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 encima y a 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 alejado de la secuencia principal pero que tienen poco más en común, por lo que gigante azul simplemente se refiere a estrellas en una región particular del diagrama HR en lugar de una específica. tipo de estrella. Son mucho más raras que las gigantes rojas , porque sólo se desarrollan a partir de estrellas más masivas y menos comunes, y porque tienen vidas cortas en la etapa de gigante azul.
Porque las estrellas de tipo O y B con una clasificación de luminosidad gigante son a menudo algo más luminosas que sus contrapartes normales de la secuencia principal con las mismas temperaturas y porque muchas de estas estrellas están relativamente cerca de la Tierra en la escala galáctica de la Vía Láctea. , muchas de las estrellas brillantes del cielo nocturno son ejemplos de gigantes azules, incluida Beta Centauri (B1III); Mimosa (B0.5III); Bellatrix (B2III); Épsilon Canis Majoris (B2II); y Alpha Lupi (B1.5III) entre otros.
El nombre de gigante azul a veces se aplica mal a otras estrellas luminosas de gran masa, como las estrellas de la secuencia principal, simplemente porque son grandes y calientes. [1]
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 ser llamadas azules, es decir, clases espectrales O, B y, a veces, A temprana. Sus temperaturas superan los 10.000 grados. 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 sólo entre 5 y 10 veces el radio del Sol ( R ☉ ), en comparación con las gigantes rojas que tienen hasta 100 R ☉ .
En la rama horizontal se encuentran las estrellas más frías y menos luminosas, denominadas gigantes azules , estrellas de masa intermedia que han pasado por una fase de gigante roja y ahora queman helio en su núcleo. 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 al rojo hasta la rama gigante asintótica (AGB). Las estrellas variables RR Lyrae , generalmente con tipos espectrales de A, se encuentran en el centro de la rama horizontal. Las estrellas de rama horizontal más calientes que la brecha de RR Lyrae generalmente se consideran gigantes azules y, a veces, las propias estrellas de RR Lyrae se llaman gigantes azules a pesar de que algunas de ellas son de clase F. [2] Las estrellas más calientes, las estrellas azules de rama horizontal (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 y no por su mayor luminosidad y temperatura en comparación con cuando eran estrellas de la secuencia principal. . [3]
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 la secuencia principal y las supergigantes, tienen tamaños y temperaturas casi idénticos a las estrellas de la secuencia principal a partir de las cuales se desarrollan, y vidas muy cortas. Un buen ejemplo es la estrella de Plaskett , una binaria cercana que consta de dos gigantes de tipo O, ambas de más de 50 M ☉ , temperaturas superiores a 30 000 K y más de 100 000 veces la luminosidad del Sol ( L ☉ ). Los astrónomos aún difieren sobre si clasificar al menos una de las estrellas como supergigante, basándose en diferencias sutiles en las líneas espectrales. [4]
Las estrellas que se encuentran en la región de las gigantes azules del diagrama HR pueden encontrarse en etapas muy diferentes de sus vidas, pero todas son estrellas evolucionadas que han agotado en gran medida sus suministros centrales de hidrógeno.
En el caso más simple, una estrella luminosa y 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 seguirán 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 a una luminosidad aproximadamente constante y se mueven horizontalmente a lo largo del diagrama HR. De esta manera pueden pasar rápidamente por las clases de gigante azul, gigante azul brillante, supergigante azul y supergigante amarilla, hasta convertirse en supergigantes rojas. La clase de luminosidad de tales estrellas se determina a partir de líneas espectrales que son sensibles a la gravedad superficial de la estrella, y las estrellas más expandidas y luminosas reciben clasificaciones I (supergigantes), mientras que las estrellas algo menos expandidas y más luminosas reciben luminosidad II o III . [5] 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 antiguos que los gigantes azules más masivos. [6] 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 se encuentran estrellas centrales que queman helio de la misma edad a una variedad de temperaturas con aproximadamente la misma luminosidad. Estas estrellas también evolucionan a través de la etapa central de combustión de helio a luminosidad constante, primero aumentando su temperatura y luego disminuyendo nuevamente a medida que avanzan hacia el 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. [7]
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 post-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 identifican por los efectos de una mayor expansión en sus espectros.
Un grupo puramente teórico de estrellas podría formarse cuando las enanas rojas finalmente agoten su núcleo de hidrógeno dentro de billones de años. Estas estrellas son convectivas en toda 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 puedan sostener la fusión y rápidamente colapsen hasta convertirse en enanas blancas. Aunque estas estrellas pueden llegar a ser más calientes que el Sol , nunca serán más luminosas, por lo que difícilmente son gigantes azules como las vemos hoy. Se ha acuñado el nombre de enana azul , aunque ese nombre podría resultar fácilmente confuso. [8]
