¿Elementos como el magnesio y el azufre forman una capa dentro de las estrellas masivas?

Para una estrella masiva evolucionada, elementos como el hidrógeno, el helio, el carbono, el oxígeno, el magnesio... el hierro están involucrados, pero en la imagen de abajo, no parece haber una capa de capa de fusión de magnesio. Entonces, ¿podría el magnesio formar una capa de fusión?

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Crédito de la imagen: Observatorio Gemini/NSF/C.Aspin

La imagen completa está (demasiado) simplificada en las descripciones del proceso de ciencia pop. En particular, muchas de estas regiones de combustión son bastante turbulentas, se mezclan, etc. La bonita y ordenada imagen de la cebolla es mucho más esquemática. Pero su Q sigue siendo válida en términos de si las regiones que queman Mg o S tienen una identidad distinta.
Lo que dijo ProfRob. Además, ese diagrama hace que parezca que todas las capas de la cubierta tienen el mismo grosor (no es así), y no indica las escalas de tiempo involucradas, que se acortan progresivamente a medida que aumenta la temperatura de combustión. Doy los tiempos aproximados de Wikipedia para una estrella de 25 masas solares en esta respuesta: astronomy.stackexchange.com/a/41415/16685

Respuestas (1)

El magnesio no tiene su propia capa de fusión dentro de las estrellas.

Si observa las energías de enlace nuclear por nucleón (NBE) de los elementos, notará una tendencia: la mayoría de los elementos que forman una capa tienen un valor más alto de NBE localmente.

La energía de enlace nuclear es la energía mínima que se requiere para desarmar el núcleo de un átomo en sus protones y neutrones constituyentes, conocidos colectivamente como nucleones. La energía de enlace es siempre un número positivo, ya que el núcleo debe ganar energía para que los nucleones se separen unos de otros.

Por lo tanto, los elementos que forman conchas tienen un núcleo estable y son difíciles de quemar.

En la tabla periódica de elementos, se observa que la serie de elementos ligeros desde el hidrógeno hasta el sodio exhiben una energía de enlace generalmente creciente por nucleón a medida que aumenta la masa atómica. Este aumento se genera al aumentar las fuerzas por nucleón en el núcleo, ya que cada nucleón adicional es atraído por otros nucleones cercanos y, por lo tanto, se une más estrechamente al conjunto. El helio-4 y el oxígeno-16 son excepciones particularmente estables a la tendencia (ver figura a la derecha). Esto se debe a que son doblemente mágicos, lo que significa que sus protones y neutrones llenan sus respectivas capas nucleares.

Energía de enlace nuclear

La región de energía de enlace creciente es seguida por una región de relativa estabilidad (saturación) en la secuencia desde el magnesio hasta el xenón. En esta región, el núcleo se ha vuelto lo suficientemente grande como para que las fuerzas nucleares ya no se extiendan completamente de manera eficiente a lo ancho. Las fuerzas nucleares atractivas en esta región, a medida que aumenta la masa atómica, están casi equilibradas por las fuerzas electromagnéticas repelentes entre los protones, a medida que aumenta el número atómico.

El núcleo de estos elementos (incluido el magnesio) no es tan estable. Se desintegraría en un núcleo de menor número atómico en ausencia de suficiente energía. Pero si se proporciona suficiente energía, se quemará fácilmente en un elemento superior. Una vez que comienza la quema de C,O y Ne, desencadena una cadena de reacciones:

Quema de carbono

Los elementos pesados ​​como el magnesio se queman fácilmente dentro de las capas de carbono, oxígeno y neón.

Modelo Cebolla

Aquí hay algunas fuentes:

  1. Nucleosíntesis
  2. Energía de enlace nuclear
Con las reacciones de combustión a alta temperatura (desde el neón en adelante), además de las energías de unión, también debe considerar la energía consumida por la fotodesintegración, como se explica aquí: astronomy.stackexchange.com/a/36725/16685