Estrella
Una estrella es una enorme bola de gas caliente, principalmente hidrógeno y helio, que brilla porque la fusión nuclear en su núcleo libera energía.
Definition
Una estrella es una bola gigante de gas muy caliente y brillante que produce su propia luz y calor en las profundidades de su centro; el Sol es la estrella más cercana a la Tierra. Más precisamente, una estrella es una esfera masiva de plasma, principalmente hidrógeno y helio, mantenida unida por su propia gravedad y alimentada por fusión nuclear en su núcleo, y su color revela su temperatura superficial, siendo las estrellas azules las más calientes y las rojas las más frías. Una estrella está en equilibrio hidrostático, donde la presión hacia afuera del gas calentado por la fusión equilibra la atracción hacia adentro de la gravedad, y su estructura está determinada casi por completo por su masa inicial. La luminosidad sigue la ley de Stefan-Boltzmann $L = 4\pi R^2 \sigma T^4$, y las estrellas se clasifican por tipo espectral O, B, A, F, G, K, M de la más caliente a la más fría.
Example
Las estrellas que ves de noche son como el Sol pero se ven diminutas porque están muy lejos; la más cercana después del Sol está a más de $4$ años luz. La superficie del Sol tiene unos $5{,}500^\circ\text{C}$ y se ve amarillo blanquecina, mientras que Rigel en Orión es azul blanquecina y más caliente que $10{,}000^\circ\text{C}$, y Betelgeuse es roja y más fría, alrededor de $3{,}300^\circ\text{C}$. Una estrella con el doble del radio del Sol y la misma temperatura tiene $L = 4 L_{\odot}$, porque la luminosidad escala con $R^2$, mientras que duplicar la temperatura multiplica la luminosidad por $2^4 = 16$.
Key Insight
Las estrellas titilan porque su luz pasa por el aire en movimiento de la Tierra, no porque parpadeen; los planetas titilan menos porque muestran discos diminutos en lugar de puntos. El brillo de una estrella en nuestro cielo depende tanto de su brillo real como de su distancia, así que una estrella de aspecto tenue puede ser una gigante que simplemente está muy lejos. La masa es el destino de una estrella: una estrella de $0.1$ masas solares puede arder durante billones de años, mientras que una estrella de $20$ masas solares agota el hidrógeno de su núcleo en menos de $10$ millones de años porque la luminosidad crece aproximadamente como $M^{3.5}$.