เวลาของการจุดระเบิดของโปรโตสตาร์?


13

ระยะเวลาเริ่มต้นของการหลอมนิวเคลียร์เป็นดาวประเภท T Tauri เปลี่ยนเป็นดาว Sequence หลักคืออะไร?

บทความ Wikipedia เกี่ยวกับดาว T Tauriกล่าวถึง:

อุณหภูมิส่วนกลางต่ำเกินไปสำหรับการหลอมไฮโดรเจน แต่พวกมันกลับถูกขับเคลื่อนโดยพลังงานความโน้มถ่วงที่ปล่อยออกมาเมื่อดาวหดตัวในขณะที่เคลื่อนที่ไปตามลำดับหลักซึ่งพวกมันไปถึงหลังจากนั้นประมาณ 100 ล้านปี

100 ล้านปีที่กล่าวถึงนั้นเป็นช่วงเวลาของดาวฤกษ์ที่อยู่ในสถานะเสถียร (รวมถึงเสถียรเท่ากับดาวประเภท T Tauri ที่ปั่นป่วนได้) โดยไม่มีการรวมนิวเคลียร์ จากนั้นเมื่อการหลอมรวมเริ่มขึ้นเราจะได้รับลำดับหลักระหว่าง 3 ล้านถึงร้อยล้านปีขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์ที่เกิดขึ้น

สิ่งที่ฉันสนใจคือระยะเวลาของการเปลี่ยนแปลงระหว่างสอง - การจุดระเบิดของปฏิกิริยานิวเคลียร์ - เวลาระหว่าง "พลังงานทั้งหมดที่ผลิตโดยการหดตัวแรงโน้มถ่วง" และ "พลังงานส่วนใหญ่ที่ผลิตโดยนิวเคลียร์ฟิวชั่น"

ฉันคิดว่าช่วงเวลานี้อาจจะค่อนข้างสั้นและผลค่อนข้างเร็วและปั่นป่วนเมื่อเริ่มต้นฟิวชั่นเพิ่มอุณหภูมิท้องถิ่น (และเป็นความดันผล) อย่างรุนแรงนำไปสู่เงื่อนไขที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสำหรับการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วมากกว่าปริมาณที่มีอยู่แล้ว การหลอมรวมทุกหนทุกแห่งภายใน protostar โดยพื้นฐานแล้วไฟป่านิวเคลียร์จะรวมตัวกับก๊าซที่รวบรวมไว้ซึ่งเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เริ่มต้น

ฉันเดาถูกแล้วว่ากระบวนการนี้ค่อนข้างรวดเร็วหรือไม่? เคยสังเกตไหม? หรือในทางตรงกันข้ามความรุนแรงของปฏิกิริยาฟิวชั่นจะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆและช้าๆจากศูนย์ในการก่อตัวดาวฤกษ์หลายล้านปีหรือไม่?


1
ชุดที่ทันสมัยของแทร็คที่มีข้อมูลที่คุณต้องการในอินเตอร์เฟซที่ www สามารถพบได้ที่astro.ulb.ac.be/~siess/pmwiki/pmwiki.php/WWWTools/Isochrones
ร็อบเจฟฟรีส์

คำตอบ:


8

ฉันครุ่นคิดมากกว่านี้สองสามครั้ง (มันเป็นคำถามที่น่าสนใจจริงๆ!) และหวังว่าจะได้คำตอบที่ค่อนข้างแจ่มแจ้ง ฉันไม่สามารถหาข้อมูลอ้างอิงที่ดีและทันสมัยสำหรับรายละเอียดเหล่านี้ได้ (บางทีฉันแค่ค้นหาวรรณกรรม ... ) ดังนั้นจึงมีการล้อเล่นเล็กน้อยในหนังสือประวัติศาสตร์

จำนวนครั้งวิวัฒนาการรวมไปถึงลำดับหลักของโปรโตสตาร์ในช่วงมวล T Tauri (<3 เท่าของมวลดวงอาทิตย์) นั้นอยู่ในลำดับ (ขนาด) ของหลายสิบล้านปี การจุดระเบิดของฟิวชั่นไม่ใช่ปฏิกิริยา "หนี" อย่างแม่นยำ: แต่มันเกิดขึ้นค่อนข้างเร็วและเมื่อมันเริ่มการหดตัวของแรงโน้มถ่วงก็จะสิ้นสุดลงอย่างรวดเร็ว

วิวัฒนาการของโปรโตสตาร์มวลดวงอาทิตย์ 1 ดวงทำตามขั้นตอนพื้นฐานเหล่านี้ สิ่งต่างกันเล็กน้อยสำหรับมวลชนที่แตกต่าง - ซับซ้อนเกินกว่าจะอธิบายได้ที่นี่ แต่การอ้างอิงควรให้การอ่านเพิ่มเติมอย่างเพียงพอ!

  1. กางเกงยีนส์ไม่เสถียรเมฆก๊าซและฝุ่นเริ่มต้นในการทำสัญญาแลกเปลี่ยนพลังงานที่มีศักยภาพแรงโน้มถ่วงสำหรับพลังงานจลน์และทำให้ความร้อน ความสว่างของเมฆโปรโตเทลลาร์จะเพิ่มขึ้นเมื่อมันทรุดตัวลง ใช้เวลาประมาณ 100,000 ปีในช่วงแรกที่การล่มสลายอย่างรวดเร็วจะเสร็จสิ้น ณ จุดนี้เมฆก็ส่องสว่างมาก

  2. ในอีก 1 ล้านปีข้างหน้าเมฆ Protostellar จะทำสัญญาอย่างช้า ๆ และเย็นลงถึงประมาณ 4500K จากนั้นโปรโตสตาร์ก็เดินทางไปตามทางของฮายาชิโดยหดตัวมากขึ้น แต่เปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเล็กน้อย - ความส่องสว่างของมันยังคงลดลง นี่คือเวทีที่ดาว Tauri อยู่ ดาว Tauri ส่วนใหญ่มีอายุน้อยกว่า 3 ล้านปี

  3. จากนั้นดาวฤกษ์จะตามรอยเฮนนีย์ซึ่งความสว่างเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆเมื่อโซนรังสีพัฒนาขึ้นในแกนกลางของดาวและมันก็ยังคงหดตัวอย่างช้าๆ อาจใช้เวลาหลายสิบล้านปี

  4. ในที่สุดสภาพในแกนกลางนั้นรุนแรงพอที่จะทำให้ฟิวชั่นเริ่มต้นขึ้น ไทม์สเกลจากพลังงานทั้งหมดที่ได้รับจากการหดตัวของแรงโน้มถ่วงกับพลังงานทั้งหมดที่ถูกฟิวชั่นอยู่ในระยะเวลา 1 ล้านปี ความส่องสว่างของดาวฤกษ์ (ตอบโต้โดยสัญชาตญาณ) ลดลงอีกเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานจากฟิวชั่นไม่ได้ชดเชยสิ่งนั้นจากการหดตัวของแรงโน้มถ่วงซึ่งจะหยุดเมื่อฟิวชั่นเริ่มต้นขึ้น

รูปที่: เส้นโค้งL g / L อธิบายปริมาณพลังงานที่ได้จากการหดตัวแรงโน้มถ่วงเหนือความส่องสว่างทั้งหมดของดาว แกนเวลาลอการิทึมเป็นวินาที (ทำซ้ำจาก Iben (1965), รูปที่ 3)

อ้างอิง:

การอ่านที่น่าสนใจฉันได้พบกับการก่อตัวของโปรโตเทลลาร์ค่อนข้างสูงขึ้น:

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