GIGANTE ROJA.

La estrellas tipo gigante roja son estrellas frías (tipo K o M), luminosas que han dejado la secuencia principal para ahora quemar Helio, son principalmente conocidas ya que se sabe que nuestro Sol(una enana amarilla) pasara por esta fase antes de transformarse en una enana blanca.

Un par de ejemplos de gigantes rojas visibles en el cielo nocturno son Arcturus, Gacrux o Kappa Persei. Cuando una estrella de la secuencia principal empieza a hacerse una gigante roja, esta crece en ordenes de decenas o hasta mas de cien veces su tamaño original.

R Sulptoris, Una gigante roja a 1200 años luz. Crédito: ESO/M. Wittkowski (ESO).

Características.

Son estrellas de masa similar al sol, para que una estrella se haga gigante roja, necesita mínimamente 0.25 masas solares. Las gigantes rojas tienen una temperatura de 3000 a 5000 K, que tienen una perdida de masa considerable de masa por sus vientos solares. Su luminosidad va de 10 a mas de 1000 luminosidades solares.

Cúmulo de las Pléyades y las Híades, la estrella brillante  de 
abajo a la derecha es una gigante roja (Aldebaran). Crédito:
Giuseppe Donatiello

Sus vientos pueden ser muy rápidos, esta velocidad suele ser mayor a la velocidad de escape de la estrella, huyendo de esta y enriqueciendo su entorno para la formación de estrellas mas ricas en metales (en astronomía, metal es todo material que no es hidrógeno ni helio). La expulsión de vientos va aumentando conforme la edad de la Gigante Roja.

La edad de una gigante roja varía mucho dependiendo de las características de su estado anterior, si era muy grande y luminosa, probablemente la gigante tenga entre 1 a 3 mil millones de años (puede ser aun menos), cuanto mas pequeña era la estrella, mas edad tendrá la gigante roja, esta en un rango de entre 1 a 13 mil millones de años.

Las gigantes rojas pueden estar en sistemas particulares o sistemas binarios, los cuales pueden estar conformados de una gigante roja y otra estrella o de 2 gigantes rojas (como en KIC 9246715). Las gigantes rojas en estos sistemas tienen las características habituales de otras de su tipo.

Su masa es entre 0.25 a 8 masas solares y un radio de mínimo 6 radios solares, hasta decenas e incluso mas de cien radios solares. Las gigantes rojas tienen una variabilidad en su brillo en ordenes de horas a meses. 

Los vientos de las gigantes rojas son fuertes, pero no tanto, algunos pueden alcanzar velocidades de escape (es decir, la velocidad que necesita un objeto para vencer la fuerza de gravedad de otro mayor y ''escapar'' de el) enriqueciendo el entorno de materiales pesados, y otra parte de los vientos que no escapa, formando una corona solar (la corona solar es la capa mas externa de la mayoría de las estrellas, se puede observar la de nuestro Sol durante eclipses, como se ve en la imagen) solares muy caliente de hasta 1 millón de grados. 

Los vientos estelares son muy importantes para la formación de estrellas con materiales mas pesados y también para la formación de planetas rocosos (como la Tierra).

(Nota: Esto no tiene nada que ver con las gigantes rojas, si solo vienes para ver gigantes, esta parte no es para ti :b).

La historia de esta imagen es curiosa, esta imagen es una versión con mejor resolución de la que se hizo en 1919 por Arthur Eddington y su equipo en lo que fue una de las pruebas mas fehacientes de que la teoría de la relatividad general de Einstein era correcta. Como saben, el Sol curva el espacio (se pueden imaginar la típica imagen de el Sol con los cuadrados, cuando llegan cerca de el Sol, empiezan a curvarse), pero en aquella época no existía el coronógrafo (que es un aparato que tapa la luz de un objeto central brillante para que se pueda ver mejor lo que esta alrededor de el), por lo que en ese momento no tenían forma de ver si el sol curvaba la luz de las estrellas que estaban detrás de el, la Luna hizo de coronógrafo en ese momento para ver si las estrellas curvaban su luz, y como pueden imaginar, resulto que si, las estrellas curvaban su luz. Todos los objetos con masa curvan el espacio, la Tierra, la Luna, todo lo curva, pero la mayoría de veces es tan pero tan poco que no se puede notar. (Crédito de la imagen: ESO/Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl/F. W. Dyson, A. S. Eddington, & C. Davidson).

Destino 

Después de que la estrella pase por la fase de gigante roja, está expulsara sus capas exteriores dejando una nebulosa planetaria alrededor del núcleo de la estrella, una enana blanca, que es la fase final de la estrella, la cual será una fría, pequeña y muy densa estrella. El sol al final de su vida se convertirá un una enana blanca, todas las estrellas de menos de 8 masas solares (y mas de 25% la masa del sol)  serán enanas blancas al final de su vida.

Ejemplos.

 GACRUX: Es la tercera estrella mas brillante de Crux, de tipo M3, su nombre es la fusión de las palabras Gamma Crusis, Gamma representa la tercera estrella mas brillante de una constelación, y crusis, Crux. Tiene una luminosidad de 1500 soles, un radio de 110 radios solares y una temperatura de 3400 K.

ALDEBARÁN: La estrella mas brillante de la constelación de Taurus, su nombre viene del árabe y significa ''el seguidor'' ya que parece seguir a las Pléyades. Es una estrella brillante de 425 luminosidades solares, tiene una temperatura de 4000 K, con una masa de 1.7 soles y un radio de 45 radios solares.

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REFERENCIAS.

1. Aldebarán. http://stars.astro.illinois.edu/sow/aldebaran.html

2. Gacrux. http://stars.astro.illinois.edu/sow/gacrux.html

3. Binarias gigantes rojas. RAWLS, Meredith L., et al. KIC 9246715: ''The Double Red Giant Eclipsing Binary with Odd Oscillations''. The Astrophysical Journal, 2016, vol. 818, no 2, p. 108. DOI: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-637X/818/2/108/meta

4. Corona y vientos. SUZUKI, Takeru K. Structured red giant winds with magnetized hot bubbles and the corona/cool wind dividing line. The Astrophysical Journal, 2007, vol. 659, no 2, p. 1592. DOI: https://iopscience.iop.org/article/10.1086/512600/meta

5. Variabilidad y radio mínimo. YU, Jie, et al. Asteroseismology of 16,000 kepler red giants: global oscillation parameters, masses, and radii. The Astrophysical Journal Supplement Series, 2018, vol. 236, no 2, p. 42. DOI: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365

6. Masa mínima. LAUGHLIN, Gregory; BODENHEIMER, Peter; ADAMS, Fred C. The end of the main sequence. The Astrophysical Journal, 1997, vol. 482, no 1, p. 420. DOI: https://iopscience.iop.org/article/10.1086/304125/meta

7. Masa máxima y destino. https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/dwarfs1.html

8. Edades. PIATTI, Andrés E. Strömgren metallicities for intermediate-age and old star clusters. arXiv preprint arXiv:2008.05270, 2020. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202038625

9. Sol gigante roja. K.-P. Schröder, Robert Connon Smith, Distant future of the Sun and Earth revisited, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 386, Issue 1, May 2008, Pages 155–163. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2008.13022.x

10. Referencia relativa. https://www.eso.org/public/spain/images/potw1926a/

11. Temperatura. BELLINGER, Earl Patrick. A seismic scaling relation for stellar age II: the red giant branch. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 2020, vol. 492, no 1, p. L50-L55. DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slz178

12. Metal para la formación. IVANOV, Valentin D.; BORISSOVA, Jordanka. Red giant branch stars as probes of stellar populations. I. 2MASS calibration and application to 2MASS GC01. Astronomy & Astrophysics, 2002, vol. 390, no 3, p. 937-943. PDF: https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2002/30/aa2280.pdf