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La gravedad gobierna el cosmos. Mantiene los planetas en órbita, da forma al nacimiento de estrellas y galaxias a partir de vastas nubes de gas y, en última instancia, gobierna la muerte de estrellas masivas. Cuando la masa de una estrella es suficiente (establecida durante su formación), su propia gravedad puede colapsarla y convertirla en un agujero negro.
Las nebulosas (vastas nubes interestelares de gas y polvo) impregnan el universo. Dentro de ellos, las variaciones de densidad permiten que el gas frío (justo por encima del cero absoluto) se una en grupos. Cuando se forma un grupo dentro de una región densa conocida como nube molecular, atrae el material circundante. A medida que la masa se acumula, la compresión gravitacional eleva la temperatura del núcleo:las partículas chocan con mayor frecuencia y con mayor energía cinética, preparando el escenario para la formación de estrellas.
La formación de estrellas tarda aproximadamente 10 millones de años a partir de un grupo interestelar. A medida que el núcleo se calienta, la protoestrella naciente emite radiación infrarroja. Cuando se vuelve lo suficientemente denso como para atrapar la radiación, la temperatura central aumenta hasta alcanzar aproximadamente 10 millones de K (≈18 millones de °F). En este punto se enciende la fusión del hidrógeno, produciendo una presión hacia afuera que equilibra la gravedad. La estrella pasa a la secuencia principal, una fase estable que dura desde cientos de millones hasta más de un billón de años, durante la cual su radio y temperatura superficial permanecen prácticamente constantes.
Las estrellas con masas de 25 veces la solar o más se clasifican como gigantes azules. Su enorme presión central impulsa la fusión a temperaturas mucho más altas, dándoles una luminosidad azulada y temperaturas superficiales de alrededor de 20.000 K (≈35.450°F), en comparación con los 6.000 K (≈10.340°F) del Sol. Las velocidades de fusión aceleradas hacen que estas estrellas agoten su suministro de hidrógeno en una pequeña fracción de la vida útil de la secuencia principal del Sol.
Una vez que un gigante azul agota su hidrógeno, el núcleo se contrae y enciende la fusión de helio. A medida que se fusionan elementos más pesados, el núcleo se vuelve cada vez más denso. Cuando se agota el combustible nuclear, la gravedad supera toda presión interna, lo que desencadena una supernova que colapsa el núcleo y expulsa las capas externas. Si la masa remanente excede aproximadamente tres masas solares, ninguna fuerza conocida puede contrarrestar la gravedad y el núcleo colapsa en una singularidad:un agujero negro.
