Zvijezde imaju životni ciklus od nekoliko milijuna do bilijuna godina. Rađaju se, prolaze kroz promjene s vremenom i konačno doživljavaju svoj kraj kada nestane goriva i postaju vrlo gusto zaostalo tijelo. Spaljena zvijezda mogla bi biti a bijeli patuljak ili neutronska zvijezda ili Crna rupa ovisno o izvornoj masi zvijezde.
Život a hvězda počinje velikim međuzvjezdani oblaci plina i prašine u galaksija s nakupljanjem plinova zbog niske temperature do džepova visoke gustoće. Grudice postupno skupljaju sve više materije i rastu. U nekom trenutku, nakupine se urušavaju zbog povećane gravitacijske sile. Trenje tijekom kolapsa zagrijava materiju i rađa se beba zvijezda. Ovo je stadij protozvijezde u zvjezdanom životnom ciklusu.
Kolaps pod gravitacijom nastavlja se dalje. Kao rezultat toga, temperatura i tlak u jezgri nastavljaju rasti. Nakon milijuna godina, temperatura i tlak u jezgri protozvijezde postaju dovoljno visoki da omoguće spajanje jezgri vodika. Nuklearna fuzija oslobađa ogromnu količinu energije koja zagrijava materiju dovoljno da spriječi daljnji kolaps pod djelovanjem gravitacije. Ova faza u kojoj se nuklearna fuzija stabilno odvija (i oslobođena energija dovoljno zagrijava materiju da spriječi gravitacijski kolaps) glavna je faza i najduža faza u životu zvijezde. Zvijezde u ovoj fazi nazivaju se "zvijezde glavnog niza", a faza se naziva "faza glavne sekvence’. Vodik je glavno gorivo zvijezde. Stopa potrošnje goriva ovisi o masi zvijezde. Masivna zvijezda će trošiti gorivo većom brzinom kako bi oslobodila dovoljno energije da spriječi njezin kolaps pod djelovanjem gravitacije.
Kad nestane goriva, nuklearna fuzija prestaje i nema energije za zagrijavanje materijala radi uravnoteženja sile gravitacije, a jezgra se urušava pod djelovanjem gravitacije, ostavljajući za sobom kompaktni ostatak. Ovo je kraj zvijezde. Mrtva zvijezda postaje ili bijeli patuljak ili neutronska zvijezda ili Crna rupa ovisno o masi izvorne zvijezde.
Kada je masa izvorne zvijezde manja od 8 puta masa Sunca (<8 M⦿), postaje a bijeli patuljak. Mrtva zvijezda postaje neutronska zvijezda kada je masa izvorne zvijezde između 8 i 20 solarnih masa (8 M⦿ < M < 20 M⦿) dok su zvijezde teže od 20 solarnih masa (>20 M⦿) postati Crne rupe kada nestane goriva.
Smeđi patuljci (BD)
Zvijezde dosegnu 'fazu nuklearne fuzije' ili 'fazu glavne sekvence' u svom životnom ciklusu. Što ako se nebeski objekt oblikuje poput zvijezde, ali ne uspije dosegnuti ovu fazu?
Smeđi patuljci počinju poput zvijezde, postaju dovoljno gusti da kolabiraju pod svojom gravitacijom, ali njihova jezgra nikada ne postane dovoljno gusta i vruća da započne nuklearnu fuziju, stoga nikad ne postanu prava zvijezda. Ovi su objekti po značajkama slični i zvijezdama i planeta.
Crni patuljci manji su od zvijezda, ali ipak mnogo veći od njih planeta. Neki manji se po veličini mogu usporediti s planeta. Najmanji poznati je otprilike sedam puta veći od Jupitera.
Crni patuljci važni su za model nastanka zvijezda u međuzvjezdanim oblacima plinova i prašine. Pokušava se odrediti najmanja tijela koja nastaju na zvjezdasti način.
Najmanji smeđi patuljak
Nedavno su istraživači pomoću Svemirski teleskop James Webb (JWST). Na temelju fotometrije objekata, tim je identificirao tri crna patuljasta kandidata. Jedan od njih je samo tri do četiri puta veći od Jupitera što ga čini najmanjim dosad poznatim crnim patuljkom.
Crni patuljak tri puta veći od Jupitera bio bi 300 puta manji od sunca. Teško je objasniti kako se tako mali crni patuljak mogao formirati na način sličan zvijezdi jer se mali međuzvjezdani oblak inače ne bi urušio da bi nastao crni patuljak zbog svoje slabe gravitacije. Stoga, tako mali crni patuljak predstavlja izazov za trenutne modele formiranja zvijezda.
***
Reference:
- Luhman KL, dr. 2023. JWST istraživanje za smeđe patuljke planetarne mase u IC 348. The Astronomical Journal, svezak 167, broj 1. Objavljeno 13. prosinca 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- NASA-in Webb identificirao najmanjeg slobodno lebdećeg smeđeg patuljka. Objavljeno 13. prosinca 2023. Dostupno na https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
