Limit Chandrasekhara określa, czy gwiazda umiera jako biały karzeł, czy też ma masę większą od tej, i uruchamia supernową, aby stworzyć czarną dziurę lub gwiazdę neutronową.
Gwiazdy toczą bitwy przeciwko własnej grawitacji, które ostatecznie przepadną, prowadząc do gwałtownych i drastycznych zmian, które oznaczają koniec życia ich głównej sekwencji.
Niektóre z tych gwiazd zakończą swoje życie jako powoli ochładzające się węgle gwiezdne, znane jako białe karły, ale dla innych gwiazd ta faza jest tylko przejściem. Będą nadal eksplodować w masywnych kosmicznych eksplozjach zwanych supernowymi, tworząc gwiazdę neutronową, a nawet czarną dziurę.
Jaki jest limit Chandrasekhara?
Według SAO Encyklopedia Astronomii Jest 1,4 razy większa od masy Słońca. Subrahmanyan Chandrasekhar po raz pierwszy przewidział w 1931 roku, że końcowa masa Chandrasekhara dobrze pasuje do obserwacji, ponieważ nie znaleźliśmy jeszcze białego karła o masie większej niż 1,4 masy Słońca.
Przed osiągnięciem stanu białego karła gwiazdy najpierw tracą swoją masę, zrzucając swoje zewnętrzne warstwy. Oznacza to, że 1,4 masy Słońca zazwyczaj reprezentuje pozostawione jądro gwiazdy.
Dla mnie Uniwersytet Swinburnepoczątkowa masa gwiazd, które pozostają białymi karłami, wynosi 8 mas Słońca, chociaż inne prognozy sugerują, że gwiazda musi mieć masę 10 razy większą od Słońca, aby pozostawić jądro o masie wystarczającej do przekroczenia limitu Chandrasekhara.
Jednakże, jeśli jest w układzie podwójnym, jądro gwiazdy nie musi zaczynać z wystarczającą masą, aby ominąć Limi Chandrasekhar. W przypadku białych karłów, które mają partnera binarnego, istnieje inny sposób na ominięcie tego limitu masy.
Gdyby biały karzeł na skraju granicy Chandrasekhara akumulował masę od swojej partnerki – zwanej gwiazdą-dawczynią – może to popchnąć go poza granicę Chandrasekhara. Powoduje to dalsze spalanie termojądrowe, zwykle fuzję węgiel i tlen i popycha białego karła w kierunku wybuchu supernowej.
Te warunki prowadzą do bardzo specyficznego typu supernowej zwanej supernową typu Ia, która różni się od supernowej z zapadnięciem się jądra.
Czy słońce wybucha?
Za około 4,5 miliarda lat w jądrze Słońca zabraknie wodoru, co oznacza, że nie będzie już w stanie wytrzymać fuzji jądrowej. Oznacza to koniec ciśnienia zewnętrznego, które zapobiega zapadaniu się rdzenia pod wpływem grawitacji.
Gdy jądro zapada się, zewnętrzne warstwy Słońca pęcznieją w serii eksplozji, które rozpoczynają krótkotrwałą fazę czerwonego olbrzyma naszej gwiazdy. Hel wytworzony przez fuzję wodoru zacznie stapiać się w węgiel.
Liściaste warstwy zewnętrzne rozprzestrzeniłyby się na orbitę Marsa, pochłaniając wewnętrzne planety, w tym Ziemię, ostatecznie stając się mgławicą planetarną otaczającą niezwykle gorące, choć stopniowo stygnące, gwiezdne jądro znane jako biały karze.
W ten sposób nasze Słońce i inne gwiazdy o małej lub średniej masie przetrwają biliony lat, co oznacza, że Słońce nie wybuchnie.
To jednak nie koniec wszystkich gwiazd. Niektóre mają wystarczającą masę, aby przejść przez etap białego karła i rozpocząć dalszą fuzję jądrową, supernową i transformację w egzotyczne gwiezdne pozostałości.
Linia między tymi losami to linia Chandrasekhara.
Co chroni kolektywną gwiazdę Chandrasekhara przed dalszym upadkiem?
Po wyczerpaniu całego wodoru w jądrze gwiazdy na końcu sekwencji głównej, pozostały biały karzeł składa się głównie z węgla – produktu fuzji helu w fazie czerwonego olbrzyma.
Biały karzeł o masie 1,4 masy Słońca lub mniejszej nie może zacząć spalać węgla, ale będzie się kurczył, aż przestanie Ciśnienie degeneracji elektronów.
Jest to zasada fizyki kwantowej, która uniemożliwia dwóm elektronom zajmowanie tego samego stanu kwantowego i zasadniczo zapobiega ich upchaniu się zbyt blisko siebie, zapewniając ciśnienie wspierające białego karła wbrew jego grawitacji. Ale nawet tę granicę można przekroczyć.
Poza granicami Chandrasekhar
W jądrach gwiazd o masie większej niż 1,4 masy Słońca, spalanie węgla może zostać zainicjowane w celu wytworzenia neonu, zgodnie z SAO Encyklopedia Astronomii. Prowadzi to do kolejnych etapów pierwotnego kurczenia się i spalania cięższych pierwiastków sukcesywnie, aż żelazo wypełni najcięższy pierwiastek, jaki można wytworzyć w gwiazdach.
Bez dalszej fuzji jądro gwiazdy zapada się po raz ostatni. Jeśli masa jądra jest mniejsza niż 3 razy masa Słońca, ciśnienie neutronowe chroni je przed całkowitym zapaścią, która prowadzi do powstania gwiazdy neutronowej. Jest to najgęstszy stan materii, odpowiednik gwiazdy wielkości Słońca, stłoczonej w promieniu miasta.
W przypadku gwiezdnych szczątków o masie większej niż 3 masy Słońca, oczekuje się, że zaczęło się to jako sSmoła 10 do 24 razy Masy Słońca, następuje całkowite zapadnięcie się, prowadzące do końcowego etapu jako czarnej dziury.
Nie tylko przekroczenie granicy Chandrasekhara tworzy jedne z najbardziej niesamowitych i tajemniczych kosmicznych materii w czarnych dziurach i gwiazdach neutronowych, ale supernowa sygnalizująca jej narodziny jest istotną częścią ewolucji wszechświata.
Dzieje się tak, ponieważ te kosmiczne eksplozje biorą ciężkie pierwiastki zsyntetyzowane podczas życia masywnych gwiazd i rozprzestrzeniają je w całym wszechświecie. Zapewnia to elementy budulcowe, z których składa się następna generacja gwiazd i ich planet.
Dodatkowe zasoby
Aby dowiedzieć się więcej o Subrahmanyan Chandrasekhar, możesz obejrzeć ten film przez Edupedia Świat. Aby uzyskać więcej informacji o ostatecznym losie najbardziej masywnych gwiazd, przeczytaj Strona NASA o czarnych dziurach.
indeks
- Jonesa. MH, Lambourne. RJA, sierżancie. s. „Wprowadzenie do galaktyk i kosmologii(Cambridge University Press, 2015)
- Rayyan. S.G., Norton. AJ”ewolucja gwiazd i struktura jądrowa(Cambridge University Press, 2010).
- Zielony. S.F., Jones. MH”Wprowadzenie do słońca i gwiazd(Cambridge University Press, 2015)
- „Limit ChandrasekharaEncyklopedia astronomii SAO, Uniwersytet Swinburne, (2022)
- „biały karzełHiperfizyka (2022).
- „Jedna dziwna gwiazda zachowuje się jak druga”, NASA (2022).
- „czarne dziury”, Nauka NASA (2022).
- „Chandrasekhar حد limitEncyklopedia Britannica.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
