Gravitaatiopakkaus

Painovoiman puristus on ilmiö, jossa painovoima , joka vaikuttaa massaan objektin, pakata se vähentää sen tilavuus ja lisäämällä sen tiheyttä ja lämpötila .

Siten planeetan tai tähden keskellä painovoiman puristus tuottaa lämpöä Kelvin-Helmholtz-mekanismilla . Tämä mekanismi selittää, kuinka esimerkiksi Jupiter tuottaa edelleen gravitaatiokompression tuottamaa lämpöä.

Tähtien kehitys

Gravitaatiokompressioon viitataan yleisemmin tähtien evoluution alalla. Siten, tasolla, että syntymän tähdet , The Sun ja muut tähdet pääjakson tuotetaan painovoiman romahtaminen on molekyylipilvi .

Olettaen, että massa on riittävän suuri, painovoiman puristus pienentää tuotetun tähden ytimen kokoa aiheuttaen sen lämpötilan nousun ydinfuusion alkuun asti . Prosessit vetyä to heliumia fuusio tuottaa energiaa , joka tasapainottaa painovoiman paineella sisäänpäin, mikä vakauttaa tähti miljoonien tai miljardien vuotta riippuen sen massasta.

Mitään lisäpainopuristusta ei tapahdu siihen hetkeen saakka, jolloin vety on melkein käytetty loppuun, mikä vähentää fuusioreaktion lämpöpainetta ja aiheuttaa aluksi uuden puristuksen. Jälkimmäisen tiheyden ja lämpötilan nousu yhdessä heliumin kertymisen kanssa aiheuttaa heliumin sulamisen , mikä lisää huomattavasti lämpöpainetta ja johtaa tähden punaisen jättiläisen vaiheeseen .

Kun helium on sulanut, lämpöpaine laskee, jolloin materiaali puristuu, kunnes uusi tasapaino saavutetaan. Jälkimmäinen riippuu tähden massasta.

Tähtien ruumiit

Jos tähden massa on samanlainen kuin Auringon massa, lämpötilan ja tiheyden nousu ei riitä tuottamaan muita ydinfuusioprosesseja. Osa aineesta heitetään ulos ja muodostaa planeettasumun , kun taas jäljellä oleva aine puristuu, kunnes painovoima kompensoituu rappeutumispaineella , joka johtaa valkoisen kääpiön muodostumiseen .

Aurinkoa massiivisemmat tähdet kehittyvät eri tavalla. He polttavat polttoainettaan hyvin nopeasti ja elävät paljon vähemmän. Jälkeen helium sulaa, se aloittaa muut ydin- fuusiossa ja mennä niin pitkälle kuin rauta fuusio . Tällä hetkellä ei ole enää mahdollista saada energiaa fuusiolla. Lämpöpaine katoaa ja tähti romahtaa, mikä johtaa ensin supernovaan , joka työntää osan aineesta, sitten jäljellä olevan aineen puristumiseen neutronitähdeksi tai mustaksi aukoksi . Yksi tai toinen riippuu jälleen kerran tähden massasta.

Jos massa mitä jää jäljelle tähti ylittää massa Chandrasekharin vaikutus painovoiman puristus on riittävän vahva tuoda protonit ja elektronit ja atomit , jotka muodostavat tähden ydintä (enimmäkseen nikkeli) kosketukseen. 56 ) ja sulake ne neutroneiksi .

Jos jäännösmassa on suurempi, tähtien kaadinmuoto on raudan ydin 56 , jonka massa on suurempi kuin Oppenheimer-Volkoff-raja , tai suunnilleen 2,4 - 3,2 aurinkomassaa. Kun tällainen massa saavutetaan, edes neutronit eivät enää kykene ylläpitämään tilaa, eikä mikään voi tasapainottaa painovoimaa. Sitten kaikki aine tiivistyy gravitaatiomaiseksi singulariteetiksi tähden keskelle ja siitä tulee musta aukko .

Tähtiruumot

Chandrasekharin raja	Tähtien massa	Tähtityyppi
huonompi	välillä 0,8 ja 1,4 aurinkomassaa	valkoinen kääpiö
ylivoimainen	2 - 5-6 aurinkomassaa	neutronitähti
ylivoimainen	8 aurinkomassaa	musta aukko

Planeetan erilaistuminen

Gravitaatiopakkaus johtaa planeettojen erilaistumiseen.

Viraalinen lause

Viraalilause on yleinen suhde, joka koskee useiden vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden järjestelmää. Sitä voidaan käyttää astrofysiikassa selittämään painovoiman ja tähden sisäisten fuusiolähteiden välinen dynaaminen tasapaino .

Kuten Rudolf Clausius alun perin totesi , lause koskee vakaa joukko massahiukkasia , jotka tunnistetaan niiden sijaintien ja nopeuksien perusteella , joihin voimia kohdistuu . Se on kirjoitettu: $m$ $\ vec r$ ${\ vec v}$ $\ vec F$

\ sum {\ frac {1} {2}} m \ overline {v ^ {2}} = - {\ frac {1} {2}} \ summa \ overline {{\ vec {r}} \ cdot {\ vec {F}}}

jossa korostuspalkki tarkoittaa vastaavien määrien aikakeskiarvoa.

Huomautuksia ja viitteitä

(fr) Tämä artikkeli on osittain tai kokonaan otettu Wikipedian englanninkielisestä artikkelista " Gravitational compression " ( katso luettelo kirjoittajista ) .

(sisään) " Chandra X-ray Observatory " Chandra X-ray Center, jota Smithsonian Astrophysical Observatory johtaa NASAlle.2006(käytetty 16. marraskuuta 2015 )
(in) " Jupiter " , Avaruustutkimuslaitos, Venäjän tiedeakatemia (katsottu 5. marraskuuta 2015 )
(sisään) RR Britt, " Kuinka tähti syntyy: pilvet nostavat yhden puuttuvan linkin " ,16. tammikuuta 2001(käytetty 23. marraskuuta 2015 )
(sisään) (sisään) " Valkoiset kääpiötähdet " , NASA Goddardin avaruuslentokeskuksen astrofysiikan tiedeosasto.Marraskuu 2006(käytetty 23. marraskuuta 2015 )
(in) (in) Coleman Miller, " Introduction to neutron stars " , Marylandin yliopisto (katsottu 23. marraskuuta 2015 )
(sisään) (sisään) N. Strobel, " mustat aukot " Nick Strobelin tähtitiede2. kesäkuuta 2007(käytetty 23. marraskuuta 2015 )
(en) (en) Mr. Loic Villain, " Black Hole, introductory folder " , Futura-Sciences (katsottu 7. joulukuuta 2015 )
Daniel FARQUET, " Virial teoreema "
(in) Chandrasekharin S, Johdatus Study of Tähtien rakenne , Chicago, University of Chicago Press ,1939, s. 49–53
lauseen

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoinen linkki

( fr ) Gravitaatio romahtaa arXiv.org-sivustossa