Žvaigždės gyvavimo ciklas trunka nuo kelių milijonų iki trilijonų metų. Jie gimsta, laikui bėgant patiria pokyčius ir galiausiai baigiasi, kai baigiasi kuras, ir tampa labai tankiu kūnu. Perdegusi žvaigždė galėtų būti a baltas nykštukas arba neutroninė žvaigždė arba Juodoji skylė priklausomai nuo pradinės žvaigždės masės.
A gyvenimas žvaigždė prasideda dideliu tarpžvaigždiniai debesys dujų ir dulkių viduje galaktika su dujų susitraukimu dėl žemos temperatūros iki didelio tankio kišenių. Grupės pamažu surenka vis daugiau medžiagos ir auga. Tam tikru momentu gumulai subyra dėl padidėjusios gravitacinės jėgos. Trintis griūties metu įkaitina materiją ir gimsta nauja žvaigždė. Tai yra protožvaigždžių stadija žvaigždžių gyvavimo cikle.
Griūtis veikiant gravitacijai tęsiasi toliau. Dėl to šerdyje toliau kyla temperatūra ir slėgis. Po milijonų metų temperatūra ir slėgis protožvaigždės šerdyje tampa pakankamai aukšti, kad vandenilio branduoliai galėtų susilieti. Branduolio sintezė išskiria didžiulį kiekį energijos, kuri pakankamai įkaitina medžiagą, kad būtų išvengta tolesnio griūties veikiant gravitacijai. Šis etapas, kai stabiliai vyksta branduolių sintezė (o išsiskirianti energija pakankamai įkaitina materiją, kad būtų išvengta gravitacinio kolapso), yra pagrindinė ir ilgiausia žvaigždės gyvenimo fazė. Žvaigždės šiame etape vadinamos "pagrindinės sekos žvaigždėmis", o stadija vadinama "pagrindinės sekos stadija“. Vandenilis yra pagrindinis žvaigždės kuras. Degalų suvartojimo greitis priklauso nuo žvaigždės masės. Masyvi žvaigždė greičiau sunaudos kurą, kad išleistų pakankamai energijos, kad ji nesugriūtų veikiant gravitacijai.
Pasibaigus kurui, branduolių sintezė sustoja ir nebelieka energijos šildyti medžiagoms, kad būtų subalansuota gravitacijos jėga, o šerdis griūva veikiant gravitacijai, palikdama kompaktišką liekaną. Tai žvaigždės pabaiga. Negyva žvaigždė tampa arba balta nykštuke, arba neutronine žvaigžde arba Juodoji skylė priklausomai nuo pradinės žvaigždės masės.
Kai pradinės žvaigždės masė yra mažesnė nei 8 kartus didesnė už saulės masę (<8 M⦿), jis tampa a baltas nykštukas. Negyva žvaigždė tampa neutronine žvaigžde, kai pirminės žvaigždės masė yra nuo 8 iki 20 saulės masių (8 M⦿ < M < 20 mln⦿), o žvaigždės, sunkesnės nei 20 Saulės masių (>20 M⦿) tapti Juodosios skylės kai baigiasi kuras.
Rudieji nykštukai (BD)
Žvaigždės savo gyvavimo cikle pasiekia „branduolinės sintezės etapą“ arba „pagrindinės sekos etapą“. Ką daryti, jei dangaus objektas susiformuoja kaip žvaigždė, bet nepasiekia šios stadijos?
Rudosios nykštukės prasideda kaip žvaigždė, tampa pakankamai tankios, kad subyrėtų veikiamos gravitacijos, tačiau jos šerdis niekada netampa pakankamai tanki ir karšta, kad prasidėtų branduolių sintezė, todėl niekada netampa tikra žvaigžde. Šie objektai savo savybėmis panašūs į žvaigždes ir planetos.
Juodosios nykštukės yra mažesnės už žvaigždes, bet vis tiek daug didesnės už žvaigždes planetos. Kai kurios mažesnės savo dydžiu prilygsta planetos. Mažiausias žinomas yra maždaug septynis kartus didesnis už Jupiterį.
Juodosios nykštukės yra svarbios žvaigždžių formavimosi tarpžvaigždiniuose dujų ir dulkių debesyse modeliui. Bandoma nustatyti mažiausius kūnus, kurie susidaro panašiai kaip žvaigždė.
Mažiausias rudasis nykštukas
Neseniai mokslininkai ištyrė žvaigždžių formavimo spiečiaus IC 348 centrą, esantį maždaug už 1,000 šviesmečių. Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST). Remdamasi objektų fotometrija, komanda nustatė tris juodųjų nykštukų kandidatus. Vienas iš jų yra tik tris ar keturis kartus didesnis už Jupiterio masę, todėl tai yra mažiausia iki šiol žinoma juodoji nykštukė.
Juodoji nykštukė, tris kartus didesnė už Jupiterio masę, būtų 300 kartų mažesnė už saulę. Sunku paaiškinti, kaip tokia maža juoda nykštukė galėjo susiformuoti panašiai kaip žvaigždė, nes mažas tarpžvaigždinis debesis dėl silpnos gravitacijos paprastai nesugriūtų ir susidarytų juodoji nykštukė. Taigi toks mažas juodas nykštukas yra iššūkis prieš dabartinius žvaigždžių formavimosi modelius.
***
Nuorodos:
- Luhmanas K.L., et al 2023 m. JWST Survey for Planetary Mass Brown Dwarfs in IC 348. The Astronomical Journal, 167 tomas, numeris 1. Paskelbta 13 m. gruodžio 2023 d. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- NASA Webb nustato mažiausią laisvai plaukiojančią rudąją nykštukę. Paskelbta 13 m. gruodžio 2023 d. Pasiekiama https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
