Γιατί υπάρχει ένα ανώτερο όριο μάζας για αστέρια κύριας ακολουθίας περίπου 100 ηλιακών μαζών;
1. Πίεση ακτινοβολίας:
* Τα μαζικά αστέρια παράγουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας μέσω πυρηνικής σύντηξης στον πυρήνα τους. Αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται ως ακτινοβολία, δημιουργώντας τεράστια εξωτερική πίεση.
* Καθώς αυξάνεται η μάζα του αστεριού, η πίεση ακτινοβολίας αυξάνεται επίσης δραστικά. Αυτή η πίεση εξουδετερώνει την εσωτερική βαρυτική δύναμη, ωθώντας τα στρώματα του αστεριού προς τα έξω.
* Σε μια συγκεκριμένη μάζα, η εξωτερική πίεση ακτινοβολίας κατακλύζει την εσωτερική βαρυτική δύναμη, οδηγώντας σε αστάθεια. Το αστέρι γίνεται πολύ μεγάλο και ασταθές, καθιστώντας δύσκολη τη διατήρηση της υδροστατικής ισορροπίας (ισορροπία μεταξύ πίεσης και βαρύτητας).
2. Όριο Eddington:
* Το όριο Eddington περιγράφει τη μέγιστη φωτεινότητα που μπορεί να έχει ένα αστέρι πριν η πίεση ακτινοβολίας οδηγεί τα εξωτερικά στρώματα του μακριά.
* Αυτό το όριο καθορίζεται από την ισορροπία μεταξύ της εξωτερικής δύναμης της πίεσης της ακτινοβολίας και της εσωτερικής δύναμης βαρύτητας.
* Τα αστέρια που υπερβαίνουν το όριο Eddington θα βιώσουν ισχυρούς αστρικούς ανέμους, χάνοντας γρήγορα τη μάζα και γίνονται ασταθής.
3. Αρχή:
* Τα μαζικά αστέρια έχουν πολύ ισχυρούς αστρικούς ανέμους, τα οποία είναι ρεύματα φορτισμένων σωματιδίων που ρέουν από την επιφάνεια του αστεριού.
* Αυτός ο άνεμος οδηγείται από την υψηλή πίεση ακτινοβολίας του αστεριού και τις υψηλές θερμοκρασίες επιφάνειας.
* Καθώς η μάζα ενός αστεριού αυξάνεται, ο αστρικός άνεμος του γίνεται ισχυρότερος, προκαλώντας την απώλεια μάζας πιο γρήγορα. Αυτή η απώλεια μάζας μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την εξέλιξη και τη ζωή του αστεριού.
4. Αστάθεια πυρηνικής σύντηξης:
* Τα αστέρια μεγαλύτερα από 100 ηλιακές μάζες θα είχαν ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις στους πυρήνες τους.
* Αυτό οδηγεί σε ασταθείς αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης, καθιστώντας δύσκολο για το αστέρι να διατηρήσει έναν σταθερό πυρήνα.
* Οι αντιδράσεις σύντηξης θα γίνουν τόσο έντονες που το αστέρι θα εξαντλούσε γρήγορα το καύσιμο του και θα γίνει ασταθές.
5. Παρατηρητικά στοιχεία:
* Δεν έχουμε παρατηρήσει αστέρια σημαντικά μεγαλύτερα από 100 ηλιακές μάζες.
* Ενώ υπήρξαν θεωρητικές προτάσεις για ακόμη μεγαλύτερα αστέρια, κανένα πειστικό στοιχείο δεν υποστηρίζει την ύπαρξή τους.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το ακριβές ανώτερο όριο μάζας για τα αστέρια κύριας ακολουθίας δεν είναι με ακρίβεια και μπορεί να ποικίλει ανάλογα με το συγκεκριμένο αστρικό μοντέλο που χρησιμοποιείται. Ωστόσο, οι παράγοντες που περιγράφηκαν παραπάνω παρέχουν μια ισχυρή θεωρητική βάση για το γιατί υπάρχει ένα ανώτατο όριο.
