Simuladores / Enanas blancas: masa, radio y límite de Chandrasekhar

Enanas blancas: masa, radio y límite de Chandrasekhar

SecundariaUniversitaria

Curva masa–radio del modelo de Chandrasekhar (gas de electrones degenerados con la ecuación de estado exacta) frente a la rama no relativista R ∝ M^(−1/3) y al límite M_Ch = 5.83 μₑ⁻² M☉; elige la densidad central y la composición (C/O o Fe), mira el perfil de densidad y compara con Sirio B, Proción B y 40 Eri B.

\frac{dP}{dr} = -\frac{Gm\rho}{r^2},\quad P = \frac{\pi m_e^4c^5}{3h^3}\left[x(2x^2-3)\sqrt{1+x^2} + 3\,\operatorname{asinh}x\right],\quad x = \frac{p_F}{m_e c},\quad M_{\rm Ch} = \frac{5.83}{\mu_e^2}\,M_\odot

Masa: 1.018 M☉ (69.9 % de M_Ch)
Radio: 5582 km = 0.88 R⊕ = 0.0080 R☉
Límite de Chandrasekhar: M_Ch = 5.83 μₑ⁻² M☉ = 1.456 M☉
Densidad media: 2.78×10⁹ kg/m³ (2.8e+6 g/cm³)
Centro: ρ_c = 3.16×10¹⁰ kg/m³, x_c = p_F/m_e c = 2.532, P_c = 4.36×10²³ Pa
Gravedad superficial: g = 4.34×10⁶ m/s² (log g = 8.64 cgs)
Politropo n = 3/2 a la misma M: R_NR = 8825 km (58.1 % mayor)
Régimen: transición relativista (x_c ~ 1)

Densidad central ρ_c = 3.16×10¹⁰ kg/m³Composición μₑ = 2.00 (nucleones por electrón)

Modo sencillo (solo la curva y los datos)

Equilibrio hidrostático dP/dr = −Gmρ/r² con la ecuación de estado del gas de electrones completamente degenerado (T = 0), P = A f(x) con x = p_F/m_e c y ρ = μₑ m_u B x³ (Chandrasekhar 1935), integrado con RK4 adaptativo para cada ρ_c. A baja densidad P ∝ ρ^(5/3) (politropo n = 3/2, R ∝ M^(−1/3)); a alta densidad P ∝ ρ^(4/3) (n = 3) y la masa tiende a M_Ch = 5.83 μₑ⁻² M☉ (Kippenhahn, Weigert y Weiss 2012, ec. 19.30; 1.44 M☉ con m_H en lugar de m_u). Sin correcciones de Coulomb, temperatura ni neutronización (Hamada y Salpeter 1961), que cambian R en ~1 %. Datos: Sirio B (Bond et al. 2017, ApJ 840, 70), Proción B (Bond et al. 2015, ApJ 813, 106), 40 Eri B (Bond, Bergeron y Bédard 2017, ApJ 848, 16). Constantes CODATA 2018 y nominales IAU 2015.

Librería: src/lib/math/chandrasekhar.tssrc/lib/math/polytrope.tssrc/lib/math/integrators.tssrc/lib/math/constants.ts