Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad...

85
Evolución estelar y agujeros negros Gil Jannes Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid

Transcript of Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad...

Page 1: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Evolución estelar y agujeros negros

Gil JannesUniversidad Europea de Madrid

Universidad Complutense de Madrid

Page 2: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Contenido

● ¿Qué es una estrella?

● El nacimiento de las estrellas

● Evolución estelar

● La muerte de las estrellas

● Enanas blancas, estrellas de neutrones y…

● Agujeros negros

Page 3: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Qué es una estrella?

Page 4: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Qué es una estrella?

[wikipedia] UNA ESTRELLA (DEL LATÍN: STELLA) ES UNA ESFERA LUMINOSA DE PLASMA QUE MANTIENE SU FORMA GRACIAS A SU PROPIA GRAVEDAD.

Page 5: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Qué es una estrella?

BOLA CELESTE DE FUEGO

BOLA DE FUEGO

Page 6: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Triángulo del fuego

Combustible → GAS (plasma)Calor ??? (–270.5ºC)Oxígeno ???

Page 7: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Las estrellas están hechas de gas

¿Qué gas?

Page 8: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Las estrellas están hechas de gas

¿Qué gas? ¿butano opropano?

Page 9: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Por qué arden las estrellas?

¿Cómo se encienden?

Page 10: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Qué tipo de fuego?

¿De dónde viene el oxígeno? o ¿no hace falta?

Page 11: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

NACIMIENTO

Page 12: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

NACIMIENTO

Page 13: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

NACIMIENTO

Page 14: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Universo primigenio

Page 15: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

FORMACIÓN DE ESTRUCTURA

GRAVEDAD

Page 16: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

NUBES PRIMORDIALES

Vision artísticaNube de Smith

Page 17: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

NUBES ACTUALES (nebulosas interestelares)

Lagoon nebulaBow shock nebula

Page 18: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Más nebulosas interestelares

Horse headnebula

Page 19: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Más nebulosas interestelares

“Pilares de la creación”

tamaño: 5 años luzdistancia: 7000 años luz

(5M veces distancia al sol)se especula que ya no existe

(destruido en explosión supernova hace 6000 años)lo sabremos con seguridad dentro de 1000 años...

Page 20: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

NUBES COLAPSAN (autogravedad)

Page 21: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Autogravedad

nube suficientemente grande siempre termina colapsando (M~r3)

Page 22: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

IGNICIÓN

Page 23: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

IGNICIÓN

IGNICIÓN ESPONTÁNEA

Page 24: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

IGNICIÓN ESPONTÁNEAREQUIERE TEMPERATURA ALTA

Page 25: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

IGNICIÓN ESPONTÁNEAREQUIERE TEMPERATURA ALTA

Page 26: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

IGNICIÓN ESPONTÁNEAREQUIERE TEMPERATURA ALTA

Page 27: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

IGNICIÓN ESPONTÁNEAREQUIERE TEMPERATURA ALTA

Autogravedad

Page 28: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Ignición estelar

Page 29: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Qué tipo de fuego?

¿De dónde viene el oxígeno? o ¿no hace falta?

Page 30: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Qué tipo de fuego?

¿De dónde viene el oxígeno? o ¿no hace falta?

Page 31: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

“Fuego” → Fusión nuclear (1930)

E=mc2

(c=300 000 km/s)

Page 32: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Fusión nuclear

ITER Bomba H

Page 33: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 34: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Fusión de Helio

Requiere una T incluso mucho mayor“Triple Alfa”

Page 35: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Etcétera

Cada paso requiere T mayor

Page 36: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Etcétera

Cada paso requiere T mayor

Page 37: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Entre etapas: colapso parcial + expansión

Equilibrio

Page 38: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

99

Page 39: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 40: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿“Gigantes” rojas?

Page 41: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Nebulosa “planetaria” (1780)

“Ojo de gato”

Page 42: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Todas las estrellas terminan así?

+

Page 43: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Todas las estrellas terminan así?

(IAC 1995)+

Page 44: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Supernova

Page 45: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Luminosidad > galaxia “Nebulosa del Cangrejo”(resto de SN)

Page 46: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Y empezamos de nuevo...

Page 47: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Y empezamos de nuevo...

NUBES COLAPSAN (autogravedad)

Etcétera...

Page 48: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

“Sol = estrella de 3ª generación”

Page 49: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Tabla periódica

Page 50: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Qué queda de la estrella original?

Page 51: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Constituyentes

Materia “normal” Plasma: e- libres

Page 52: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Enanas blancs

Presión de degeneración electrónica

Page 53: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Estrella de neutrones

Presión de degeneración de neutrones

Page 54: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Estrella de neutrones

Presión de degeneración de neutrones

Page 55: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

TIERRA: d=12.000 km ENANA BLANCA: d=10.000 – 15.000 km

ESTRELLA DE NEUTRONES: 20 km

Page 56: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Agujero negro

Page 57: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 58: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 59: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

ENANA BLANCA

Page 60: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

ENANA BLANCA

Page 61: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

ESTRELLA DE NEUTRONES

Page 62: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 63: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 64: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

AGUJERO NEGRO

Page 65: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 66: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 67: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Por qué “agujero negro”?

Page 68: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Espaciotiempo en Relatividad

Page 69: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Espaciotiempo en Relatividad

Page 70: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 71: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Radio de Schwarzschild

Page 72: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Radio de Schwarzschild

Page 73: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 74: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

¿Un AN absorbe todo?

Sí, pero sólo lo que está suficientemente cerca

Page 75: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Cygnus X-1

Page 76: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho
Page 77: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Radiación de Hawking

Page 78: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Radiación de Hawking

Page 79: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Radiación de Hawking

Page 80: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Radiación de Hawking

Page 81: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

Radiación de Hawking

T(Hawking)~0.000001 K vs T(CMB)=2.7K(evaporación total tardaría miles de M de años)

Page 82: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

AN Supermasivos

Page 83: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

AN Supermasivos y Núcleos Activos de Galaxia

Galaxia M87Jet de longitud: 5000 años luz

Page 84: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho

AN en el centro de la Vía Láctea

Sagitario A*

Page 85: Evolución estelar y agujeros negros - iem.csic.es · Universidad Europea de Madrid Universidad Complutense de Madrid. Contenido ... Fusión de Helio Requiere una T incluso mucho