¿Cómo varían las temperaturas estelares?

La temperatura de la superficie del Sol (fotosfera) está entre 4500 ° - 6000 ° Kelvin. Dentro del núcleo, hay alrededor de 15,7 millones de grados Kelvin.

En otros tipos de estrellas (estrellas de neutrones, enanas blancas, etc.), ¿cuál es la temperatura de estas áreas (aunque muchas no tienen estas mismas capas) y cómo se comparan con las temperaturas del sol?

Esta pregunta tiene dos partes:

Temperaturas de superficie

Un diagrama muy útil que representa la superficie temperaturas, y también le da la temperatura de cualquier estrella se puede observar es el diagrama de Herzsprung-Russell, éste de le.ac.uk .

Como puede ver, el amarillo de nuestro propio sol lo coloca en 4.5 kKelvin a 6 kKelvin, como se señaló en la pregunta. Esta temperatura baja hacia el extremo inferior del promedio. La secuencia principal, donde se encuentran la mayoría de las estrellas, supera los 20 kelvin, y hay algunas hacia la región de 40 kelvin; no se muestran aquí, ya que son mucho más raras.

Las enanas blancas son un poco más calientes que nuestro sol: entre 6 kelvin y 10 kelvin.

Las estrellas de neutrones están muy lejos de la secuencia principal: ¡las jóvenes pueden tener más de 1 MKelvin!

Temperatura del núcleo:

Internamente, las temperaturas centrales dependen de la masa de la estrella. En nuestro sol, la energía se entrega a través del mecanismo de cadena protón-protón, que ocurre hasta aproximadamente 20 MKelvins, mientras que las estrellas más masivas pueden usar el ciclo de carbono-nitrógeno-oxígeno, que ocurre desde aproximadamente 15 MKelvins hacia arriba.

Las diferencias se deben principalmente a las diferencias de convección y radiación: este extracto de la página de Secuencia principal de Wikipedia describe esto con cierto detalle:

Debido a que existe una diferencia de temperatura entre el núcleo y la superficie, o fotosfera, la energía se transporta hacia afuera a través de la radiación y la convección. Una zona de radiación, donde la energía es transportada por la radiación, es estable contra la convección y hay muy poca mezcla de plasma. Por el contrario, en una zona de convección, la energía es transportada por el movimiento masivo de plasma, con material más caliente que sube y material más frío que desciende. La convección es un modo más eficiente para transportar energía que la radiación, pero solo ocurrirá en condiciones que creen un gradiente de temperatura pronunciado. En las estrellas masivas (más de 10 masas solares), la tasa de generación de energía por el ciclo CNO es muy sensible a la temperatura, por lo que la fusión está altamente concentrada en el núcleo. En consecuencia, hay un gradiente de alta temperatura en la región central, lo que da como resultado una zona de convección para un transporte de energía más eficiente. Esta mezcla de material alrededor del núcleo elimina la ceniza de helio de la región de combustión de hidrógeno, permitiendo que se consuma más hidrógeno en la estrella durante la vida útil de la secuencia principal. Las regiones externas de una estrella masiva transportan energía por radiación, con poca o ninguna convección. Las estrellas de masa intermedia como Sirio pueden transportar energía principalmente por radiación, con una pequeña región de convección central. Las estrellas medianas de baja masa como el Sol tienen una región central estable contra la convección, con una zona de convección cerca de la superficie que mezcla las capas externas. Esto da como resultado una acumulación constante de un núcleo rico en helio, rodeado por una región externa rica en hidrógeno. Por el contrario, las estrellas frías de muy baja masa (por debajo de 0.4 masas solares) son convectivas en todo momento.

Aquí lees: "La temperatura dentro de una estrella de neutrones recién formada es de alrededor de 10 ¹¹ a 10 ¹² grados Kelvin".

Según el catálogo McCook y Sion Espectroscópicamente White Dwarfs , la White Dwarf más popular es RE J150208 + 661224 con 170 kK.

Leí en alguna parte que los WD más fríos tienen Teffs entre 3000 y 4000 K. Si el universo fuera lo suficientemente viejo, los primeros WD ahora serían Black Dwarfs tan fríos como el espacio a su alrededor, 3 K.

Para las estrellas no degeneradas, tenemos:

Posiblemente, la estrella de secuencia principal más conocida es HD 93129 A con 52 kK. Las hipotéticas estrellas de la Población III podrían estar más calientes que eso.

A modo de comparación, la temperatura del sol es de 5778 K (wikipedia).

La estrella de secuencia principal más fría conocida es posiblemente 2MASS J0523-1403 con solo 2075 K. El papel de Dieterich sugiere que la estrella más fría posible no podría ser mucho más fría que eso, o de lo contrario no sería una estrella, sino una Enana Marrón.

Para los fusores (objetos que fusionan hidrógeno - estrellas - más objetos que fusionan Deuterio - enanas marrones), los modelos predicen que en la edad actual del universo un BD se habría enfriado a ~ 260 K (perdón por no recordar la referencia ahora). Al igual que los WD, los BD podrían ser tan fríos como el espacio si el universo fuera lo suficientemente viejo, supongo. Luego, aparte de las enanas negras, parece seguro considerar los objetos más fríos que 260 K como planetas.

Tenga en cuenta que todas las temperaturas enumeradas aquí, excepto las de las estrellas de neutrones, son temperaturas medidas en la superficie de estas estrellas . Sus centros son mucho más calientes que eso.

Finalmente, me olvidé de otros objetos hipotéticos como las estrellas Quark, las estrellas Q, etc. No me sorprendería si (realmente existen fuera de la teoría) que sus temperaturas centrales serían superiores a 10 ¹² grados Kelvin.

¿Cuál sería la temperatura de un agujero negro supermasivo?