Яка верхня та нижня межа температур, виявлені на зірках?


18

Які найбільш екстремальні температури (і гарячі, і холодні) зірки були виявлені при? Чи є верхня і нижня межа виявленої температури зірок?

Відповіді:


17

Відповідь залежить від того, що ви хочете вважати "зіркою". Якщо ви просто думаєте про зірки в основній послідовності , то ви можете просто посилатися на класичні букви зоряного типу " OBAFGKM " (яке порівняно недавно було розширено для розміщення найкрутіших коричневих карликів з літерами "LTY"), де O-зірки - це найгарячіші зірки (~ 30 000 К), а Y-зірки - найхолодніші, так звані "кімнатні температури" (~ 300 K).

Самогравітаційні газоподібні об'єкти не здатні плавити дейтерій нижче приблизно 13 мас Юпітера і, таким чином, просто руйнуються і постійно охолоджуються (як це стосується всіх планет-гігантів нашої Сонячної системи). Ці об'єкти можуть бути холоднішими за 300 К, але технічно не є зірками, оскільки вони не піддаються ядерному синтезу.

Для зірок, які залишають основну послідовність, два можливі результати - це біла карликова зірка або нейтронна зірка , обидві вони народжуються надзвичайно гарячими: білі карлики народжуються з поверхневою температурою ~ 10 ^ 9 К, тоді як нейтронні зорі народжуються з поверхнею температури ~ 10 ^ 12 К. Однак і білі карлики, і нейтронні зірки охолоджуються в міру їх старіння, при цьому найхолодніші відомі білі карлики становлять ~ 3000 K, а нейтронні зірки охолоджуються до ~ 10 ^ 6 K.

Отже, щоб відповісти на першу частину вашого питання: Найхолодніші відомі зірки - це Y-зірки (тобто коричневі карлики), а найпопулярніші зірки - це О-зірки, або молоді нейтронні зірки, залежно від того, чи вважаєте ви об'єкти, які залишили основну послідовність чи ні.

Що ж стосується суворої нижньої та верхньої межі, то найхолодніші зірки - це, швидше за все, чорні карлики , якими є білі гноми після охолодження дуже довго (> 10 ^ 15 років). Найгарячіші зірки, швидше за все, новоспечені нейтронні зірки, про які я згадував раніше, дуже важко отримати набагато спекотніше, ніж 10 ^ 12 К, оскільки будь-яка надлишок енергії здійснюється через нейтрино.


1
+1 Відмінна відповідь, які найгарячіші та найхолодніші зірки коли-небудь виявлені. Я не знав, що зірки можуть бути такими крутими, неймовірними!


Ймовірно, вони не будуть гарячішими за звичайні молоді нейтронні зірки, оскільки їх поверхні все одно охолонуть за рахунок випромінювання нейтрино, що дуже ефективно при температурі, що перевищує 10 ^ 10 К.
Гільошон,

Як ви отримуєте цю межу 10 ^ 10К? Теорія? Чи можете ви пояснити, як саме ви це отримаєте?
astromax

+1 Але я думаю, що найспекотніші температури, наведені для NS та WD, можуть бути занадто високими і відображатимуть температуру основи, а не поверхневу температуру?
Роб Джефріс

4

На це питання вже є дуже хороша відповідь, я хотів би лише додати кілька деталей.

http://www.astro.ucla.edu/~wright/BBhistory.html

Тут говориться, що коли Всесвіт був в діаметрі 10 ^ -33см, його температура становила 10 ^ 32К. Отже, це має бути абсолютна максимальна температура, яку можна досягти у цьому Всесвіті, і тому максимальна температура зірки повинна бути нижче цієї; Дуже цікаво, що Гіллошон сказав вище, що нейтрино переносять зайву енергію вище 10 ^ 12K.

Колір зірки віддає її температуру. Цікаво відзначити, що корона зірки, включаючи наше Сонце, може бути набагато більше мільйона К, хоча температура поверхні нашої зірки становить близько 6000 К.

http://en.wikipedia.org/wiki/Corona

Також у зоряних ядрах синтез водню в гелій починається від 3 млн. К, тоді як синтез вуглецю починається понад 500 млн. К, а синтез кремнію - для порівняння понад 2700 млн. К.


1
Здебільшого не має значення.
Роб Джеффріс

3

Найгарячіші зірки - і тут я припускаю, що "зірка" виключає зоряні залишки, такі як білі карлики, нейтронні зірки та інші екзотичні компактні об'єкти - це, швидше за все, зірки Вольфа-Рейєта , клас гарячих, водне-дефіцитних зірок, що характеризуються виснаженням водню. і помітні лінії вуглецю, азоту та кисню. Масивний підтип I Популяція, ймовірно, колишні зірки головної послідовності високого маси O типу з надзвичайно сильними зоряними вітрами.

У відповіді Гіллохона згадується, що зірки типу О часто мають температуру поверхні близько 30 000 К. Багато, якщо не більшість - зірок Вольфа-Рейєта перевищують їх за значними показниками. Деякі з найгарячіших можуть бути компоненти Вольфа-Райе довічних файлів АВ7 і AB8 , в Малій Магеллановій Хмарі. Обидва мають нормальних супутників типу O, які також надзвичайно гарячі. Однак максимальні температури для компонентів Wolf-Rayet можуть становити відповідно 105 000 К і 141 000 К (Вікіпедія цитує тут Шенар та ін. (2016) ).

Тепер ось проблема. Очевидно важко визначити температури зірок Вольфа-Рейєта до потрібної точності. Чому? Ну, це багато в чому через їх зоряний вітер і високі показники втрат маси. Частини атмосфери і вітри є оптично товстими, це означає, що ми не можемо обов'язково спостерігати, де лежить "поверхня", як це зазвичай описано в зоряній астрофізиці. Тому маємо на увазі, що перераховані температури можуть трохи знижуватися, хоча зірки Вольфа-Рейєта все ще досить жаркіші, ніж звичайні зірки типу O.


1

Найгарячіші зірки, які все ще зливаються в своїх сердечниках, - це зірки Вольфа-Реєта, які знаходяться на крайньому кінці послідовності туалету, відповідним чином класифіковані як зірки WO, які відображають видатні лінії викидів кисню. Найгарячіша відома зірка - WR 102, що має спектральний тип WO2 і температуру поверхні 210 000 кельвінів.

Вважається, що WR 102 має масу ~ 16,7 мас Сонця. Оскільки це дуже розвинена зірка Вольфа-Рейєта, більшість цієї маси складається з плавкого ядра з дуже тонким випромінюючим шаром, що оточує його. Для довідки, поріг бути зіркою типу "О" - це близько 16 сонячних мас, лише частина цієї маси є плавким ядром. Це означає, що WR 102, ймовірно, почався з близько 50-60 сонячних мас на ZAMS.

На даний момент невідомо, що саме виробляє зірку WO, чи це еволюційна стадія, яка є зіркою WC, або якщо вона потребує надзвичайної масивної зірки, яка прямує до WO після переходу через стадію WN. Кількість зірок WO, відомих на даний момент, є одноцифровими, тому ще багато чого можна дізнатися про такі зірки.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.