Γιατί υπάρχει χαμηλότερο όριο μάζας 0,08 ηλιακών μάζων για αστέρια κύριας ακολουθίας;

Το χαμηλότερο όριο μάζας 0,08 ηλιακών μάζων για αστέρια κύριας ακολουθίας προκύπτει από τη θεμελιώδη φυσική που διέπουν την πυρηνική σύντηξη. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Πυρηνική σύντηξη:Η πηγή ενέργειας των αστεριών

* Τα αστέρια λάμπουν επειδή συγχωνεύουν το υδρογόνο σε ήλιο στους πυρήνες τους, απελευθερώνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας.

* Αυτή η σύντηξη απαιτεί τεράστια πίεση και θερμοκρασία, τα οποία επιτυγχάνονται από τη βαρύτητα του αστεριού.

2. Ο ρόλος της βαρύτητας

* Όσο πιο τεράστια ένα αστέρι, τόσο ισχυρότερο είναι το βαρυτικό έλξης του. Αυτό συμπιέζει τον πυρήνα, αυξάνοντας τη θερμοκρασία και την πίεση.

* Για να συμβεί η σύντηξη, η θερμοκρασία του πυρήνα πρέπει να φτάσει περίπου 10 εκατομμύρια Kelvin.

3. Το όριο μάζας

* Κάτω από 0.08 ηλιακές μάζες: Τα αντικείμενα με χαμηλότερες μάζες έχουν ανεπαρκή βαρύτητα για να συμπιέσουν τους πυρήνες τους στην απαιτούμενη θερμοκρασία για σύντηξη υδρογόνου. Είναι ταξινομημένα ως καφέ νάνοι, οι οποίοι είναι πιο δροσεροί και dimmer από τα αστέρια.

* Πάνω από 0.08 ηλιακές μάζες: Τα αντικείμενα με υψηλότερες μάζες έχουν αρκετή βαρύτητα για να ξεκινήσουν τη σύντηξη, να γίνουν αστέρια κύριας ακολουθίας.

4. Οι βασικές πυρηνικές αντιδράσεις

* αλυσίδα πρωτονίων-πρωτόνης: Η κυρίαρχη διαδικασία σύντηξης σε αστέρια όπως ο ήλιος μας (και τα αστέρια μικρότερη από 1,5 ηλιακές μάζες). Αυτή η αλυσίδα απαιτεί ελάχιστη θερμοκρασία περίπου 10 εκατομμυρίων Kelvin.

* Κύκλος CNO: Αυτή η διαδικασία γίνεται πιο σημαντική σε αστέρια με μάζες μεγαλύτερες από 1,5 ηλιακές μάζες. Ο κύκλος CNO απαιτεί ελαφρώς υψηλότερες θερμοκρασίες, αλλά είναι πιο αποτελεσματικός.

Συνοπτικά:

Το χαμηλότερο όριο μάζας 0,08 ηλιακών μάζων για αστέρια κύριας ακολουθίας είναι συνέπεια της ισορροπίας μεταξύ της βαρύτητας και των συνθηκών που απαιτούνται για την πυρηνική σύντηξη. Αντικείμενα κάτω από αυτό το όριο δεν έχουν αρκετή βαρύτητα για να επιτευχθεί η απαραίτητη θερμοκρασία πυρήνα για τη σύντηξη υδρογόνου, εμποδίζοντας τους να γίνουν αληθινά αστέρια.