Soy un estudiante universitario interesado en la astofísica y esta pregunta me vino a la mente:
Dado que el ciclo CNO requiere carbono para comenzar, y el carbono se produce por fusión termonuclear en las estrellas, ¿es justo pensar que las estrellas más calientes de la primera generación no tenían un ciclo CNO?
¿O debería pensar en cambio que la primera generación de estrellas tenía una metalicidad inicial y por lo tanto el ciclo CNO era posible?
Las estrellas de primera generación no hicieron el ciclo CNO inicialmente.
Se estima que, después del Big Bang, tres cuartas partes de la materia son hidrógeno, una cuarta parte helio y pequeñas cantidades de elementos más pesados. Esta es también la composición de las estrellas de primera generación (ahora no observadas), que tienen una metalicidad cero. Aunque esas estrellas probablemente eran muy masivas, inicialmente no podían ejecutar el ciclo CNO.
Afortunadamente, el ciclo CNO no es el único proceso de fusión nuclear en las estrellas. En la reacción en cadena protón-protón, el hidrógeno se fusiona en helio. La estrella está en equilibrio hasta que el hidrógeno del núcleo se "agota". Luego puede colapsar y calentarse hasta que el proceso triple alfa comience a producir carbono. A partir de ahí hay más y más procesos que producen muchos elementos diferentes. Debido a la convección y la quema de capas, el ciclo CNO podría haber estado funcionando en esas estrellas de primera generación en etapas posteriores.
Curiosamente, las estrellas más masivas de la primera generación (población III) pueden haber terminado como agujeros negros, engullendo todos los metales producidos (elementos más pesados que el helio). Muchos otros pueden haber estallado en supernovas de inestabilidad de pares expulsando todo el material al espacio interestelar, sin dejar remanentes compactos.
A Heger y SE Woosley: la firma de la nucleosíntesis de la población III
Supongo que lo que quieres decir con "primera generación" son las estrellas Pop III (también conocidas como metalicidad cero).
Estas estrellas compuestas solo de H y He (pueden tener elementos más pesados muy pequeños e insignificantes) desde que se formaron en el universo muy primitivo. Su evolución comienza con la fusión de H para obtener más He y la quema de He para obtener elementos más pesados. Esto es similar a lo que sucede en el Sol. Por lo tanto, se puede producir carbono y el ciclo CNO puede ocurrir en algún momento de la vida.
Esto también está respaldado por la idea de que Pop III podría ser muy masivo y mantener su masa sin pérdida significativa por el mecanismo del viento (es decir, la tasa de pérdida de masa es mayor con la metalicidad debido a la emisión lineal de elementos pesados). Se ha demostrado mediante simulaciones que estas estrellas masivas pueden acabar con sus vidas mediante una explosión termonuclear (es decir, similar a SNe Tipo Ia), en lugar de un colapso del núcleo.
Gerardo Suárez
ProfRob
Hannes
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