Nuestro universo supuestamente tiene más de 13 mil millones de años y nuestro Sol es una estrella de tercera generación. Me parece que ahora estamos en una etapa relativamente joven del universo. ¿Cuántas generaciones de estrellas habrá antes del fin del universo? ¿Cuándo es 'ahora', en relación con todos los puntos de tiempo posibles en el universo, que la vida podría aparecer?
Aquí hay una respuesta parcial calculada muy aproximadamente.
Una estrella y un sistema solar de primera generación obviamente no serían un buen candidato para la vida o incluso los planetas porque no se puede hacer mucho con hidrógeno y helio en su mayoría. Ni siquiera puedes construir un océano con la mayoría de esos 2 elementos. A las estrellas les va bien, pero a los planetas no. Solo gigantes gaseosos y soles.
Después del Big Bang: 75 %-76 % de hidrógeno en masa, 24-25 % de helio (con una pequeña cantidad de litio). Voy a asumir 76% / 24% para cálculos aproximados.
Usando nuestro sistema solar y la Vía Láctea como modelo, elementos por masa:
73,9% hidrógeno
24,0% helio
1,04% de oxígeno
0,46 % de carbono
0,13 % neón
0,11 % de hierro
0,10 % de nitrógeno
0,07% silicio
0,06 % magnesio
0,04 % de azufre
Pequeñas cantidades de Argón, Calcio, Níquel, Sodio, Fósforo, Cloro, etc.
y composición del Sol por masa (bastante similar excepto por más Helio)
71,0% hidrógeno
27,1% helio
0.97% Oxígeno
0,40 % de carbono
0,06 % neón
0,14 % de hierro
0,10 % de nitrógeno
0.10% Silicio
0,08% magnesio
0,04 % de azufre
Usando estos números como una guía aproximada, si del 1,9% al 2,1% de la masa bariónica de la vía láctea se convierte de hidrógeno a carbono o elementos más pesados después de (alrededor de) 2 generaciones, y extrapolamos un aumento del 1% en todo el carbono o más pesado elementos a cada generación estelar o cada 6 mil millones de años, entonces podemos empezar a hacer una estimación.
El porcentaje de helio podría permanecer algo constante en alrededor del 24% porque se consumen y se crean estrellas.
Su pregunta original, cuántas generaciones, si calculamos un aumento del 1 % en elementos más pesados (carbono o más) por generación estelar, 10 generaciones todavía estamos viendo, muy aproximadamente, (24 % de helio), 66 % de hidrógeno, 5 % oxígeno, 2%-3% carbono, 2%-3% otros elementos. Todavía me parece un escenario factible, aunque las estrellas, al estar hechas de algunos elementos más densos, podrían tener núcleos más densos y, como resultado, podrían quemar hidrógeno un poco más rápido. Más allá de cierto punto, las proporciones probablemente dejen de ser ideales, pero no veo ninguna razón por la que algunas generaciones no puedan seguir trabajando para crear sistemas solares amigables con la vida.
Se espera que nuestro sol deseche aproximadamente la mitad de su materia en una nebulosa planetaria antes de que se asiente en una enana blanca y la mayor parte de esa materia desechada será hidrógeno y algo de helio. Algún tiempo después, si nuestro sol como una enana blanca aumenta lo suficiente como para encontrarse con la masa de Chandrasekhar y se convierte en Nova Tipo 1, nuevamente desechará un porcentaje significativo de su materia, por lo que, en pocas palabras, las estrellas reciclan un porcentaje bastante bueno de su hidrógeno y helio, que es un poco genial. Si ves la brillante respuesta de Rob Jeffries aquí, las estrellas de 7-9 masas solares expulsarán un porcentaje aún mayor de sus elementos antes de convertirse en enanas blancas, hasta un 85% y la mayor parte de lo que se expulsa son los elementos más ligeros, hidrógeno y helio de las capas exteriores. Incluso las estrellas enanas rojas más pequeñas expulsan un porcentaje de sus elementos debido a las erupciones solares más activas y la menor gravedad a lo largo de sus vidas.
Agregue a esto, la posibilidad de una fusión continua de las galaxias y las galaxias enanas en nuestro grupo local , y los sistemas solares con capacidad de vida podrían continuar formándose durante bastante tiempo, tal vez varias decenas de miles de millones de años.
Esta respuesta no pretende ser definitiva, sino solo una estimación aproximada. Correcciones bienvenidas.
pela
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Eubie dibujó
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