¿Cuál es la masa del núcleo del sol?

Solo podemos adivinar el radio de cada capa del interior del sol. Utilizando la teoría gravitacional y observando las órbitas de los planetas, la teoría química y la espectroscopia, son posibles estimaciones muy precisas.

Imagen y artículo: http://web.utah.edu/astro/sun.html (Universidad de Utah)

El núcleo interno tiene una densidad máxima de 1.622 x 10 ^ 5 kg por metro cúbico (162.2 g / cc, quizás un error tipográfico allí, la fuente de Utah dice “x 10 ^ 105” – no es un agujero negro) en su centro . El radio del núcleo es aproximadamente 1/4 del radio del sol. (Wiki muestra la densidad más alta del núcleo como 150 g / cc desde el centro a aproximadamente 0.2 a 0.25 de radio solar).

El núcleo interno del sol es el motor principal de esta estrella. Aquí, la gravedad y el calor proporcionan la energía necesaria para impulsar los procesos de fusión nuclear que alimentan al sol. En el núcleo, tienen lugar los procesos de fusión llamados Ciclo Protón-Protón y Ciclo Carbono-Nitrógeno-Oxígeno. Casi todo el calor del sol se crea en el núcleo interno. (citando la fuente de la Universidad de Utah)

Se calcula que una conversión completa del hidrógeno en el núcleo del Sol de la Tierra demorará más de 10 ^ 10 (diez mil millones) de años. (de Wiki Proton – reacción en cadena de protones)

El Sol comenzó a cobrar vida hace 4.600 millones de años, por lo que nos quedan más de 5.400 millones de años antes de que se expanda a un gigante rojo y se trague la Tierra.

El radio del sol es de 695.700 km, por lo tanto, el radio del núcleo debe ser de 173.925 km y el volumen del núcleo es de 2.2e16 km cúbicos. La masa del sol en total es 1.98892e30 kg.

Se considera que el núcleo del Sol se extiende desde el centro hasta aproximadamente 0.2 a 0.25 de radio solar. Es la parte más caliente del Sol y del Sistema Solar. Tiene una densidad de 150 g / cm³ (150 veces la densidad del agua líquida) en el centro, y una temperatura de 15 millones de grados Celsius.

El núcleo dentro de 0,20 del radio solar contiene el 34% de la masa del Sol , pero solo el 0,8% del volumen del Sol . Dentro de un radio solar de 0.24, el núcleo genera el 99% del poder de fusión del Sol . (de Wiki: núcleo solar)

Completamente 1/3 de la masa del Sol se encuentra a 139,140 km de su centro. El núcleo es ligeramente más grande que la cifra de 0,20, y puede contener una gama de productos a diferentes densidades. Las capas inferiores del sol no son convectivas, por lo que esos productos pueden estar en capas distintas. A medida que el Sol envejece y quema más combustible, esas capas aumentarán de diámetro, a expensas de las capas superiores que contienen principalmente hidrógeno. Todo está en un estado de plasma dentro y cerca del núcleo, lo que dificulta estimar la densidad cerca del núcleo, o si es de densidad uniforme.

Justo afuera del núcleo interno del sol, a una distancia de aproximadamente 0.25 a 0.7 radios solares, se encuentra la Zona Radiativa. Esta zona irradia energía a través del proceso de emisión y captura de fotones por los iones de hidrógeno y helio. Densidad: 20 g / cc a 0.2 g / cc. (citando de nuevo la fuente de la Universidad de Utah)

Imagen tomada de Pinterest: {[ l}]

La densidad real entre 0.2 y 0.25 radios solares (139,140 a 173,925 km del centro) es una cuestión de especulación. (no es Grand Marnier)

  • Masa del Sol dentro de 0.2 radios solares (139,140 km) es
    • 6.762328 x 10 ^ 29 kg (6.76e29 kg)
    • 1.98892e30 kg x 0.34, volumen 1.12835e16 km cúbicos, con una densidad máxima de 150 g / cc según Wiki (obtengo solo 60 g / cc en promedio)
  • Masa del núcleo a 0.24 radios solares (166,968 km) puede ser?
    • 1.98892e30 kg x?, Volumen 1.9498e16 km cúbicos, densidad media entre 60> 20 g / cc
  • Masa del núcleo a 0.25 radios solares (173,925 km) puede ser?
    • 1.98892e30 kg x?, Volumen 2.2038e16 km cúbicos, densidad media entre 60> 20 g / cc

Armado con estas herramientas, su suposición es tan buena como la mía.

Aquí están los resultados de algunos cortes arbitrarios para el “núcleo” basado en modelos solares [matemáticos] 2010 [/ matemáticos] calculados por Guenther et al:

  • Aportando [matemática] 99% [/ matemática] de la luminosidad total:
    [matemática] R = 25.5% [/ matemática], [matemática] M = 9.88 × 1029kg [/ matemática] ([matemática] 49.7% [/ matemática]).
  • La velocidad de reacción nuclear cae por debajo de [matemáticas] 1% [/ matemáticas] de la velocidad central:
    [matemática] R = 27.2% [/ matemática], [matemática] M = 1.07 × 1030 kg [/ matemática] ([matemática] 54.0% [/ matemática]).

En general, [matemática] /1 / 4 [/ matemática] el radio ([matemática] ∼1 / 64 [/ matemática] el volumen) y [matemática] ∼1 / 2 [/ matemática] la masa decentemente con algunas otras fuentes. Desafortunadamente, no parece haber una línea divisoria clara que delimite el “núcleo” como si existiera entre la zona radiactiva y la zona de convección.

Quizás una condición alternativa sería un máximo local de [matemática] d (ln⁡P) / d (ln⁡ρ) [/ matemática], que ocurre bajo [matemática] 20% [/ matemática] del radio solar y es aproximadamente constante hasta la zona de convección.