Зірки мають життєвий цикл від кількох мільйонів до трильйонів років. Вони народжуються, зазнають змін з плином часу і, нарешті, закінчуються, коли паливо закінчується, перетворюючись на дуже щільне залишкове тіло. Згоріла зірка може бути a білий карлик або нейтронна зірка або Чорна діра в залежності від початкової маси зірки.
Життя а зірка починається у великому міжзоряні хмари газу та пилу в галактика зі скупченням газів через низьку температуру до кишень високої щільності. Згустки поступово збирають все більше і більше речовини і ростуть. У якийсь момент згустки руйнуються через збільшення сили тяжіння. Тертя під час колапсу нагріває речовину і народжується дитинча-зірка. Це стадія протозірки у зоряному життєвому циклі.
Обвалення під дією гравітації триває і далі. В результаті температура і тиск в ядрі продовжують зростати. Через мільйони років температура й тиск у ядрі протозірки стають достатньо високими, щоб ядра водню злилися. Ядерний синтез виділяє величезну кількість енергії, яка нагріває речовину достатньо, щоб запобігти подальшому колапсу під дією гравітації. Ця стадія, коли ядерний синтез стабільно відбувається (і вивільнена енергія достатньо розігріває речовину, щоб запобігти гравітаційному колапсу), є основною та найдовшою фазою в житті зірки. Зірки на цій стадії називаються «зірками головної послідовності», а стадія називається «етап основної послідовності’. Основним паливом зірки є водень. Норма споживання палива залежить від маси зірки. Масивна зірка споживатиме паливо з більшою швидкістю, щоб вивільнити достатньо енергії, щоб запобігти її колапсу під дією гравітації.
Коли паливо закінчується, ядерний синтез припиняється, і немає енергії для нагрівання матеріалів, щоб врівноважити силу тяжіння, і ядро руйнується під дією гравітації, залишаючи компактний залишок. Це кінець зірки. Мертва зірка стає білим карликом або нейтронною зіркою Чорна діра в залежності від маси вихідної зірки.
Коли маса вихідної зірки менше ніж у 8 разів перевищує масу Сонця (<8 М⦿), стає a білий карлик. Мертва зірка стає нейтронною, коли маса вихідної зірки становить від 8 до 20 мас Сонця (8 M⦿ < M < 20 M⦿), тоді як зірки важчі за 20 сонячних мас (>20 М⦿) стати чорних дір коли паливо закінчується.
Коричневі карлики (BDs)
Зірки досягають «стадії ядерного синтезу» або «стадії головної послідовності» у своєму життєвому циклі. Що робити, якщо небесний об’єкт формується як зірка, але не досягає цієї стадії?
Коричневі карлики починаються як зірка, стають достатньо щільними, щоб зруйнуватися під дією її сили тяжіння, але їх ядро ніколи не стає достатньо щільним і гарячим, щоб розпочати ядерний синтез, отже, ніколи не стає справжньою зіркою. Ці об'єкти за своїми ознаками схожі як на зірки, так і на планети.
Чорні карлики менші за зірки, але все ж набагато більші за них планети. Деякі менші можна порівняти за розміром планети. Найменша з відомих приблизно в сім разів більша за Юпітер.
Чорні карлики важливі для моделі утворення зірок у міжзоряних хмарах газів і пилу. Робляться спроби визначити найменші тіла, які утворюються зіркоподібно.
Найменший коричневий карлик
Нещодавно дослідники обстежили центр зореутворюючого скупчення IC 348, розташованого приблизно за 1,000 світлових років від нас, використовуючи Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST). На основі фотометрії об’єктів команда ідентифікувала трьох кандидатів у чорних карликів. Один з них лише в три-чотири рази перевищує масу Юпітера, що робить його найменшим чорним карликом, відомим на сьогодні.
Чорний карлик, утричі більший за масу Юпітера, був би в 300 разів менший за Сонце. Важко пояснити, як такий маленький чорний карлик може утворитися схожим на зірку, тому що маленька міжзоряна хмара зазвичай не руйнується, щоб утворити чорного карлика через слабку гравітацію. Таким чином, такий маленький чорний карлик є проблемою для сучасних моделей утворення зірок.
***
Список використаної літератури:
- Лухман К.Л., та ін 2023. Огляд JWST для коричневих карликів планетарної маси в IC 348. Астрономічний журнал, том 167, номер 1. Опубліковано 13 грудня 2023 р. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- NASA Webb ідентифікує найменшого вільно плаваючого коричневого карлика. Опубліковано 13 грудня 2023 р. Доступно за адресою https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
