Откуда Солнце взяло водород для работы, если оно находится в 3-м поколении звезд?

Как я вижу здесь , Солнце принадлежит к группе звезд Населения I, которая является 3-м поколением звезд в нашей Вселенной. Звезды 1-го поколения — это Население III, 2-го поколения — Население II, а 3-го поколения — Население I.

Когда умерло 1-е поколение (Население III) звезд, это означает, что большая часть водорода сгорела до гелия. Звезды умирают, когда не остается водорода. Позже появилось 2-е поколение звезд (Население II), которые сплавили очередную порцию водорода в более тяжелые элементы.

Если 1-е и 2-е поколения звезд сжигали водород до гелия и более тяжелых элементов, то не должно ли уже 90% всего водорода во вселенной быть преобразовано в гелий и что-то еще? Если да, то водорода не должно хватить для создания Солнца.

ОБНОВЛЕНИЕ 1

Спасибо за все ваши ответы. Они очень полезны. Теперь появился новый подвопрос. Когда звезда умирает, как и наше Солнце, она посылает внешние слои, и ядро ​​становится белым/другим карликом. В этом случае новая звезда может образоваться только из водорода внешнего слоя. Вопросы, какой процент исходного звездного водорода после его сжигания до гелия уходит из этого внешнего слоя в космическое пространство?

У вас есть небольшая опечатка, которую я не могу предложить для исправления: «2-е поколение звезд (Население III)» должно быть Населением II.
@doppelgreener Почему вы не можете предложить правку? Кажется, у вас нет предложений по редактированию, поэтому я сомневаюсь, что вы сейчас исчерпали себя.
@TylerH Предлагаемые изменения должны содержать более одного символа. (Я только что заметил другие изменения, которые я могу внести, но сейчас уже ожидается редактирование.)
Редактирование, чтобы задать дополнительный вопрос, не работает: нет гарантии, что отвечающие увидят редактирование и вернутся, чтобы обновить свои ответы (и на самом деле они уже выполнили свою половину социального контракта, ответив на исходный вопрос). ). Лучше задать новый вопрос, ссылаясь на этот вопрос для контекста.
Поддерживая то, что искренне написал @PeterTaylor. Пожалуйста, задавайте дополнительные вопросы как отдельные вопросы, а не редактируйте исходный вопрос. Вы можете отредактировать исходный вопрос следующим образом: «Спасибо за все ваши ответы. Это побудило меня написать дополнительный вопрос здесь », где « здесь » — это гиперссылка на ваш новый вопрос.
Я отвечу на ваше продолжение в качестве комментария. Вы ошибаетесь, что новая звезда может образоваться только из водорода внешнего слоя . Даже сегодня подавляющее большинство водорода во вновь образовавшейся звезде никогда не было частью ранее образовавшейся звезды.
@DavidHammen Я не спрашивал в ОБНОВЛЕНИИ 1, могут ли новые звезды образовываться из внешнего слоя мертвых звезд. Я просто предполагаю, что это возможно теоретически. Я спросил, каков процент водорода в этом внешнем слое, когда звезда умирает?

Ответы (3)

Большая часть газа галактики не входит в состав звезд и остается в виде газа и пыли. На самом деле это не моя область знаний, но такие статьи, как Evans et al. 2008 и Мэтьюз и др. 2018 , кажется, предполагает, что в Гигантских Молекулярных Облаках, где формируется большинство звезд в Галактике Млечный Путь, эффективность звездообразования составляет около 3-6%. Таким образом, подавляющее большинство газа (94-97%) не превращается в звезды. В очень плотных средах, таких как шаровые скопления, которые сформировались намного раньше в истории Млечного Пути, эффективность звездообразования достигает ок. 30%. Каноническая указанная скорость для «правильных» спиральных галактик, таких как Млечный Путь, составляет около 1 солнечной массы новых звезд в год, что очень мало для всей галактики.

Звезды также испускают изрядное количество своих внешних, богатых водородом внешних слоев во время более поздних фаз красных гигантов, когда звездный ветер сильнее, а атмосфера значительно расширяется (радиус Солнца во время фазы красных гигантов будет примерно равен радиусу Земли). орбита сейчас). Также в конечном состоянии, когда формируется белый карлик, только ядро ​​и внутренние слои образуют белый карлик. Масса типичного белого карлика примерно в 0,6 раза больше массы Солнца ( С. Кеплер и др., 2006 г.).), и поэтому после смерти звезды останется изрядное количество нерасплавленной богатой водородом внешней атмосферы. Для звезд с более высокой массой в оболочку (выбрасываемую с высокой скоростью) уходит даже больше массы, чем в оставшуюся нейтронную звезду. Однако эти звезды с большой массой встречаются гораздо реже; большинство звезд Млечного Пути - слабые, холодные карлики класса М.

Я думаю, вы сами ответили на свой вопрос.

если 1-е и 2-е поколения звезд сожгли водород до гелия и более тяжелых элементов, то должно ли быть так, что 90% всего водорода во вселенной уже превратилось в гелий и что-то еще? Если да, то водорода не должно хватить для создания Солнца.

Очевидно, что на Солнце достаточно водорода для образования, а Вселенная состоит не на 90% из гелия и более тяжелых элементов (на самом деле она состоит из ~74% водорода, ~24% гелия и доли более тяжелых элементов ). Это означает, что звезды первого и второго поколений не сожгли большую часть водорода, и ваши основные предположения неверны.

Ваше главное неверное предположение исходит из утверждения

[A] звезда умирает, когда не остается водорода.

Более правильным было бы утверждение: «Звезда умирает, когда в ее ядре не остается водорода» 1 . Как только в ядре заканчивается водород для синтеза, оно, как правило, не может поддерживать гравитационное давление, пытающееся его уплотнить, и начинается стадия смерти. Однако внешняя оболочка вокруг ядра, которая может составлять 50-70% массы звезды, никогда не расплавляется, оставаясь, таким образом, водородом.

1 Технически это сложнее, и понятие того, когда звезда «умирает», не очень четко разграничено. Но это другой вопрос, на другой день.

Я думаю, что для этого нужно еще несколько деталей — например, хотя это правда, что водород в звезде не истощается полностью, как он возвращается «снаружи», чтобы образовывать новые звезды?
@Luaan Это выходит за рамки заданного вопроса. Вопрос касается только того, почему водород не сгорел в предыдущих звездах. Если вы хотите знать, что происходит с материей в звезде, когда она умирает, не стесняйтесь задать другой вопрос.
@Luaan Nova сдувает внешний слой газа со звезды. Это может произойти по разным причинам. Наиболее драматичным является конец жизни звезды, вспышка сверхновой .
Каков примерный % водорода, который выходит за пределы звезды, когда звезда умирает?
@zephyr Я так не думаю; на самом деле, ваш ответ как бы отвечает на другой вопрос (хотя один из них подразумевается у Злелика) — сжигает ли звезда весь свой водород, когда она «умирает»? Но на самом деле Злелик спрашивал не об этом — он спрашивал, как могут образовываться новые звезды, когда предыдущие звезды сожгли весь доступный водород. Водород в мертвой звезде недоступен для новых звезд (если вы не объясните, как это может быть - например, красный гигантский солнечный ветер во время асимптотической фазы...), так что вы в основном укрепляете его первоначальную идею о том, что не должно быть быть любым водородом, оставшимся для образования новых звезд.

Вопрос в том, что если 1-е и 2-е поколения звезд сжигали водород до гелия и более тяжелых элементов, то должно ли это быть, как 90% всего водорода во Вселенной уже преобразовано в гелий и что-то еще?

Лишь крошечная часть первичного водорода превратилась в гелий или что-то еще. Объяснение в четыре раза.

  1. Большая часть первичного водорода Вселенной находится между галактиками. Часть этого межгалактического газа может быть захвачена галактикой, но большая его часть, вероятно, никогда не будет захвачена.
  2. Большая часть водорода в галактике находится в форме теплой или горячей межзвездной среды. Некоторая часть этого межзвездного газа может сконденсироваться, образуя облако межзвездного газа, но, как и в случае с межгалактической средой, большая часть этой межзвездной среды, вероятно, никогда не войдет в состав звезды.
  3. Хотя часть газа в межзвездном газовом облаке коллапсирует, образуя звезды и планеты, этот процесс невероятно неэффективен. Более 90% газа в газовом облаке выбрасывается в межзвездную среду в процессе звездообразования.
  4. Хотя некоторая часть водорода в звезде действительно превращается в гелий или более массивные элементы, это сгорание является неполным. Звезды массой примерно от 1/2 до 5 масс Солнца выбрасывают много водорода во время своей предсмертной агонии.

Тем не менее, звездообразование в нашей галактике сейчас резко сократилось по сравнению с тем, что было на пике своего развития. Причина не в том, что водород превратился в гелий и более массивные элементы. Причина в том, что большая часть водорода теперь заперта в звездах с малой массой. Время жизни звезды с половинной солнечной массой в несколько раз превышает текущий возраст Вселенной, и это время жизни растет по мере уменьшения массы звезды. Все звезды с малой массой, которые когда-либо формировались, все еще остаются звездами, и это создает много запертого водорода.

«Большая часть первичного водорода Вселенной находится между галактиками». это кажется экстраординарным заявлением, можете ли вы предоставить источник?
Это, безусловно, TIL... так что не только большая часть массы/энергии невидима (например, «темная»), но большая часть того, что видно, даже не является частью какой-либо галактики.
Откуда Солнце взяло водород для работы, если оно находится в 3-м поколении звезд?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v