Si la escala de tiempo de los ciclos de vida estelares es tan larga, ¿cómo han preparado los astrofísicos la vida de una estrella y qué sucede después?

Para reiterar lo que dijo Justin, una de las principales formas en que descubrimos el ciclo de vida de una estrella es mirando en muchos lugares diferentes y viendo las diferentes etapas de la evolución estelar. Estas observaciones coinciden estrechamente con los modelos teóricos, por lo que creo que es una evidencia bastante buena.

Usted preguntó específicamente cómo sabemos que el Sol está aproximadamente a la mitad de su ciclo de vida. Esto en realidad no es un cálculo difícil.

El Sol produce luz / energía al fusionar átomos de hidrógeno para formar un átomo de helio: hay una pequeña diferencia de masa entre estas dos etapas y la energía se irradia (E = mc ^ 2). Ahora, si hacemos una conjetura y decimos que el Sol consume aproximadamente el 10% de su hidrógeno durante su vida útil, y asumimos que el Sol está hecho casi por completo de hidrógeno (esto es una parte muy atrás del cálculo de la envoltura; obviamente puede refinar esto De varias maneras). Entonces, si conoce la masa del Sol (que podemos determinar de numerosas maneras, principalmente a través de las órbitas de los planetas de nuestro sistema solar), y sabemos que el 10% de esta masa se fusiona con la luz, podemos calcular fácilmente cómo mucha energía total que el Sol podría producir.

También sabemos que el sol produce aproximadamente 3 * 10 ^ 26 julios de energía por segundo (podemos medir esto fácilmente desde la Tierra).

Si nos aproximamos y decimos que el Sol básicamente mantiene esta luminosidad durante toda su vida útil, entonces:

Vida útil = energía total disponible / luminosidad media

Para un control de cordura, tenga en cuenta las unidades de la ecuación anterior: [Julios] / [Julios / Segundo] = [Segundos]

Hacer el cálculo da unos 10 ^ 10 años (10 mil millones de años): el Sol tiene aproximadamente 5 mil millones de años (lo sabemos por técnicas simples de datación de carbono en la Tierra; todo en el Sistema Solar se formó básicamente al mismo tiempo, por lo que la edad de la Tierra es lo mismo que la edad del Sol, más o menos).

¡Espero que haya sido lo suficientemente claro!