Csillag életciklusuk néhány milliótól trillió évig terjed. Megszületnek, változásokon mennek keresztül az idő múlásával, és végül elérik a végüket, amikor az üzemanyag elfogy, és nagyon sűrű maradandó testté válnak. A kiégett csillag lehet a fehér törpe vagy neutron csillag vagy fekete lyuk a csillag eredeti tömegétől függően.
Élete a csillag nagyban kezdődik csillagközi felhők gáz és por a Galaxy a gázok összetapadásával az alacsony hőmérséklet miatt a nagy sűrűségű zsebekig. A csomók fokozatosan egyre több anyagot gyűjtenek össze és nőnek. Egy ponton a csomók összeomlanak a megnövekedett gravitációs erő miatt. Az összeomlás során fellépő súrlódás felmelegíti az anyagot, és egy baba csillag születik. Ez protosztár szakasz a csillagok életciklusában.
A gravitációs összeomlás tovább folytatódik. Ennek eredményeként a hőmérséklet és a nyomás a magban tovább emelkedik. Évmilliók után a protocsillag magjában a hőmérséklet és a nyomás elég magas lesz ahhoz, hogy lehetővé tegye a hidrogénmagok egyesülését. A magfúzió hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel, amely kellően felmelegíti az anyagot ahhoz, hogy megakadályozza a további gravitációs összeomlást. Ez a szakasz, amikor a magfúzió stabilan megy végbe (és a felszabaduló energia kellőképpen felmelegíti az anyagot ahhoz, hogy megakadályozza a gravitációs összeomlást), a fő szakasz és a leghosszabb szakasz a csillagok életében. Az ebben a szakaszban lévő csillagokat „fősorozat csillagoknak”, a szakaszt pedigfő szekvencia szakasz’. A hidrogén a csillag fő tüzelőanyaga. Az üzemanyag-fogyasztás mértéke a csillag tömegétől függ. Egy hatalmas csillag nagyobb sebességgel fogyaszt üzemanyagot, hogy elegendő energiát szabadítson fel ahhoz, hogy megakadályozza a gravitációs összeomlását.
Amikor az üzemanyag elfogy, a magfúzió leáll, és nincs energia az anyagok melegítésére, hogy egyensúlyba hozza a gravitációs erőt, és a mag összeesik a gravitáció hatására, és egy tömör maradványt hagy maga után. Ez a csillag vége. A halott csillag vagy fehér törpe vagy neutroncsillag lesz, ill fekete lyuk az eredeti csillag tömegétől függően.
Ha az eredeti csillag tömege kisebb, mint a Nap tömegének nyolcszorosa (<8 M⦿), a fehér törpe. A halott csillag neutroncsillaggá válik, ha az eredeti csillag tömege 8 és 20 naptömeg között van (8 M⦿ < M < 20 M⦿), míg a 20 naptömegnél nehezebb csillagok (>20 M⦿) válnak fekete lyukak ha kifogy az üzemanyag.
Barna törpék (BD)
Csillag életciklusuk során elérik a „nukleáris fúziós szakaszt” vagy a „főszekvencia szakaszt”. Mi van akkor, ha egy égi objektum csillaghoz hasonlóan alakul, de nem éri el ezt a szakaszt?
A barna törpék csillagként kezdődnek, elég sűrűvé válnak ahhoz, hogy gravitációja hatására összeesjenek, de magja sohasem válik elég sűrűvé és forróvá ahhoz, hogy magfúziót indítson el, így soha nem lesz igazi csillag. Ezek az objektumok tulajdonságaiban hasonlóak mind a csillagokhoz, mind a bolygók.
A fekete törpék kisebbek, mint a csillagok, de sokkal nagyobbak, mint a csillagok bolygók. Néhány kisebb méretben összehasonlítható a bolygók. A legkisebb ismert körülbelül hétszer akkora, mint a Jupiter.
A fekete törpék fontosak a csillagkeletkezés modelljéhez a csillagközi gáz- és porfelhőkben. Kísérleteket tesznek a legkisebb testek meghatározására, amelyek csillagszerűen alakulnak ki.
A legkisebb barna törpe
A közelmúltban a kutatók az IC 348 csillagképző halmaz körülbelül 1,000 fényévnyire lévő központját vizsgálták meg a James Webb Űrteleszkóp (JWST). Az objektumok fotometriája alapján a csapat három fekete törpe jelöltet azonosított. Egyikük mindössze három-négyszerese a Jupiter tömegének, így ez az eddig ismert legkisebb fekete törpe.
Egy fekete törpe a Jupiter tömegének háromszorosa 300-szor kisebb lenne a Napnál. Nehéz megmagyarázni, hogy egy ilyen kis fekete törpe hogyan keletkezhet csillagszerű módon, mert egy kis csillagközi felhő általában nem omlik össze, hogy fekete törpét hozzon létre gyenge gravitációja miatt. Így egy ilyen kis fekete törpe kihívást jelent a csillagkeletkezés jelenlegi modelljei előtt.
***
Referenciák:
- Luhman KL, et al 2023. A JWST Survey for Planetary Mass Brown Dwarfs in IC 348. The Astronomical Journal, 167. kötet, 1. szám. Megjelent: 13. december 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- A NASA hálója azonosítja a legapróbb szabadon lebegő barna törpét. Közzétéve: 13. december 2023. Elérhető itt https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
