¿Hay un límite para cuán caliente puede ser una estrella?

Creo que el tamaño y la masa no se correlacionan con la temperatura , pero nuevamente estos factores contribuyen a la presión interna.

Me gustaría saber si hay un límite en cuanto al calor que puede obtener una estrella y qué mecanismo (s) podría hacer que una estrella se caliente de manera inusual .

También sé que la temperatura negativa que se produce en el láser es más caliente que una temperatura positiva, y ¿puede una estrella producir temperatura negativa?

star temperature

— usuario6760
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Núcleo o superficie? ¿Estable o durante el colapso? Creo que, durante el colapso y la formación de las estrellas de neutrones, el núcleo alcanzará más de un billón de grados, pero una vez formada, la estrella de neutrones se enfría bastante rápido.

— userLTK

Si, hay un limite. Si el gradiente de presión de radiación excede la densidad local multiplicada por la gravedad local, entonces no es posible el equilibrio.

La presión de radiación depende de la cuarta potencia de temperatura. Por lo tanto, el gradiente de presión de radiación depende de la tercera potencia de temperatura multiplicada por el gradiente de temperatura.

Por lo tanto, para la estabilidad donde es la densidad, es la gravedad local y es una colección de constantes físicas, incluida la opacidad del material a la radiación Debido a que debe haber un gradiente de temperatura en las estrellas (son más calientes por dentro que por fuera), esto efectivamente pone un límite superior a la temperatura. Es esto lo que establece un límite superior de alrededor de 60,000-70,000 K a la temperatura de la superficie de las estrellas más masivas, que están dominadas por la presión de radiación.

T^{3} \frac{d T}{d r} \leq α ρ g,

$T^3 \frac{dT}{dr} \leq \alpha \rho g,$

ρ

$\rho$

g

$g$

α

$\alpha$

En regiones de mayor densidad o mayor gravedad, la presión de radiación no es un problema y las temperaturas pueden ser mucho más altas. Las temperaturas de la superficie de las estrellas enanas blancas (alta densidad y gravedad) pueden ser de 100,000 K, las superficies de las estrellas de neutrones pueden exceder un millón de K.

Por supuesto, los interiores estelares son mucho más densos y, en consecuencia, pueden ser mucho más calientes. Las temperaturas máximas están controladas por la rapidez con que el calor se puede mover hacia afuera por radiación o convección. Las temperaturas más altas de K se alcanzan en los centros de las supernovas de colapso del núcleo. Ordinariamente, estas temperaturas son inalcanzables en una estrella porque el enfriamiento por neutrinos puede llevar la energía de manera muy efectiva. En los últimos segundos de un CCSn, la densidad se eleva lo suficiente como para que los neutrinos queden atrapados y, por lo tanto, la energía potencial gravitacional liberada por el colapso no puede escapar libremente, de ahí las altas temperaturas. $\sim 10^{11}$

En cuanto a la última parte de su pregunta, sí, hay másers astrofísicos que se encuentran en los sobres de algunas estrellas evolucionadas. El mecanismo de bombeo aún se debate. Las temperaturas de brillo de tales masers pueden ser mucho más altas que cualquier cosa discutida anteriormente.

— Rob Jeffries
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Según The Disappearing Spoon , la velocidad a la que se produce la fusión en el núcleo de una estrella disminuye con la temperatura, por lo que parece limitar las temperaturas en las estrellas cuya fuente de calor primaria es la fusión nuclear. Cuando las estrellas colapsan y generan calor a partir de la energía potencial convertida en lugar de la fusión, esos límites desaparecen, pero para las estrellas "estables", pensaría que serían el principal factor limitante.

— supercat

@supercat No sé qué es la Cuchara Desaparecida , pero está mal. Como puede juzgar por el hecho de que las estrellas masivas con temperaturas interiores más altas son órdenes de magnitud más luminosas.

— Rob Jeffries

@RobJeffries: es un libro. No dice que todas las estrellas tienen la misma temperatura de equilibrio (claramente no), sino que para un nivel dado de presión, la velocidad de fusión disminuye con la temperatura. Las estrellas que son más masivas pueden alcanzar presiones más altas y, por lo tanto, tienen temperaturas de equilibrio más altas, pero para una estrella con una cantidad particular de masa , las temperaturas que puede alcanzar la fusión estarán limitadas por la retroalimentación antes mencionada.

— supercat

@supercat Entonces usted (o el libro) está diciendo que si es una constante, entonces a medida que aumenta reacciones de fusión disminuyen. Me parece incorrecto La dependencia de las reacciones de fusión es mucho más pronunciada que la dependencia . De hecho, la densidad central y la presión de las estrellas de secuencia principal de mayor masa es menor . El factor limitante es la presión de radiación en las estrellas más masivas. Las temperaturas centrales en las estrellas menos masivas son más bajas, ya que no necesitan ser tan altas.

ρ T

$\rho T$

T

$T$

T

$T$

ρ

$\rho$

— Rob Jeffries

Comprendo lo que dice el libro es que a una presión dada, el aumento de las temperaturas reducirá la densidad de la materia estelar lo suficiente como para reducir la velocidad a la que se fusiona. Si el aumento de las temperaturas no reduce la velocidad de fusión, ¿por qué las estrellas podrían durar millones de años?

— supercat