¿Por qué las enanas marrones son tan aburridas?

Oh, estas estrellas ... Cajas de fuego gigantes de fusión nuclear. Ellos (como nuestro Sol) queman hidrógeno, convirtiéndolo en helio (y otros elementos) y en el proceso emiten mucha luz y energía visibles.



Pero si miras a la enana marrón, no se verá como una estrella normal (de la secuencia principal), como nuestro Sol. Las enanas marrones no pueden dar suficiente presión para convertir el hidrógeno en llamas en helio. Solo pueden convertir hidrógeno en deuterio.

Veamos las diferencias entre estos procesos. El núcleo de un átomo de hidrógeno es solo un protón, con una masa de 938.272 MeV / c ² (uso estas unidades porque son muy fáciles de convertir en energía, simplemente multiplique por c ² , ya que E = mc ²) El deuterón, el núcleo del deuterio, contiene un protón y un neutrón (con una masa de 939.566 MeV / c ² ), pero como están conectados en su lugar, la masa total del deuterón es ligeramente menor que la masa de dos protones, 1875.613 MeV / c ² . Por lo tanto, cuando dos protones se fusionan, como resultado de lo cual aparece un deuterón, se libera una energía de 0.931 MeV. Un segundo: esto no es del todo cierto ... También necesitan guardar números cuánticos, como cargas y números de leptones. Por lo tanto, necesitan producir un positrón y un neutrino: pero no se preocupe, el positrón se aniquila en una estrella con un electrón y le agrega 0.511 MeV adicionales de energía, y eleva la cantidad total a 1.442 MeV por reacción de síntesis.



En la mayoría de las estrellas, este es el primer paso en una reacción en cadena que conduce a la producción de helio-4, que tiene una masa total de 3727.38 MeV / c ² . Esto significa que por cada 4 protones que sintetizan helio-4, obtenemos (incluyendo dos positrones resultantes, aniquilando con electrones y liberando energía adicional), 26.73 MeV de energía. Y así es como se obtiene el helio-4 del deuterio y los protones:



como resultado, al haber gastado la misma cantidad de masa (por ejemplo, 4 protones) para la producción de energía, las enanas marrones solo dan el 11% de la energía de una estrella ordinaria. Si agregamos a esto su pequeña masa, tasa de síntesis reducida, responderemos a la pregunta de por qué las enanas marrones son tan aburridas. Entonces, ¿qué tan aburridos son? Quizás esta ilustración te ayude a imaginar:



La próxima vez que salga, agradezca al amigable vecino Sun por su calor, brillo y masa. De lo contrario, nuestro mundo sería un lugar frío y solitario.

Source: https://habr.com/ru/post/es396439/