Cuerpo negro/Radiación solar - λmax

La temperatura efectiva del Sol es 5778K. Usando la ley de Wien podemos calcular la longitud de onda λmax en la que observamos la cantidad máxima de radiación recibida del cuerpo negro. Después de hacer el cálculo, vemos que λmax=500nm aproximadamente.

Podemos encontrar que una línea de absorción de Hidrógeno está en 486nm. Al comparar las dos longitudes de onda podemos ver que están muy cerca. ¿Podemos deducir que la razón por la que λmax es igual a aproximadamente 500 nm se debe al hecho de que el Sol está quemando hidrógeno en este punto de su ciclo de vida?

Respuestas (2)

La respuesta es no, lo cual puedes ver porque existen muchos contraejemplos. Por ejemplo, una estrella de la secuencia principal con tipo espectral B quema hidrógeno y tiene una temperatura efectiva de 10 000-30 000 K. Una estrella de tipo B con una temperatura efectiva de 15 000 K tiene una longitud de onda máxima de cuerpo negro de 199 nm, que no está cerca a cualquier línea espectral de hidrógeno. El hecho de que la temperatura efectiva del Sol esté un poco (pero no particularmente) cerca de una línea de hidrógeno en particular es una coincidencia y, dado que hay muchas líneas de hidrógeno desde el rango UV hasta el IR, tampoco es una particularmente rara.

en cuanto a por quétu deducción no es cierta, piénsalo de esta manera: la temperatura efectiva de una estrella es la temperatura de la superficie exterior de la estrella. Las reacciones de fusión no ocurren en la superficie de la estrella, sino en el núcleo, donde la temperatura es mucho más alta (los detalles aquí dependen de varias variables, ya que la dinámica dentro de una estrella depende en gran medida de su tamaño y la presencia de elementos más pesados). ). Como tal, no hay motivo para esperar ningún tipo de relación directa entre la temperatura de la superficie y el elemento que se está quemando. De hecho, para la mayoría de las estrellas en la secuencia principal, que queman principalmente hidrógeno, puedes encontrar una gigante roja o una enana blanca (¡o ambas!) con la misma temperatura efectiva; las gigantes rojas principalmente queman elementos más pesados ​​y las enanas blancas no queman nada en absoluto.

Además, las líneas espectrales presentes en la atmósfera estelar tampoco están realmente relacionadas con las reacciones nucleares que tienen lugar. Estas líneas de absorción se producen porque los electrones unidos a los átomos en un cierto estado son excitados por la radiación de una frecuencia específica en un estado de mayor energía. Esto requiere que existan átomos con electrones aún unidos en estados de menor energía (los iones desnudos no producen líneas espectrales) y, como tal, se produce a energías/temperaturas mucho más bajas que las temperaturas requeridas por/la energía liberada por la fusión nuclear. La intensidad de una línea espectral en una atmósfera estelar a una temperatura determinada le informa sobre la composición de la capa exterior, que no siempre está influenciada por el combustible que se quema. Por ejemplo, las estrellas grandes tienen una radiacióncapa externa, lo que significa que la convección hacia la superficie no ocurre realmente y los productos de fusión tienden a permanecer en el núcleo, sin influir realmente en la composición de la capa externa. Las estrellas de rango medio tienen un núcleo radiativo y una capa externa convectiva, por lo que solo hay un transporte limitado entre el núcleo y la superficie. Solo en las estrellas más pequeñas se produce convección desde el núcleo hasta la superficie.

Bueno, su pregunta ya ha sido respondida con gran detalle, pero lambda max y los elementos quemados en el núcleo no están directamente relacionados entre sí. Por ejemplo, una estrella podría tener una temperatura superficial de 7800 Kelvin, lo que hace que la lambda sea máxima de 370 nm. Pero eso correspondería a la línea de absorción de calcio, que definitivamente no se quema en el núcleo de una estrella de secuencia principal de mediana edad.