, con una masa casi seis veces superior a la solar, y un radio casi cuarenta veces mayor. Por si faltara poco, además, es variable, en la categoría de las Cefeidas. Lo peculiar con las tipo G es que no hay término medio: o enanas, o a lo grande, por lo que el espacio entre medias se le conoce como el Vacío Evolucionario Amarillo.

 

• Más calientes, nos encontramos con las tipo F. Su color es de un blanco amarillento, con temperaturas
  
  
  alcanzando los 7500ºC. Se trata, hasta donde sabemos, de estrellas enanas, como Procyon A, sólo un poco mayor que nuestra estrella. Esto no quita con que haya súper-gigantes, como Canopus, con un radio 71 veces el de Helios y una masa superior a entre 8 y 10 veces el solar. Claro, que esta gigantesca estrella contiene características que lo ponen en la siguiente categoría.

 

 

 

• Las estrellas tipo A están ya caldeando el ambiente. Su temperatura es tal que alcanza los 10.000ºC, y
  
  
  exhiben fuertes líneas de absorción de hidrógeno. Éstas son las estrellas blancas, y muchas famosas caen en esta categoría: Sirio A, Vega, Deneb o Formalhaut entre ellas. Sirio A, por ejemplo, tiene una masa el doble que la solar, pero 25 veces su luminosidad. Vega, también el doble de masa, y el doble de tamaño que Helios, es todavía más brillante, hasta 40 veces más. Su ciclo de vida es más corto, y por si faltara poco, son estrellas que carecen de zona convectiva, por lo que carecen no solo de dinamo magnética, tampoco tienen emisión de rayos X.

 

• Si se habla de calor extremo, las estrellas tipo B casi se llevan la palma. Estas son las estrellas azules.
  
  
  Sus temperaturas son tan altas que alcanzan los 30.000ºC, y las hay en la secuencia principal, y gigantes y súper-gigantes. El gran problema que tienen estas es que son estrellas de muy corta vida, porque queman hidrógeno a ritmos muy altos. Entre los ejemplos azules, tenemos la célebre Rigel, que es una súper-gigante azul, con una masa 21 veces, un radio de 78 veces, y una luminosidad de hasta 363.000 veces la de Helios, una estrella que seguramente acabe su vida como una supernova, dando origen a una estrella de neutrones o un agujero negro. En la categoría de las situadas en la secuencia principal, un ejemplo es h Aurigae, con una masa casi seis veces superior a la solar, y una luminosidad 955 veces superior.

 

• Las estrellas tipo O, también azules, suelen quedar muy cercanamente asociadas a las anteriores, de ahí
  
  
  que muchos unifiquen el tipo como OB. Las tipo O son tan calientes, o más, que las tipo B, y son todavía más azules, superando los 30.000ºC. La mayoría de radiación la emiten en luz ultravioleta, y si confeccionáis alguna lista de estrellas gordas, muchas pertenecen a esta categoría. Como las tipo B, también están en la secuencia principal, pero también gigantes y súper-gigantes. Eso sí, son increíblemente raras. En éstas, el elemento que domina en el espectro es el helio, nada raro si tenemos en cuenta que fusiona átomos de hidrógeno a ritmos imposibles. Por ello, son estrellas de vidas muy breves y muertes explosivas. 

• Por último, las más calientes, y más raras, conocidas como estrellas tipo W, o más célebremente, las
  
  
  estrellas Wolf-Rayet. Este tipo entra y sale de la lista de tipos espectrales por sus raros espectros, en los que predominan no solo el helio, también el nitrógeno y el carbono. Son estrellas extremadamente calientes, con temperaturas de hasta 210.000ºC. Son estrellas masivas y ya evolucionadas, pero increíblemente luminosas, emitiendo casi toda su luz en la gama ultravioleta. Muchas estrellas de este tipo dan nacimiento a grandes nebulosas planetarias, pero cuanto más grandes, más explosivo es su final. Entre las más destacadas está la que se encuentra en el sistema cuádruple g Velorum, como parte de un sistema doble conocido como g Velorum A, que tiene una masa actual de 9 veces la solar (originalmente, 35 veces) pero una luminosidad 170.000 veces superior. La más masiva de todas las descubiertas, y de hecho, la estrella más masiva en los catálogos, es R136a1, situada en el cúmulo abierto NGC 2070 en 30 Doradus, en la Gran Nube de Magallanes, con una masa 215 veces la de Helios, un radio 39.2 veces superior, y una luminosidad 6.2 millones mayor, lo que supone una temperatura superior a los 46.000ºC.

Es cierto que las estrellas se componen del mismo material, pero dependiendo del entorno, evolucionan de forma distinta, entregándonos todos estos tipos, los cuales, por no aburrir o confundir, están todavía más subdivididos. Pero esta clasificación espectral sirvió de base para que, de manera independiente, Ejnar Hertzsprung y Henry Norris Russel desarrollaran un gráfico que, al combinarlos con las luminosidades (o magnitudes absolutas), representaban a cada estrella según su secuencia, lo que permitiría empezar a estudiar en serio la evolución estelar.

Ocho tipos de estrellas, y millones de ellas por clasificar. Es una suerte que tengamos la misión Gaia para ayudarnos a contar estrellas.