כוכבים 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 ננס לבן או כוכב ניטרונים או חור שחור תלוי במסה המקורית של הכוכב.
חיים של א כוכב begins in large עננים בין כוכביים of gas and dust in the גלקסיה 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 שלב פרוטוסטאר במחזור החיים של הכוכבים.
הקריסה תחת כוח הכבידה ממשיכה עוד יותר. כתוצאה מכך, הטמפרטורה והלחץ בליבה ממשיכים להצטבר. לאחר מיליוני שנים, הטמפרטורה והלחץ בליבת הפרוטוסטאר הופכים גבוהים מספיק כדי לאפשר לגרעיני מימן להתמזג. היתוך גרעיני משחרר כמות עצומה של אנרגיה אשר מחממת את החומר במידה מספקת כדי למנוע קריסה נוספת תחת כוח הכבידה. שלב זה שבו היתוך גרעיני מתרחש באופן יציב (והאנרגיה המשתחררת מחממת את החומר במידה מספקת כדי למנוע קריסת כבידה) הוא השלב העיקרי והשלב הארוך ביותר בחייו של כוכב. כוכבים בשלב זה נקראים 'כוכבי רצף ראשי' והשלב נקרא 'שלב הרצף הראשי'. מימן הוא הדלק העיקרי של הכוכב. קצב צריכת הדלק תלוי במסת הכוכב. כוכב מסיבי יצרוך דלק בקצב גבוה יותר כדי לשחרר מספיק אנרגיה כדי למנוע את קריסתו תחת כוח הכבידה.
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 חור שחור depending upon mass of the original star.
כאשר מסת הכוכב המקורי קטנה מפי 8 מסה של השמש (<8 M⦿), זה הופך ל-a ננס לבן. הכוכב המת הופך לכוכב נויטרונים, כאשר מסת הכוכב המקורי היא בין 8 ל-20 מסות שמש (8 M⦿ < M < 20 M⦿) בעוד כוכבים כבדים יותר מ-20 מסות שמש (>20 M⦿) become חורים שחורים when fuel runs out.
גמדים חומים (BDs)
כוכבים 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 כוכבי לכת.
Black dwarfs are smaller than the stars but still much bigger than the כוכבי לכת. Some smaller ones are comparable in size to כוכבי לכת. The smallest known is about seven times size of Jupiter.
ננסים שחורים חשובים למודל של היווצרות כוכבים בעננים בין-כוכביים של גזים ואבק. נעשים ניסיונות לקבוע את הגופים הקטנים ביותר שנוצרים בצורה דמוית כוכב.
הגמד החום הקטן ביותר
לאחרונה, חוקרים סקרו את מרכזו של צביר יצירת הכוכבים IC 348 הממוקם במרחק של כ-1,000 שנות אור באמצעות 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.
גמד שחור פי שלוש ממסת צדק יהיה קטן פי 300 מהשמש. קשה להסביר איך ננס שחור קטן כזה יכול להיווצר בצורה דמוית כוכב, מכיוון שענן בין-כוכבי קטן לא יתמוטט בדרך כלל כדי להוליד גמד שחור בגלל כוח הכבידה החלש שלו. לפיכך, גמד שחור קטן כזה מהווה אתגר בפני המודלים הנוכחיים של היווצרות כוכבים.
***
הפניות:
- לוהמן ק.ל., ואח' 2023. סקר JWST עבור גמדים חומים במסה פלנטרית ב-IC 348. The Astronomical Journal, Volume 167, Number 1. פורסם ב-13 בדצמבר 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- ווב של נאס"א מזהה את הגמד החום הקטן ביותר הצף חופשי. פורסם ב-13 בדצמבר 2023. זמין ב https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
