En el campo de la evolución estelar , un bucle azul es una etapa en la vida de una estrella evolucionada donde cambia de una estrella fría a una más caliente antes de volver a enfriarse. El nombre deriva de la forma de la trayectoria evolutiva en un diagrama de Hertzsprung-Russell que forma un bucle hacia el lado azul (es decir, más caliente) del diagrama, hasta un lugar llamado rama gigante azul . [1]
Los bucles azules pueden ocurrir para supergigantes rojas , estrellas ramificadas gigantes rojas o estrellas ramificadas gigantes asintóticas . Algunas estrellas pueden sufrir más de un bucle azul. Muchas estrellas variables pulsantes, como las Cefeidas, son estrellas de bucle azul. Las estrellas en la rama horizontal generalmente no se denominan bucle azul a pesar de que están temporalmente más calientes que las de las gigantes rojas o las ramas de las gigantes asintóticas. Los bucles ocurren con demasiada lentitud para ser observados en estrellas individuales, pero se infieren de la teoría y de las propiedades y distribución de las estrellas en el diagrama H-R.
La mayoría de las estrellas de la rama de gigante roja (RGB) tienen un núcleo de helio inerte y permanecen en la rama RGB hasta que un destello de helio las mueve a la rama horizontal. Sin embargo, las estrellas con una masa superior a unos 2,3 M ☉ no tienen un núcleo inerte. Encienden helio suavemente antes de llegar a la punta de la rama de la gigante roja y se calientan mientras queman helio en sus núcleos. Las estrellas más masivas se vuelven más calientes durante esta fase y las estrellas de aproximadamente 5 M ☉ hacia arriba generalmente se consideran como si experimentaran un bucle azul, que dura del orden de un millón de años. Este tipo de bucle azul ocurre sólo una vez en la vida de una estrella. [2] [3] [4]
Las estrellas de la rama gigante asintótica (AGB) tienen núcleos de carbono y oxígeno en gran medida inertes, y fusionan alternativamente hidrógeno y helio en capas concéntricas alrededor del núcleo. El inicio de la quema de la capa de helio provoca un pulso térmico y, en algunos casos, esto hará que la estrella aumente temporalmente su temperatura y ejecute un bucle azul. Pueden ocurrir muchos pulsos térmicos cuando las capas se encienden y apagan alternativamente, y pueden ocurrir múltiples bucles azules en la misma estrella. [5]
Las supergigantes rojas son estrellas masivas que abandonaron la secuencia principal y se expandieron y enfriaron enormemente. Su alta luminosidad y baja gravedad superficial significan que están perdiendo masa rápidamente. Las supergigantes rojas más luminosas pueden perder masa con la suficiente rapidez como para volverse más calientes y más pequeñas. En las estrellas más masivas, esto puede hacer que la estrella evolucione permanentemente lejos de la etapa de supergigante roja para convertirse en una supergigante azul, pero en algunos casos la estrella ejecutará un bucle azul y volverá a ser una supergigante roja. [6] [7] VY Canis Majoris es uno de esos candidatos a estrella dentro de una segunda fase de supergigante roja. [8]
Las estrellas que ejecutan bucles azules cruzan la parte amarilla del diagrama H – R sobre la secuencia principal, de modo que muchas de ellas cruzan una región llamada franja de inestabilidad porque las capas externas de estrellas en esa región son inestables y pulsan. Se cree que las estrellas de la rama gigante asintótica que cruzan la franja de inestabilidad durante un bucle azul se convierten en variables W Virginis . Se cree que las estrellas más masivas, que cruzan la franja de inestabilidad durante un bucle azul desde la rama de gigante roja, constituyen las variables δ Cephei . Ambos tipos de estrellas tienen fotosferas luminosas e inestables en esta etapa de sus vidas y a menudo tienen espectros de supergigantes , aunque la mayoría no son lo suficientemente masivas como para fusionar carbono o alcanzar una supernova . [5] [9] [10]
Ejemplos notables de estrellas que se cree que están en una fase de bucle azul incluyen: