Zvaigznes to dzīves cikls ir no dažiem miljoniem līdz triljoniem gadu. Viņi piedzimst, laika gaitā tiek pakļauti izmaiņām un beidzot piedzīvo savu galu, kad beidzas degviela, lai kļūtu par ļoti blīvu paliekošu ķermeni. Izdegusī zvaigzne varētu būt a baltais punduris vai neitronu zvaigzne vai melnais caurums atkarībā no zvaigznes sākotnējās masas.
Dzīve a zvaigzne sākas lielā starpzvaigžņu mākoņi gāzi un putekļus galaktika ar gāzu salipšanu zemas temperatūras dēļ līdz augsta blīvuma kabatām. Grupas pamazām savāc arvien vairāk matērijas un aug. Kādā brīdī puduri sabrūk palielināta gravitācijas spēka dēļ. Berze sabrukšanas laikā uzkarsē lietu un piedzimst zvaigznes mazulis. Tas ir protozvaigznes stadija zvaigžņu dzīves ciklā.
Sabrukums gravitācijas ietekmē turpinās arī turpmāk. Rezultātā temperatūra un spiediens kodolā turpina celties. Pēc miljoniem gadu temperatūra un spiediens protozvaigznes kodolā kļūst pietiekami augsti, lai ļautu ūdeņraža kodoliem saplūst. Kodolsintēze atbrīvo milzīgu enerģijas daudzumu, kas vielu pietiekami uzsilda, lai novērstu turpmāku sabrukumu gravitācijas ietekmē. Šis posms, kurā stabili notiek kodolsintēze (un atbrīvotā enerģija pietiekami uzsilda vielu, lai novērstu gravitācijas sabrukumu), ir galvenais posms un garākā fāze zvaigznes dzīvē. Zvaigznes šajā posmā sauc par "galvenās kārtas zvaigznēm", un stadiju sauc par "galvenā secības posms'. Ūdeņradis ir galvenā zvaigznes degviela. Degvielas patēriņa ātrums ir atkarīgs no zvaigznes masas. Masīva zvaigzne patērēs degvielu ātrāk, lai atbrīvotu pietiekami daudz enerģijas, lai novērstu tās sabrukšanu gravitācijas ietekmē.
Kad degviela beidzas, kodolsintēze apstājas un nav enerģijas materiālu karsēšanai, lai līdzsvarotu gravitācijas spēku, un kodols gravitācijas ietekmē sabrūk, atstājot aiz sevis kompaktu palieku. Šīs zvaigznes beigas. Mirusī zvaigzne kļūst par balto punduri vai neitronu zvaigzni vai melnais caurums atkarībā no sākotnējās zvaigznes masas.
Ja sākotnējās zvaigznes masa ir mazāka nekā 8 reizes lielāka par saules masu (<8 M⦿), tas kļūst par a baltais punduris. Mirusī zvaigzne kļūst par neitronu zvaigzni, ja sākotnējās zvaigznes masa ir no 8 līdz 20 Saules masām (8 M⦿ < M < 20 M⦿), savukārt zvaigznes, kas smagākas par 20 Saules masām (>20 M⦿) kļūt melnie caurumi kad beigsies degviela.
Brūnie punduri (BD)
Zvaigznes dzīves cikla laikā sasniedz “kodolsintēzes posmu” vai “galvenās secības posmu”. Ko darīt, ja debess objekts veidojas kā zvaigzne, bet nesasniedz šo posmu?
Brūnie punduri sākas kā zvaigzne, kļūst pietiekami blīvi, lai sabruktu tās gravitācijas ietekmē, bet tā kodols nekad nekļūst pietiekami blīvs un karsts, lai uzsāktu kodolsintēzi, tāpēc nekad nekļūst par īstu zvaigzni. Šie objekti pēc pazīmēm ir līdzīgi gan zvaigznēm, gan planētas.
Melnie punduri ir mazāki par zvaigznēm, bet tomēr daudz lielāki par planētas. Dažas mazākas izmēra ir salīdzināmas ar planētas. Mazākais zināmais ir apmēram septiņas reizes lielāks par Jupiteru.
Melnie punduri ir svarīgi zvaigžņu veidošanās modelim starpzvaigžņu gāzu un putekļu mākoņos. Tiek mēģināts noteikt mazākos ķermeņus, kas veidojas zvaigznei līdzīgi.
Mazākais Brūnais punduris
Nesen pētnieki apsekoja zvaigžņu veidošanās kopas IC 348 centru, kas atrodas aptuveni 1,000 gaismas gadu attālumā, izmantojot Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST). Pamatojoties uz objektu fotometriju, komanda identificēja trīs melnā pundura kandidātus. Viens no tiem ir tikai trīs līdz četras reizes lielāks par Jupitera masu, kas padara to par mazāko līdz šim zināmo melno punduri.
Melnais punduris, kas trīs reizes pārsniedz Jupitera masu, būtu 300 reizes mazāks par sauli. Ir grūti izskaidrot, kā šāds mazs melns punduris varēja veidoties zvaigznei līdzīgā veidā, jo mazs starpzvaigžņu mākonis tā vājās gravitācijas dēļ parasti nesabruktu, lai radītu melno punduri. Tādējādi šāds mazs melns punduris rada izaicinājumu pirms pašreizējiem zvaigžņu veidošanās modeļiem.
***
Norādes:
- Luhmans K.L., un citi 2023. A JWST Survey for Planetary Mass Brown Dwarfs in IC 348. The Astronomical Journal, 167. sējums, 1. numurs. Publicēts 13. gada 2023. decembrī. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- NASA Webb identificē mazāko brīvi peldošo brūno punduri. Publicēts 13. gada 2023. decembrī. Pieejams plkst https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
