Esta ilustración muestra una estrella enana roja orbitada por un exoplaneta hipotético. Las enanas rojas tienden a ser magnéticamente activas, mostrando gigantescas prominencias arqueadas y una gran cantidad de manchas solares oscuras. Las enanas rojas también entran en erupción con intensas erupciones que podrían despojar a la atmósfera de un planeta cercano con el tiempo o hacer que la superficie sea inhóspita para la vida tal como la conocemos. Crédito: NASA, ESA y D. Player (STScI).
Las enanas rojas son las estrellas más abundantes de la Vía Láctea y representan el 70% de todas las estrellas.
Pero la física de sus interiores no se comprende bien. El calor se genera en el núcleo y viaja hacia la superficie, pero no está claro si ese proceso ocurre por radiación, convección o una combinación de ambos. El factor clave que determina si las enanas rojas están dominadas por la radiación o la convección es la opacidad del hidrógeno interno.
Los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) que utilizan la Instalación Nacional de Ignición, el láser más grande y energético del mundo, están explorando la opacidad del hidrógeno bajo las presiones extremas y las temperaturas relativamente bajas que se encuentran en el interior de las enanas rojas. La investigación aparece en la revista, Física de los plasmas.
Las enanas rojas son estrellas de muy baja masa. Como resultado, tienen presiones relativamente bajas, una velocidad de fusión baja y una temperatura baja. La energía generada es el producto de la fusión nuclear de hidrógeno en helio mediante el mecanismo de cadena protón-protón (PP). Estas estrellas emiten relativamente poca luz.
En su artículo, los científicos y colaboradores del LLNL proponen un experimento de implosión novedoso en el NIF para medir la opacidad del hidrógeno denso debido a la absorción libre, que se cree que es el mecanismo de absorción dominante en ese entorno. Para lograr esto, la velocidad de implosión se reduce significativamente para lograr temperaturas de plasma más frías que las requeridas para las reacciones de fusión por confinamiento inercial autosostenidas, y el hidrógeno de alta densidad se analiza mediante radiografía de rayos X.
Se cree que las enanas rojas más pequeñas son totalmente convectivas. En este caso, las reacciones de fusión en el núcleo se recargan permanentemente con hidrógeno de las capas exteriores. Combinado con las bajas tasas de fusión debido a las temperaturas relativamente bajas del núcleo, la convección posiblemente permita que algunas enanas rojas duren billones de años hasta que se gaste todo el combustible de hidrógeno.
La estructura interna de una estrella tiene un gran impacto en la actividad de su superficie. El límite entre un núcleo radiativo y una capa convectiva puede generar fuertes campos magnéticos y una atmósfera turbulenta, incluidos estallidos radiativos y de plasma que pueden amenazar la vida en los planetas cercanos.
«Pero incluso un núcleo radiativo pequeño puede cambiar fuertemente el comportamiento y su existencia depende de manera crucial de la efectividad del transporte de radiación en materia altamente comprimida», dijo el coautor de LLNL, Tilo Doeppner. «Comprender las propiedades radiativas de los plasmas complejos dentro de una estrella anfitriona es crucial al juzgar la posibilidad de que un exoplaneta albergue vida, especialmente para las enanas rojas, donde se cree que la zona habitable se encuentra relativamente cerca de la estrella debido a la baja superficie. la temperatura.»
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J. Lütgert et al, Plataforma para probar las propiedades de transporte de radiación del hidrógeno en condiciones que se encuentran en los interiores profundos de las enanas rojas, Física de los plasmas (2022). DOI: 10.1063/5.0094579
Citación: Una inmersión profunda en el interior de las enanas rojas (8 de septiembre de 2022) recuperado el 8 de septiembre de 2022 de https://phys.org/news/2022-09-deep-interior-red-dwarfs.html
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