Entiendo que la estrella está en estado de Plasma (todos los núcleos y electrones no están unidos entre sí y se mueven libremente)
El fotón se emite cuando un electrón excitado vuelve a la órbita inferior.
Entonces, en una estrella, si los electrones no están en ninguna órbita, ¿cómo pueden producirse fotones?
Estoy seguro de que algo de lo que he entendido arriba es incorrecto :) por favor, ayúdenme a entender.
1.Entiendo que la estrella está en estado de Plasma (todos los núcleos y electrones no están unidos entre sí y se mueven libremente)
Mientras que el hidrógeno sólo tiene un electrón, todos los demás átomos neutros tienen más de un electrón. La eliminación de un electrón se denomina "primera ionización". La eliminación de uno de los varios electrones de un átomo lo convierte en plasma. Además, el término "plasma" se utiliza cuando una fracción sustancial de los átomos está ionizada, no necesariamente todos. Así, en el sol u otras estrellas, todavía hay electrones unidos a los núcleos, así como electrones libres.
Por esta razón, en el espectro que se muestra a continuación, todavía se ven líneas de transiciones entre los niveles de energía de los electrones de los átomos.
2.El fotón se emite cuando un electrón excitado vuelve a la órbita inferior.
Sí, y se absorbe al pasar a un nivel superior, por eso vemos las líneas en el espectro anterior.
3.Entonces, en una estrella si los electrones no están en ninguna órbita, ¿cómo se pueden producir fotones?
La razón principal es que los fotones de los rayos gamma se producen en el núcleo del sol por la fusión del hidrógeno en helio, y crean una cascada de fotones de menor energía cuando viajan hacia la superficie. Además, todos los materiales emiten radiación del cuerpo negro . La forma general del espectro anterior se ajusta bien a un modelo de cuerpo negro.
¡gracias davephd ! 1. en una estrella algunos electrones siguen en órbita. 2. a medida que los rayos gamma se desplazan hacia el exterior, los electrones (en órbita) en la superficie por ejemplo absorberán los rayos gamma y remitirán fotones (frecuencia de luz visible) ?
Sí, eso es básicamente correcto, pero los electrones ligados existen principalmente en la parte exterior de la estrella que está "sólo" en el rango de ~5000K, comparado con ~10 millones de grados en el núcleo.
@DavePhD ¿A qué otros átomos neutros te refieres? ¿No es el sol mayoritariamente hidrógeno y helio?
La emisión de fotones puede ser discreta, como en las transiciones de un estado cuantizado a otro, o continua.
La radiación continua, por ejemplo, es la radiación de sincrotrón de los electrones que se mueven en campos magnéticos en los aceleradores.
La radiación de frenado es cuando :
es la radiación electromagnética producida por la desaceleración de una partícula cargada al ser desviada por otra partícula cargada, normalmente un electrón por un núcleo atómico. La partícula en movimiento pierde energía cinética, que se convierte en un fotón porque la energía se conserva. El término también se utiliza para referirse al proceso de producción de la radiación.
Ambos efectos existen en un plasma, los átomos y los electrones se dispersan entre sí, por lo que las partículas cargadas se frenan y salen fotones.
Por cierto, espectros continuos similares ocurren también en un gas, que tiene un cuerpo negro radiación de infrarrojos, no visible para nuestros ojos, los átomos y las moléculas frenan en el derrame de los campos eléctricos y magnéticos de cada uno cuando se dispersan y se emiten fotones infrarrojos.
La principal fuente de radiación de las estrellas como el sol son las reacciones nucleares (cadena pp, etc.) en su núcleo, que calientan las capas superiores, que a su vez irradian como cuerpo negro. El sincrotrón sólo se observa en campos magnéticos fuertes con partículas cargadas relativistas, lo que se aplica a supernovas, AGN, púlsares, etc.
@auxsvr La luz del centro del sol tarda años en salir a la superficie. El plasma lleva consigo campos magnéticos. es.wikipedia.org/wiki/Sol tiene una descripción suficientemente buena
La mayor parte del interior del Sol transfiere energía por radiación; que ésta tarde varios millones de años en llegar a la superficie es irrelevante aquí, ya que la edad del Sol es mil veces mayor. Además, un rápido vistazo a la (escasa) literatura demuestra que la radiación sincrotrón del Sol es insignificante, si es que se puede observar.
Tu punto 2 no es toda la verdad: Un fotón puede ser emitido si un sistema cae de algún estado excitado a un estado con menos energía, pero el sistema no tiene que consistir en un electrón y un núcleo.
También los núcleos pueden describirse mediante un modelo de campo medio y también existen diferentes estados de energía, por lo que se pueden emitir fotones. Esto es, por ejemplo, lo que ocurre cuando vemos la radiación gamma.
Además, y creo que esta es la principal respuesta a tu pregunta, durante el proceso de fusión en una estrella se produce mucha energía, también en forma de fotones y neutrinos. Mira por ejemplo este artículo de la wiki sobre la cadena p-p: http://en.wikipedia.org/wiki/Proton-proton_chain_reaction
Todos los gammas en esta imagen que muestra uno de los procesos de fusión en una estrella denotan la emisión de fotones.
Gracias noldig ! en la imagen de la wiki, veo los rayos gamma, pero ¿dónde se denota el fotón?
De nada. Un rayo gamma es una radiación electromagnética a altas energías, por lo que es simplemente un fotón con una longitud de onda corta. Utilizamos este término para designar a los fotones de alta energía, por lo que para su pregunta es equivalente.
Genial. pero entiendo que la "luz visible" es sólo una parte del espectro de la radiación electromagnética. no podemos ver los rayos gamma..... así que ¿cómo se produce la "luz visible"? porque desde la tierra podemos ver las estrellas. supongo que no podemos ver los rayos gamma.
Gracias por la gran pregunta, y gracias a todos por las grandes respuestas. :-)
Una respuesta muy sencilla es, como ya ha mencionado alguien más arriba, que en una estrella se producen muchas colisiones de núcleos. Cuando estos núcleos se fusionan, se desprende la energía de enlace (esta es la energía que obtenemos de la fusión); y también se desprenden fotones a medida que el núcleo compuesto (ahora en estado enlazado) se desexcita a su estado básico. Estas reacciones de fusión seguidas de desexcitación son las responsables de la mayor parte de la energía y la luz de las estrellas.
Como sabemos, la radiación electromagnética no sólo tiene que provenir de la desexcitación de los electrones, sino que proviene de la oscilación de cualquier partícula cargada (por ejemplo, los protones dentro del núcleo).
Sigue pensando. Es estupendo ver que alguien se cuestiona las cosas.
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Tu pregunta es muy buena, incluso después de obtener la respuesta "correcta" no dejes de pensar en ella. ¿Y la emisión de luz en los rayos no es también plasma? ¿Sabes que hasta hace muy poco los científicos pensaban que la energía del sol proviene de la gravedad? Investiga este tema.