Stars imajo življenjski cikel, ki traja od nekaj milijonov do trilijonov let. Rodijo se, skozi čas se spreminjajo in končno doživijo svoj konec, ko zmanjka goriva, da postanejo zelo gosto preostalo telo. Izgorela zvezda bi lahko bila a beli škrat ali nevtronska zvezda ali Črna luknja odvisno od prvotne mase zvezde.
Življenje a zvezda se začne v velikem medzvezdni oblaki plina in prahu v Galaksija s kopičenjem plinov zaradi nizke temperature v žepe z visoko gostoto. Grude postopoma zbirajo vedno več snovi in rastejo. Na neki točki se grude zrušijo zaradi povečane gravitacijske sile. Trenje med sesedanjem segreje snov in rodi se mlada zvezda. To je stopnja protozvezde v zvezdnem življenjskem ciklu.
Kolaps pod gravitacijo se nadaljuje. Posledično se temperatura in tlak v jedru še naprej povečujeta. Po milijonih letih postaneta temperatura in tlak v jedru protozvezde dovolj visoka, da omogočita zlitje vodikovih jeder. Jedrska fuzija sprosti ogromno energije, ki snov dovolj segreje, da prepreči nadaljnji kolaps pod gravitacijo. Ta stopnja, ko jedrska fuzija stabilno poteka (in sproščena energija dovolj segreje snov, da prepreči gravitacijski kolaps), je glavna in najdaljša faza v življenju zvezde. Zvezde na tej stopnji se imenujejo "zvezde glavnega zaporedja", stopnja pa se imenuje "faza glavnega zaporedja’. Vodik je glavno gorivo zvezde. Stopnja porabe goriva je odvisna od mase zvezde. Ogromna zvezda bo porabljala gorivo z večjo hitrostjo, da bo sprostila dovolj energije za preprečitev njenega sesedanja zaradi gravitacije.
Ko zmanjka goriva, se jedrska fuzija ustavi in ni več energije za segrevanje materialov, da bi uravnotežili gravitacijsko silo, jedro pa se sesede pod gravitacijo, za seboj pa ostane kompakten ostanek. To je konec zvezde. Mrtva zvezda postane bodisi bela pritlikavka bodisi nevtronska zvezda oz Črna luknja odvisno od mase prvotne zvezde.
Ko je masa prvotne zvezde manjša od 8-kratne mase sonca (<8 M⦿), postane a beli škrat. Mrtva zvezda postane nevtronska zvezda, ko je masa prvotne zvezde med 8 in 20 sončnimi masami (8 M⦿ < M < 20 M⦿), medtem ko zvezde, ki so težje od 20 sončnih mas (>20 M⦿) postanejo črne luknje ko zmanjka goriva.
Rjavi pritlikavci (BD)
Stars dosežejo 'stopnjo jedrske fuzije' ali 'stopnjo glavnega zaporedja' v svojem življenjskem ciklu. Kaj pa, če se nebesno telo oblikuje kot zvezda, vendar ne doseže te stopnje?
Rjave pritlikavke se začnejo kot zvezda, postanejo dovolj goste, da se sesedejo pod njeno gravitacijo, vendar njihovo jedro nikoli ne postane dovolj gosto in vroče, da bi sprožilo jedrsko fuzijo, zato nikoli ne postanejo prave zvezde. Ti predmeti so po značilnostih podobni zvezdam in planeti.
Črne pritlikavke so manjše od zvezd, vendar še vedno veliko večje od njih planeti. Nekateri manjši so po velikosti primerljivi z planeti. Najmanjši znani je približno sedemkrat večji od Jupitra.
Črne pritlikavke so pomembne za model nastajanja zvezd v medzvezdnih oblakih plinov in prahu. Poskušajo določiti najmanjša telesa, ki se oblikujejo na zvezdni način.
Najmanjši rjavi škrat
Nedavno so raziskovalci pregledali središče zvezdotvorne kopice IC 348, ki se nahaja približno 1,000 svetlobnih let stran, z uporabo Vesoljski teleskop James Webb (JWST). Na podlagi fotometrije predmetov je ekipa identificirala tri kandidate za črne pritlikavce. Eden od njih je le tri do štirikrat večji od Jupitrove mase, zaradi česar je najmanjši črni pritlikavec doslej.
Črni pritlikavec, ki bi bil trikrat večji od Jupitrove mase, bi bil 300-krat manjši od sonca. Težko je razložiti, kako se lahko tako majhna črna pritlikavka oblikuje na zvezdni način, saj se majhen medzvezdni oblak zaradi šibke gravitacije običajno ne bi zrušil, da bi nastal črni pritlikavec. Tako majhna črna pritlikavka predstavlja izziv pred trenutnimi modeli nastajanja zvezd.
***
Reference:
- Luhman KL, sod 2023. Raziskava JWST za planetarne množične rjave pritlikavke v IC 348. Astronomical Journal, zvezek 167, številka 1. Objavljeno 13. decembra 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- Nasin Webb identificira najmanjšega prosto lebdečega rjavega škrata. Objavljeno 13. decembra 2023. Na voljo na https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
