март 27, 2017

Крајот на Сонцето

Source: http://faculty.wcas.northwestern.edu/~infocom/The%20Website/end.html

Хелиумот блиц
На почетокот на крајот за црвен џин од масата на нашето Сонце се случува многу одеднаш. Како хелиум “Пепел” продолжи да се таложат во неговиот центар, поголем дел од нив се претвори електрон-дегенерира. Тоа е чуден парадокс: како што надворешните слоеви на црвен џин се шири во огромен, но слаб облак, внатрешното јадро е договорниот надолу за да се формира погребан бело џуџе. Температурата и притисокот во јадрото на Сонцето ќе се зголемуваат до 10 пати нивните сегашни вредности. И околу 1,2 милијарди години откако го напушти главната секвенца, во екот на славата својата како црвен џин, во центарот на јадрото на хелиум на сонцето ќе стане доволно големи, густи и топли дека нешто прекрасно ќе се случи: во рамките на предметот на минути, ќе се запали и толпата.

Кога температурата во јадрото да достигне околу 100 милиони степени, хелиум ќе почнат да се спојуваат во јаглерод од реакција позната како процесот на трипл-алфа, поради тоа што го претвора три хелиум во еден јаглероден атом. Ова генерира голема доза на топлина. Сепак, за разлика кога сонцето беше млад и нејзините основни содржани нормалната материја, додавајќи повеќе топлина во хелиум електрон-дегенерира не предизвика таа да се прошири и да се излади. Како што истакна, кога бев разговара квантната механика, електрони дегенерирани прашање се однесува повеќе како течност од гас кога ќе се загрева: температура брзо се зголемува, но тоа не се прошири. Со други зборови, механизмот за само-регулирање што ги држи главната низа ѕвезди, стабилен (хидростатичка рамнотежа) е исклучен во електрони дегенерирани прашање. Ако додадете топлина во бело џуџе, тоа само добива потопло.

Како што се случува, процесот на трипл-алфа е исклучително високо температура зависни: двојно зголемување на температурата на реакцијата предизвикува таа да се кандидира околу трилион пати побрзо! Значи, како спојување хелиум загрева на јадро, што не може да се прошири за да се олади, зголемување на температурата предизвикува хелиум фузија за да одеднаш се продолжи милиони пати побрзо, што многу брзо се загрева јадрото уште повеќе, што за возврат предизвикува хелиум да осигурач начин , начин побрзо. . .

На кратко, во центарот на хелиум јадро експлодира. Околу 6% од јадро на хелиум електрон-дегенерира, која до сега тежи околу 40% од соларна маса, е сплотена во јаглерод во рок од неколку минути. (Тоа одговара на гори околу десет Земјата масите на хелиум во секунда, ако сте чување резултат.) За очигледни причини, астрономите го нарекуваат овој хелиумот блиц. Во приближно време е потребно за да наздрави Ѓеврекот, флеш изданија на онолку енергија колку што сегашната нашето Сонце генерира во 200 милиони години. Во екот на блиц, јадрото на Сонцето ќе се изедначи многу кратко комбинираниот луминозноста на сите ѕвезди во Млечниот Пат! Би можело да се замисли дека еден пожар на оваа големина ќе има драматично влијание врз црвен џин – и го прави тоа, на некој начин, но не и речиси толку ненадејно и насилно како што може да мислам.

Ова е затоа што имаат тенденција да се потцени гравитацијата. Во споредба со заплашување на моќта на нуклеарно оружје, енергијата генерирана од намалувањето неколку карпи не изгледа многу импресивно. Но, всушност, гравитационата енергија на исклучително густа, екстремно големи маси е изненадувачки – тоа е само нашите човечки предрасуди, кои произлегуваат од фактот дека ние живееме на мало камче, кој ниту е масовно ниту пак густа, што нè тера да мислат поинаку.

Да претпоставиме дека ние не се на Земјата, како пример на една голема, густа објект, иако тоа е за како густа како памук бонбони во споредба со бело џуџе. Да се ​​надува Земјата до двапати нејзината големина – тоа е, за укинување на масата на Земјата против сопствената гравитација, додека неговиот радиус е дуплиран – ќе бара сите сончевата енергија удира на површината на Земјата (само 185000000000 мегавати) за следните 13 милиони години!

Во текот на флеш на хелиум, основни дегенерира на ѕвездата се загрева толку интензивно што конечно “испарува”, така да се каже. Тоа е, поединечни јадра започне движи толку брзо што тие може да се “вари далеку” и избега. Јадрото се враќа назад во (спектакуларно густа) нормален гас, и силно се проширува. Огромната гравитациона енергија потребни за да се прошири 100.000 Земјата масите од дегенерација и до неколку пати нивната оригинална волумен е на исто ниво со ослободување на енергија на флеш на хелиум. Или со други зборови, скоро сите енергија на блицот се апсорбира од страна на Титаник тежина-лифтинг потребни за укинување на јадрото од бел-џуџе состојба. Во суштина никој од енергија достигнува површината на црвен џин, и навистина, ако сте биле следење на црвен џин со голо око како свој хелиум јадро блесна во текот, тоа е веројатно дека би се забележи ништо на сите.

Значи, од човечки стандарди, флеш хелиумот е разочарувачки ѓубре да се види. Од галактички стандарди, сепак, црвен џин е застрелан преку срцето. Ненадејна експанзија на резултатите од јадрото во ладењето толку тешка што тоа е нешто како на почетокот на ледено доба. За ладење веднаш доведува до многу помал притисок во школка водород гори што го опкружува јадро, а со тоа да бедствен пад во производството на енергија. На временска рамка која е речиси моментален во споредба со вообичаените временска рамка дека ѕвездите се кандидира на (можеби малку, како и 10.000 години), со дијаметар и луминозноста на црвен џин е опаѓа на помалку од 2% од своите поранешни вредности. За ѕвезди од масата на нашето Сонце, како резултат на флеш хелиумот е падот во една orangeish-жолта ѕвезда со можеби десет пати повеќе од сегашната соларни дијаметар и 40 пати повеќе од луминозноста. Тоа е сосема смири се.

Крајот на Сонцето
Конечниот 140 милиони години од животот или на Сонцето ќе биде многу комплициран. По нејзиниот колапс, како што е прикажано на слика 1, Сонцето ќе се обноват како ѕвезда со извор на енергија двојно: тоа ќе имаат густа (но не и електрон-дегенерира) основни јаглерод и кислород опкружен со школка каде хелиум гори во јаглерод и надвор од тоа што ќе имаат уште една школка, каде што гори водород во хелиум. (Кислород Јадрото е создадена од страна бавно фузија помеѓу јаглеродните и хелиум на површината на јадрото е. Во потешки ѕвезди, кислород може да се претвори осигурач со хелиум да се направи неонски.) Хелиум фузија произведува само 9% повеќе енергија за килограм како водород фузија , па енергија-мудар, Сонцето продолжува да биде главно реактор водород. 90% од својата сјајност уште доаѓа од согорување на водород.

Сепак, тоа е хелиумот околу јадрото кој сега диктира како Сонцето ќе се развива. Сонцето, повеќе или помалку се повторува она што го правеше како стареење ѕвезда на главната низа, освен сега со јаглерод-хелиум микс во јадрото наместо хелиум-водород микс. За време тоа се постигнува во однос на стабилноста и одржува хидростатичка рамнотежа во својата нова инкарнација како портокал-жолто “подгигант” ѕвезда. Така, ѕвезди во оваа фаза од нивното постоење понекогаш се вели дека се на “главната низа хелиум”. Од минливи гледна точка на еден човечки живот, подгигант ѕвезди изгледа доволно смирен: познатите светла ѕвезда Арктур, чија светлина беше искористена за да се отвори 1933 Чикаго на Светскиот саем, е како ѕвезда. Тоа не се промени во мерливи начин уште од измислувањето на телескопот.

Но, високи температури неопходни за одржување на хелиум гори значи дека не само што може да изгори хелиум еден начин: многу брзо. Топла основни диктира брзо водород согорување, како и. Кога беше на нормална главната низа, сјајноста на Сонцето одржа доста блиску до 1,0 Lo за околу девет милијарди години пред осветлување на околу 2,7 Lo на крајот. На главната низа на хелиум, сјајноста на Сонцето ќе се одржи по 45 Lo пред осветлувајќи до околу 110 Lo на крајот. Не е толку импресивен како црвен џин, но многу светла сеедно.

Да го задржи својот подгигант животен стил Сонцето мора да солза низ гориво во својата хелиум јадро 100 пати побрзо отколку што тоа го направи со својата оригинална основни водород. По само сто милиони години на главната низа на хелиум, сонцето повторно ќе почнат да се искачи кон царството на црвени џинови, а од истите причини како што беше порано. Но, не постои “јаглерод флеш” еквивалентно на хелиум блиц дека престана Сонцето прв пат. Температурата и притисокот се потребни за да се запали јаглерод-јаглерод фузија е премногу голем за сонце за да се постигне без оглед колку е компресирана неговото јадро станува, па јаглерод само се акумулира и станува уште поцврсти. Трендот дека Сонцето покажа на својот прв рок, како црвен џин, кога неговото јадро беше уништен до бело џуџе густина како што се издигаше на надворешните слоеви на десетици милиони километри во дијаметар, е незапирлив сега. Сонцето станува црвен џин повторно, овој пат со врв луминозноста над 3.000 Lo. Нејзините надворешни слоеви удар понатаму и понатаму надвор, надвор од орбитата на Јупитер, дури и ако неговите електрони дегенерирани основни брзо расте помасивна а со тоа и помала и повеќе густа.

И на крајот на денот кога на два дела компанија. Последните денови на една ѕвезда се многу комплицирани, бидејќи хелиум горење и согорување на водород-школки не изгори во иста стапка. На потопла, побрзо гори хелиум школка има тенденција да се трка надвор и да стигне школка водород гори, и кога тоа се случува, не постои повеќе хелиум лево за да изгори, па школка хелиум изгаснат. Но, џин брзо готвачи повеќе хелиум, кој потоа се собира на бело-џуџе јадро, додека таа одеднаш ракети во вториот далеку хелиум палење тоа е нешто како бебе верзија на хелиум јадро блиц. одблесокот-up нарушува хелиум (одвраќа) водородот гори за кратко време, и така тоа оди. На самиот крај, Сонцето буквално ќе се плаќа до смрт, како повеќе палење гориво и изгуби-оф фузија укинување дупат атмосфера.

Во четири или пет големи експлозии, распоредени околу 100.000 години, освен, на надворешниот слој на Сонцето ќе се одделат од јадро и се целосно издувана. Тие ќе формираат огромен, проширување на школка околу Сончевиот систем, и да се движат кон надвор за да се приклучат на меѓуѕвездениот гас. Околу 45% од масата на Сонцето ќе избега на овој начин. Останатите 55% од масата на Сонцето наскоро се компресирани во бело-жешка, извонредно густо јадро. За некој гледа сонцето од далеку, Сонцето ќе се појави да брзо се префрли бои од црвен бела како гасовити превез околу него е укината. (Од “брзо”, се разбира, мислам временски распон само неколку пати подолго од возраста на пирамидите.)

Изложената површина на високите соларни јадрото ќе биде толку жешко, најмалку 170.000 К°, дека тоа ќе емитуваат повеќе х-зраци од видливата светлина. (Пост-црвено-гигант ѕвезди се најжешките ѕвезди познат, освен неутронски ѕвезди.) Нејзината луминозноста ќе биде брилијантен 4.000 Lo. Сонцето ќе станат извор на зрачење навистина галактички раст на, својата енергија осветлува избега гас околу тоа како огромен неонски знак. Такви облаци се нарекуваат планетарна маглина, погрешно име, затоа што астрономите 18 век едвај можеше да ги види со телескопи на време и мислев дека тие изгледаа како планети. Тие се едни од најубавите глетки во астрономијата. Фотографијата на десната страна на маглината познат како NGC 6751 е од еден од моите омилени. Светла точка во центарот е пост-црвено-гигант матична ѕвезда.

Неверојатно, има право ѕвезда на местото на дување на своите надворешни слоеви кои може да се види со голо око. Ова е Мира, на “Неверојатни Еден”, така наречен од страна на Арапскиот астрономите во средниот век, бидејќи Мира наместо неконтролирано варира во период од приближно 330 дена од тоа да биде најсветлата ѕвезда во своето соѕвездие (кит) за вкупно невидливост. Мира е само класично име ѕвезда која не можете да видите, поголемиот дел од времето. Современи инструменти откриваат дека Мира е значително над-проширена торба на длабоко црвена гас кој не е ни одблиску сферични и кои, во 2000 К°, исто така е една од најкул ѕвезди познати. Атмосферата е во процес на сложена undulations и осцилации како нуклеарна гори под него sputters и запрепастеност. Оттука, варијабилност својата. Во никаква 500.000 години или помалку, Мира ќе биде планетарна маглина.

Што се однесува до Сонцето, без своите надворешни слоеви да го обезбеди со повеќе атоми на водород, тоа може да се задржи само на прекрасни дисплеј на своите маглина за неколку илјади години, едвај повеќе од кине на прстите од галактички стандарди. Последните остатоци од горивото на густо јадро конечно ќе изгори надвор, и за прв пат во текот на дванаесет милијарди години Сонцето ќе престане да се произведува енергија. Маглината ќе ги растера и згаснат. Сонцето стана бело џуџе, малку поголем од
Земјата, но 200.000 пати поголема маса, а за неколку милијарди години за да дојде сите ќе се направи полека олади.

Поради нивната огромна густина, времето кое е потребно бели џуџиња да се разладат е толку голема што дури и најстарите познати (речиси 12 милијарди години) имале време да се излади многу под 5000 К°. Овие многу стари “бели џуџиња” можеби би можеле попрецизно да се нарече “жолто-бели” џуџиња, но во секој случај, Млечниот Пат не содржи никакви “црни џуџиња”. Сите од десет милијарди долари или така бели џуџиња дека нашата галаксија има произведено од времето на Биг Бенг се уште сјае, но слабо.

 

 

Please Post Your Comments

Вашата адреса за е-пошта нема да биде објавена. Задолжителните полиња се означени со *