Звездите имат жизнен цикъл, обхващащ от няколко милиона до трилиони години. Те се раждат, претърпяват промени с течение на времето и накрая срещат своя край, когато горивото им свърши, превръщайки се в много плътно остатъчно тяло. Изгорялата звезда може да бъде бяло джудже , неутронна звезда или черна дупка, в зависимост от първоначалната маса на звездата.
Животът на една звезда започва в големи междузвездни облаци от газ и прах в галактиката със струпване на газове поради ниска температура до джобове с висока плътност. Буквите постепенно събират все повече и повече материя и растат. В един момент буквите се свиват поради увеличената гравитационна сила. Триенето по време на свиването нагрява материята и се ражда бебе звезда. Това е етапът на протозвездата в звездния жизнен цикъл.
Колапсът под действието на гравитацията продължава. В резултат на това температурата и налягането в ядрото продължават да се покачват. След милиони години температурата и налягането в ядрото на протозвездата стават достатъчно високи, за да позволят на водородните ядра да се слеят. Ядреният синтез освобождава огромно количество енергия, което нагрява материята достатъчно, за да предотврати по-нататъшен колапс под действието на гравитацията. Този етап, когато ядреният синтез протича стабилно (и освободената енергия нагрява материята достатъчно, за да предотврати гравитационния колапс), е основният етап и най-дългата фаза в живота на една звезда. Звездите на този етап се наричат „звезди от главната последователност“, а етапът се нарича „ етап на главната последователност “. Водородът е основното гориво на звездата. Скоростта на разход на гориво зависи от масата на звездата. Масивна звезда ще консумира гориво с по-висока скорост, за да освободи достатъчно енергия, за да предотврати колапса си под действието на гравитацията.
Когато горивото свърши, ядреният синтез спира и няма енергия за нагряване на материалите, за да се балансира силата на гравитацията, а ядрото се свива под въздействието на гравитацията, оставяйки след себе си компактен остатък. Това е краят на звездата. Мъртвата звезда се превръща или в бяло джудже, или в неутронна звезда, или в черна дупка, в зависимост от масата на оригиналната звезда.
Когато масата на оригиналната звезда е по-малка от 8 пъти масата на слънцето (<8 M⦿ ) , тя се превръща в бяло джудже . Мъртвата звезда се превръща в неутронна звезда, когато масата на оригиналната звезда е между 8 и 20 слънчеви маси (8 M⦿ < M < 20 M⦿ ) , докато звездите, по-тежки от 20 слънчеви маси (>20 M⦿ ) , се превръщат в черни дупки, когато горивото им свърши.
Кафяви джуджета (BD)
Звездите достигат „етап на ядрен синтез“ или „етап на главната последователност“ в своя жизнен цикъл. Ами ако небесен обект се образува като звезда, но не успее да достигне този етап?
Кафявите джуджета започват като звезда, стават достатъчно плътни, за да се срутят под нейната гравитация, но ядрото им никога не става достатъчно плътно и горещо, за да започне ядрен синтез, следователно никога не се превръщат в истинска звезда. Тези обекти са подобни по характеристики както на звездите, така и на планетите.
Черните джуджета са по-малки от звездите, но все пак много по-големи от планетите . Някои по-малки са сравними по размер с планетите . Най-малкото известно е около седем пъти по-голямо от Юпитер.
Черните джуджета са важни за модела на звездообразуване в междузвездни облаци от газове и прах. Правят се опити да се определят най-малките тела, които се образуват по звезден начин.
Най-малкото кафяво джудже
Наскоро изследователи изследваха центъра на звездообразуващия клъстер IC 348, разположен на около 1,000 светлинни години разстояние, използвайки космическия телескоп Джеймс Уеб (JWST) . Въз основа на фотометрията на обектите, екипът идентифицира три кандидата за черно джудже. Едното от тях е само три до четири пъти по-голямо от масата на Юпитер, което го прави най-малкото черно джудже, известно досега.
Черно джудже, три пъти по-голямо от масата на Юпитер, би било 300 пъти по-малко от слънцето. Трудно е да се обясни как такова малко черно джудже може да се образува по подобен на звезда начин, тъй като малък междузвезден облак обикновено не би се разпаднал, за да създаде черно джудже поради слабата си гравитация. По този начин такова малко черно джудже представлява предизвикателство пред съвременните модели на формиране на звезди.
***
Литература:
- Луман К.Л., и др 2023. Проучване на JWST за кафяви джуджета с планетарна маса в IC 348. Астрономическият журнал, том 167, номер 1. Публикувано на 13 декември 2023 г. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- Webb на НАСА идентифицира най-малкото свободно плаващо кафяво джудже. Публикувано на 13 декември 2023 г. Налично на https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
