Aumento de la luminosidad de la estrella

La Luminosidad de una estrella es proporcional a la 4ª potencia de su temperatura y al cuadrado de su radio. También la relación masa-luminosidad dice que la luminosidad de la estrella es proporcional a aproximadamente M^3.5.

Considere una estrella en secuencia principal. Está en equilibrio hidrostático por lo que no hay colapso ni expansión. Por lo tanto, el Radio no cambia mucho. Además, la estrella está en equilibrio térmico, por lo que la energía que genera es igual a la energía que irradia. Por lo tanto, la temperatura no debe cambiar significativamente. Además, la estrella está perdiendo masa como energía debido a la fusión. Ahora bien, si consideramos aquí la relación de la luminosidad de la masa, entonces ¿por qué hay un ligero aumento en la luminosidad de la estrella durante su permanencia en la secuencia principal? Si está perdiendo masa, entonces también debería perder su luminosidad, ¿verdad?

Por favor, dime dónde me estoy equivocando en mi razonamiento.

Respuestas (1)

La relación de masa de luminosidad es inexacta. La luminosidad también depende de la composición de la estrella, particularmente en y alrededor de las regiones de combustión nuclear.

La composición cambia durante la vida útil de la secuencia principal a medida que el hidrógeno se convierte en helio. La masa promedio por partícula aumenta y el número de electrones por unidad de masa disminuye. Lo primero significa que la temperatura aumenta para mantener una presión similar, aumentando así la tasa de fusión. Este último disminuye la opacidad del gas, lo que conduce a un gradiente de temperatura menos profundo y, por lo tanto, a una estrella más grande. Una estrella como el Sol se vuelve aproximadamente el doble de luminosa en el transcurso de su secuencia principal de vida.

La pérdida de masa debido a la radiación de la superficie de la estrella es insignificante para el Sol, pero más importante en estrellas de mayor masa.

Para el Sol, la tasa de pérdida de masa debido a este proceso es de aproximadamente 6 × 10 − 14 de su masa por año, por lo que solo alrededor del 0,6% de su masa se pierde de esta manera durante su vida de secuencia principal. La masa perdida a través del viento solar es probablemente un poco más importante, pero el total es insuficiente para contrarrestar el efecto de cambio de composición. La tasa de pérdida de masa por radiación aumenta a medida que METRO 3.5 para estrellas de mayor masa, pero por supuesto sus vidas también son más cortas por METRO − 2.5 . El efecto neto es que la fracción de masa perdida es proporcional a la masa, por lo que alrededor del 6% para una estrella de diez masas solares. Por sí solo, esto solo reduciría la luminosidad en aproximadamente un 20%; el efecto de cambio de composición es mucho más fuerte.

FWIW, Wikipedia afirma que la pérdida de masa del Sol a través de la radiación es casi igual a la pérdida de masa a través del viento solar y las CME.
@Rob Jeffries Bien, quiere decir que el aumento en la masa molecular media domina la disminución en la masa de la estrella y, por lo tanto, como resultado de esto, la luminosidad de la estrella aumenta muy lentamente en la EM en comparación con cuando se apaga la EM, ¿verdad? ?
@PM2Ring La tasa de pérdida de masa por radiación es 3.83 × 10 26 / C 2 por segundo = 6 × 10 − 14 METRO ⊙ /año La tasa actual de pérdida de masa del viento solar es de unos pocos 10 − 14 METRO ⊙ /año, pero esto habría sido un orden de magnitud o más alto en el primer Gyr de la vida del Sol. Mi afirmación es correcta.
Estoy de acuerdo en que su respuesta es correcta (como siempre). Y Wikipedia solo habla de pérdidas masivas actuales. Y, por supuesto, en un futuro lejano, cuando el Sol pase por sus fases de gigante roja, ciertamente arrojará mucha más masa a través del viento, etc., que a través de la radiación. :)
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