¿Cómo se enciende una estrella?

Question

Recuerdo haber leído que los rayos X se generan "frenando" los electrones en un tubo Coolidge.

¿Se trata fundamentalmente de que la gravedad extrema inmediatamente antes de la ignición de una estrella es tan fuerte que afecta a los átomos de hidrógeno hasta el punto de que la velocidad de sus componentes debe desprenderse en forma de calor y luz?

¿Cómo se enciende una estrella?

Answer 1

La fusión nuclear que impulsa a las estrellas tiene poco o nada que ver con los electrones. En los núcleos de las estrellas, las temperaturas son lo suficientemente altas como para que todos los electrones se desprendan de los núcleos, dejando un plasma puro.

A medida que las estrellas se contraen y se condensan a partir del polvo interestelar, su energía potencial gravitatoria se convierte en calor más rápido de lo que este calor puede ser irradiado. Una vez que la temperatura alcanza aproximadamente $10^7\ \mathrm{K}$ , protones (hidrógeno núcleos despojados de sus electrones) tienen una probabilidad no despreciable de pegarse cuando colisionan, y uno de ellos se convierte en un neutrón por el camino: $$ {}^1H + {}^1H \to {}^2H + e^+ + \nu_e. $$ Este es el primer paso del Cadena de PP y libera energía. Hay más pasos que finalmente convierten cuatro protones en un núcleo de helio-4. En estrellas más masivas que el Sol, hay otras formas (por ejemplo, el Ciclo CNO ) para catalizar este proceso con la ayuda del carbono, el nitrógeno y el oxígeno.

En cualquier caso, no hay nada extremo en la gravedad. Simplemente se trata de atraer la materia de un enorme distancia cercana entre sí. Si se toman partículas infinitamente separadas con una masa total $M$ y formó una esfera uniformemente densa de radio $R$ la energía potencial gravitatoria liberada sería $$ \frac{3GM^2}{5R}, $$ aproximadamente la mitad de lo que se espera para calentar el material. Una vez caliente, el hidrógeno forma naturalmente helio en procesos exotérmicos.

Las reacciones estelares se autorregulan en el sentido de que si la tasa de fusión aumenta, la luminosidad adicional empujaría las capas exteriores de la estrella, haciendo que ésta se expanda y se enfríe, reduciendo así la tasa de reacción. Así, mientras haya hidrógeno en el núcleo, las estrellas arden más o menos a un ritmo constante una vez que se encienden.

Answer 2

Iba a poner una respuesta detallada pero el comentario de arriba lo explica bastante bien. Básicamente, cuando el sol gana suficiente masa (tiene que ser MUCHA masa. La fusión nuclear es un proceso bastante potente), la gravedad hace chocar los protones y los fusiona para crear núcleos de Helio. La parte de la "unión" libera una inmensa cantidad de energía. De ahí provienen el calor y la luz. Así que la "ignición" es básicamente algo que gana suficiente masa para fusionar protones (y otras partículas subatómicas). Sin embargo, el sol no se enciende de repente. Es un proceso gradual de calentamiento y acumulación de materia que ocurre a lo largo de millones de años.