¿Cómo crean una fuerza de presión los núcleos de helio inerte en las estrellas subgigantes?

Estoy leyendo sobre la rama subgigante (SGB) y la evolución a la rama gigante roja (RGB).

En el SGB, las estrellas han quemado todo el hidrógeno en helio, como resultado, tienen un núcleo de helio inerte. El núcleo comienza a contraerse y la presión aumenta para restablecer el equilibrio hidrostático. mi pregunta es, como? En ninguna parte he encontrado una explicación sobre la razón detrás del aumento de presión en el núcleo, así que he tratado de encontrar la mía; Solo quiero saber si estoy bien o mal.

Debido al núcleo inerte, no se produce energía para contrarrestar la gravedad, por lo que la gravedad comienza a hacerse cargo y el núcleo se contrae. Por alguna razón u otra, la presión del núcleo aumenta para contrarrestar la gravedad y recuperar el equilibrio hidrostático. Esto también hace que la temperatura del núcleo aumente y mueva el hidrógeno hacia una delgada capa que rodea el núcleo, donde continúa ardiendo.

Entiendo que la degeneración se establece cuando la estrella alcanza el RGB y no del todo en el SGB. Es difícil para mí entender de dónde viene la energía para contrarrestar la gravedad en el núcleo.

La quema de hidrógeno de la capa debería ser suficiente para contrarrestar la fuerza de la gravedad, aunque todavía puede haber una contracción. Sin embargo, la presión de degeneración puede desempeñar un papel importante.
Sin embargo, ¿por qué aumenta la presión del núcleo después de que deja de quemar hidrógeno?
Todavía hay algo de reducción, pero no una reducción catastrófica. Esto puede aumentar la presión (creo, aunque no estoy seguro).
La respuesta es que la presión aumenta con la densidad. ¿No estás seguro de con qué estás luchando aquí? Esto es cierto para gases perfectos (ley de Boyle) o para gases degenerados. La frase "no se produce energía para contrarrestar la gravedad" no tiene sentido, ya que la energía y la gravedad son dos cosas completamente diferentes.
Ah, así que a medida que aumenta la concentración de helio en el núcleo, aumentan la densidad y la presión. Además, me disculpo por mi escritura descuidada: la energía y la gravedad son, de hecho, dos cosas diferentes. Quise decir que si el núcleo es inerte, ninguna fuerza puede contrarrestar la gravedad, pero puede hacerlo. Lo que creo que he hecho aquí es pasar por alto el hecho de que la presión proviene del impulso de los átomos de helio e inerte significa químicamente inactivo, que no carece de impulso, en el caso de los productos químicos.

Respuestas (1)

No olvide que el núcleo inerte todavía está muy caliente y no necesariamente tiene que comenzar a enfriarse, porque está debajo de la capa de hidrógeno que quema, que produce calor. Comienza a contraerse más tarde, pero esto probablemente se deba a que el fluido ya no puede configurarse para soportar la envoltura sin producir un poco más de presión, ya sea contrayéndose o degenerando. Además, contrarrestar la gravedad no necesita que produzcas energía: necesita que establezcas un gradiente de presión.

Dicho todo esto, quiero señalar que está tocando lo que a veces se conoce como el problema de la gigante roja . Es decir, actualmente no se sabe exactamente por qué las estrellas o los modelos estelares se expanden tan drásticamente después de que agotan el hidrógeno en sus núcleos.

Esto a menudo sorprende a la gente, así que déjame explicarte un poco más. El problema no es que falte la física, o que no sepamos lo suficiente sobre cómo funcionan las estrellas por dentro. Nuestros modelos claramente se convierten en gigantes rojas, casi al mismo tiempo que sus núcleos se vuelven inertes, se acumula un gran gradiente de peso molecular medio en el límite entre el núcleo y la envoltura, la capa que quema hidrógeno se vuelve estrecha e intensa y la envoltura se vuelve convectiva. Pero no está claro cuál de estos (o qué combinación) tiene la culpa.

Por lo general, trato de explicar esto recurriendo a modelos de estrellas de helio puro menos masivas que alrededor de 0,8 masas solares. En este rango, las estrellas queman helio en carbono en una especie de "secuencia principal de helio". Luego, como en las estrellas ordinarias, la quema de helio se produce en una capa y el núcleo de carbono/oxígeno permanece inerte. ¡Pero las estrellas no se expanden! Se vuelven más brillantes, claro, pero también más calientes en lugar de más fríos.

Hasta donde yo sé, actualmente no hay respuesta. Se han ofrecido muchos a lo largo de los años (y tengo mis propias ideas), pero ninguno ha resistido la prueba del tiempo. Cuidado con lo que lees: sabemos lo que sucede, pero no confiaría en nada que pretenda saber exactamente por qué sucede.