Evolución química de las estrellas
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UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Influencia química
en la evolución de las
estrellas
Nombre : Ricardo Mejías Constanzo
Carrera : Matemática
Asignatura : Astronomía II
Profesor : Dr. Cristian Cortés
Fecha de entrega: 14 de Noviembre, 2014
UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Leer el capítulo 13 del libro "An introduction to modern Astrophysics". Para esta tarea ud. debe:
1) Obtener las trayectorias evolutivas de Padova para todas las masas y metalicidades Z disponibles.
Los datos están disponibles en la pagina de Internet http://pleiadi.pd.astro.it/ .
2) Obtener las isócronas de Padova para las metalicidades Z =0.004, Z =0.019 y Z=0.030. Los datos
están disponibles en la pagina de Internet http://pleiadi.pd.astro.it/ .
3) Elabore gráficos de las trayectorias evolutivas para cada Z conteniendo al logaritmo de la
temperatura efectiva como función de la luminosidad solar. Este gráfico debe contener todas las
masas disponibles para cada metalicidad Z.
UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
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0 1 2 3 4 5
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Teff
log L
Gráfico trayectoria evolutiva para Z=0,001
Series2
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FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
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0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
log
L
log Teff
Trayectorias Evolutivas para Z=0,0004
UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
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0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Log
L
Log Tef
Trayectorias Evolutivas para Z=0,004
UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
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0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Log
L
Log Tef
Trayectoria Evolutiva para Z=0,008
UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
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0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Log
L
Log Tef
Trayectoria Evolutiva para Z=0,019
UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
4) ¿Qué es una trayectoria evolutiva?
La trayectoria evolutiva es la curva que representa la trayectoria de la vida de las estrellas en el
diagrama H-R en función del tiempo, desde el momento de la aparición de la fotósfera, cuando ya
es posible ubicar la estrella en dicho diagrama.
5) ¿Cuál es el efecto de la masa en estos gráficos?
La masa de las estrellas influye en las trayectorias evolutivas ya que en el caso de una estrella de
gran masa, si bien contiene más hidrógeno y helio como combustible en relación a otras menos
masivas, por cada momento de emitir una mayor energía para poder mantener los equilibrios que la
sostienen, pues debe llegar la energía a una masa mayor para un mismo volumen. Por otro lado, en el
caso de estrellas menos masivas, si bien tienen menos “combustible” en su núcleo, no deben infundir
energía a una gran masa, por lo que su tasa de disminución es mucho menos que en las estrellas
masivas. Esto hace que puedan disponer de combustible durante mucho más tiempo, logrando que
puedan vivir muchos más años que otras estrellas.
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4
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0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Log
L
Log Tef
Trayectoria Evolutiva para Z=0,030
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FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
6) ¿Cuál es el efecto de Z para determinada masa en estos gráficos?
Cuanto más masiva es una estrella el viento estelar expulsa más material, lo que provoca que se
detenga su colapso gravitacional. Por esto existe un límite máximo en la masa de las estrella. Este
límite está determinado por la metalicidad, pues los elementos más opacos a la radiación son los más
pesados, por lo tanto una mayor presencia de estos elementos provoca un detenimiento más rápido
del colapso debido a la radiación.
7) Elabore gráficos de las isócronas para cada Z conteniendo al logaritmo de la temperatura efectiva
como función de la luminosidad solar. Este gráfico debe contener todas las edades disponibles para
cada metalicidad Z.
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4
3,45 3,5 3,55 3,6 3,65 3,7 3,75 3,8
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L
Log Teff
Gráfico de Isócronas para z=0,019
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DEPARTAMENTO DE FÍSICA
8) ¿Qué es una isócrona? ¿Cuál es su uso?
Las isócronas son las curvas que grafican matemáticamente la posición de la trayectoria evolutiva
de cada estrella en el diagrama H-R correspondientes a un cierto cúmulo estelar. Esto puede
usarse para entender las escalas de tiempo en la evolución estelar.
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3,5 3,55 3,6 3,65 3,7 3,75 3,8
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L
Log Teff
Gráfico Isócronas para z=0,004
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3,4 3,45 3,5 3,55 3,6 3,65 3,7 3,75
Log
L
Log Teff
Gráfico de Isócronas para z=0,030
UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
9) ¿Cuál es el efecto de la edad en estos gráficos?
El efecto de la edad en estos gráficos lo podemos apreciar en que hay un aumento de la
luminosidad, lo que implica que por efecto de la gravedad la estrella puede estar tomando masa,
llegando a coinvertirse en una gigante roja o estar previa a una explosión de supernova. Luego, junto
al aumento de la edad, la luminosidad va disminuyendo sea porque la estrella estudiada en particular
se pudo convertir en enana blanca o ya explotó hace un tiempo como supernova.
10) ¿Cuál es el efecto de Z para determinada edad en estos gráficos?
Observamos que para una metalicidad Z=0,004 y Z=0,03 hay una mayor temperartura efectiva en
general que en la gráfica de Z=0,019, lo que se debe a que aún tiene bastante material para
transformar en energía por fusión del hidrógeno y el helio.
UNIVERSIDAD METROPOLITANA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
* Estimado Profesor:
Hay un error de carácter informático en el pdf que hace que no pueda mostrar uno de los gráficos
(track para Z=0,001). Cualquier duda que se le presente a raíz de esto, por favor pregúnteme y le
mostraré el Word.
Saludos:
Ricardo.