Fråga:
Hur lång tid tar det att producera en stjärna? Varför tar det så lång tid?
Timtech
2013-09-26 02:15:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag undrar, varför stjärnor tar det väldigt lång tid att bli stjärnor? Är det för att det måste få massa? Eller värma upp? Något sådant? Och skulle det kunna påskyndas alls?

Ett svar:
#1
+9
MBR
2013-09-26 14:08:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tiden för att "producera" en stjärna beror faktiskt på stjärnans massa. Låt oss börja med en solstjärna.

För en typisk solstjärna är bildandetiden cirka 10 miljoner år (du kan se den här bilden på Wikimedia som ger en översikt över stjärnbildningsprocessen, anpassad från Philippe Andrés figur i Observationer av protostjärnor och protostjärnscener i The cold Universe, 1994). Du kan urskilja olika epoker i stjärnbildningen, som är signaturen för olika dominerande fysiska processer. Det allra första steget i stjärnbildningen är en gravitationskollaps som leder till bildandet av själva protostjärnan. Tidsskalan för denna kollaps är den så kallade fritt falltiden som bara beror på objektets densitet. När du får ett centralt föremål i en hydrostatisk jämvikt blir sakerna mer subtila: kärnan kommer att dra samman adiabatiskt (utan värmeöverföring) och när en temperatur på cirka 2000 K uppnås, dissocierar dihydrogen (vilket är en mycket endoterm reaktion) vilket leder till en andra kollapsfas, vilket leder till bildandet av själva protostjärnan. Det tar ungefär 1000 år att komma till detta steg, från den hydrostatiska kärnan.

Nästa steg, den protostellära fasen, är mestadels en tillväxtfas. Det betyder att tidsskalan för denna epok ges av en ackretionstid , som varierar med den ackreterade massan (som är ganska låg för en solstjärna). Det tar cirka 200 000 år att ackretera 90% av stjärnans slutliga massa.

Eftersom stjärnan fortfarande kontraherar ökar temperaturen i centrum; när en temperatur på 1 miljon Kelvin uppnås börjar protostjärnan att bränna sitt deuterium. I detta skede tillåter Kelvin-Helmholtz-mekanismen att protostjärnan drar ihop sig och strålar bort sin gravitationsenergi. Den meningsfulla tidsskalan är då Kelvin-Helmholtz-tiden (som varierar som kvadrat för massan och den inversa av radien och ljusstyrkan), som är mycket längre än de tidigare tidsskalorna. Temperaturen fortsätter att stiga, upp till 10 miljoner Kelvin, när väte så småningom börjar brinna, vilket är en födelsebevis för en stjärna. Det tar cirka 10 miljoner år att komma till den här punkten.

Men som sagt beror detta scenario på stjärnans massa. Det gäller för solliknande stjärnor, men inte riktigt för massiva stjärnor. Det är mycket snabbare för massiva stjärnor, och stjärnbildningen är helt annorlunda. I synnerhet är tillväxthastigheten mycket högre, protostjärns strålningstryck är vansinnigt högre och deras samspel förstås inte helt. Det finns dock några teoretiska verk som ger en uppskattning av cirka 100 000 år för att bilda massiva stjärnor (se till exempel verk från McKee och Tan).



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...