Proste pytanie, ale wydaje się, że nie można znaleźć odpowiedzi nigdzie. Nie może to być fuzja jądrowa, ponieważ fuzja jądrowa zachodzi w wyniku ciepła. I nie może to być spowodowane grawitacją, ponieważ uważa się, że jądro czarnych dziur ma prawie zero absolutne. Więc co sprawia, że gwiazdy są gorące?
Komentarze
- Kto uważa, że rdzeń czarnych dziur ma prawie zero absolutne?
- Okazuje się koncepcyjnie bardzo interesujące pytanie z nieoczywistą odpowiedzią.
Odpowiedź
Gwiazdki nie otrzymują gorące z powodu syntezy jądrowej, stają się wystarczająco gorące, aby podtrzymać fuzję jądrową, a ten proces utrzymuje ich temperaturę. Fuzja jądrowa faktycznie zatrzymuje gwiazdę coraz cieplejszą.
Protogwiazdy (przed fuzją jądrową) nagrzewają się z powodu dobrze znanego statystycznego związku między grawitacyjną energią potencjalną gazu i wewnętrznej energii kinetycznej cząstek, które tworzą gaz. [W idealnym gazie energia kinetyczna cząstek jest wprost proporcjonalna do temperatury gazu.] Jest to znane jako twierdzenie wirialne , które mówi, że dwukrotność zsumowanej energii kinetycznej cząstek ($ K $) plus energia potencjalna grawitacji ($ \ Omega $, która jest wartością ujemną dla obiektu związanego) równa się zeru. $$ 2K + \ Omega = 0 $$
Teraz możesz zapisać całkowitą energię systemu jako $$ E_ {tot} = K + \ Omega $$ i stąd z twierdzenia wirusowego, że $$ E_ {tot} = \ frac {\ Omega} {2}, $$, które również jest ujemne.
Jeśli teraz usuniemy energię z system, na przykład pozwalając gazowi na wypromieniowanie energii, tak że $ \ Delta E_ {tot} $ jest ujemne , wtedy widzimy, że $$ \ Delta E_ {tot} = \ frac { 1} {2} \ Delta \ Omega $$
Więc $ \ Omega $ staje się bardziej ujemne – co jest innym sposobem na powiedzenie, że protogwiazda osiąga bardziej zwinięty konfiguracja.
Co dziwne, w tym samym czasie możemy użyć twierdzenia o wirusach, aby zobaczyć, że $$ \ Delta K = – \ frac {1} {2} \ Delta \ Omega = – \ Delta E_ {tot} $$ jest dodatnia . tj. energie kinetyczne cząstek w gazie (, a tym samym ich temperatury ) faktycznie stają się wyższe. Innymi słowy, gaz ma ujemną pojemność cieplną. Jednak wyższa temperatura zwykle oznacza więcej promieniowania i jeśli straty energii nie ustąpią, to zapadnie się.
Proces ten zostaje ostatecznie zatrzymany w gwieździe przez początek syntezy jądrowej. To zastępuje straty promieniowania energią jądrową i gwiazda osiąga quasi-równowagę, która trwa tak długo, jak długo ma paliwo jądrowe.
Komentarze
- To ' to wyczerpująca odpowiedź, ale prawdopodobnie zbyt skomplikowana
- @Tanenthor " Astronomy Stack Exchange to pytanie i witryna odpowiedzi dla astronomów i astrofizyków. Jest ' tworzony i obsługiwany przez Ciebie jako część sieci Stack Exchange witryn Q & A. Z Twoją pomocą ' pracujemy razem, aby stworzyć bibliotekę szczegółowych odpowiedzi na każde pytanie dotyczące astronomii. " To jest brak szczegółów, które są godne uwagi w wielu odpowiedziach na Astronomy SE.
Odpowiedź
Przed rozpoczyna się fuzja jądrowa w jądrze, ciepło gwiazdy pochodzi ze skurczu pierwotnej mgławicy. Kiedy materia zbliża się do siebie, jej energia potencjalna maleje, tak jak wtedy, gdy upuszczasz kamień. Energia jest jednak stała, więc musi gdzieś iść. To „gdzieś” to ciepło nowo narodzonej gwiazdy.
Komentarze
- Więc ' re co sugeruje, że narodziny gwiazdy są nieco gwałtowne i nie są stopniowe, czy też po prostu interpretuję je źle?
- @ReadySetPawn Nie, nie powiedziałem nic o tym, jak długo trwa faza skurczu.
- @ReadySetPawn while it ' to inne pytanie, tak, narodziny gwiazd mogą być bardzo gwałtowne i chwilowo o wiele jaśniejsze niż wtedy, gdy gwiazda się w nich osiada ' s główna sekwencja. Na przykład Jowisz ma masę 1/75 najlżejszych czerwonych karłów, ale ciepło powstałe podczas formowania się jest wystarczające, aby Jowisz nadal emitował 4 razy więcej energii niż otrzymuje od Słońca. Energia i ciepło powstające, gdy wystarczająca ilość materii do uformowania gwiazdy zlewa się pod wpływem grawitacji, jest imponująca.