Ce face ca stelele să fie fierbinți?

Stelele nu primesc fierbinți din cauza fuziunii nucleare, ei devin suficient de fierbinți pentru a susține fuziunea nucleară și acest proces își menține temperaturile. Fuziunea nucleară oprește o stea care se încălzește.

Protostelele (înainte de fuziunea nucleară) devin fierbinte datorită unei relații statistice bine cunoscute între energia potențială gravitațională a unui gaz și a energiei cinetice interne a particulelor care alcătuiesc gazul. [Într-un gaz ideal, energia cinetică a particulelor este direct proporțională cu temperatura gazului.] Aceasta este cunoscută sub numele de teorema virială , care spune că de două ori energia cinetică însumată a particulelor ($ K $) plus energia potențială gravitațională ($ \ Omega $, care este o cantitate negativă pentru un obiect legat) este egală cu zero. $$ 2K + \ Omega = 0 $$

Acum puteți nota energia total a sistemului ca $$ E_ {tot} = K + \ Omega $$ și deci din teorema virială că $$ E_ {tot} = \ frac {\ Omega} {2}, $$ care este și negativ.

Dacă acum eliminăm energia din sistemul, de exemplu, permițând gazului să radieze energie, astfel încât $ \ Delta E_ {tot} $ este negativ , atunci vedem că $$ \ Delta E_ {tot} = \ frac { 1} {2} \ Delta \ Omega $$

Deci $ \ Omega $ devine mai negativ – ceea ce este un alt mod de a spune că protostelul atinge un mai mult prăbușit configurație.

În mod ciudat, în același timp, putem folosi teorema virială pentru a vedea că $$ \ Delta K = – \ frac {1} {2} \ Delta \ Omega = – \ Delta E_ {tot} $$ este pozitiv . adică energiile cinetice ale particulelor din gaz ( și, prin urmare, temperaturile lor ) devin de fapt mai fierbinți. Cu alte cuvinte, gazul are o capacitate termică negativă. Dar o temperatură mai fierbinte înseamnă, de obicei, că se produce mai multă radiație și, dacă pierderile de energie continuă, atunci se produce și colapsul.

Acest proces este în cele din urmă oprit într-o stea de la apariția fuziunii nucleare. Acest lucru înlocuiește pierderile radiative cu energie nucleară, iar steaua atinge un cvasi-echilibru care durează atât timp cât are combustibil nuclear de ars.

Comentarii

• Este ' un răspuns cuprinzător, dar posibil prea complicat
• @Tanenthor " Astronomy Stack Exchange este o întrebare și site de răspuns pentru astronomi și astrofizicieni. Este ' construit și rulat de dvs. ca parte a rețelei Stack Exchange a site-urilor Q & A. Cu ajutorul dvs., ' lucrăm împreună pentru a construi o bibliotecă de răspunsuri detaliate la fiecare întrebare despre astronomie. " Este lipsa de detalii care este notabilă despre multe răspunsuri pe Astronomy SE.

Înainte de fuziunea nucleară în miez începe, căldura stelei provine din contracția nebuloasei originale. Când problema se apropie, energia potențială a acesteia scade, la fel ca atunci când aruncați o piatră. Cu toate acestea, energia este constantă, deci trebuie să meargă undeva. Acel „undeva” este căldura în steaua nou-născută.

Comentarii

• Deci tu ' re sugerând că nașterea unei stele este oarecum violentă și nu graduală sau o interpretez greșit?
• @ReadySetPawn Nu, nu am spus nimic despre cât durează faza de contracție.
• @ReadySetPawn în timp ce ' este o întrebare diferită, da nașterea stelelor poate fi foarte violentă și temporar mult mai strălucitoare decât atunci când steaua se instalează în ea ' secvența principală. Jupiter, de exemplu, este 1 / 75th masa celor mai ușoare stele pitice roșii, dar căldura de la formare este suficientă pentru ca Jupiter să emită încă de 4 ori energia pe care o primește de la soare. Energia și căldura create atunci când suficientă materie pentru a forma o stea coalesc sub gravitație sunt impresionante.