อุณหภูมิของดาวฤกษ์แปรเปลี่ยนอย่างไร


13

อุณหภูมิพื้นผิวของดวงอาทิตย์ (โฟโตสเฟียร์) อยู่ระหว่าง 4500 ° - 6,000 °เคลวิน ภายในแกนกลางมีประมาณ 15.7 ล้านองศาเคลวิน

ในดาวประเภทอื่น ๆ (ดาวนิวตรอนแคระขาว ฯลฯ ) อุณหภูมิของพื้นที่เหล่านี้ (แม้ว่าจะมีหลายชั้นไม่เหมือนกัน) และพวกเขาเปรียบเทียบกับอุณหภูมิของดวงอาทิตย์อย่างไร

คำตอบ:


6

คำถามนี้มีสองส่วน:

อุณหภูมิพื้นผิว

แผนภาพที่มีประโยชน์มากซึ่งแสดงให้เห็นพื้นผิวอุณหภูมิและยังช่วยให้คุณอุณหภูมิของดาวใด ๆ ที่คุณสามารถสังเกตเห็นเป็น Herzsprung-รัสเซลแผนภาพที่เดียวle.ac.uk

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

อย่างที่คุณเห็นดวงอาทิตย์สีเหลืองของเราวางไว้ใน 4.5 เคเคลวินถึง 6 เคเคลวินตามที่ระบุไว้ในคำถาม อุณหภูมินี้ลดลงจนถึงระดับต่ำสุดเฉลี่ย ลำดับหลักที่ดาวส่วนใหญ่อยู่อันดับสูงสุดประมาณ 20 kKelvin และมีบางส่วนขึ้นไปสู่ภูมิภาค 40 kKelvin - พวกมันไม่ได้แสดงที่นี่เนื่องจากพวกมันหายากกว่ามาก

คนแคระขาวร้อนกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อยระหว่าง 6 เคเคลวินและ 10 เคลวิน

ดาวนิวตรอนหลุดออกจากลำดับหลัก - ดาวฤกษ์อายุน้อยสามารถมีมากกว่า 1 MKelvin!

อุณหภูมิแกน:

ภายในแกนอุณหภูมิขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์ ในดวงอาทิตย์ของเราพลังงานถูกส่งผ่านกลไกลูกโซ่ของโปรตอน - โปรตอนซึ่งเกิดขึ้นได้มากถึง 20 MKelvins ในขณะที่ดาวมวลสูงสามารถใช้วัฏจักรคาร์บอน - ไนโตรเจน - ออกซิเจน - ซึ่งเกิดขึ้นจากประมาณ 15 MKelvins ขึ้นไป

ความแตกต่างนั้นส่วนใหญ่จะเกี่ยวกับการพาความร้อนและการแผ่รังสี - สารสกัดจากหน้าลำดับหลักของวิกิพีเดียนี้อธิบายในรายละเอียดบางอย่าง:

เนื่องจากมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแกนกลางกับพื้นผิวหรือโฟโตสเฟียร์พลังงานจึงถูกเคลื่อนย้ายออกไปด้านนอกผ่านการแผ่รังสีและการพาความร้อน เขตการแผ่รังสีซึ่งพลังงานถูกขนส่งโดยรังสีมีความเสถียรต่อการพาความร้อนและมีการผสมของพลาสมาน้อยมาก ในทางกลับกันในเขตพาความร้อนพลังงานจะถูกเคลื่อนย้ายโดยการเคลื่อนที่ของพลาสมาจำนวนมากโดยการเพิ่มขึ้นของวัสดุที่ร้อนขึ้นและวัสดุที่เย็นลง การพาความร้อนเป็นโหมดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการบรรทุกพลังงานมากกว่าการแผ่รังสี แต่มันจะเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่สร้างการไล่ระดับอุณหภูมิที่สูงชัน ในดาวมวลสูง (มากกว่า 10 เท่าของมวลดวงอาทิตย์) อัตราการสร้างพลังงานโดยวัฏจักร CNO นั้นไวต่ออุณหภูมิมากดังนั้นฟิวชั่นจึงมีความเข้มข้นสูงที่แกนกลาง ดังนั้นจึงมีการไล่ระดับอุณหภูมิสูงในบริเวณแกนกลาง ซึ่งส่งผลให้เขตการพาสำหรับการขนส่งพลังงานมีประสิทธิภาพ การผสมวัสดุรอบแกนกลางจะขจัดเถ้าฮีเลียมออกจากบริเวณที่เผาไหม้ด้วยไฮโดรเจนซึ่งจะช่วยให้สามารถใช้ไฮโดรเจนในดาวฤกษ์ได้มากขึ้นในช่วงอายุการใช้งานหลัก พื้นที่รอบนอกของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ขนส่งพลังงานจากรังสีโดยมีการพาความร้อนน้อยหรือไม่มีเลย ดาวมวลกลางเช่นซิเรียสอาจขนส่งพลังงานเป็นหลักโดยการแผ่รังสีโดยมีพื้นที่พาความร้อนเป็นแกนกลางขนาดเล็ก ดาวมวลต่ำขนาดกลางเช่นดวงอาทิตย์มีพื้นที่แกนกลางที่มีความเสถียรต่อการพาความร้อนโดยมีโซนการพาความร้อนใกล้พื้นผิวที่ผสมชั้นนอก สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดแกนกลางที่เต็มไปด้วยฮีเลียมล้อมรอบด้วยบริเวณชั้นนอกที่อุดมด้วยไฮโดรเจน ในทางตรงกันข้ามดาวมวลต่ำที่เย็นและเย็นมาก (ต่ำกว่า 0.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์) จะพาความร้อนไปทั่ว


2

ที่นี่คุณอ่าน: "อุณหภูมิภายในดาวนิวตรอนที่เพิ่งสร้างใหม่นั้นมาจากประมาณ 10 11ถึง 10 12เคลวิน"

จากข้อมูลของ McCook และ Sion Spectroscopically Identity แคระแคตตาล็อก White Dwarf ที่ร้อนแรงที่สุดคือ RE J150208 + 661224 ที่มี 170 kK

ฉันอ่านที่ไหนสักแห่งว่า WD ที่เย็นที่สุดมี Teffs ระหว่าง 3,000 ถึง 4,000 เคถ้าจักรวาลมีอายุมากพอ WD แรกจะกลายเป็นดาวแคระดำในขณะนี้เย็นเท่ากับพื้นที่รอบ ๆ 3 เค

สำหรับดาวที่ไม่เสื่อมโทรมเรามี:

อาจเป็นดาวลำดับหลักที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดคือHD 93129 A ที่มี 52 kK ดาวฤกษ์ประชากรสมมุติฐานน่าจะร้อนกว่านั้น

สำหรับการเปรียบเทียบอุณหภูมิของดวงอาทิตย์คือ 5778 K (วิกิพีเดีย)

หนาวเย็นที่รู้จักกันในหลักของดาวฤกษ์ในแถบลำดับอาจจะเป็น 2MASS J0523-1403ด้วยกระดาษ 2075 เค Dieterich เท่านั้นแสดงให้เห็นว่าดาวเป็นไปได้ที่หนาวเย็นอาจจะไม่มากเย็นกว่าที่หรืออื่น ๆ มันจะไม่ได้เป็นดาว แต่ดาวแคระน้ำตาล

สำหรับฟิวเซอร์ (วัตถุที่หลอมไฮโดรเจน - ดาว - รวมถึงวัตถุที่หลอมรวมดิวเทอเรียม - ดาวแคระน้ำตาล) แบบจำลองทำนายว่าในยุคปัจจุบันของเอกภพ BD จะเย็นลงถึง ~ 260 K (ขออภัยที่ไม่จำข้อมูลอ้างอิงตอนนี้) ฉันเดาได้ว่าเช่นเดียวกับ WD BDs อาจเย็นชาราวกับอวกาศ จากนั้นดาวแคระดำก็ดูเหมือนว่ามันปลอดภัยที่จะพิจารณาวัตถุที่เย็นกว่า 260 K เป็นดาวเคราะห์

หมายเหตุว่าอุณหภูมิทั้งหมดไว้ที่นี่ยกเว้นบรรดาของดาวนิวตรอนจะมีอุณหภูมิที่วัดที่พื้นผิวของดาวเหล่านี้ ศูนย์ของพวกเขาร้อนกว่านั้นมาก

ในที่สุดฉันลืมเกี่ยวกับวัตถุสมมุติอื่นเช่นดาว Quark, Q-stars ฯลฯ ฉันจะไม่แปลกใจถ้า (พวกเขามีอยู่นอกทฤษฎีจริง ๆ ) ว่าอุณหภูมิกลางของพวกเขาจะสูงกว่า 10 12เคลวิน

อุณหภูมิของหลุมดำมวลมหาศาลจะเป็นอย่างไร

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.