¿Cómo calcular el radio de una estrella de la secuencia principal en función de la masa?

Question

¿Qué necesitaría además de la masa para calcular el radio de una estrella de la secuencia principal?

Answer 1

Bueno, se necesitaría un modelo preciso de evolución estelar y se necesitaría la edad, la composición química y probablemente también la tasa de rotación.

La relación masa-radio es un área de intensa investigación. Masas y Los radios sólo se determinan para las estrellas de los sistemas binarios eclipsantes. Éstos podrían definir una relación empírica entre masa y radio, pero los modelos de evolución estelar nos dicen que el radio también depende de la edad. Por ejemplo, las estrellas anteriores a la secuencia principal son más grandes, e incluso cuando todavía están en la secuencia principal, las estrellas aumentan gradualmente su tamaño en decenas de puntos a lo largo de su vida en la secuencia principal. En la práctica, esto significa que conocer la edad sería importante para las estrellas de masa igual o superior al 80% del Sol. Las estrellas de menor masa de la secuencia principal no se habrían desviado significativamente de sus radios iniciales de la secuencia principal aunque fueran tan viejas como la Galaxia.

El radio también dependerá de la composición química: tanto la metalicidad global como la abundancia fraccionaria de helio son importantes, por sus efectos sobre las opacidades atmosféricas y las masas atómicas medias. Se trata de un efecto a un nivel del 10-20%.

Por último, se está haciendo evidente que la rotación probablemente juega un papel importante. En las estrellas menos masivas que el Sol parece que la actividad magnética inducida por la rotación infla las estrellas (por razones poco conocidas). En las estrellas de mayor masa, la rotación induce una mezcla interior que altera los gradientes de composición interna y cambia la evolución (así como la distorsión centrífuga). De nuevo, se trata de fenómenos que afectan a los radios a un nivel del 10% aproximadamente.

Si quieres algo aproximado, que al menos te permita tener en cuenta los efectos de la edad y la metalicidad, podrías interpolar las tablas de resultados de radio frente a masa que se obtienen fácilmente de este sitio web que informa de los cálculos de los modelos de Siess, Dufour y Forestini (2000) .