Stars have a life cycle spanning a few million to trillions of years. They are born, undergo changes with the passage of time and finally meet their end when fuel runs out to become a very dense remanent body. The burnt-out star could be a hvítur dvergur eða nifteindastjarna eða svarthol fer eftir upprunalegum massa stjörnunnar.
Líf a stjörnu begins in large millistjörnuský of gas and dust in the Galaxy with clumping of gases due to low temperature to high density pockets. The clumps gradually gather more and more matter and grow. At some point, clumps collapse due to increased gravitational force. The friction during collapse heats up the matter and a baby star is born. This is frumstjörnustig í líftíma stjarna.
Hrunið undir þyngdarafl heldur áfram. Afleiðingin er sú að hitastig og þrýstingur í kjarnanum heldur áfram að hækka. Eftir milljónir ára verða hitastig og þrýstingur í kjarna frumstjörnunnar nógu hátt til að vetniskjarnar geti runnið saman. Kjarnasamruni losar mikið magn af orku sem hitar efnið nægilega upp til að koma í veg fyrir frekara hrun undir þyngdaraflinu. Þetta stig þegar kjarnasamruni á sér stað stöðugt (og losuð orka hitar efnið nægilega upp til að koma í veg fyrir hrun þyngdarafls) er aðalstigið og lengsti áfanginn í lífi stjörnu. Stjörnur á þessu stigi eru kallaðar „aðallstjörnur“ og sviðið kallað „aðalröð stigi’. Vetni er helsta eldsneyti stjörnunnar. Hraði eldsneytisnotkunar fer eftir massa stjörnunnar. Massíf stjarna mun neyta eldsneytis á meiri hraða til að losa nægilega orku til að koma í veg fyrir að hún falli undir þyngdarafl.
When fuel runs out, nuclear fusion stops and there is no energy to heat materials to balance force of gravity and the core collapses under gravity, leaving behind a compact remanent. This the end of the star. The dead star becomes either white dwarf or neutron star or svarthol depending upon mass of the original star.
Þegar massi upprunalegu stjörnunnar er minna en 8 sinnum massi sólar (<8 M⦿), það verður a hvítur dvergur. Dauða stjarnan verður að nifteindastjörnu þegar massi upprunalegu stjörnunnar er á bilinu 8 til 20 sólmassar (8 M⦿ < M < 20 M⦿) en stjörnur þyngri en 20 sólmassar (>20 M⦿) become svarthol when fuel runs out.
Brúnir dvergar (BD)
Stars reach ‘nuclear fusion stage’ or ‘main sequence stage’ in their life cycle. What if a celestial object forms like a star but fails to reach this stage?
Brown dwarfs begin like a star, become dense enough to collapse under its gravity but its core never become sufficiently dense and hot to initiate nuclear fusion hence never become a true star. These objects are similar in features to both stars and plánetur.
Black dwarfs are smaller than the stars but still much bigger than the plánetur. Some smaller ones are comparable in size to plánetur. The smallest known is about seven times size of Jupiter.
Svartir dvergar eru mikilvægir fyrir líkan af stjörnumyndun í millistjörnuskýjum af lofttegundum og ryki. Reynt er að finna minnstu líkama sem myndast á stjörnulíkan hátt.
Minnsti brúni dvergurinn
Nýlega könnuðu vísindamenn miðju stjörnumyndandi þyrpingarinnar IC 348 í um 1,000 ljósára fjarlægð með því að nota James Webb Space Telescope (JWST). Based on photometry of the objects, the team identified three black dwarf candidates. One of them is only three to four times the mass of Jupiter which makes it the smallest black dwarf known so far.
Svartur dvergur þrisvar sinnum meiri en Júpíter massinn væri 300 sinnum minni sólin. Hvernig svo lítill svartur dvergur gæti myndast á stjörnulíkan hátt er erfitt að útskýra vegna þess að lítið millistjörnuský myndi venjulega ekki hrynja saman og mynda svartan dverg vegna veiks þyngdaraflsins. Þannig er svo lítill svartur dvergur áskorun fyrir núverandi líkön um myndun stjarna.
***
Tilvísanir:
- Luhman KL, et al 2023. A JWST Survey for Planetary Mass Brown Dwarfs in IC 348. The Astronomical Journal, Volume 167, Number 1. Birt 13. desember 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- Webb hjá NASA greinir minnstu lausa fljótandi brúna dverg. Birt 13. desember 2023. Fæst á https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
