Πώς σχετίζεται η πίεση εκφυλισμού με λευκούς νάνους και αστέρια νετρονίων;
Λευκοί νάνοι:
* σχηματισμός: Οι λευκοί νάνοι σχηματίζονται όταν ένα αστέρι, περίπου το μέγεθος του ήλιου μας ή μικρότερου, τρέχει από πυρηνικά καύσιμα. Το αστέρι καταρρέει κάτω από τη δική του βαρύτητα, αλλά καθώς καταρρέει, τα ηλεκτρόνια στον πυρήνα του γίνονται σφιχτά γεμάτα.
* Πίεση εκφυλισμού: Λόγω της αρχής αποκλεισμού Pauli, τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να καταλαμβάνουν την ίδια κβαντική κατάσταση. Αυτό αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να καταλαμβάνουν υψηλότερα επίπεδα ενέργειας, δημιουργώντας μια εξωτερική πίεση που ονομάζεται "πίεση εκφυλισμού" που εξουδετερώνει την εσωτερική έλξη βαρύτητας. Αυτή η πίεση είναι αυτό που εμποδίζει τον λευκό νάνο να καταρρεύσει περαιτέρω.
* σταθερότητα: Η πίεση εκφυλισμού είναι τόσο ισχυρή σε ένα λευκό νάνο που μπορεί να υποστηρίξει ολόκληρο το αστέρι, παρόλο που ο πυρήνας δεν βρίσκεται πλέον σε σύντηξη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι λευκοί νάνοι μπορούν να παραμείνουν σταθεροί για δισεκατομμύρια χρόνια.
αστέρια νετρονίων:
* σχηματισμός: Τα αστέρια νετρονίων σχηματίζονται όταν πολύ μεγαλύτερα αστέρια (8-25 φορές η μάζα του ήλιου) κατάρρευση στο τέλος της ζωής τους. Οι βαρυτικές δυνάμεις είναι τόσο έντονες που τα ηλεκτρόνια αναγκάζονται σε πρωτόνια, δημιουργώντας νετρόνια.
* Πίεση εκφυλισμού (νετρονίνη): Παρόμοια με τα ηλεκτρόνια, τα νετρόνια υπακούουν επίσης στην αρχή του αποκλεισμού Pauli. Όταν συσκευάζονται μαζί στον πυρήνα ενός αστέρι νετρονίων, δημιουργούν μια ισχυρή πίεση "εκφυλισμού νετρονίων" που εξισορροπεί την έντονη βαρύτητα.
* σταθερότητα: Η πίεση εκφυλισμού νετρονίων είναι ακόμα πιο ισχυρή από την πίεση εκφυλισμού ηλεκτρονίων. Είναι η δύναμη που εμποδίζει το αστέρι νετρονίων να καταρρεύσει σε μια μαύρη τρύπα. Ωστόσο, τα αστέρια νετρονίων έχουν ένα όριο για το πόσο μάζα μπορούν να υποστηρίξουν. Εάν μεγαλώνουν πολύ μαζικά, ακόμη και η πίεση εκφυλισμού νετρονίων δεν μπορούν να τους κρατήσουν πίσω.
Βασικά σημεία:
* Η πίεση εκφυλισμού είναι ένα κβαντικό μηχανικό φαινόμενο που προκύπτει από την αρχή αποκλεισμού Pauli.
* Είναι μια θεμελιώδη δύναμη που διέπει τη σταθερότητα των λευκών νάνων και των αστεριών νετρονίων.
* Ο τύπος της πίεσης εκφυλισμού εξαρτάται από τα εμπλεκόμενα σωματίδια:πίεση εκφυλισμού ηλεκτρονίων σε λευκούς νάνους και πίεση εκφυλισμού νετρονίων σε αστέρια νετρονίων.
* Και οι δύο λευκοί νάνοι και αστέρια νετρονίων αντιπροσωπεύουν τα τελικά στάδια της αστρικής εξέλιξης όπου η πίεση εκφυλισμού διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στην ύπαρξή τους.
με απλούστερους όρους:
Φανταστείτε ένα πολύ γεμάτο δωμάτιο. Οι άνθρωποι δεν μπορούν να σταθούν πολύ κοντά μαζί, και υπάρχει ένα ορισμένο ποσό ώθησης και στρίψιμο καθώς όλοι προσπαθούν να βρουν χώρο. Αυτή η ώθηση είναι σαν την πίεση εκφυλισμού. Σε ένα λευκό νάνο, είναι τα ηλεκτρόνια που είναι γεμάτα σφιχτά, και σε ένα αστέρι νετρονίων, είναι τα νετρόνια. Αυτή η δύναμη ώθησης είναι αυτό που κρατά αυτά τα αστέρια από την κατάρρευση κάτω από το δικό τους βάρος.
