ขีด จำกัด อุณหภูมิบนและล่างที่พบในดาวคือเท่าใด

มีการตรวจพบอุณหภูมิสุดขั้ว (ทั้งร้อนและเย็น) ที่ใด มีการ จำกัด อุณหภูมิบนและล่างของดวงดาวที่ตรวจพบได้หรือไม่?

คำตอบขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณต้องการพิจารณาเป็น "ดาว" หากคุณแค่คิดถึงดาวตามลำดับหลักคุณก็สามารถอ้างอิงถึงตัวอักษรประเภทดาวคลาสสิก " OBAFGKM " (ซึ่งเพิ่งจะขยายออกไปเมื่อเร็ว ๆ นี้เพื่อรองรับดาวแคระน้ำตาลที่เย็นที่สุดด้วยตัวอักษร "LTY") ที่O-starsเป็นดาวที่ร้อนแรงที่สุด (~ 30,000 K) และY-starsเป็นดาวที่หนาวที่สุดที่เรียกว่า "อุณหภูมิห้อง" (ประมาณ 300 K)

วัตถุก๊าซที่น่าดึงดูดในตัวเองนั้นไม่สามารถหลอมรวมดิวเทอเรียมที่ต่ำกว่ามวลของดาวพฤหัสบดีได้ประมาณ 13 ดวงดังนั้นมันจึงยุบตัวและเย็นลงเรื่อย ๆ (เช่นกรณีของดาวเคราะห์ยักษ์ทั้งหมดในระบบสุริยะของเรา) วัตถุเหล่านี้สามารถทำให้เย็นกว่า 300 K แต่ไม่ใช่ดาวในทางเทคนิคเนื่องจากไม่ได้รับการหลอมนิวเคลียร์

สำหรับดาวฤกษ์ที่ออกจากลำดับหลักผลลัพธ์ที่เป็นไปได้สองอย่างคือดาวแคระขาวหรือดาวนิวตรอนซึ่งทั้งสองเกิดขึ้นร้อนมาก: ดาวแคระขาวเกิดที่อุณหภูมิพื้นผิวประมาณ ~ 10 ^ 9 K ในขณะที่ดาวนิวตรอนเกิดมาพร้อมพื้นผิว อุณหภูมิประมาณ ~ 10 ^ 12 K อย่างไรก็ตามดาวแคระขาวและดาวนิวตรอนเย็นลงเมื่อมันมีอายุมากขึ้นโดยดาวแคระขาวที่เย็นที่สุดที่รู้จักกันดีที่สุดคือประมาณ 3,000 K และดาวนิวตรอนเย็นลงจนถึง 10 ^ 6 เค

ดังนั้นเพื่อตอบคำถามแรกของคุณ: ดาวที่รู้จักเย็นที่สุดคือY-stars (เช่นดาวแคระน้ำตาล) และดาวที่ร้อนแรงที่สุดที่รู้จักกันดีคือ O-stars หรือดาวนิวตรอนเล็ก ๆ ขึ้นอยู่กับว่าคุณพิจารณาวัตถุที่เหลือลำดับหลัก หรือไม่.

และสำหรับขีด จำกัด ล่างและบนที่เข้มงวดดาวฤกษ์ที่เย็นที่สุดที่เป็นไปได้น่าจะเป็นดาวแคระดำซึ่งเป็นสิ่งที่ดาวแคระขาวกลายเป็นหลังจากการทำความเย็นเป็นเวลานาน (> 10 ^ 15 ปี) ดาวที่ร้อนแรงที่สุดน่าจะเป็นดาวนิวตรอนที่เพิ่งเกิดใหม่ที่ฉันกล่าวถึงไปก่อนหน้านี้มันยากมากที่จะได้รับความร้อนมากกว่า 10 ^ 12 K เพราะพลังงานส่วนเกินจะถูกนำไปผ่านนิวตริโน

คำถามนี้มีคำตอบที่ดีมากฉันต้องการเพิ่มรายละเอียดเล็กน้อย

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

บอกว่าที่นี่เมื่อจักรวาลมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ^ -33 ซม. อุณหภูมิของมันคือ 10 ^ 32K ดังนั้นนั่นควรเป็นอุณหภูมิสูงสุดที่สัมบูรณ์เข้าถึงได้ในเอกภพนี้และอุณหภูมิสูงสุดของดาวควรต่ำกว่านั้น สิ่งที่น่าสนใจมาก ๆ ที่ Guillochon กล่าวไว้ข้างต้นนิวตริโนนั้นจะส่งพลังงานส่วนเกินที่สูงกว่า 10 ^ 12K

สีของดาวทำให้อุณหภูมิลดลง เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าโคโรนาของดาวฤกษ์รวมถึงดวงอาทิตย์ของเรานั้นมีค่ามากกว่าหนึ่งล้าน K แม้ว่าอุณหภูมิพื้นผิวของดาวของเราจะอยู่ที่ประมาณ 6,000 เค

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

นอกจากนี้ในแกนของดาวฟิวชั่นไฮโดรเจนในฮีเลียมเริ่มต้นที่ 3 ล้านเคลวินในขณะที่ฟิวชั่นคาร์บอนเริ่มที่ 500 ล้านเคลวินและฟิวชั่นซิลิคอนเริ่มที่ 2700 ล้านเคลวินเพื่อเปรียบเทียบ

ดาวที่ร้อนแรงที่สุด - และที่นี่ฉันคิดว่า "ดาว" ไม่รวมซากดาวฤกษ์เช่นดาวแคระขาวดาวนิวตรอนและวัตถุขนาดกะทัดรัดอื่น ๆ - น่าจะเป็นดาว Wolf-Rayetซึ่งเป็นดาวที่ร้อนและขาดไฮโดรเจน และสายคาร์บอนไนโตรเจนและออกซิเจนที่สังเกตได้ กลุ่มย่อยของประชากรที่มีขนาดใหญ่นั้นน่าจะเป็นดาวฤกษ์ในแถบลำดับมวลสูงชนิดโอโอซึ่งมีลมแรงเป็นตัวเอก

คำตอบของ Guillochonกล่าวว่าดาวประเภท O มักจะมีอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 30,000 เคลวินหลายแห่ง - ถ้าไม่ใช่มากที่สุด - ดาว Wolf-Rayet นั้นมีอุณหภูมิสูงกว่านั้นมาก สิ่งที่ร้อนแรงที่สุดบางอย่างอาจเป็นส่วนประกอบ Wolf-Rayet ของไบนารีAB7และAB8ใน Small Magellanic Cloud ทั้งคู่มีเพื่อนร่วมประเภทโอปกติซึ่งยังร้อนมาก อย่างไรก็ตามอุณหภูมิสูงสุดสำหรับส่วนประกอบ Wolf-Rayet อาจเป็น 105,000 K และ 141,000 K ตามลำดับ (Wikipedia อ้างอิงShenar et al. (2016)ที่นี่)

ตอนนี้นี่คือปัญหา เป็นเรื่องยากที่จะระบุอุณหภูมิของดาว Wolf-Rayetให้แม่นยำตามที่ต้องการ ทำไม? ส่วนใหญ่เป็นเพราะลมดวงดาวและอัตราการสูญเสียมวลสูง บางส่วนของชั้นบรรยากาศและลมมีความหนาในเชิงแสงซึ่งหมายความว่าเราไม่สามารถสังเกตได้ว่า "พื้นผิว" อยู่ที่ไหนตามที่อธิบายไว้ตามปกติในดาราศาสตร์ฟิสิกส์ดาวฤกษ์ ดังนั้นโปรดจำไว้ว่าอุณหภูมิในรายการอาจจะค่อนข้างน้อย - แม้ว่าดาว Wolf-Rayet จะยังร้อนกว่าดาว O-type ค่อนข้างชัดเจน

ดาวที่ร้อนแรงที่สุดที่ยังคงหลอมรวมอยู่ในแกนกลางของมันคือดาว Wolf-Rayet ซึ่งอยู่ในลำดับสุดท้ายของลำดับ WC ซึ่งจำแนกอย่างเหมาะสมเป็นดาว WO ซึ่งแสดงเส้นการปล่อยออกซิเจนที่โดดเด่น ดาวฤกษ์ที่ร้อนแรงที่สุดคือ WR 102 ซึ่งมีสเปกตรัมแบบ WO2 และอุณหภูมิพื้นผิว 210,000 เคลวิน

คิดว่า 102 WR มีมวลประมาณ 16.7 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ เนื่องจากนี่เป็นดาวฤกษ์ Wolf-Rayet ที่มีวิวัฒนาการสูงส่วนใหญ่ของมวลนี้ประกอบด้วยแกนฟิวชั่นที่มีชั้นรังสีบาง ๆ รอบตัวมัน สำหรับการอ้างอิงเกณฑ์ในการเป็นดาวประเภทโอมีค่าประมาณ 16 เท่าของมวลดวงอาทิตย์โดยมีเพียงเศษเสี้ยวของมวลแกนหลอมรวม นั่นหมายความว่า WR 102 อาจเริ่มต้นด้วยมวลดวงอาทิตย์ประมาณ 50-60 ดวงที่ ZAMS

ณ จุดนี้มันไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าอะไรสร้างดาว WO อย่างแน่นอนไม่ว่าจะเป็นช่วงวิวัฒนาการหลังจากเป็นดาว WC หรือถ้าใช้ดาวมวลสูงพิเศษที่ตรงไปยัง WO หลังจากขยับผ่านระยะ WN จำนวนดาว WO ที่รู้จักกันในปัจจุบันอยู่ในหลักเดียวดังนั้นยังมีอะไรอีกมากมายให้เรียนรู้เกี่ยวกับดาวเหล่านี้