¿Cómo se ven a escala las 'capas de cebolla' fusionadas de una estrella pre-supernova?

Estoy seguro de que todos hemos visto los diagramas de varias capas de fusión de elementos desde hidrógeno hasta silicio en una estrella que está a punto de convertirse en supernova.

diagrama de capa de cebolla de capas de fusión(Imagen de cursos.lumenlearning.com )

Sospecho que estas imágenes exageran enormemente los radios relativos en los que se producen estas capas de fusión en aras de la legibilidad. ¿Cómo sería una imagen a escala más precisa de estas capas de fusión?

Ahora, asumo que la respuesta variará significativamente según la masa de la estrella, y sospecho que en ciertos regímenes de masas algunas capas no se fusionarán en absoluto. Puedo pensar en algunas otras variables que también pueden afectar la respuesta.

Entonces, al estilo de CYA , dejaré que el respondedor identifique casos ilustrativos o interesantes específicos, ya que no busco una respuesta específica sino una sensación general de cuán grandes son algunas de las capas en comparación con las otras.

Si bien podría haber fronteras bien definidas donde los procesos de fusión se detienen y/o hacen la transición, me gustaría señalar que en términos de composición/P/T... la continuidad es una condición en todo el radio de la estrella, para estrellas activas centrales. Decir que las capas están ahí para procesos pero no para una especie de "apariencia visible". Sólo por el bien de la discusión.
Lo siento, no sé dónde encontrar los tamaños de capa del núcleo, pero al final de en.wikipedia.org/wiki/Type_II_supernova#Formation hay una tabla de los procesos de combustión en un núcleo de estrella de 25 masas solares que da la densidad media de cada capa, y la duración de cada proceso. La tabla enlaza con los artículos que detallan cada proceso de grabación.
Estoy buscando esto también, ¿has encontrado más información sobre este tema? En esta imagen, parece que la fusión tiene lugar en un núcleo muy pequeño, pero no se dan números precisos . ~pogosyan/enseñanza/ASTRO_122/lect18/…

Respuestas (3)

Los modelos previos a la supernova a menudo caracterizan la compacidad del núcleo utilizando un "parámetro de compacidad" definido como

υ = ( METRO / METRO ) R ( METRO ) / 1000   k metro ,
dónde METRO generalmente se elige para ser 2.5 METRO y R ( METRO ) es el radio dentro del cual METRO Está contenido.

Modelos previos a la supernova de Farmer et al. (2016) muestran que el centro 2.5 METRO de una estrella masiva incluía el núcleo que quema carbono en un 15 METRO (masa inicial), pero solo contenía el núcleo que quema oxígeno en una estrella más masiva (los modelos se presentan hasta 30 METRO . es decir, su respuesta dependerá de la masa y la composición (estos modelos son para una composición inicial de metalicidad solar).

En el 15 METRO modelo (con pérdida de masa), υ 0.08 en el colapso del núcleo, lo que significa que el núcleo de combustión de carbono habría estado contenido dentro de los 31,000 km. El 30 METRO modelo es más compacto con υ = 0.58 , lo que indica que el núcleo que quema oxígeno habría estado contenido dentro de 4.300 km.

Al colapsar, el núcleo de hierro podría tener una masa de 1,4 a 1,8 METRO , estará respaldada por la presión de degeneración de electrones y debería tener un tamaño un poco más pequeño que una enana blanca de carbono típica (radio de unos pocos miles de km).

Puede comparar estos tamaños con el tamaño de toda la estrella supergigante roja, que podría tener un radio de unas pocas au (por ejemplo, Betelgeuse ).

Creo que las regiones de quema de caparazones se encontrarían en radios ligeramente más grandes que este, pero estos números son una estimación razonable. Mirando en detalle los modelos, no creo que las etapas finales de la evolución previa a la supernova se parezcan en nada a la imagen de cáscara de cebolla estrictamente estratificada que se ve en Internet.

Siempre sospeché que esos diagramas de capas de cebolla eran demasiado claros. ;) FWIW, Wikipedia menciona que en estrellas de masa 9 - 10.3 METRO el oxígeno (y el neón) pueden comenzar a quemarse fuera del centro, en lugar de en el núcleo. Supongo que eso puede hacer que la estructura sea aún más desordenada.

Rob jeffies dio los resultados de cómo se ve el núcleo. Pero para completar, la envoltura de la capa de hidrógeno es grande, muy grande. Es del orden de 1000 veces el radio del Sol. O, en otras palabras, si reemplazara al Sol, se extendería hasta alrededor de Júpiter.

Este es el tamaño de la estrella entera, no del caparazón que quema H. Pero tiene razón en que para dibujar un diagrama a escala necesitaría saber ambos.

La respuesta parece ser: en Red Super Giats, la estrella puede tener 300 - 1000 del diámetro del sol y su núcleo donde ocurre la nucleosíntesis es solo el diámetro de la tierra. Esto explicaría por qué después de 13.800 millones de años todavía el 98% del universo está hecho de hidrógeno y helio.

Vea la imagen en la página 42 de esta presentación de diapositivas https://slideplayer.com/slide/13959320/

Pero, ¿cuál es el radio del núcleo de ceniza de hierro? ¿Y el núcleo de fusión de silicio? etc.