Metalicidad

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En astronomía , la metalicidad de un objeto es la cantidad adimensional que indica la fracción de masa de elementos de materia distintos del hidrógeno o el helio . Todos los elementos más pesados ​​se definen en astronomía como metales .

Metalicidad, poblaciones estelares y edad

La metalicidad de un objeto puede proporcionar indicios de su edad. Según las teorías cosmológicas actuales, cuando se formó el universo , estaba compuesto casi en su totalidad por hidrógeno y helio, por lo que las estrellas más antiguas (las de población II y población III ) tienen una metalicidad muy baja. A medida que el universo envejece, el contenido de metales también aumenta, debido a la nucleosíntesis estelar y al enriquecimiento de metales que sufre el medio interestelar a través de nebulosas y supernovas planetarias .

Definición operativa y medición de la metalicidad

La metalicidad del Sol es de aproximadamente el 1,6% en masa .

Para otras estrellas de la galaxia , la metalicidad se expresa como [Fe / H], que representa el logaritmo de la proporción de abundancia de hierro de la estrella con respecto al Sol. La metalicidad de una estrella se mide por el espectro de absorción de los elementos contenidos. en la atmósfera estelar. Hay varios formalismos matemáticos para expresar la metalicidad:

  • Metalicidad en función de la masa
X -> Función de la masa de H.
Y -> Función de la masa de He
Z -> Función de la masa de "metales"
¿Dónde ocurre que:
Composición primordial: X = 0,76 Y = 0,24 Z = 0,00
Composición solar: X = 0,70 Y = 0,28 Z = 0,02
Tenga en cuenta que la metalicidad también se puede expresar en función del número de átomos, en cuyo caso se obtienen valores más altos para el hidrógeno y valores más bajos para el helio y los metales.
  • Índice de metalicidad
Por lo general, el valor de la metalicidad se obtiene utilizando la abundancia de elementos metálicos del Sol como medida principal. Esta medida no es absoluta sino relativa. Las líneas de absorción observadas son las de hidrógeno y hierro. La metalicidad del Sol es el 1,6% de la masa. El índice de metalicidad se obtiene de la relación Fe / H que representa el logaritmo del cociente entre la abundancia de metales en la estrella y la abundancia solar. Esta es su fórmula:
donde ab es el valor de la abundancia de hierro (Fe) o hidrógeno (H) según el caso.

El índice de metalicidad del Sol será . Los objetos con menos metales que el Sol tienen un índice de metalicidad negativo, mientras que otros objetos ricos en metales tienen un índice positivo. Dado que la escala es logarítmica, una metalicidad de "-1" equivale a una abundancia diez veces menor que la del Sol, "-2" a una abundancia cien veces menor que la del Sol, y así sucesivamente. De manera similar, un índice de "+1" corresponde a una abundancia diez veces mayor, "+2" cien veces mayor, y así sucesivamente.

Metalicidad en la Vía Láctea y otras galaxias

En la galaxia, la metalicidad es más alta en el centro y más baja en el exterior. Esto se debe a que hacia el centro de la galaxia hay muchas más estrellas, y durante su existencia, más metales han regresado al medio interestelar.
De manera similar, las galaxias más grandes tienden a tener mayor metalicidad. En el caso de las Nubes de Magallanes , dos pequeñas galaxias irregulares que orbitan la Vía Láctea , la Gran Nube de Magallanes tiene una metalicidad de aproximadamente el 40% del valor galáctico, mientras que la Pequeña Nube de Magallanes tiene una metalicidad aproximada del 10%.

Bibliografía

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