¿Qué sucede con el oxígeno producido en el Sol (u otras estrellas)?

El Sol es una pequeña estrella de secuencia principal. No produce oxígeno por fusión. no puede La temperatura y la presión en el núcleo del Sol son demasiado bajas. Fusion in the Sun se limita actualmente a la producción de helio. Este seguirá siendo el caso durante varios miles de millones de años.

Dicho esto, hay oxígeno en el Sol, alrededor del 1% en masa. Este oxígeno fue producido hace mucho tiempo por otras estrellas en las etapas finales de sus vidas. Nuestro Sol es una estrella de tercera generación (o más). La mayor parte del Sol está demasiado caliente para que esos átomos de oxígeno se combinen químicamente. Una excepción son las manchas solares, áreas relativamente frías en la fotosfera del Sol. (Relativamente frío significa menos de 4500 Kelvin, por lo que todavía es bastante caliente). Las moléculas se pueden formar a estas bajas temperaturas, y los científicos ven señales de muchas moléculas diferentes en la luz que proviene del Sol.

Las moléculas no pueden formarse dentro de una estrella. Las temperaturas son demasiado altas. Las moléculas se descomponen (separan) en sus partes constituyentes a altas temperaturas. La fotosfera del Sol está a unos 5800 kelvins, que ya es demasiado caliente para sostener muchas moléculas. La temperatura aumenta rápidamente con el aumento de la profundidad por debajo de la fotosfera. La temperatura central del Sol es de unos 15 millones de Kelvin (27 millones de Fahrenheit), y el Sol es una estrella pequeña. Las estrellas más grandes tienen temperaturas centrales aún más altas. A 15 millones de Kelvin, ni siquiera hay átomos, y mucho menos moléculas. En cambio, hay núcleos atómicos y electrones. Los átomos son despojados de sus electrones a esas temperaturas extremas.

En cinco a siete mil millones de años, nuestro Sol habrá fusionado todo el hidrógeno en el núcleo en helio. Entonces es cuando nuestro Sol se convertirá en una gigante roja. Incluso entonces, todavía no producirá oxígeno. La primera etapa que experimenta una estrella de una masa solar después de dejar la secuencia principal es la fase gigante roja, donde el núcleo es una masa inerte de helio rodeada por una capa de hidrógeno en fusión.

Eventualmente (después de otros mil millones de años más o menos), la temperatura de ese núcleo de helio aumentará hasta el punto en que el helio comience a fusionarse en carbono, más un poco de oxígeno a través del primer escalón en la escalera alfa. En este punto, el Sol dejará la fase de gigante roja y se unirá a la rama horizontal del diagrama de Hertzsprung-Russell. Esta es una fase bastante efímera de la vida de una estrella. El carbono y el oxígeno producidos por la fusión del helio rápidamente (en marcos de tiempo estelares) forman un núcleo inerte. En ese punto, nuestro sol se convertirá en una gigante roja asintótica.

Las fases de gigante roja y gigante roja asintótica son asuntos bastante complicados, atormentados por convulsiones en las que la estrella expulsa una gran cantidad de gas. Nuestro Sol perderá aproximadamente la mitad de su masa debido a tales convulsiones. Las moléculas se forman cuando este gas expulsado se enfría. Esto da como resultado algunas de las imágenes más bonitas de la astronomía, que se muestran a continuación.

_{(fuente: inspirehep.net )}

La respuesta es sí. La formación de moléculas es común en las fotosferas exteriores de estrellas frías, y esas moléculas frecuentemente contienen oxígeno. Ejemplos obvios y comunes son TiO, VO.

Esta química ocurre casi en su totalidad cuando las temperaturas caen por debajo de 5000K, porque de lo contrario las moléculas se disocian. Por lo tanto nunca ocurre en interiores estelares.

El Sol formará moléculas (con O) en las últimas etapas de su vida, primero en su atmósfera cuando se convierta en una gigante roja (en pequeñas cantidades). El oxígeno de estas moléculas no se produjo en el Sol, ya estaba allí. Se produce una formación de moléculas más extensa cuando asciende por la Rama Gigante Asintótica, antes de perder aproximadamente la mitad de su envoltura debido a las pulsaciones térmicas y un fuerte viento estelar. Aquí, parte del oxígeno se produjo en una capa de combustión de helio dentro del Sol y se transportó a la superficie mediante una mezcla convectiva.