Могут ли быть вечные звезды?

вопрос достаточно прост:

  • Могут ли быть звезды, которые сияют вечно, никогда не рушатся и не растут?

  • Знаем ли мы некоторых очень, очень старых звезд? (какой бы возраст это ни было)

Я надеюсь получить ответы от физиков относительно связанных с ядерной реакцией ограничений; но я также ищу точку зрения космологов и астрофизиков.

Обратите внимание, что многие космологи не изучают ничего столь маленького, как даже галактика. Космология, конечно же, не занимается чем-то настолько малым, как работа одиночной звезды.

Ответы (3)

Слово, которое вы ищете, это звезды «Черный карлик» . Это белые карлики, которые остыли до температуры космического фона. Поскольку для этого, вероятно, потребуется больше, чем текущий возраст Вселенной, их нет. Они будут существовать вечно, если их не прикончит гипотетический распад протона или гипотетический Большой Разрыв из-за Темной Энергии.

Вечное сияние не произойдет, потому что масса в энергию все равно уничтожит их, независимо от того, какой механизм существует.

Белый карлик технически не является звездой, это остаток звезды, потому что его светимость обеспечивается тепловой энергией, а не ядерным синтезом. К тому времени, когда она остынет, перестанет светиться и станет «черным карликом», я не думаю, что вы вообще назовете ее звездой. Тем не менее, это, вероятно, ближе всего к тому, о чем просит ОП.

(Под звездами я предполагаю, что вы имеете в виду такие звезды, как Солнце, которые составляют большинство звезд, которые мы видим. Ответ @Dirk Bruere о черных гномах верен.)

Нет, я не думаю, что они могут. Основным процессом, который «подпитывает» звезды, является ядерный синтез. В процессе ядерного синтеза более легкие элементы сливаются вместе, высвобождая огромное количество энергии (поскольку продукт синтеза имеет большую энергию связи, чем реагенты). Однако это верно только до тех пор, пока вокруг железа не появятся элементы. Как только железо получено в виде продукта синтеза, сплавление железа и его соседей с более тяжелыми элементами невыгодно, потому что полученные продукты имеют меньшую энергию связи.Изображение заимствовано из гиперфизики

Звезды существуют в своем наблюдаемом состоянии из-за сложного баланса между внешним потоком излучения и частицами от синтеза и собственной гравитацией звезд. Наше Солнце, например, находится на стадии Главной Последовательности и в настоящее время сияет из-за синтеза Водорода. Когда водорода в его ядре станет значительно меньше, падение радиационного давления заставит его коллапсировать и сжать его ядро, что вызовет плавление гелия. Этот цикл расширения и сжатия может продолжаться только до определенных элементов, потому что некоторые звезды просто недостаточно тяжелы, чтобы обеспечить энергию для слияния более тяжелых элементов. (Например, процесс синтеза на Солнце будет благоприятным только до элементов, близких к углероду.)

Для звезд с меньшей массой , когда достигается конечная точка этого цикла, внешние слои звезды сбрасываются, а ядро ​​стабилизируется.

Коллапс ядра происходит у очень массивных звезд по причинам, упомянутым в первом абзаце. (Однако это не конец жизненного цикла звезды. Прочтите это: https://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_evolution )

Подводя итог, звезды (в их сияющей форме) не могут жить вечно.

Спасибо. Как вы думаете, может ли быть равновесие в цепной реакции? То есть, как вы думаете, существует ли наиболее эффективный термоядерный реактор (=звезда), чтобы в процессе производилось наименьшее количество остатка? Такое равновесие может зависеть от количества материи, вовлеченной в звезду. (Возможно, я использую неправильную терминологию, попросите меня уточнить, если вам что-то непонятно)
Это зависит от того, что вы подразумеваете под остатком. Если под остатком вы подразумеваете элементы, которые бесполезны в процессе синтеза, то это действительно зависит от массы. Чрезвычайно тяжелые звезды могут сплавлять элементы вплоть до железа и даже железа в более тяжелые, когда они подвергаются коллапсу ядра и становятся сверхновыми.

Ответ от астрофизика.

Пункт 1.

Проблема с вечным сиянием заключается в том, что звезда теряет энергию с фотонами (и некоторым материалом), и ей нужно откуда-то получать энергию.

Есть коричневые карлики, черные карлики, черные дыры и т. д., которые просто остались от звезд и не «сияют» (или, в случае белых карликов, тускнеют до такой степени, что мы не можем их обнаружить).

Если заменить слово «навсегда» на «ДЕЙСТВИТЕЛЬНО долгое время», то это будут маломассивные звезды (примерно 0,07-2 массы Солнца), особенно красные карлики (теоретически).

Пункт 2.

Самыми старыми звездами должны быть так называемые звезды населения III , которые первыми образовались из первичных H, He и некоторого количества Li. Поскольку возраст Вселенной больше, чем время эволюции большинства звезд, найти такую ​​звезду не так-то просто. Хотя недавно были опубликованы некоторые доказательства (давным-давно в далекой-далекой галактике...)