¿Cuánta masa pierde el Sol en forma de luz, neutrinos y viento solar?

En esta respuesta, estimo que la pérdida de masa gravitacional del Sol es de aproximadamente 1.3E+17 kilogramos por año usando mi = metro C 2 y 1360 W/m^2 a 1 UA.

Mientras escribía esa respuesta, me di cuenta de que los neutrinos solares también se llevan mucha equivalencia de masa en forma de energía cinética. El componente más fuerte parece provenir del primer paso del proceso; formación de deuterones a partir de la fusión protón-protón .

¿Tengo razón hasta ahora?

Preguntas:

  1. ¿Cuánta masa equivalente pierde el sol por año a través de los neutrinos?
  2. ¿Es cercana mi estimación de 1,3E+17 kg de pérdida por año a través de la radiación electromagnética?
  3. ¿ Existen otros mecanismos de pérdida comparables ? Supongo que el viento solar es más bajo, ¡pero podría estar muy equivocado en eso!

"puntos extra:"

  • ¿Es probable que estas tasas hayan sido al menos similares hace 4.500 millones de años? ¿O habría habido grandes cambios durante este tiempo? ("grande" = factores de 2 más o menos)
el viento solar ha sido respondido aquí: astronomy.stackexchange.com/questions/13907/…
@ mao47 excelente, gracias por eso! Principalmente me preocupaban los neutrinos, pero quería recopilar todos los mecanismos de pérdida en un solo lugar. Con suerte, una respuesta publicada aquí puede simplemente citar y citar los resultados allí.

Respuestas (1)

La luminosidad del neutrino solar es aproximadamente el 2,3% de su luminosidad electromagnética (es decir, luz). Entonces, la masa adicional perdida en forma de energía de neutrinos es el 2,3% de su cálculo original.

La pérdida de masa promedio en forma de viento y eyecciones de masa coronal es de aproximadamente 4 × 10 dieciséis kg/año, pero varía con el ciclo solar (y de un ciclo a otro) ( Mishra et al. 2019 ).

¿Hace 4.500 millones de años? Depende de cuán exacto quieras ser. Se cree que el Sol tiene 4570 millones de años, por lo que hace 4500 millones de años tendría 70 millones de años.

Un Sol de 70 millones de años habría estado en la secuencia principal de combustión de hidrógeno y aproximadamente un 20% menos luminoso de lo que es ahora, por lo que puede escalar sus tasas de pérdida de masa de luminosidad-masa y neutrino en aproximadamente 0,8.

Sin embargo, el viento solar probablemente era mucho más fuerte de lo que es ahora. Las restricciones observacionales sobre esto son débiles, pero los modelos teóricos sugieren que la tasa de pérdida de masa en las escalas de viento es una tasa de rotación Ω 1.33 ( Johnstone et al. 2015 ). Desafortunadamente, todavía no sabemos qué tan rápido rotaba el Sol en su infancia; podría haber sido cualquier cosa, entre 10 y 100 veces su tasa de rotación ahora. Eso significa que la tasa de pérdida de masa en el viento habría sido de 20 a 500 veces mayor que la actual. Por lo tanto, dominaría la pérdida de masa de un viento.

Pero tal vez quisiste decir 4.5 hace mil millones de años, en el sentido de que querías una respuesta antes de que el Sol se convirtiera en una estrella. es decir, antes de que comenzara la fusión del hidrógeno unos pocos millones de años después del nacimiento del Sol. En ese caso, las pérdidas por viento podrían haber sido como en el caso de hace 70 millones de años (con incertidumbres similares), pero no habría pérdidas de neutrinos (sin reacciones nucleares) y la luminosidad del Sol podría haber sido un factor de 10 mayor . como una estrella anterior a la secuencia principal que se contrae. En ese caso, la pérdida de masa de un viento probablemente seguiría siendo el mayor contribuyente.

Esto es genial, exactamente lo que necesitaba; ¡gracias!