¿Cuántas generaciones de estrellas se pueden formar en la Era Stelliferous?
Como en el caso general, las estrellas se forman a partir de nebulosas que, en algunos casos, son el resultado de una supernova.
Además, las estrellas necesitan hidrógeno para convertirse en una estrella (para realizar una fusión nuclear), pero las estrellas consumen hidrógeno en su ciclo de vida. Así, cada vez queda menos hidrógeno para la generación futura y más elementos pesados ocupan ese lugar .
¿Cuántas generaciones de estrellas se pueden formar hasta que no quede suficiente hidrógeno para crear nuevas estrellas?
Respuestas
Uno puede hacer un límite superior teórico considerando la estrella de vida más corta posible$\tau_{short}$, y un gran suministro de hidrógeno inicial $M_H$. Entonces se podría calcular la fracción de hidrógeno que se recicla$r$ después de que termine la estrella (con una supernova), y obtenga un número total de generaciones como $ \log (M_{star}/M_H)/\log(r)$. Si uno usa la masa solar$r\approx 0.5$ y una masa galáctica de gas $M_H=10^{10}M_\odot$uno podría tener 33 generaciones. Por supuesto, se podría intentar ajustar esto utilizando estrellas más pesadas que se reciclan mejor pero que no se ven afectadas por la creciente metalicidad del medio , pero sería un esfuerzo en vano: no es un modelo realista.
La superposición entre generaciones está aumentando: las estrellas se fabrican hoy a partir de una mezcla de gas reciclado de todas las generaciones anteriores. También duran períodos de tiempo muy diferentes dependiendo de la masa, por lo que el depósito de gas no se llena convenientemente para que se cree la próxima generación, sino que se completa mientras la formación estelar está en curso. Por lo tanto, hablar de generaciones se vuelve cada vez menos útil y, en cambio, tiene sentido hablar principalmente de cuándo se formó una estrella o cuántos metales tenía al principio debido a un depósito de gas altamente evolucionado.
Se puede simular la formación y el reciclaje de estrellas utilizando modelos de cada una, pero rápidamente se vuelve bastante complejo y peor, dependiendo de las suposiciones sobre cuánto gas dentro del cúmulo caerá en el futuro, algo que está débilmente limitado. Las tendencias actuales en la formación de estrellas sugieren que estamos cerca del número máximo de estrellas y que la formación estelar máxima ocurrió en el pasado, por lo que se formarán relativamente pocas estrellas en el futuro hasta que los niveles de gas desciendan por debajo de una densidad superficial crítica y se apaguen (ver sección D en este artículo ). Pero si el gas intra-racimo se enfría y llueve lentamente, eso puede prolongar un poco las cosas. Aún así, en aproximadamente$10^{14}$ años habrán cesado la formación estelar normal.