En el campo de la evolución estelar , un bucle azul es una etapa en la vida de una estrella evolucionada en la que pasa de ser una estrella fría a una más caliente antes de enfriarse nuevamente. 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 en supergigantes rojas , estrellas de la rama de las gigantes rojas o estrellas de la rama de las gigantes asintóticas . Algunas estrellas pueden experimentar más de un bucle azul. Muchas estrellas variables pulsantes , como las cefeidas, son estrellas de bucle azul. Las estrellas de la rama horizontal no suelen denominarse estrellas de bucle azul, aunque temporalmente sean más calientes que las de las ramas de las gigantes rojas o las gigantes asintóticas. Los bucles ocurren con demasiada lentitud como para ser observados en estrellas individuales, pero se infieren a partir de la teoría y de las propiedades y la distribución de las estrellas en el diagrama H–R.
La mayoría de las estrellas de la rama de las gigantes rojas (RGB) tienen un núcleo de helio inerte y permanecen en la RGB hasta que un destello de helio las desplaza a la rama horizontal. Sin embargo, las estrellas con una masa superior a 2,3 M☉ no tienen un núcleo inerte. Encienden helio suavemente antes de alcanzar la punta de la rama de las gigantes rojas y se calientan a medida que queman helio en sus núcleos. Las estrellas más masivas se calientan más durante esta fase y las estrellas de 5 M☉ en adelante suelen considerarse como si estuvieran experimentando un bucle azul, que dura alrededor de un millón de años. Este tipo de bucle azul ocurre solo una vez en la vida de una estrella. [2] [3] [ 4]
Las estrellas de la rama asintótica gigante (AGB) tienen núcleos en gran parte inertes de carbono y oxígeno, y fusionan alternativamente hidrógeno y helio en capas concéntricas alrededor del núcleo. El inicio de la combustión 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 producirse muchos pulsos térmicos a medida que las capas se encienden y se apagan alternativamente, y pueden producirse múltiples bucles azules en la misma estrella. [5]
Las supergigantes rojas son estrellas masivas que han abandonado la secuencia principal y se han expandido y enfriado considerablemente. Su alta luminosidad y baja gravedad superficial significa que están perdiendo masa rápidamente. Las supergigantes rojas más luminosas pueden perder masa lo suficientemente rápido como para volverse más calientes y pequeñas. En las estrellas más masivas, esto puede resultar en que la estrella evolucione permanentemente desde la etapa de supergigante roja hasta 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 una de esas candidatas a estrella dentro de una segunda fase de supergigante roja. [8]
Las estrellas que están ejecutando bucles azules cruzan la porción amarilla del diagrama H–R por encima de 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 gigante roja, forman las variables δ Cephei . Ambos tipos de estrellas tienen fotosferas luminosas e inestables en esta etapa de sus vidas y a menudo tienen los espectros de supergigantes , aunque la mayoría no son lo suficientemente masivas como para fusionar carbono o alcanzar una supernova . [5] [9] [10]
Entre los ejemplos notables de estrellas que se cree que se encuentran en una fase de bucle azul se incluyen: