Hviezdičky majú životný cyklus trvajúci niekoľko miliónov až biliónov rokov. Narodia sa, v priebehu času prechádzajú zmenami a nakoniec končia, keď sa minie palivo, aby sa z nich stalo veľmi husté teleso. Vyhorená hviezda môže byť a biely trpaslík alebo neutrónová hviezda alebo čierna diera v závislosti od pôvodnej hmotnosti hviezdy.
Život a hviezda začína vo veľkom medzihviezdne oblaky plynu a prachu v galaxie so zhlukovaním plynov v dôsledku nízkej teploty do vreciek s vysokou hustotou. Zhluky postupne zhromažďujú viac a viac hmoty a rastú. V určitom bode sa zhluky zrútia v dôsledku zvýšenej gravitačnej sily. Trenie počas kolapsu zahreje hmotu a zrodí sa detská hviezda. Toto je stupeň protostar v životnom cykle hviezd.
Kolaps pod gravitáciou pokračuje ďalej. Výsledkom je, že teplota a tlak v jadre sa naďalej zvyšujú. Po miliónoch rokov sa teplota a tlak v jadre protohviezdy stanú dostatočne vysoké, aby umožnili fúziu jadier vodíka. Jadrová fúzia uvoľňuje obrovské množstvo energie, ktorá dostatočne zahrieva hmotu, aby zabránila ďalšiemu kolapsu vplyvom gravitácie. Toto štádium, keď stabilne prebieha jadrová fúzia (a uvoľnená energia dostatočne zahrieva hmotu, aby sa zabránilo gravitačnému kolapsu), je hlavnou fázou a najdlhšou fázou v živote hviezdy. Hviezdy v tomto štádiu sa nazývajú „hviezdy hlavnej postupnosti“ a štádium sa nazýva „fáza hlavnej sekvencie'. Vodík je hlavným palivom hviezdy. Miera spotreby paliva závisí od hmotnosti hviezdy. Masívna hviezda spotrebuje palivo vyššou rýchlosťou, aby uvoľnila dostatok energie na zabránenie jej kolapsu vplyvom gravitácie.
Keď dôjde palivo, jadrová fúzia sa zastaví a nie je dostatok energie na zahriatie materiálov na vyrovnanie gravitačnej sily a jadro sa pod vplyvom gravitácie zrúti a zanechá za sebou kompaktný zvyšok. Toto je koniec hviezdy. Mŕtva hviezda sa stáva buď bielym trpaslíkom alebo neutrónovou hviezdou resp čierna diera v závislosti od hmotnosti pôvodnej hviezdy.
Keď je hmotnosť pôvodnej hviezdy menšia ako 8-násobok hmotnosti Slnka (<8 M⦿), stáva sa a biely trpaslík. Mŕtva hviezda sa stáva neutrónovou hviezdou, keď je hmotnosť pôvodnej hviezdy medzi 8 až 20 hmotnosťami Slnka (8 M⦿ < M < 20 miliónov⦿), zatiaľ čo hviezdy ťažšie ako 20 hmotností Slnka (> 20 M⦿) stať sa čierne diery keď dôjde palivo.
Hnedí trpaslíci (BD)
Hviezdičky dosiahnu „štádium jadrovej fúzie“ alebo „štádium hlavnej sekvencie“ vo svojom životnom cykle. Čo ak sa nebeský objekt vytvorí ako hviezda, ale nedosiahne túto fázu?
Hnedí trpaslíci začínajú ako hviezda, stanú sa dostatočne hustými na to, aby sa pod vplyvom gravitácie zrútili, ale ich jadro sa nikdy nestane dostatočne hustým a horúcim na to, aby iniciovalo jadrovú fúziu, a preto sa nikdy nestanú skutočnou hviezdou. Tieto objekty majú podobné vlastnosti ako hviezdy a planéty.
Čierni trpaslíci sú menší ako hviezdy, ale stále oveľa väčší ako hviezdy planéty. Niektoré menšie sú veľkosťou porovnateľné s planéty. Najmenší známy je asi sedemkrát väčší ako Jupiter.
Čierni trpaslíci sú dôležití pre model vzniku hviezd v medzihviezdnych oblakoch plynov a prachu. Uskutočňujú sa pokusy určiť najmenšie telesá, ktoré sa tvoria hviezdnym spôsobom.
Najmenší hnedý trpaslík
Nedávno výskumníci skúmali stred hviezdokopy IC 348, ktorá sa nachádza asi 1,000 XNUMX svetelných rokov od nás. Vesmírny teleskop Jamesa Webba (JWST). Na základe fotometrie objektov tím identifikoval troch kandidátov na čiernych trpaslíkov. Jeden z nich má iba troj- až štvornásobok hmotnosti Jupitera, čo z neho robí najmenšieho známeho čierneho trpaslíka.
Čierny trpaslík trikrát väčší ako hmotnosť Jupitera by bol 300-krát menší ako Slnko. Ako sa taký malý čierny trpaslík mohol vytvoriť hviezdnym spôsobom, je ťažké vysvetliť, pretože malý medzihviezdny oblak by sa normálne nezrútil, aby nevznikol čierny trpaslík, kvôli jeho slabej gravitácii. Takýto malý čierny trpaslík teda predstavuje výzvu pred súčasnými modelmi tvorby hviezd.
***
Referencie:
- Luhman KL, et al 2023. JWST Survey for Planetary Mass Brown Dwarfs v IC 348. The Astronomical Journal, ročník 167, číslo 1. Publikované 13. decembra 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- Webb NASA identifikuje najmenšieho voľne plávajúceho hnedého trpaslíka. Uverejnené 13. decembra 2023. Dostupné na https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
