UNA ESTRELLA EN UNA CAJA

• Entender las diferencias entre los ciclos estelares en función de las masas de partida.
• Mostrar el uso de gráficas como una herramienta para explorar diferentes aspectos físicos de un sistema complejo.

• Describir la relación entre masa inicial de una estrella y la duración de su vida.
• Estado en el que las estrellas, por encima de una cierta masa, acaban su vida como supernovas.
• Nombrar en orden las etapas principales del ciclo de vida de una estrella para diversas masas iniciales.
• Describir la relación entrela masa y la edad de una estrella y su posición en el diagrama de Hertzsprung-Russell.

La precisión de las respuestas de los alumnos a las diferentes preguntas relacionadas con los objetivos de esta actividad, puede servir de base para la evaluación global de lo que han comprendido. Sin embargo, realizando esas mismas preguntas a los alumnos de forma individual, se puede obtener una evaluación más detallada.

• Pide a tus estudiantes que comenten qué cambios ocurrirían a una estrella de una masa solar a medida que el marcador se mueve por el gráfico.
• Pregunta a tus estudiantes porqué diferentes masas estelares iniciales dan lugar a diferentes ciclos de vida. ¿Cuáles son las principales diferencias y qué ocurre al final de la vida de esas estrellas?

• Ordenador con conexión a Internet.
• Hojas de ejercicios (worksheets) de Una Estrella en una Caja (disponibles en la sección Classroom resources" de http://lcogt.net/education/starinabox).

• Los alumnos deberán tener una idea general de lo que es una estrella antes de comenzar la actividad.
• Se recomienda estar familiarizados con el concepto de "quema/fusión" del Hidrógeno y con el uso de gráficas para mostrar y analizar la información.
• El profesor puede usar una presentación powerpoint para explicar el ciclo de vida de las estrellas antes de comenzar la actividad (disponible en la sección "Classroom resources" de http://lcogt.net/education/starinabox).

La aplicación Una Estrella en una Caja está disponible en el enlace : http://lcogt.net/starinabox

Nivel Educativo Secundaria

Paso 1

• Abre la tapa de tu "Una Estrella en una Caja".
• La gráfica es un diagrama Hertzsprung-Russell en el que se representa la luminosidad de la estrella (eje vertical) frente a su temperatura (eje horizontal).
• Los paneles de información te permiten comparar el Sol con tu estrella. Se muestran los radios relativos, la temperatura superficial, el brillo (luminosidad) y la masa de la estrella en comparación con los valores de dichas magnitudes para el Sol.

Paso 2

La evolución del Sol a lo largo de su vida.

Pulsa el botón de inicio (play) debajo del diagrama Hertzsprung-Russell para ver la evolución del Sol. Nombra los tres estadios de la vida del Sol mostrados en el diagrama Hertzsprung-Russell.

• Estadio 1:
• Estadio 2:
• Estadio 3:

Utiliza la siguiente tabla para describir los cambios que irá sufiendo el Sol entre esos estados. Etiqueta como "Crecimiento", "Decrecimiento" o "Se mantiene constante" para cada una de las cantidades en la tabla y el rango de valores que toman si sufren algún cambio.

Observa la información del icono "bombilla":

• ¿En que momento de su vida el brillo del Sol será máximo?
• ¿Qué edad tendrá el Sol entonces? (en millones de años)

Observa la información del icono "termómetro":

• ¿En qué momento de su vida el Sol estará más caliente?
• ¿Cuál es el valor de esa temperatura máxima entonces? (en K)

Observa la información del icono "reloj":

• ¿En que etapa de su vida pasa el Sol la mayor parte del tiempo?
• ¿Cuanto dura ese período? (en millones de años)

Observa la información del icono "pesa" (masa):

• ¿Qué le ocurre al Sol a medida que envejece?
• ¿Qué tipo de estrella será el Sol al final de su vida?
• ¿Cuál es la duración total de la vida del Sol? (en millones de años)

Paso 3

Con el cuadro "Masa", explora la evolución de estrellas con diferentes masas iniciales.

• Selecciona una masa inicial para tu estrella en el cuadro "Masa".
• En el conjunto de iconos del diagrama Hertzsprung-Russell, pulsa "inicio" para observar la evolución de esta nueva estrella.
• Prueba con unas cuantas masas diferentes y responde a las siguientes preguntas Utilizando el diagrama Hertzsprung-Russell:
• ¿En qué punto de la secuencia principal empieza su vida la estrella con menor masa? ¿Y la de mayor masa?
• Hay tres posibles finales para la última etapa de la vida de una estrella en función de su masa inicial. ¿Cuáles son?

Paso 4

Sigue la evolución de cinco estrellas con masas diferentes y completa la tabla mostrada a continuación. Los datos de cada fila representan a estrellas con distintas masas. (¡Pista!: Puedes ayudarte con la "Tabla de Datos" que ofrece la aplicación para hallar los valores exactos de las magnitudes solicitadas)

Paso 5

Estudia los valores de más magnitudes para las distintas estrellas de la tabla.

• Compara las temperaturas: ¿Para qué valor de la masa se llega a la temperatura más alta? ¿En qué momento de su vida la estrella alcanza esa temperatura?
• Compara las luminosidades: ¿Qué estrella alcanza el valor más alto de luminosidad (brillo)? ¿Es la misma estrella que llega a la temperatura máxima?

Paso 6

Preguntas de respuesta múltiple. Elige la respuesta correcta.

¿En qué tipo de estrella se convertirá el Sol cuando deje la Secuencia Principal?

• Estrella de neutrones
• Enana roja
• Gigante roja
• Supergigante roja

¿Cuál es el principal factor que determina el camino que seguirá una estrella después de abandonar la Secuencia Principal?

• Masa
• Luminosidad
• Temperatura
• Radio

La masa de la estrella Betelgeuse es muchísimo más grande que la del Sol. Por tanto la duración de su vida será:

• Mayor que la del Sol
• La misma que la del Sol
• Menor que la del Sol

En comparación con el momento en que ingresa en la Secuencia Principal, la masa de una estrella al final de su vida será:

• Mayor
• La misma
• Menor
• En función del tipo de estrella

¿En qué etapa pasará el Sol la mayor parte de su vida?

• Secuencia Principal
• Gigante roja
• Enana roja
• Enana blanca

(soluciones en: http://goo.gl/tlaEH1)

Space Awareness curricula topics (EU and South Africa)

Our wonderful Universe, stars

National Curricula UK

GCSE, physics: AQA Science A, Edexcel, OCR A, OCR B, WJEC

GCSE, astrophysics: Edexcel

A level, physics: AQA, Edexcel, OCR A, OCR B, WJEC

KS3, physics: space physics

KS2, year 5, science: Earth and space

Temas del currículum de Space Awareness (EU y Sudáfrica) - Nuestro maravilloso Universo, estrellas.

Currículum nacional España

Secundaria (ESO): Física y Química, Secundaria (Bachillerato): Física, Química

• Si deseas saber más sobre evolución estelar echa un vistazo a la sección sobre el ciclo de vida de las estrellas de nuestro SpaceBook : http://lcogt.net/book/life-cycle-stars
• Más información sobre el diagrama Hertzsprung-Russell en SpaceBook http://lcogt.net/book/h-r-diagram
• Las preguntas del ejercicio propuesto en el libro se pueden convertir en preguntas de respuesta múltiple Mediante aplicaciones como Socrative: https://itunes.apple.com/au/app/teacher-clicker-socrative/ id477620120?mt=8