Este artículo de KE Edgeworth afirma que las enanas rojas tienden a tener entre 30 y 100 veces la densidad de nuestro Sol. Sin embargo, esto parece un poco alto.
Con estrellas más pequeñas, la masa tiende a ser proporcional al radio pero tienen un volumen notablemente más pequeño, lo que lleva a densidades más altas. Este artículo de Wikipedia etiqueta a las enanas rojas con masas entre 0,08 y 0,45 masas solares.
Sin embargo, después de que la masa sea proporcional al radio, una estrella de 0,25 radios solares con 0,25 masas solares tiene una densidad de 22,5003 g/cm³, o unas 16 veces la densidad de nuestro Sol.
Una estrella 1/4 del tamaño y la masa de la nuestra está justo en el medio del rango de enana roja, pero está solo a la mitad del mínimo de 30 veces la densidad de nuestro Sol que describe el artículo anterior, mientras que según el artículo anterior esperaría un enana roja 1/4 del tamaño y la masa de nuestro Sol para tener una densidad de más de 60 veces la de nuestro Sol.
¿Cuál es la causa de esta discrepancia?
Las enanas rojas, según su definición, pueden variar de 2,5 a 150 veces más densas que el Sol.
¿Cuál es la causa de esta discrepancia?
No dan cálculos, así que solo puedo adivinar.
Las otras obras contemporáneas de Edgeworth podrían proporcionar una idea.
No existe una definición estricta de una enana roja. Algunos usan estrellas de clase M por debajo de cierta temperatura y masa. Otros incluyen algunas estrellas de clase K. Afortunadamente dan una definición.
baja luminosidad (digamos, no más de una décima parte de la del sol), masa pequeña (digamos, no más de las tres cuartas partes de la del sol) y alta densidad (quizás 30 a 100 veces la densidad del sol).
La luminosidad y la masa son básicamente correctas para la definición moderna de una enana roja, clase M, pero la densidad de la enana roja tiene un rango considerablemente mayor de 2,5 a 150 veces más densa . Aún así, están dentro del rango.
No dan ninguna razón para sus cálculos de densidad. Siendo 1946 es probable que sus cálculos de masa y radio estuvieran considerablemente equivocados. Las enanas rojas, al ser tan débiles, son muy difíciles de observar.
En el caso de estrellas pertenecientes a la secuencia principal, parece necesario suponer que las condiciones generales en el interior de la estrella son tales que se producen corrientes de convección que son de suficiente importancia para transportar hidrógeno en cantidades adecuadas desde las capas exteriores a el núcleo central...
Las estrellas de la secuencia principal son convectivas , pero es complicado.
...aunque esto no implica que las corrientes de convección sean de suficiente magnitud para ser el factor dominante en la determinación de la distribución de la temperatura.
Incorrecto. Cuanto menor es la masa, más convección es el "factor dominante" sobre la radiación.
...las enanas rojas probablemente contienen una proporción normal de hidrógeno...
Correcto.
...pero que las corrientes de convección en estas estrellas nunca han sido de suficiente magnitud para transportar el hidrógeno en cantidades adecuadas desde las capas exteriores al núcleo central...
Incorrecto. A menor masa mayor convección. Las enanas rojas de baja masa son totalmente convectivas y no se acumula helio en el núcleo.
Cuando la masa de la estrella es inferior a [0,75 M☉], el hidrógeno que contiene la estrella nunca llega al núcleo en cantidad suficiente para iniciar y sostener el proceso de transformación del hidrógeno en helio, y el equilibrio dinámico se asegura solo mediante una contracción que implica comparativamente altas densidades.
Incorrecto. Las enanas rojas fusionan hidrógeno. Lo que están describiendo es más como una enana marrón .
Según esta teoría, las enanas rojas no son estrellas de gran edad que hayan consumido su sustancia en una vida desenfrenada; son simplemente cosas débiles que nunca han podido hacer uso de los suministros de combustible que realmente poseen.
Las enanas rojas tienen una gran edad, pero no son estrellas más grandes que se hayan quedado sin combustible. Tampoco son "cosas débiles" que no pueden fusionar hidrógeno. Son estrellas de baja masa que usan su combustible de manera muy eficiente y por lo tanto viven hasta una edad avanzada.
Con un modelo incorrecto obtendrán respuestas incorrectas.
Esta es una breve carta a Nature de 1946, que no contiene ninguna justificación cuantitativa de la estimación de la densidad.
En 1946, mientras que el radio de algunas de las enanas rojas más cercanas podía estimarse a partir de sus luminosidades y temperaturas de cuerpo negro, habría poca información sobre las masas.
Hay poco más que decir. Los modelos modernos y las medidas de masas y radios en binarias eclipsantes dan densidades más precisas.
El equilibrio hidrostático combinado con el teorema virial significa que las temperaturas centrales de las estrellas son proporcionales a . Dada la fuerte dependencia de la temperatura de las reacciones nucleares, la dependencia de la masa de la temperatura central es débil, por lo que es aproximadamente proporcional a y por lo tanto la densidad es proporcional a , que es proporcional a . Por lo tanto un estrella de masa solar probablemente sería unas 100 veces más densa que el Sol.
ProfRob