O que torna as estrelas quentes?

Estrelas não recebem quentes por causa da fusão nuclear, eles tornam-se quentes o suficiente para sustentar a fusão nuclear e este processo mantém suas temperaturas. A fusão nuclear, na verdade, impede que uma estrela fique mais quente.

As proto-estrelas (antes da fusão nuclear) ficam quentes por causa de uma relação estatística bem conhecida entre a energia potencial gravitacional de um gás e a energia cinética interna das partículas que o compõem. [Em um gás ideal, a energia cinética das partículas é diretamente proporcional à temperatura do gás.] Isso é conhecido como o teorema do virial , que diz que duas vezes a soma da energia cinética das partículas ($ K $) mais a energia potencial gravitacional ($ \ Omega $, que é uma quantidade negativa para um objeto ligado) é igual a zero. $$ 2K + \ Omega = 0 $$

Agora você pode anotar a energia total do sistema como $$ E_ {tot} = K + \ Omega $$ e portanto, do teorema virial que $$ E_ {tot} = \ frac {\ Omega} {2}, $$ que também é negativo.

Se agora removermos a energia de o sistema, por exemplo, permitindo que o gás irradie energia, de modo que $ \ Delta E_ {tot} $ seja negativo , então vemos que $$ \ Delta E_ {tot} = \ frac { 1} {2} \ Delta \ Omega $$

Então $ \ Omega $ se torna mais negativo – o que é outra maneira de dizer que a protoestrela atinge um mais recolhido configuração.

Estranhamente, ao mesmo tempo, podemos usar o teorema virial para ver que $$ \ Delta K = – \ frac {1} {2} \ Delta \ Omega = – \ Delta E_ {tot} $$ é positivo . ou seja, as energias cinéticas das partículas no gás ( e, portanto, suas temperaturas ) realmente ficam mais quentes. Em outras palavras, o gás tem capacidade térmica negativa. Mas uma temperatura mais alta geralmente significa que mais radiação é produzida e, se as perdas de energia continuarem, o mesmo acontecerá com o colapso.

Esse processo acaba sendo interrompido em uma estrela pelo início da fusão nuclear. Isso substitui as perdas radiativas por energia nuclear e a estrela atinge um quase-equilíbrio que dura enquanto tiver combustível nuclear para queimar.

Comentários

• É ' uma resposta abrangente, mas possivelmente muito complicada
• @Tanenthor " Astronomy Stack Exchange é uma questão e site de resposta para astrônomos e astrofísicos. Ele ' é construído e executado por você como parte da rede Stack Exchange de sites Q & A. Com sua ajuda, ' estamos trabalhando juntos para construir uma biblioteca de respostas detalhadas para todas as perguntas sobre astronomia. " É falta de detalhes que é notável sobre muitas respostas em Astronomia SE.

Antes do fusão nuclear no núcleo começa, o calor da estrela vem da contração da nebulosa original. Quando a matéria se aproxima, sua energia potencial diminui, assim como quando você deixa cair uma pedra. A energia, entretanto, é constante, então ela tem que ir para algum lugar. Esse “algum lugar” é o calor da estrela recém-nascida.

Comentários

• Então você ' re implicando que o nascimento de uma estrela é um tanto violento e não gradual ou estou apenas interpretando errado?
• @ReadySetPawn Não, eu não disse nada sobre quanto tempo dura a fase de contração.
• @ReadySetPawn embora ' seja uma questão diferente, sim, o nascimento de estrelas pode ser muito violento e temporariamente muito mais brilhante do que quando a estrela se estabelece nele ' s seqüência principal. Júpiter, por exemplo, tem 1/75 da massa das estrelas anãs vermelhas mais claras, mas o calor da formação é suficiente para que Júpiter ainda emita 4 vezes a energia que recebe do sol. A energia e o calor criados quando matéria suficiente para formar uma estrela se aglutina sob a gravidade são impressionantes.