Γιατί υπάρχει χαμηλό όριο μάζας για τα αστέρια;

Το χαμηλό όριο μάζας για τα αστέρια, που είναι περίπου 80 φορές η μάζα του Δία, υπάρχει λόγω μιας συναρπαστικής αλληλεπίδρασης της φυσικής. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Πυρηνική σύντηξη:Ο κινητήρας των αστεριών

Τα αστέρια λάμπουν εξαιτίας της πυρηνικής σύντηξης, όπου φωτεινά στοιχεία όπως το υδρογόνο συγχωνεύονται μαζί για να σχηματίσουν βαρύτερα στοιχεία όπως το ήλιο, απελευθερώνοντας τεράστια ενέργεια. Αυτή η διαδικασία απαιτεί τεράστια πίεση και θερμοκρασία.

2. Βαρύτητα:Ο εχθρός του αστεριού

Η βαρύτητα είναι η δύναμη που τραβάει την ύλη μαζί και είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από το σχηματισμό αστεριών. Ένα κατάρρευστο σύννεφο αερίου και σκόνης, κάτω από τη δική του βαρύτητα, τελικά θα φτάσει σε ένα σημείο όπου ο πυρήνας γίνεται ζεστός και αρκετά πυκνός για να ξεκινήσει η σύντηξη.

3. Πίεση:Αντιμετώπιση της λαβής της βαρύτητας

Η πυρηνική σύντηξη δημιουργεί τεράστια εξωτερική πίεση, αντισταθμίζοντας την εσωτερική έλξη της βαρύτητας. Αυτή η ισορροπία μεταξύ βαρύτητας και πίεσης είναι αυτό που καθορίζει τη σταθερότητα ενός αστεριού.

4. Η πράξη εξισορρόπησης:Εύρεση του γλυκού σημείου

Για να γίνει ένα πρωτόστατο Protostar, ο πυρήνας του πρέπει να φτάσει σε θερμοκρασία περίπου 10 εκατομμυρίων Kelvin. Αυτή η θερμοκρασία είναι απαραίτητη για να ξεπεραστεί η ηλεκτροστατική απόρριψη μεταξύ πυρήνων υδρογόνου και να ξεκινήσει σύντηξη.

5. Το όριο χαμηλής μάζας:το ελάχιστο για τη σύντηξη

Αντικείμενα με μάζες κάτω από το όριο χαμηλής μάζας (80 μάζες του Δία) απλά δεν έχουν αρκετή βαρύτητα για να συμπιέσουν τον πυρήνα τους στην απαιτούμενη θερμοκρασία για σύντηξη. Γίνονται καφέ νάνοι, οι οποίοι είναι "αποτυχημένα αστέρια" που στερούνται την εσωτερική θερμότητα και την πίεση για να διατηρήσουν τη σύντηξη.

6. Γιατί 80 μάζες του Δία;

Η ακριβής τιμή του ορίου χαμηλής μάζας καθορίζεται από μια σύνθετη αλληλεπίδραση παραγόντων, όπως:

* Η σύνθεση του Protostar: Τα αστέρια αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, αλλά η αφθονία των βαρύτερων στοιχείων μπορεί να επηρεάσει την ελάχιστη μάζα.

* Η απόδοση της μεταφοράς ενέργειας: Πόσο αποτελεσματικά η θερμότητα μεταφέρεται από τον πυρήνα στα εξωτερικά στρώματα επηρεάζει το προφίλ θερμοκρασίας του Protostar.

* Η αδιαφάνεια του αερίου: Η αδιαφάνεια ή πόσο φως μπορεί να περάσει από το αέριο, επηρεάζει την πίεση που παράγεται από την ακτινοβολία.

Στην ουσία, το όριο χαμηλής μάζας σηματοδοτεί το σημείο όπου η βαρύτητα δεν μπορεί πλέον να ξεπεράσει την πίεση που απαιτείται για την έναρξη και τη διατήρηση της πυρηνικής σύντηξης. Κάτω από αυτό το όριο, τα αντικείμενα απλά δεν μπορούν να γίνουν αληθινά αστέρια.