Considere a contração pré-Seqüência Principal de uma proto-estrela de massa M. Qual a massa limite para que a proto-estrela se torne uma estrela da ZAMS?

Passo 1

O enunciado pede para achar a massa mínima de uma proto-estrela (durante a contração pré-Sequência Principal) para que ela atinja as condições de fusão de hidrogênio e passe à ZAMS. Vamos usar conceitos de virial, condição de fusão térmica e resultados de modelos de pré-seqüência principal.

Passo 2

Pela virialização, parte da energia gravitacional converte-se em energia térmica, elevando a temperatura central. Para que comece a fusão de hidrogênio, precisamos atingir cerca de
Tc >rsim 10^7 K
Modelos simplificados de pré-seqüência principal indicam que a temperatura máxima alcançada no núcleo escala com a massa da proto-estrela.
Abaixo de certa massa, a contração esbarra na pressão de degrau dos elétrons antes de chegar a Tcsim10^7,K, impedindo a fusão. Essa pressão degenerada domina para massas menores, gerando um anão marrom em vez de estrela de sequência principal.

Passo 3

Modelos detalhados de evolução pré-seqüência principal (politrópicos e de campo de radiação) mostram que apenas proto-estrelas com massa maior que aproximadamente 0,08,Modot conseguem chegar a Tcsim10^7,K sem ficarem degeneradas.
Portanto, a massa-limite mínima para que uma proto-estrela se torne uma estrela ZAMS é de aproximadamente 0,08 massas solares.

Resposta

Mrm limiteapprox0,08,Modot

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