¿Cuánto tarda una estrella en pasar de la secuencia principal a la gigante roja?

He leído que se necesitan miles de millones de años para que las estrellas de aproximadamente el tamaño del Sol atraviesen la secuencia principal, después de lo cual entrará en la fase de gigante roja. Cuando eso sucede, ¿cuánto tiempo le toma a la estrella hincharse hacia afuera cuando se convierte en una gigante roja?

Después de publicar esto, encontré esta pregunta después de buscar más.

Respuestas (1)

Una estrella como el Sol tarda alrededor de mil millones de años en pasar del final de la quema de hidrógeno del núcleo al comienzo de la quema del núcleo de helio. Sin embargo, uno podría no llamar a toda esa fase una fase de gigante roja, porque el proceso de expansión tarda bastante tiempo en ponerse en marcha. Mientras tanto, la estrella es lo que se llama una "subgigante", en lugar de una gigante roja, y físicamente la diferencia es que en una gigante roja en toda regla, los electrones en el núcleo han perdido tanto calor que se están acercando. cerca de su estado fundamental mecánico cuántico. Esto implica que el núcleo es muy pequeño, aproximadamente del tamaño de la Tierra, por lo que se debe perder mucho calor antes de que la estrella llegue a ese estado.

Después de eso, podemos decir que la estrella es una gigante roja, pero no será tan grande hasta que el núcleo acumule más masa. Una bola de electrones cerca de su estado fundamental se encogerá a medida que se le agregue más masa y, a medida que el núcleo se encoja, los electrones ganarán energía cinética y, lo que es más importante, también lo harán los iones de helio. Cuando la masa del núcleo se vuelve lo suficientemente grande, el helio obtiene suficiente energía cinética para comenzar la fusión, y ese es el final de la fase de gigante roja. La estrella deja de expandirse y en su lugar se contrae a la "rama horizontal". La mayor parte de la gran expansión ocurre cerca del final de ese proceso, por lo que el Sol se verá como un gigante rojo por menos de quizás 100 millones de años, dependiendo de qué tan grande y rojo quieras que sea para contar. Una fuente razonable es https://www.space.com/22471-red-giant-stars.html .

Entonces, si te entiendo correctamente, la circunferencia exterior de la estrella aumenta relativamente poco antes de que comience la fusión del helio. Sin embargo, para aclarar, ¿la tasa de expansión aumenta gradualmente después de que finaliza la secuencia principal, o el aumento es bastante repentino?
Tipo de ambos. El núcleo acumula masa a medida que la capa de combustión de hidrógeno arroja cenizas de helio sobre él. Esa acumulación de masa eleva la temperatura de la capa de hidrógeno que se quema, que es lo que hace que aumente la luminosidad, y eso también provoca que se hinche. Entonces, la expansión es como una medida de la masa del núcleo, es decir, la cantidad total de luz que ha emitido la estrella, pero dado que la luminosidad sigue aumentando a medida que la estrella se vuelve más y más gigante, la tasa de expansión también aumenta con el tiempo. Es complicado, pero gran parte de la expansión ocurre en las últimas decenas de millones de años.
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