¿De dónde obtuvo el Sol hidrógeno para trabajar si está en la tercera generación de estrellas?


26

Como veo aquí , el Sol pertenece al grupo de estrellas Población I, que es la tercera generación de las estrellas en nuestro universo. Las estrellas de primera generación son Población III, la segunda generación son Población II y la tercera generación son Población I.

Cuando la primera generación (Población III) de estrellas murió, eso significa que la mayor parte del hidrógeno se quemó en helio. Las estrellas mueren cuando no queda hidrógeno. Más tarde, apareció la segunda generación de estrellas (Población II) y fusionan otra porción de hidrógeno en elementos más pesados.

Si la primera y segunda generación de estrellas quemaron hidrógeno en helio y elementos más pesados, ¿no debería convertirse el 90% de todo el hidrógeno del universo en helio y algo más? En caso afirmativo, entonces no debería haber suficiente hidrógeno para formar el Sol.

ACTUALIZACIÓN 1

Gracias por todas sus respuestas. Son muy útiles Ahora apareció una nueva pregunta. Cuando la estrella muere, como nuestro Sol, envía capas externas y el núcleo se vuelve blanco / otra enana. En este caso, la nueva estrella solo se puede formar a partir del hidrógeno de la capa externa. Las preguntas ¿cuál es el porcentaje de hidrógeno estrella inicial después de quemarlo en helio va desde esta capa externa al espacio exterior?


1
Tienes un pequeño error tipográfico para el que no puedo sugerir una solución: "La segunda generación de las estrellas (Población III)" debería ser Población II.
doppelgreener

@doppelgreener ¿Por qué no puedes sugerir una edición? Parece que no tienes ninguna sugerencia de edición pendiente, así que dudo que estés al máximo ahora.
TylerH

2
@TylerH Las ediciones sugeridas deben tener más de un carácter. (Acabo de ver otros cambios que puedo hacer, pero ya hay una edición pendiente ahora.)
doppelgreener

44
Editar para hacer una pregunta de seguimiento no funciona bien: no hay garantía de que los respondedores vean la edición y vuelvan a actualizar sus respuestas (y realmente ya han cumplido su mitad del contrato social respondiendo la pregunta original ) Es mejor hacer una nueva pregunta, volviendo a esta pregunta para el contexto.
Peter Taylor

1
Secundando lo que @PeterTaylor escribió de todo corazón. Haga preguntas de seguimiento como preguntas separadas en lugar de editar la pregunta original. Puede editar la pregunta original siguiendo las líneas de "Gracias por todas sus respuestas. Esto me ha llevado a escribir una pregunta de seguimiento aquí ," donde " aquí " es un hipervínculo a su nueva pregunta.
David Hammen

Respuestas:


28

La mayor parte del gas de la galaxia no se incorpora a las estrellas y permanece como gas y polvo. Esta no es realmente mi área de especialización, pero documentos como Evans et al. 2008 y Matthews et al. 2018 parece sugerir que en las Nubes Moleculares Gigantes donde se forman la mayoría de las estrellas en la Galaxia de la Vía Láctea, la eficiencia de la formación de estrellas es de aproximadamente 3-6%. Entonces, la gran mayoría del gas (94-97%) no se convierte en estrellas. En ambientes muy densos como los cúmulos globulares, que se formaron mucho antes en la historia de la Vía Láctea, la eficiencia de la formación de estrellas llega a ser tan alta como aprox. 30% La tasa de cotización canónica para las galaxias espirales "regulares" como la Vía Láctea es de aproximadamente 1 masa solar de nuevas estrellas por año, que es muy baja en toda la galaxia.

Las estrellas también emiten una buena cantidad de sus capas externas externas, ricas en hidrógeno, durante las fases gigantes rojas posteriores, cuando el viento estelar es más fuerte y la atmósfera se expande en una gran cantidad (el radio del Sol durante la fase gigante roja se tratará de lo que será la Tierra). la órbita es ahora). También en el estado final cuando se forma la enana blanca, son solo el núcleo y las capas internas las que forman la enana blanca. La masa típica de enana blanca es aproximadamente 0.6 veces la masa del Sol ( S. Kepler et al. 2006) y así quedará una buena cantidad de atmósfera externa rica en hidrógeno sin fusionar después de que muera la estrella. Para las estrellas de mayor masa, incluso más de la masa entra en la envoltura (expulsada a alta velocidad) que en la estrella de neutrones restante. Sin embargo, estas estrellas de gran masa son mucho más raras; La mayoría de las estrellas de la Vía Láctea son enanos M tenues y geniales.


20

Creo que has respondido tu propia pregunta.

Si la primera y segunda generación de estrellas quemaron hidrógeno en helio y elementos más pesados, ¿debería ser como el 90% de todo el hidrógeno del universo ya convertido en helio y algo más? En caso afirmativo, entonces no debería haber suficiente hidrógeno para formar el Sol.

Claramente, el Sol tiene suficiente hidrógeno para formarse y el universo no tiene 90% de helio y elementos más pesados ​​(de hecho, es ~ 74% de hidrógeno, ~ 24% de helio y una fracción de elementos más pesados ). Eso significa que la primera y segunda generación de estrellas no han quemado la mayor parte del hidrógeno y sus suposiciones básicas están equivocadas.

Su suposición principal incorrecta proviene de la declaración

La estrella [A] muere cuando no queda hidrógeno.

Una afirmación más correcta sería "Una estrella muere cuando no queda hidrógeno en su núcleo" 1 . Una vez que el núcleo se queda sin hidrógeno para fusionarse, generalmente no puede soportar la presión gravitacional tratando de compactarlo y comienza las etapas de la muerte. Sin embargo, la capa externa alrededor del núcleo, que puede representar el 50-70% de la masa de una estrella, nunca se fusiona, quedando Hidrógeno.


1 Técnicamente es más complicado que eso, y la noción de cuando una estrella "muere" no está bien delimitada. Pero esa es otra pregunta para otro día.


55
Creo que esto necesita algunos detalles más, por ejemplo, aunque es cierto que el hidrógeno en la estrella no se agota por completo, ¿cómo vuelve "afuera" para formar nuevas estrellas?
Luaan

@Luaan Eso está fuera del alcance de la pregunta como se le preguntó. La pregunta solo se refiere a por qué el hidrógeno no se ha quemado en las estrellas anteriores. Si quieres saber qué sucede con el asunto en una estrella cuando muere, no dudes en hacer otra pregunta.
zephyr

@Luaan Nova expulsa la capa externa de gases de una estrella. Esto puede suceder por todo tipo de razones. Lo más dramático es al final de la vida de una estrella, una supernova .
Schwern

¿Cuál es el porcentaje aproximado de hidrógeno, que sale de la estrella, cuando la estrella muere?
Zlelik

@zephyr no creo que sea; en realidad, su respuesta responde a una pregunta diferente (aunque implícita en la de Zlelik): ¿una estrella quema todo su hidrógeno cuando "muere"? Pero eso no es realmente lo que Zlelik preguntaba: está preguntando cómo se pueden formar nuevas estrellas cuando las estrellas anteriores quemaron todo el hidrógeno disponible. Un hidrógeno en una estrella muerta no está disponible para nuevas estrellas (a menos que explique cómo puede ser, por ejemplo, el viento solar gigante rojo durante la fase asintótica ...), por lo que está reforzando principalmente su idea original de que no debería haber quedará hidrógeno para que se formen nuevas estrellas.
Luaan

6

La pregunta es si la primera y segunda generación de estrellas quemaron hidrógeno en helio y elementos más pesados, ¿debería ser como el 90% de todo el hidrógeno del universo ya convertido en helio y algo más?

Solo una pequeña porción del hidrógeno primordial se ha convertido en helio u otra cosa. La explicación es cuádruple.

  1. La mayor parte del hidrógeno primordial del universo se encuentra entre galaxias. Parte de este gas intergaláctico podría ser capturado por una galaxia, pero gran parte de él probablemente nunca lo hará.
  2. La mayor parte del hidrógeno dentro de una galaxia está en forma del medio interestelar cálido a caliente. Parte de este gas interestelar podría condensarse para formar una nube de gas interestelar, pero como es el caso del medio intergaláctico, gran parte de este medio interestelar probablemente nunca se incorporará a una estrella.
  3. Si bien parte del gas en una nube de gas interestelar se colapsa para formar estrellas y planetas, este proceso es increíblemente ineficiente. Más del 90% del gas en una nube de gas se expulsa al medio interestelar durante el proceso de formación de estrellas.
  4. Si bien parte del hidrógeno en una estrella se convierte en helio o en elementos más masivos, esta combustión es incompleta. Las estrellas entre aproximadamente 1/2 a 5 masas solares expulsan una gran cantidad de hidrógeno durante su agonía.

Dicho esto, la formación de estrellas en nuestra galaxia ahora se reduce drásticamente en comparación con lo que estaba en su apogeo. La razón no es que el hidrógeno se haya convertido en helio y en elementos más masivos. La razón es que gran parte del hidrógeno ahora está encerrado en estrellas de baja masa. La vida útil de una estrella de media masa solar es varias veces la edad actual del universo, y esta vida crece a medida que disminuye la masa de la estrella. Todas las estrellas de baja masa que se han formado todavía son estrellas, y eso genera una gran cantidad de hidrógeno bloqueado.


"La mayor parte del hidrógeno primordial del universo se encuentra entre las galaxias". Esto parece una afirmación extraordinaria, ¿puede proporcionar una fuente?
Michael


2
Esto es ciertamente un TIL ... por lo tanto, no solo la mayoría de la masa / energía no es visible (por ejemplo, "oscura"), sino que la mayor parte de lo que es visible ni siquiera es parte de ninguna galaxia.
Michael
Al usar nuestro sitio, usted reconoce que ha leído y comprende nuestra Política de Cookies y Política de Privacidad.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.