La temperatura della superficie del Sole (fotosfera) è compresa tra 4500 ° - 6000 ° Kelvin. All'interno del nucleo, è di circa 15,7 milioni di gradi Kelvin.
In altri tipi di stelle (stelle di neutroni, nani bianchi, ecc.), Qual è la temperatura di queste aree (anche se molti non hanno gli stessi strati) e come si confronta con le temperature del sole?
Risposte:
Questa domanda ha due parti:
Temperature superficiali
Un diagramma molto utile che mostra le temperature superficiali, e si dà anche la temperatura di ogni stella è possibile osservare lo schema Herzsprung-Russell, questa di le.ac.uk .
Come puoi vedere, il giallo del nostro sole lo posiziona da 4,5 kelvin a 6 kelvin, come indicato nella domanda. Questa temperatura scende verso il basso nella media. La sequenza principale, dove si trovano la maggior parte delle stelle, supera circa 20 kelvin e ce ne sono alcune verso la regione di 40 kelvin - non sono mostrate qui perché sono molto più rare.
I nani bianchi sono un po 'più caldi del nostro sole - tra 6 kelvin e 10 kelvin.
Le stelle di neutroni sono molto lontane dalla sequenza principale: le più giovani possono avere più di 1 MKelvin!
Temperatura interna:
Internamente, le temperature interne dipendono dalla massa della stella. Nel nostro sole, l'energia viene erogata attraverso il meccanismo a catena protone-protone, che si verifica fino a circa 20 MKelvin, mentre le stelle più massicce possono utilizzare il ciclo Carbon-Azoto-Ossigeno - che avviene da circa 15 MKelvin verso l'alto.
Le differenze sono principalmente dovute alle differenze di convezione e radiazione: questo estratto dalla pagina della sequenza principale di Wikipedia lo descrive in dettaglio:
Poiché esiste una differenza di temperatura tra il nucleo e la superficie, o fotosfera, l'energia viene trasportata verso l'esterno tramite radiazione e convezione. Una zona di radiazione, in cui l'energia viene trasportata dalle radiazioni, è stabile contro la convezione e la miscelazione del plasma è molto ridotta. Al contrario, in una zona di convezione l'energia viene trasportata dal movimento di massa del plasma, con materiale più caldo che sale e materiale più freddo che scende. La convezione è una modalità più efficiente per trasportare energia rispetto alle radiazioni, ma si verificherà solo in condizioni che creano un forte gradiente di temperatura. Nelle stelle massicce (sopra le 10 masse solari) il tasso di generazione di energia da parte del ciclo CNO è molto sensibile alla temperatura, quindi la fusione è altamente concentrata nel nucleo. Di conseguenza, esiste un gradiente ad alta temperatura nella regione centrale, che si traduce in una zona di convezione per un trasporto di energia più efficiente. Questa miscelazione di materiale attorno al nucleo rimuove la cenere di elio dalla regione che brucia idrogeno, consentendo di consumare più idrogeno nella stella durante la vita della sequenza principale. Le regioni esterne di un'enorme stella trasportano energia per irraggiamento, con poca o nessuna convezione. Le stelle di massa intermedie come Sirio possono trasportare energia principalmente per irraggiamento, con una piccola regione di convezione del nucleo. Le stelle di media massa e bassa massa come il Sole hanno una regione centrale stabile contro la convezione, con una zona di convezione vicino alla superficie che mescola gli strati esterni. Ciò si traduce in un costante accumulo di un nucleo ricco di elio, circondato da una regione esterna ricca di idrogeno. Al contrario, le stelle fredde a massa molto bassa (sotto 0,4 masse solari) sono convettive in tutto.
Qui si legge: "La temperatura all'interno di una stella di neutroni di nuova formazione è da circa 10 11 al 10 12 kelvin."
Secondo il catalogo di Nani bianchi identificati spettroscopicamente McCook e Sion , il nano bianco più caldo è RE J150208 + 661224 con 170 kK.
Ho letto da qualche parte che i WD più freddi hanno Teff tra 3000 e 4000 K. Se l'universo fosse abbastanza vecchio, i primi WD sarebbero ora Black Dwarfs freddi come lo spazio che li circonda, 3 K.
Per le stelle non degenerate, abbiamo:
Probabilmente, la stella della sequenza principale più calda è HD 93129 A con 52 kK. Le ipotetiche stelle della Popolazione III potrebbero essere più calde di così.
Per confronto, la temperatura del sole è di 5778 K (wikipedia).
La stella della sequenza principale più fredda conosciuta è probabilmente la 2MASS J0523-1403 con solo 2075 K. Il documento di Dieterich suggerisce che la stella più fredda possibile non potrebbe essere molto più fredda di quella, altrimenti non sarebbe una stella, ma una Brown Dwarf.
Per i fusori (oggetti che fondono Idrogeno - stelle - oltre a oggetti che fondono Deuterio - Nani Marroni), i modelli prevedono che nell'era attuale dell'universo un BD si sarebbe raffreddato a ~ 260 K (scusate per non ricordare il riferimento ora). Come i WD, i BD potrebbero essere freddi come lo spazio se l'universo fosse abbastanza vecchio, immagino. Quindi, a parte i nani neri, sembra sicuro considerare gli oggetti più freddi di 260 K come pianeti.
Si noti che tutte le temperature elencate qui ad eccezione di quelle delle stelle di neutroni sono temperature misurate sulla superficie di queste stelle . I loro centri sono molto più caldi di così.
Infine, mi sono dimenticato di altri oggetti ipotetici come le stelle di Quark, le Q-star, ecc. Non sarei sorpreso se (esistessero davvero al di fuori della teoria) che le loro temperature centrali sarebbero superiori a 10 12 kelvin.
Quale sarebbe la temperatura di un buco nero supermassiccio?