¿Qué es la presión de radiación y cómo evita que se forme una estrella?

Esta es una continuación de: ¿Existe un límite de tamaño máximo teórico para una estrella?

La respuesta allí habla de la presión de radiación que impide que se forme una estrella.

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¿Qué reacción está causando esta presión de radiación y por qué impide potencialmente que se forme una estrella?

Respuestas (2)

La presión de radiación no es más que interacción electromagnética.

Imagine un átomo de hidrógeno golpeado por una corriente de fotones provenientes de la misma dirección. Aunque el átomo en su conjunto es neutro, el electrón y el protón están físicamente desplazados, formando un dipolo, es decir, un par de carga positiva-negativa. Por lo tanto, algunos de los fotones se dispersan contra el dipolo y le transfieren cierto impulso. Entonces el átomo comienza a moverse en la misma dirección que los fotones. Si los fotones están en el ultravioleta, el electrón puede salir a orbitales más altos y posiblemente ser despojado del átomo. En este caso, la dispersión es aún más eficiente.

Ahora imagina una estrella rodeada por una capa de hidrógeno. La gravedad atrae la capa hacia la estrella. Los fotones emitidos por la estrella intentan alejar los átomos de hidrógeno de ella, a través de la fuerza electromagnética.

Las estrellas muy masivas son muy luminosas y calientes, lo que significa que emiten muchos fotones ultravioleta. Cuando la presión transferida de los fotones a la capa es mayor que la atracción gravitacional, la capa comienza a expandirse, deteniendo efectivamente el crecimiento de la estrella.

En la figura publicada por el OP también hay polvo. No conozco los detalles de las interacciones fotones-polvo-gas (supongo que necesitamos un experto en atmósfera estelar), pero el principio básico es el mismo.

Para agregar a la respuesta de @ Frencesco, si está hablando de por qué la temperatura evita que se forme una estrella en primer lugar, se aplican los mismos principios.

Para que se forme una estrella, necesita una nube de gas que se enfríe significativamente para que pueda condensarse, mucho más adelante puede comenzar a fusionar hidrógeno en su núcleo. Para que se enfríe y comience a colapsar, necesita irradiar energía (en parte, esta es la razón por la que se cree que no hay estrellas de materia oscura). Este proceso puede llevar tiempo. Sin embargo, una vez que la estrella se ha formado, la radiación ionizante trabaja para actuar contra el colapso gravitatorio, transfiriendo energía/impulso de regreso al gas.

Resumen: Primero necesitas irradiar energía antes de poder crear una estrella. Para las estrellas más masivas, la tasa de energía/impulso transferida a las capas exteriores de la estrella es simplemente demasiado grande (ver arriba).