Existe um limite para o quão quente uma estrela pode ser?

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Penso que tamanho e massa não se correlacionam com a temperatura , mas, novamente, esses fatores contribuem para a pressão interna.

Eu gostaria de saber se existe um limite para o quão quente uma estrela pode ficar e que mecanismo (s) poderia levar uma estrela a ficar extraordinariamente quente .

Eu também sei que a temperatura negativa ocorre no laser é mais quente que uma temperatura positiva, e uma estrela pode produzir temperatura negativa?

star temperature user6760
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Núcleo ou superfície? Estável ou durante o colapso? Acho que, durante o colapso e a formação das estrelas de nêutrons, o núcleo atingirá mais de um trilhão de graus, mas, uma vez formado, a estrela de nêutrons esfria rapidamente.
userLTK

Respostas:

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Sim, existe um limite. Se o gradiente de pressão de radiação exceder a densidade local multiplicada pela gravidade local, não será possível o equilíbrio.

A pressão de radiação depende da quarta potência da temperatura. O gradiente de pressão de radiação depende, portanto, da terceira potência da temperatura multiplicada pelo gradiente de temperatura.

Portanto, para a estabilidade onde é a densidade, é a gravidade local e é uma coleção de constantes físicas, incluindo a opacidade do material à radiação. Como deve haver um gradiente de temperatura nas estrelas (elas são mais quentes por dentro e por fora), isso efetivamente coloca um limite superior à temperatura. É isso que define um limite superior de 60.000 a 70.000 K à temperatura da superfície das estrelas mais massivas, dominadas pela pressão de radiação.

T3dTdr≤αρg,
ρgα

Em regiões de maior densidade ou maior gravidade, a pressão de radiação não é um problema e as temperaturas podem ser muito maiores. As temperaturas da superfície das estrelas da anã branca (alta densidade e gravidade) podem ser de 100.000 K, a superfície das estrelas de nêutrons pode exceder um milhão de K.

É claro que os interiores estelares são muito mais densos e, consequentemente, podem ser muito mais quentes. As temperaturas máximas são controladas pela rapidez com que o calor pode ser movido para fora por radiação ou convecção. As temperaturas mais altas de K são atingidas nos centros das supernovas de colapso do núcleo. Normalmente, essas temperaturas são inatingíveis em uma estrela, porque o resfriamento por neutrinos pode levar a energia embora de maneira altamente eficaz. Nos segundos finais de um CCSn, a densidade fica alta o suficiente para que os neutrinos fiquem presos e, portanto, a energia potencial gravitacional liberada pelo colapso não pode escapar livremente - daí as altas temperaturas.∼1011

Quanto à última parte da sua pergunta, sim, existem mestres astrofísicos encontrados nos envelopes de algumas estrelas evoluídas. O mecanismo de bombeamento ainda é debatido. As temperaturas de brilho desses masers podem ser muito mais altas do que qualquer coisa discutida acima.

Rob Jeffries
fonte
De acordo com The Disappearing Spoon , a taxa na qual a fusão ocorre no núcleo de uma estrela diminui com a temperatura, de modo que parece limitar as temperaturas nas estrelas cuja fonte primária de calor é a fusão nuclear. Quando as estrelas entram em colapso e geram calor a partir da energia potencial convertida, e não da fusão, esses limites desaparecem, mas para as estrelas "estáveis", eu pensaria que elas seriam o principal fator limitante.
Supercat
@ supercat Eu não sei o que é Disappearing Spoon , mas está errado. Como você pode julgar pelo fato de que estrelas massivas com temperaturas interiores mais altas são ordens de magnitude mais luminosas.
Rob Jeffries
@ RobJeffries: É um livro. Não diz que todas as estrelas têm a mesma temperatura de equilíbrio (elas claramente não têm), mas que, para um determinado nível de pressão, a taxa de fusão cai com a temperatura. Estrelas mais massivas podem atingir pressões mais altas e, portanto, têm temperaturas de equilíbrio mais altas, mas para uma estrela com uma quantidade específica de massa , as temperaturas que a fusão pode atingir serão limitadas pelo feedback mencionado acima.
Supercat
@ supercat Então você (ou o livro) está dizendo que, se é uma constante, à medida que aumenta reações de fusão diminuem. Parece incorreto para mim. O -dependence de reacções de fusão é muito mais acentuada do que a dependência. De fato, a densidade central e a pressão das estrelas de seqüência principal de massa mais alta são menores . O fator limitante é a pressão de radiação nas estrelas mais massivas. As temperaturas centrais em estrelas menos massivas são mais baixas, porque não precisam ser tão altas. ρTTTρ
Rob Jeffries
Minha compreensão do que o livro está dizendo é que, a uma dada pressão, o aumento da temperatura reduzirá a densidade da matéria estelar o suficiente para reduzir a taxa na qual ele se funde. Se o aumento da temperatura não reduz a taxa de fusão, por que as estrelas poderiam durar milhões de anos?
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