¿De qué está hecho el núcleo del Sol?

La respuesta obvia es plasma de hidrógeno y helio, pero la fusión nuclear también puede crear elementos más pesados. ¿Son estos elementos más pesados ​​una parte significativa del núcleo?

Como se dijo en la respuesta de dmckee, no, el núcleo del Sol es demasiado frío (alrededor de ~ 15 000 000 K) para quemar algo que no sea hidrógeno en helio. El proceso triple alfa , que convierte el helio en carbono, solo se activa alrededor de los 80 000 000 K, dependiendo de la densidad.

Dicho esto, el ciclo CNO modifica muy ligeramente las abundancias internas. Es decir, el ciclo CNO es un proceso catalítico, por lo que las abundancias de esos elementos se llevan a los valores en los que la reacción se desarrolla a una velocidad de equilibrio. Echando un vistazo a un modelo solar que tengo por ahí, esto conduce a una mejora de aproximadamente el 10% de la abundancia de nitrógeno central y una disminución correspondiente de la abundancia de carbono y nitrógeno.

¿Se "hunden" los elementos más pesados ​​hasta el "fondo" del núcleo, como lo ha hecho el hierro durante la formación planetaria?

En realidad, ¡sí, lo hacen! Nos referimos a estos procesos como difusión atómica . El que estás pensando se conoce como asentamiento gravitacional . En definitiva, sí, los elementos más pesados ​​se “hunden” hacia el centro. Este proceso lleva mucho tiempo para marcar una diferencia significativa: miles de millones de años. Para los metales, no es importante, pero sí lo es para la abundancia de helio. Hubo una revolución menor a mediados de la década de 1990 cuando se incluyó este efecto por primera vez y condujo a un ajuste mucho mejor de los modelos solares con respecto a las observaciones heliosísmicas.

Presumiblemente, durante la formación del Sol habría acrecentado elementos pesados ​​producidos por generaciones anteriores de estrellas. ¿Esto simplemente se agrega a la mezcla?

Tienes toda la razón: la composición inicial del Sol reflejaba la de la nebulosa de la que nació, en sí misma un producto de cualquier estrella que la precediera. Se espera que la mezcla primordial esté completamente mezclada antes de que una estrella comience a convertir hidrógeno en helio. La razón es que la estrella (o, al menos, nuestros modelos) pasa por una fase en la que toda la estrella es convectiva, por lo que todo se revuelve y se homogeneiza.

Aquí una respuesta de relleno hasta que uno de nuestros expertos nos dé una imagen más detallada.

La respuesta corta sigue siendo "hidrógeno y helio", más con qué comenzó cada metalicidad de la estrella.

La razón es que a las temperaturas del núcleo del sol, la producción del siguiente paso estable (carbono) es muchos órdenes de magnitud más lenta que la producción de helio. Muchos.

En este momento, la densidad y la temperatura del núcleo están reguladas por la entrada de energía de la producción de helio y el mecanismo de pérdida de energía del transporte radiativo. Cuando la producción de energía a partir de la quema de hidrógeno comience a disminuir, el núcleo se contraerá y se calentará, lo que hará que la producción de energía vuelva a subir. Cuando el hidrógeno se haya agotado efectivamente, la contracción y el calentamiento continuarán hasta que esté lo suficientemente caliente para el ciclo triple alfa y la producción de carbono comenzará en serio.

Vea las respuestas a ¿Qué hace que aumenten las dimensiones de una estrella cuando se agota su combustible de hidrógeno? para algunos datos más cuantitativos sobre estos procesos.