Enkelt spørgsmål, men kan ikke synes at finde svaret hvor som helst. Det kan ikke være nuklear fusion, fordi nuklear fusion opstår som et resultat af varmen. Og det kan ikke være på grund af tyngdekraften, fordi det antages, at kernen i sorte huller er næsten absolut nul. Så hvad gør stjerner varme?
Kommentarer
- Hvem tror, at kernen i sorte huller er næsten absolut nul?
- Viser sig at være et begrebsmæssigt meget interessant spørgsmål med et ikke-åbenlyst svar.
Svar
Stjerner kke får varme på grund af nuklear fusion, de bliver varme nok til at opretholde nuklear fusion, og denne proces opretholder deres temperaturer. Atomfusion stopper faktisk en stjerne bliver varmere.
Protostjerner (før nuklear fusion) bliver varme på grund af et velkendt statistisk forhold mellem tyngdepotentialenergien af en gas og den indre kinetiske energi af de partikler, der udgør gassen. [I en ideel gas er partiklernes kinetiske energi direkte proportional med temperaturen på gassen.] Dette kaldes virial sætning , som siger, at det dobbelte af den summerede kinetiske energi af partikler ($ K $) plus tyngdepotentialenergien ($ \ Omega $, som er en negativ størrelse for et bundet objekt) er lig nul. $$ 2K + \ Omega = 0 $$
Nu kan du nedskrive systemets samlede energi som $$ E_ {tot} = K + \ Omega $$ og deraf fra den virale sætning, at $$ E_ {tot} = \ frac {\ Omega} {2}, $$ hvilket også er negativt.
Hvis vi nu fjerner energi fra systemet, for eksempel ved at lade gassen udstråle energi, således at $ \ Delta E_ {tot} $ er negativ , så ser vi, at $$ \ Delta E_ {tot} = \ frac { 1} {2} \ Delta \ Omega $$
Så $ \ Omega $ bliver mere negativ – hvilket er en anden måde at sige, at protostjernen opnår en mere kollapset konfiguration.
Mærkeligt, på samme tid, kan vi bruge virial sætningen til at se, at $$ \ Delta K = – \ frac {1} {2} \ Delta \ Omega = – \ Delta E_ {tot} $$ er positiv . dvs. kinetiske energier af partikler i gassen ( og dermed deres temperaturer ) bliver faktisk varmere. Med andre ord har gassen en negativ varmekapacitet. Men en varmere temperatur betyder normalt, at der produceres mere stråling, og hvis energitabet fortsætter, så kollapser det også.
Denne proces arresteres i sidste ende i en stjerne ved starten af nuklear fusion. Dette erstatter strålingstabene med kerneenergi, og stjernen opnår en kvasi ligevægt, der varer så længe den har nukleart brændsel til at forbrænde.
Kommentarer
- Det ' et omfattende svar, men muligvis for kompliceret
- @Tanenthor " Astronomy Stack Exchange er et spørgsmål og svarwebsted for astronomer og astrofysikere. Det ' bygges og drives af dig som en del af Stack Exchange-netværket af Q & A-websteder. Med din hjælp arbejder vi ' sammen om at opbygge et bibliotek med detaljerede svar på alle spørgsmål om astronomi. " Det er manglende detaljer, der er bemærkelsesværdige for mange svar på Astronomy SE.
Svar
Før nuklear fusion i kernen starter, stjernens varme kommer fra sammentrækningen af den originale tåge. Når sagen kommer tættere på hinanden, falder den potentielle energi ved det, ligesom når du smider en klippe. Energi er dog konstant, så den må gå et eller andet sted. At “et eller andet sted” er varmen i den nyfødte stjerne.
Kommentarer
- Så du ' antyder, at fødslen af en stjerne er noget voldelig og ikke gradvis, eller fortolker jeg det bare forkert?
- @ReadySetPawn Nej, jeg har ikke sagt noget om, hvor længe sammentrækningsfasen varer.
- @ReadySetPawn mens det ' er et andet spørgsmål, ja fødslen af stjerner kan være meget voldelig og midlertidigt meget lysere end når stjernen sætter sig ind i den ' s hovedsekvens. Jupiter er for eksempel 1/75 af massen af de letteste rød-dværgstjerner, men varmen fra dannelsen er tilstrækkelig til at Jupiter stadig udsender 4 gange den energi, den modtager fra solen. Den energi og varme, der skabes, når der er nok stof til at danne en stjerne sammen under tyngdekraften, er imponerende.