¿Cómo puede haber 1,000 antepasados ​​estelares antes de nuestro Sol?


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Recientemente escuché de algunas fuentes * que el Sol es una estrella de la generación número 1,000, lo que significa que tenía miles de estrellas que lo precedieron debido a su contenido de elementos pesados.

Entiendo que las supernovas de las estrellas anteriores crearon los elementos más pesados ​​y que se incorporaron al Sol cuando se formó, y podemos calcular la generación en función de eso.

Mi pregunta se basa en la edad del universo y la edad del Sol y la edad promedio de las estrellas en la galaxia.

Básicamente, el universo tiene ~ 13.7 billones de años, el sol tiene ~ 4.6 billones de años (y le quedan ~ 5 billones de años de vida), lo que significa que se formó cuando el universo tenía ~ 9.1 billones de años.

Para que 1,000 estrellas vivan en ese lapso de tiempo, esas estrellas tendrían que tener una vida útil promedio de ~ 9 millones de años (sin incluir el tiempo entre estrellas). Esto equivale a que cada una de esas mil estrellas tiene una masa promedio de ~ 100-150 masas solares, por lo que sus vidas serían lo suficientemente cortas como para no superar esa vida útil de ~ 9 millones de años.

Básicamente, había 1,000 estrellas que vivieron y murieron antes de nuestro Sol, todas las cuales eran enormes monstruos. Todo esto parece tan improbable. ¿Cómo puede ser esto?

* Programas de TV, no recuerdo cuáles


Respuestas:


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El Sol es en realidad una estrella de TERCERA generación. Lo que quiero decir con esto es que hay elementos químicos en el Sol que se hicieron dentro de otra estrella, pero esa estrella en sí misma solo pudo haber hecho esos elementos porque tenía material que también debe haberse hecho dentro de estrellas de segunda generación anteriores. Eventualmente volvemos a las estrellas de primera generación, nacidas del gas primordial del big bang que casi no contenía elementos pesados ​​(más allá del helio).

Eso es bastante bocado, así que permítanme explicarlo usando un ejemplo: bario.

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Pero espera un minuto! Esa estrella anterior ya debe haber tenido elementos de pico de hierro en su interior para actuar como una "semilla" para la producción de bario en el proceso s. Estos no fueron ni pudieron hacerse dentro de esa estrella. Deben haberse hecho en una estrella anterior, probablemente una estrella masiva, que se quemó a través de todas las etapas de fusión nuclear antes de explotar como una supernova, arrojando elementos pesados, incluidos elementos de pico de hierro, en el medio interestelar. Esta estrella anterior también podría haber tenido sus propios antepasados ​​(ricos en metales), pero en última instancia, a medida que retrocedemos en el tiempo, llegamos a un punto donde la estrella anterior fue la primerageneración estrella, hecha de gas H / He primordial, casi sin elementos pesados. Estas primeras generaciones (también conocidas como estrellas de la población III, solo para ser confusos) probablemente fueron muy masivas y de corta duración, unos pocos millones de años. Nacerían cuando el universo tuviera unos cientos de millones de años y hoy no podemos ver ejemplos de ellos en nuestra galaxia.

Para tratar de definir con mayor precisión lo que quiero decir con "generación".

  • Primera generación: hecha de material primordial de big bang.
  • Segunda generación: una estrella hecha solo del detrito de las estrellas moribundas de primera generación, enriquecida en elementos pesados ​​pero carente de elementos primarios del proceso s.
  • Tercera generación: una estrella hecha de material ya enriquecido en elementos pesados ​​e incluye elementos que se producen en el proceso s dentro de estrellas de segunda (o tercera) generación anteriores.

Por eso afirmo que el Sol puede clasificarse como una "estrella de tercera generación": contiene átomos / núcleos que deben haber estado dentro de al menos dos estrellas anteriores.

Pero no debes tomar esto demasiado literalmente. Hay granos de material atrapado dentro de meteoritos que consisten en sólidos que ya estaban presentes en el material pre-solar. Estos son importantes porque se pensaba que estos granos se habían formado en eventos estelares individuales y sus composiciones isotópicas pueden estudiarse. Estos nos dicen que el Sol se formó a partir de material que ha estado dentro de muchas estrellas diferentes de diferentes tipos.

La evolución estelar y los cálculos de nucleosíntesis nos cuentan la misma historia. Por ejemplo, si bien la mayor parte de nuestro oxígeno se produjo en estrellas masivas que sufrieron una supernova de colapso del núcleo, tales eventos no producen tanto carbono. La relación C / O nos dice que la mayor parte de nuestro carbono proviene de los vientos de estrellas AGB de masa intermedia. Los elementos pesados ​​como el uranio pueden producirse predominantemente en colisiones de estrellas de neutrones, pero otros como el bario y el estroncio no.

Los detalles de cuántos antepasados ​​han contribuido al Sol no tienen una respuesta simple. Gran parte del hidrógeno solar y el helio podrían ser inmaculados; algunos habrán pasado por más de una estrella. Los elementos más pesados ​​(salvo un poco de litio) habrán atravesado al menos una estrella. El hecho de que tengamos elementos del proceso s como Ba, Sr, La y Ce, que están formados por la captura de neutrones en elementos de pico de hierro, nos dice que han pasado por al menos dos estrellas.

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La razón por la que está confundido con el argumento de su vida es que ha ignorado la posibilidad de que el Sol esté hecho de estrellas que vivieron al mismo tiempo en diferentes partes de la Galaxia. El material que expulsaron cerca del final de sus vidas se ha mezclado completamente.

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210(METRO/ /METRO)-5 5/ /2


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Eso tiene más sentido. Tal vez fue solo la forma en que lo redactaron lo que lo hizo confuso. Eso y los plazos de esta magnitud son difíciles de comprender.
Benjam

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Entonces, si estoy leyendo esto correctamente, ¿el sol es parte de la tercera generación de comienzos, pero tiene millones de padres y millones de abuelos? (Cada padre es un ancestro directo, sin estrellas intermedias)
Leliel

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@Leliel Es de tercera generación porque contiene átomos / núcleos que deben haber estado dentro de al menos otras dos estrellas. De hecho, tiene (al menos) millones de padres. Pero el concepto de abuelo está mal definido. Es improbable que las estrellas que se alimentan de las estrellas madre sean estrellas de "primera generación". Me doy cuenta de que hay algo adicional que debo aclarar. La primera generación de estrellas no tenía elementos pesados ​​dentro de ellas.
Rob Jeffries

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@RobJeffries No es una analogía perfecta entonces. Creo que el concepto de padre de la estrella madre (abuelo) está bien definido, es cualquier estrella que contribuyó en masa a la estrella madre. A diferencia de los humanos, no se requiere que una estrella abuela sea una generación anterior a la de un padre, ¿pero no una generación posterior? Porque si el abuelo fuera una generación posterior, ¿es probable que parte de la contribución masiva al padre contenga algunos elementos que no serían posibles en las generaciones anteriores de estrellas?
Leliel

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Teniendo en cuenta que el OP continúa un poco sobre la vida útil de las estrellas y el universo, creo que sería útil entrar en detalles sobre la vida útil de las estrellas de diferentes generaciones.
Shane