Yksinkertainen kysymys, mutta ei näytä löytävän vastausta mistä tahansa. Se ei voi olla ydinfuusio, koska ydinfuusio tapahtuu lämmön seurauksena. Ja se ei voi johtua painovoimasta, koska uskotaan, että mustien aukkojen ydin on lähes absoluuttinen nolla. Joten mikä tekee tähdistä kuumia?
kommentit
- Kuka uskoo, että mustien aukkojen ydin on lähes absoluuttinen nolla?
- Osoittautuu käsitteellisesti hyvin mielenkiintoinen kysymys, jolla ei ole selvää vastausta.
Vastaa
Tähdet eivät saa kuumana ydinfuusion takia, ne tulevat tarpeeksi kuumiksi ylläpitääkseen ydinfuusion ja tämä prosessi ylläpitää niiden lämpötiloja. Ydinfuusio pysäyttää tähden kuumenemisen.
Prototähdet (ennen ydinfuusiota) kuumenevat hyvin tunnetun gravitaatiopotentiaalien välisen tilastollisen suhteen vuoksi kaasun muodostavien hiukkasten sisäisen kineettisen energian. [Ihanteellisessa kaasussa hiukkasten kineettinen energia on suoraan verrannollinen kaasun lämpötilaan.] Tätä kutsutaan viraalilauseeksi , joka sanoo, että kahdesti hiukkasten yhteenlasketun kineettisen energian ($ K $) plus gravitaatiopotentiaalienergian ($ \ Omega $, joka on sidotun objektin negatiivinen määrä) arvo on nolla. $$ 2K + \ Omega = 0 $$
Nyt voit kirjoittaa järjestelmän kokonais energian arvoon $$ E_ {tot} = K + \ Omega $$ ja siis viraalilauseesta $$ E_ {tot} = \ frac {\ Omega} {2}, $$, joka on myös negatiivinen.
Jos nyt poistamme energiaa Järjestelmä esimerkiksi sallimalla kaasun säteilemään energiaa pois siten, että $ \ Delta E_ {tot} $ on negatiivinen , niin näemme, että $$ \ Delta E_ {tot} = \ frac { 1} {2} \ Delta \ Omega $$
Joten $ \ Omega $ muuttuu negatiivisemmaksi – mikä on toinen tapa sanoa, että prototähti saavuttaa enemmän romahdetun kokoonpano.
Kummallakin tavalla samaan aikaan voimme nähdä viraalilauseen nähdäksesi, että $$ \ Delta K = – \ frac {1} {2} \ Delta \ Omega = – \ Delta E_ {tot} $$ on positiivinen . ts. kaasussa olevien hiukkasten ( ja siten niiden lämpötilat ) kineettiset energiat todella kuumenevat. Toisin sanoen kaasulla on negatiivinen lämpökapasiteetti. Kuumempi lämpötila tarkoittaa yleensä sitä, että säteilyä syntyy enemmän, ja jos energiahäviöt jatkuvat, niin myös romahtaa.
Tämä prosessi pysäytetään lopulta tähdessä ydinfuusion alkaessa. Tämä korvaa säteilyhäviöt ydinenergialla ja tähti saavuttaa lähes tasapainon, joka kestää niin kauan kuin sillä on ydinpolttoainetta palamaan.
Kommentit
- Se ' on kattava vastaus, mutta mahdollisesti liian monimutkainen
- @Tanenthor " Tähtitiedepinonvaihto on kysymys ja astronomien ja astrofyysikoiden vastaussivusto. Se on ' rakennettu ja suoritettu osana Q & A-sivustojen Stack Exchange -verkkoa. Avullanne ' työskentelemme yhdessä rakentamaan kirjaston yksityiskohtaisia vastauksia kaikkiin tähtitieteeseen liittyviin kysymyksiin. " Se on yksityiskohtaisuuden puute , joka on huomattava monista Astronomy SE: n vastauksista.
Vastaa
Ennen ydinfuusio ytimessä alkaa, tähden lämpö tulee alkuperäisen sumun supistumisesta. Kun asia lähestyy toisiaan, sen potentiaalinen energia pienenee, aivan kuten pudottaessasi kiven. Energia on kuitenkin vakio, joten sen on mentävä jonnekin. Se ”jossain” on vastasyntyneen tähden lämpö.
Kommentit
- Joten ' uudelleen viitaten siihen, että tähden syntymä on jonkin verran väkivaltaista eikä asteittaista vai tulkitsenko vain sen väärin?
- @ReadySetPawn Nope, en ole sanonut mitään supistumisvaiheen kestosta.
- @ReadySetPawn, kun se ' on eri kysymys, kyllä tähtien syntymä voi olla hyvin väkivaltainen ja tilapäisesti paljon kirkkaampi kuin silloin, kun tähti asettuu siihen >
pääjärjestys. Esimerkiksi Jupiter on 1/75 kevyimpien puna-kääpiötähtien massasta, mutta muodostumisesta tuleva lämpö on riittävä, että Jupiter tuottaa edelleen nelinkertaisen määrän energiaa, jonka se saa auringolta. Energia ja lämpö, joka syntyy, kun tarpeeksi aineen muodostamiseksi tähti muodostuu yhteen painovoiman vaikutuksesta, on vaikuttava.