Para las estrellas que no se vuelven súper nova, ¿cuál es su composición superficial y densidad una vez que se detiene el proceso de fusión? ¿Son simplemente enormes esferas de hierro frío?

Su destino final es convertirse en una enana negra.

Su sugerencia de que están hechos de hierro tiene sentido, porque la fusión de partículas más pesadas que el hierro en realidad cuesta energía en lugar de producirla. En otras palabras, por encima de la fisión de hierro se convierte en una fuente de energía, por debajo de la fusión de hierro. Esto también explica por qué elementos como el plomo y el uranio solo se pueden formar en supernovas.

Sin embargo, las estrellas que no son lo suficientemente pesadas como para convertirse en supernova, tampoco lo son para producir hierro. Por lo tanto, no se convertirán en esferas de hierro del tamaño de la tierra, sino en carbono y neón. Debido al calor residual, todavía brillan al rojo vivo, pero con el tiempo se enfriarán (al irradiar el calor) y se volverán más y más rojos hasta que finalmente se enfríen más allá del espectro visual y se conviertan en Enanos Negros, invisibles a simple vista.

Permítanme citar wikipedia aquí, mientras escribo en mi teléfono:
Si un gigante rojo tiene una masa insuficiente para generar las temperaturas centrales requeridas para fusionar carbono, alrededor de mil millones de K, se acumulará una masa inerte de carbono y oxígeno en su centro. Después de deshacerse de sus capas externas para formar una nebulosa planetaria, dejará atrás este núcleo, que forma la enana blanca remanente. [6] Por lo general, por lo tanto, las enanas blancas están compuestas de carbono y oxígeno. Si la masa del progenitor está entre 8 y 10.5 masas solares (M☉), la temperatura central es suficiente para fusionar carbono pero no neón, en cuyo caso se puede formar una enana blanca de oxígeno-neón-magnesio. [7] Además, algunas enanas blancas de helio [8] [9] parecen haberse formado por pérdida de masa en sistemas binarios.

El material en una enana blanca ya no sufre reacciones de fusión, por lo que la estrella no tiene fuente de energía, ni está soportada por el calor generado por la fusión contra el colapso gravitacional. Solo es compatible con la presión de degeneración de electrones, lo que hace que sea extremadamente densa. La física de la degeneración produce una masa máxima para una enana blanca no giratoria, el límite de Chandrasekhar, aproximadamente 1,4 M☉, más allá del cual no puede ser soportado por la presión de degeneración de electrones. Una enana blanca de oxígeno y carbono que se acerca a este límite de masa, generalmente por transferencia de masa desde una estrella compañera, puede explotar como una supernova de Tipo Ia a través de un proceso conocido como detonación de carbono. [1] [6] (Se cree que SN 1006 es un ejemplo famoso).

Una enana blanca está muy caliente cuando se forma, pero como no tiene fuente de energía, gradualmente irradiará energía y se enfriará. Esto significa que su radiación, que inicialmente tiene una temperatura de color alta, disminuirá y enrojecerá con el tiempo. Durante mucho tiempo, una enana blanca se enfriará a temperaturas a las que ya no emitirá calor o luz significativos, y se convertirá en una enana negra fría. [6] Sin embargo, el tiempo que le toma a una enana blanca alcanzar este estado se calcula que es más largo que la edad actual del universo (aproximadamente 13.8 mil millones de años), [10] y dado que ninguna enana blanca puede ser mayor que la edad de En el universo, se cree que todavía no existen enanas negras. [1] [5] Las enanas blancas más antiguas todavía irradian a temperaturas de unos pocos miles de grados Kelvin.

Las estrellas individuales se encuentran con estos destinos, en función de su masa inicial medida en masas solares. Los restos colapsados ​​generalmente solo retienen una pequeña fracción de la masa original de la estrella. Los sistemas binarios con transferencia de masa o colisiones no están cubiertos en esta lista.

  1. Por debajo de 0.07: enana marrón, no puede fusionar hidrógeno, pero puede quemar Deuterio o Litio por un corto tiempo, hasta 100 millones de años. Radio similar a Júpiter independientemente de la masa.
  2. 0.07–0.25: enana roja, quemará hidrógeno lentamente durante un tiempo mucho más largo que la edad actual del universo; eventualmente se convertirá en una enana azul y luego en una enana blanca de helio, sin escenario gigante rojo.
  3. 0.25–0.35: Enana roja, todavía completamente convectiva, pero algún día pasará por una fase gigante roja antes de terminar como una enana blanca de helio homogénea
  4. 0.35–0.5: tiene una capa externa no convectiva, por lo que después de la etapa gigante roja, eventualmente terminará como una enana blanca con núcleo de helio, posiblemente con una capa externa de hidrógeno. El universo aún no tiene la edad suficiente para ninguno.
  5. 0.5–8: La fusión de helio y la expulsión de la capa externa durante la etapa gigante roja dejará enana blanca de carbono-oxígeno de no más de 1.4 masas solares. Cuanto mayor es la masa de la enana blanca, menor es el radio. Si un compañero binario luego pierde más masa sobre la enana blanca, puede provocar una detonación de carbono y una supernova que no deja remanente.
  6. 8–11: Quema de helio seguida de combustión de Carbono, dejando enana blanca de oxígeno-neón-sodio-magnesio de alrededor de 1.1 masa solar, o posiblemente supernova en algunos casos
  7. 11+: Alcanza la quema de neón, luego la quema de oxígeno y la quema de silicio, lo que lleva a una supernova de colapso del núcleo que deja la estrella de neutrones o el agujero negro como remanente
  8. 140-250 con muy baja metalicidad (solo en el universo temprano): supernova de producción en pareja que no deja remanente
  9. Incluso más pesado (puede ser posible solo con baja metalicidad en el universo temprano): algunos casos pueden colapsar en un agujero negro masivo sin supernova visible

Teóricamente podría haber enanas blancas de hierro. Sin embargo, las estrellas que forman el núcleo de hierro no forman enanas blancas de hierro ya que la fotodesintegración asegura el colapso poco después de que se forme el núcleo de hierro. Incluso las enanas blancas de silicio rara vez se mencionan. Las estrellas que forman núcleos de silicio tienen muchos procesos que ayudan a fusionar Silicio a Hierro, y luego el núcleo se colapsa.

Por lo tanto, para las estrellas de luz que no explotan, se convierten en enanas blancas. Por lo general, hay capas delgadas de hidrógeno y helio en la superficie de las enanas blancas. A veces, la composición de la superficie se complica al mezclar y colisionar con planetas.

Se convierten en estrellas enanas blancas, compuestas principalmente de carbono y oxígeno. Y se mantiene muy caliente durante miles de millones de años, a pesar de que se están enfriando gradualmente.

El hierro se produce como la etapa final antes de una supernova. No creo que sea posible que una estrella se detenga allí.

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