“Sequência Principal” é uma sequência temporal?

Estrelas plotadas pela luminosidade e temperatura da superfície se encaixam nos padrões de um diagrama de Hertzsprung-Russell . Um subconjunto diagonal aproximado desse gráfico é chamado de sequência principal. Em algum sentido, isso é uma sequência temporal? Existe uma pista na seção de física estelar do artigo da Wikipedia que a resposta é não, mas que uma vez foi pensado assim:

A contemplação do diagrama levou os astrônomos a especular que ele poderia demonstrar a evolução estelar, a principal sugestão é que as estrelas entrassem em colapso de gigantes vermelhos em estrelas anãs, e então se movendo ao longo da linha da sequência principal no curso de suas vidas.

Então, a palavra "sequência" neste caso agora significa apenas uma ordem específica, e não uma progressão ao longo do tempo que qualquer estrela faz? A sequência principal é apenas algum tipo de platô na evolução estelar, onde as estrelas passam uma duração significativa?

Em algum sentido, isso é uma sequência temporal?

Na verdade não. Pelo menos não no sentido de uma estrela deslizando ao longo da sequência principal. Isso não acontece. Em vez disso, uma estrela permanece mais ou menos estacionada em um ponto da sequência principal durante sua vida útil como estrela da sequência principal.

Um protoestrela é mais luminoso e mais frio do que a estrela principal da sequência de idade zero em que se tornará. Uma vez que uma estrela "inflama" (começa a fundir hidrogênio (não deutério)) é quando uma estrela entra na sequência principal. É aqui que a estrela passa a maior parte de sua vida. No caso de pequenas estrelas, estrelas cuja massa é inferior a cerca de 40% da massa do Sol, é aqui que a estrela passará toda a sua vida como estrela. Estrelas pequenas ficam cada vez mais fracas à medida que envelhecem.

Estrelas maiores não se misturam completamente do núcleo mais interno às regiões mais externas. Essas estrelas maiores acumulam cinzas de hélio à medida que envelhecem. Essa fusão de hidrogênio eventualmente termina quando todo o hidrogênio no núcleo foi fundido em hélio. É quando a estrela parte a sequência principal. Ao contrário das estrelas pequenas, as estrelas maiores ficam mais brilhantes (mais luminosas) à medida que envelhecem.

Estrelas maiores (estrelas com mais de 40% de massa solar) podem dobrar ou triplicar em luminosidade à medida que envelhecem. Isso representa um aumento de 1/3 a meia ordem de magnitude, e é pequeno se comparado à diferença de onze ou doze ordens de magnitude de luminosidade mostrada em um diagrama de RH entre a menor anã vermelha e a maior gigante azul. O que isso significa é que, uma vez que uma estrela não minúscula entra na sequência principal, ela permanece mais ou menos naquele ponto da sequência principal até que ela saia da sequência principal.

Não, a sequência principal é mais como uma linha de partida . A maioria das estrelas gasta muito tempo em um ponto ( 10 bilhões de anos para o sol) enquanto fundem hidrogênio em hélio. Então eles se afastam.

Em este diagrama a linha preta representa a Sequência principal. As linhas coloridas mostram seqüências temporais. Esse progresso no tempo de uma estrela individual é chamado de trilha evolutiva .

Os números ao longo da linha preta são massas solares (1 = o sol). Este diagrama evoluiu através de uma sequência de imagens dos usuários da Wikimedia Rursus , GAS e Jesusmaiz.

A sequência principal é principalmente um platô que uma estrela alcança após sua formação completa, mas antes que comece a ficar com pouco hidrogênio para alimentar as reações normais de fusão. E sim, a sequência é principalmente uma ordem - em massa, não em idade. Digo principalmente porque a idade tem algum efeito (consulte a seção do artigo da Wikipedia sobre a sequência principal relativa à variação de temperatura-luminosidade ). O resultado é que as estrelas mais velhas são um pouco mais quentes e brilhantes que as estrelas mais jovens.

Para a maioria das estrelas, grande parte da luz que emite é radiação do corpo negro . A quantidade de energia que uma estrela produz é complicada (como explicado na página para a relação massa-luminosidade ), mas o resultado final é que, para estrelas com massa maior, a produção de energia aumenta significativamente em relação à sua área de superfície e, portanto, é mais quente. . A página sobre radiação do corpo negro tem uma boa explicação, incluindo um gráfico de temperatura mostrando como a temperatura da superfície de estrelas menores é vermelha e à medida que a massa aumenta, laranja, amarelo, verde e azul.

A taxa de fusão mais alta (em relação ao tamanho) explica por que as estrelas maiores ficam sem hidrogênio mais rapidamente que as estrelas menores.

Resposta curta

A resposta é não. A sequência principal é uma sequência em massa (e não uma sequência no tempo).

As estrelas mais massivas estão localizadas no canto superior esquerdo (uma vez que são as mais brilhantes e as mais quentes / mais azuis). As estrelas de menor massa estão localizadas no canto inferior esquerdo (já que são mais escuras e mais frias / mais avermelhadas).

Após a sequência principal, do canto superior esquerdo para o canto inferior direito, há uma sequência de massa alta para baixa.

Um pouco mais de fundo

Os astrônomos Hertzsprung e Russel foram os primeiros a notar que o brilho e as cores das estrelas não são apenas aleatórios, mas que a grande maioria das estrelas mostra uma estreita relação entre brilho e cor. As estrelas mais brilhantes são tipicamente mais azuis (= mais quentes) e as estrelas mais escuras são geralmente mais vermelhas (= mais frias).

Ao plotar as propriedades das estrelas em um diagrama que mostra o brilho no eixo vertical e a cor (ou temperatura) no eixo horizontal, verifica-se que a grande maioria das estrelas se encontra em uma faixa bastante estreita neste diagrama. Chamamos isso de stip de sequência principal, simplesmente porque a maioria das estrelas está nela. (Há exceções, por exemplo, gigantes vermelhos e anãs brancas não se encontram nessa sequência, mas são mais raros). Agora chamamos esse diagrama de diagrama de Hertzsprung-Russel.

A maioria das estrelas se encontra nessa sequência porque passa cerca de 90% de seu tempo de vida lá, sem mudar muito. O sol também é uma das muitas estrelas na sequência principal. Todas as estrelas da sequência principal são alimentadas pela fusão nuclear de hidrogênio em seus centros quentes. Essa é uma fonte tão eficiente de combustível para uma estrela que dura 90% de sua vida.

Modelos de computador ajudaram os astrônomos a entender como as estrelas se movem pelo diagrama de Hertzsprung-Russel quando envelhecem. Quando as estrelas ficam sem combustível de hidrogênio em seus centros, elas começam a mudar e deixam a sequência principal. É quando eles podem crescer e se tornar gigantes vermelhos. Essas mudanças são relativamente rápidas. É por isso que não vemos muitas estrelas longe da sequência principal. As trilhas de como as estrelas se movem através do diagrama à medida que envelhecem são chamadas trilhas evolucionárias. Essas trilhas evolutivas podem ser pensadas como sequências de tempo.