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Colorful Periodic Table Vectors by Vecteezy: Fuente: https://www.vecteezy.com/vector-art/86496-colorful-periodic-table.

Nucleosíntesis estelar quiescente

Curso de Astroquímica: Cómo se Compone el Universo

Clase 2 de 27

Clase 2 / 27

Oswaldo Jair García Franco

Hace 3 años

Los procesos de fusión nuclear son reacciones en las que los núcleos atómicos se combinan para formar núcleos más pesados, liberando energía en el proceso. A continuación, describiré brevemente los siguientes procesos de fusión nuclear:

Cadena P-P (Proceso protón-protón): La cadena P-P es el proceso dominante de fusión nuclear en el Sol y otras estrellas similares a él. Implica una serie de reacciones nucleares en las cuales los protones se fusionan para formar núcleos de helio. La cadena P-P se compone de tres etapas principales:

a) P-P I: Dos núcleos de hidrógeno-1 (protones) se fusionan para formar deuterio, liberando un positrón y un neutrino.

b) P-P II: El deuterio se fusiona con un protón para formar helio-3, liberando un fotón gamma.

c) P-P III: Dos núcleos de helio-3 se fusionan para formar helio-4 (núcleo de dos protones y dos neutrones), liberando dos protones.

En cada etapa, se liberan enormes cantidades de energía en forma de radiación y neutrinos.

Ciclo CNO (Carbono-Nitrógeno-Oxígeno): El ciclo CNO es otro proceso de fusión nuclear que ocurre en estrellas más masivas que el Sol. En este ciclo, los núcleos de carbono-12 (C), nitrógeno-14 (N) y oxígeno-16 (O) actúan como catalizadores para la fusión de protones y formación de helio. El ciclo CNO consta de varias etapas, siendo la más importante:

a) CNO I: Un núcleo de carbono-12 y un protón se fusionan para formar nitrógeno-13, liberando un fotón gamma. Luego, el nitrógeno-13 se desintegra en carbono-13 y un positrón.

El ciclo CNO y la cadena P-P son los principales procesos de fusión nuclear en estrellas, dependiendo de su masa y temperatura.

Triple alfa: El proceso de triple alfa es una forma de fusión nuclear que se cree que ocurre en estrellas extremadamente masivas y calientes. En este proceso, tres núcleos de helio-4 se fusionan para formar carbono-12. Esta reacción es posible debido a una resonancia nuclear especial en el carbono-12, que permite que tres partículas alfa (núcleos de helio-4) se unan temporalmente y formen un núcleo de carbono-12 antes de que se desintegre.

Procesos-S: Los procesos-S son una serie de reacciones nucleares que ocurren en estrellas gigantes rojas durante las etapas finales de su evolución. En estos procesos, los núcleos pesados de elementos como el carbono, oxígeno y neón, se fusionan con núcleos ligeros, como el helio, produciendo elementos más pesados a través de una serie de reacciones de captura de neutrones. Los procesos-S son responsables de la formación de elementos más pesados que el hierro, como el plomo, el oro y el uranio, que se encuentran en el universo.

Estos procesos de fusión nuclear son fundamentales para la generación de energía en las estrellas y la formación de elementos químicos en el universo. En la Tierra, los científicos están investigando diferentes enfoques para replicar y controlar la fusión nuclear como fuente de energía sostenible y limpia.

Comentarios (20)20 comentarios

Luis Mendez

Hace 4 años

no supe como guardar animaciones en mis apuntes , tuve que buscar las imágenes 😊

Heidy Quitian-Lara

Profesor

¡Genial que lo investigaras! Gracias por las imágenes.

JHØN AVALØZ

Una solución seria introduciendo gifs

gifs

Hefzi-ba Nohemi Borrayo Morales

Comparto mis apuntes^^

¡Que buen resumen! Gracias por tu comentario.

Nucleosintesis estelar (quiescente)

Proceso por el cual las estrellas emiten energía (fusión átomos). Estrellas "quietas".

Mecanismos de fusión nuclear:
- Cadena P-P: Fusión de cuatro núcleos pareados de protones. Dos protones se fusionan para formar un deuterio, dos deuterios se fusionan para formar el primer isótopo de Helio "simple".
- Ciclo CNO: Cuatro núcleos de Hidrógeno son catalizados en diferentes etapas de la reacción por cada elemento CNO. Helio "refinado".
- Triple a: Tres núcleos de Helio (partículas alfa) chocan y forman instantáneamente Berilio, Boro y Litio como producto intermedio. Producto final C u O.
- Procesos-s.

Menores al Sol cadena proton-proton. Mayores a él, ciclo CNO. Estrellas de "Helio" usan los triple alfa.

Guadalupe Monge Barale

Sobre el dato de que las estrellas necesitan millones de grados kelvin para llevar a cabo el proceso. Mi pregunta es, ¿La temperatura es producida por la energía liberada en las mismas fusiones?

Hola, muy buena tu pregunta y la respuesta es no. Cuando una estrella inicia su proceso de nucleosintesis, ella ya tiene la temperatura necesaria en su núcleo. Esto se logra por lo efectos de la alta presión y gravedad que comprimen y calientan el hidrógeno hasta el punto de llevarlo a formar He. La energía que se libera en la nucleosintesis es un efecto secundario que ayuda, pero no es la condición determinate.

Hace un año

Sí, es un producto de esta fusión; por eso, las estrellas que no pueden continuar con el proceso están destinadas a enfriarse.

Alejandro Bernal Rincón

Trabajo con estándares deuterados en el lab y ahora me queda mucho más claro su estructura.

¡Qué bien! Químicos en acción trabajando con la materia producida en el big-bang :)

Carlos Joel Sejas Benavides

Nucleosíntesis estelar

¿Qué es?

Es un proceso de transformación de un núcleo simple a un núcleo mas complejo por medio de la fusión nuclear.

Nucleosíntesis quiescente

Se trata de un numero de procesos de transformación que generan elementos que mantienen la estructura de la estrella estable, estos son los 26 primeros elementos de la tabla periódica.

Mecanismos o procesos de fusión nuclear

· Cadena P-P

Este proceso se da por medio de fusiones de dos núcleos de protones o núcleos de hidrogeno sin electrones, inicialmente es la fusión de 2 núcleos, formando así, deuterios, posteriormente, se genera otra fusión, dada por 2 deuterios, formando un isotopo de helio (Helio-3), finalmente hay la fusión de dos isotopos, formando un núcleo de helio estable (helio-4).

Este proceso requiere de temperaturas altas, millones de grados kelvin y una duración de 10000 millones de años.

· Ciclo de CON

Utilizan un proceso similar, pero intervienen el carbono, nitrógeno y oxígeno, estos funcionan como catalizadores, dando como consecuencia mayor efectividad, dentro de este proceso se manejan, protones, neutrones, positrones, rayos gamma y neutrinos.

Este proceso requiere de decenas de millones de grados kelvin, pero sucede en menor tiempo, en centenas de millones de años.

· Triple Alpha

Se forma gracias a una fusión instantánea de 3 núcleos, pero este generalmente no utiliza núcleos de hidrogeno, sino de, helio, dando distintos elementos como el boro o litio, pero concluyendo en carbono, a veces logra elementos un poco mas pesados como el oxígeno.

Este proceso requiere de centenas de millones de grados kelvin, mucho mas caliente que otros procesos, pero su tiempo de proceso es de miles de años.

Ahora, ¿Qué proceso utiliza cada estrella?

Bueno, esto depende de la cantidad de masa estelar que contenga cada una, se dividen en categorías, donde M,K y G, utilizan el proceso protón - protón, nuestro sol se encuentra en la categoría G, las categorías F,K,B,O que en si, son las restantes, utilizan el ciclo CNO, finalmente el proceso triple Alpha es utilizado por estrellas que utilizan generalmente más helio que hidrogeno.

Daniel Hernandez

Algo muy curioso acerca de este tema es que, las bombas de hidrógeno, también conocidas como bombas termonucleares o bombas H, se basan en un proceso de fusión nuclear de dos etapas que utiliza los mismos ciclos de fusión nuclear que las estrellas. La reacción de fusión principal en una bomba de hidrógeno implica la fusión de isótopos de hidrógeno, típicamente deuterio (hidrógeno-2) y tritio (hidrógeno-3), para producir helio y liberar una cantidad inmensa de energía. Este proceso de fusión no se limita a un solo ciclo, sino que implica múltiples reacciones nucleares.

Kenneth Angulo L

Me gustan las animaciones cuando explican los menismos de fusion. Tengo entendido que la estrella apenas empiezan a sintetizar hierro (Fe) etan condenadas a su muerte. (no sera inmediato, pero ya tiene su tiempo contado)

Sergio Garcés

Hace 3 meses

¿Qué pasa si la estrella es pequeña?

Las estrellas de baja masa, como las enanas rojas, no alcanzan las temperaturas internas necesarias para fusionar elementos más allá del helio. A diferencia de las estrellas masivas que pueden crear carbono, oxígeno o silicio, estas estrellas pequeñas consumen su hidrógeno muy lentamente durante billones de años. Al final de su vida, simplemente se apagan de manera gradual, convirtiéndose en enanas blancas compuestas principalmente de helio, sin haber contribuido a la creación de elementos pesados en el universo.

NELSON MOISES HERNANDEZ TORRES

Hace 4 meses

¿Por qué se detiene en el hierro?

La fusión nuclear en el núcleo de las estrellas es un proceso que libera energía solo hasta llegar al hierro. Fusionar elementos más pesados que el hierro requiere consumir energía en lugar de liberarla, lo que rompe el delicado equilibrio termodinámico de la estrella. Cuando una estrella masiva acumula un núcleo de hierro, pierde su fuente de presión interna, lo que inevitablemente provoca un colapso gravitacional y marca el fin abrupto de su fase quiescente o estable.

DYLAN ANDREE GONZÁLEZ CORNEJO

¿Cómo se crean elementos más pesados lentamente?

A través del denominado 'proceso s' (captura lenta de neutrones), que ocurre en las etapas avanzadas de las estrellas gigantes. En este ambiente, los núcleos atómicos capturan neutrones libres a un ritmo lo suficientemente lento como para permitir que el núcleo inestable decaiga radiactivamente en un elemento diferente antes de capturar otro neutrón. Este mecanismo pacífico y gradual es responsable de la creación de aproximadamente la mitad de los elementos más pesados que el hierro, como el estroncio, el bario y el plomo.

Cristian Valencia

Hace 5 meses

A cuál escuela de Platzi pertenece este curso?

Este curso es parte de la Escuela de Ciencia de Datos e Inteligencia Artificial. Es un viaje fascinante, pero dime, ¿qué es lo que más te intriga de cómo se forman los elementos en el corazón de una estrella?

Emilio Antonio Monteagudo Luna

Hace 8 meses

SU FORMACION ES SIMILAR A UNA BOMBA DE FUSION TERMONUCLERAR

ANGEL SALVADOR LOPEZ VASQUEZ

¿Entonces el sol siempre fue una estrella pero en este caso es la estrella caliente?, ¿habrá algúna estrella como el sol o más grande pero fría?

¡Hola! Gracias por tu pregunta.

Vamos a hacer un pequeño resúmen primero: El Sol, nuestra estrella, se formó a partir del colapso de una nube molecular hace aproximadamente 4.6 mil millones de años. Al igual que otras estrellas, el Sol tiene un ciclo de vida, y eventualmente, en miles de millones de años, pasará por cambios que lo llevarán a transformarse en una gigante roja y, finalmente, a una enana blanca. Entonces pasará por cambios en su temperatura y tamaño.

En cuanto a la temperatura del Sol, este pertenece a la clase de estrellas tipo G, lo que significa que tiene una temperatura moderada en comparación con otras estrellas. Existen estrellas mucho más calientes, como las estrellas tipo O y B, y también estrellas más frías, como las estrellas tipo M.

Ahora, teniendo en cuanta las diferentes etapas evolutivas de las estrellas, existen estrellas similares al Sol en términos de masa, pero con características diferentes. Una estrella que podríamos mencionar es W Aquilae (W Aql), que pertenece a la rama de las gigantes. A pesar de tener una masa similar a la del Sol, W Aquilae es más fría en su superficie (~2500K), con miles de grados menos que la temperatura superficial del sol (~5700K)

Hola, Gracias por tu pregunta. El sol, es una estrella tipo G y posee unas características de volumen, masa, temperatura que se relacionan entre sí, además de un tipo de química interior que la clasifican como una estrella de la secuencia principal. Cuando hablamos de estrellas de tipo solar, normalmente nos referimos a estrellas parecidas al sol en masa. Estrellas con la masa del sol, pero más frías y grandes (en volumen), ya no se parecen al sol porque son estrellas que están en etapas más evolucionadas. En otras palabras, son estrellas de tipo gigante. Entonces, tienen la masa parecida al sol pero sus características químicas son muy diferentes. Por eso ya no es posible decir que esa estrella se parece con el sol.

Javier Bornia

Hola, mi pregunta seria, que tanta diferencia hay entre las estrellas tipo G y las tipo F? Es posible que pudiera surgir vida en un sistema solar gobernado por una tipo F o no?

Hola Javier, gracias por tu pregunta. La diferencia entre las estrellas tipo G y F está en el tipo de elementos que observamos en su espectro de emisión. En cuestiones de masa y temperatura, son parecidas, pero las tipo F son un poco más masivas y calientes (~1000 K más). Ahora, para buscar vida alrededor de una estrella tipo F, el factor importante es la distancia del planeta. Recuerda que en nuestra búsqueda de vida extraterrestre, el parámetro principal es la temperatura del planeta, para que pueda tener agua líquida en la superficie. Así que, si el planeta está a una distancia razonable, podría ser apto. Sin embargo, como estas estrellas evolucionan más rápido que las tipo G, es posible que una forma de vida compleja no pueda desarrollarse. Tal vez sea un buen lugar para microorganismos.

Hola Javier, gracias por tu pregunta. Las estrellas tipo G y tipo F se diferencian principalmente en su temperatura y masa. El tipo F, puede tener hasta unos dos mil kelvin, o un poco más de temperatura y claro, su tamaño es un poco mayor al tipo G. En realidad, los sistemas planetarios se forman al alrededor de cualquier tipo de estrella. El problema está en cuanto tiempo tiene de estabilidad o “vida” esa estrella, para permitir que exista el tiempo suficiente para que la vida pueda prosperar en uno de sus planetas. Recuerda que a medida que las estrellas aumentan de tamaño son más “inestables” y su paso por la secuencia principal se hace más corto.

Linsy Tapuy

osea hay estrellas mucho mas grande q el sol

Hola Linsy, gracias por tu pregunta. La respuesta es sí. Existen estrellas muchisimo más grandes que el Sol y tambien mucho más pequeñas. Si entras al siguiente enlace, puedes ver un video donde se muestran los tamaños de diferentes objetos del sistema solar y luego, muestran el Sol y el tamaño de otras estrellas. https://www.youtube.com/watch?v=lUmf49lpcrY Disfruta el video :)

Sí, y asustadoramente más grandes. Espero que disfrutes este video :D https://www.youtube.com/watch?v=DIzeyVdgFz4

Braulio Rangel

MARIA TERESA PANIAGUA RIVERA

gracias

Mateo Ferrer

Una estrella es un objeto esférico lleno de plasma , auto gravitante que emite luz. La nucleosíntesis es la fusión de núcleos atómicos y como subproducto generan energía. Proceso por el cual las estrellas producen energía. Mecanismos de fusión nuclear

Cadena P-P Se utiliza para las estrellas con menor masa al sol, incluyéndolo. Ciclo CNO Estrellas con mayor masa energía que el sol. Triple a Otros tipos de estrellas Procesos-s

Isotopo: Mismo elemento solo que un poco mas pesado.

Space Platzi Program 👩‍🚀🚀👽

Jesús Ignacio García Fernández

Tabla periódica

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Nucleosíntesis estelar quiescente

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Evolución estelar

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La luz y el espectro electromagnético

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