Protogwiazda: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
m drb
Linia 18:
=== Swobodne zapadanie się obłoku ===
[[Plik:Collasso protostella.svg|thumb | upright=1.4|Kolejne fazy zapadania się obłoku aż do utworzenia protogwiazdy.]]
; Zapadanie izotermiczne, albo faza swobodnego spadku:
Gaz o bardzo małej gęstości z pewną ilością [[Pył kosmiczny|pyłu]] zapada się początkowo izotermicznie. Pył zapewnia efektywną emisję w dalekiej podczerwieni, cząsteczki [[wodór|wodoru]], zderzając się z pyłem, są w nim w równowadze termicznej{{odn|Carsten (04)}}. Na tym etapie i w następnych ważną rolę odgrywa [[pole magnetyczne]], które [[Pole wmrożone|zagęszcza się wraz z zagęszczaniem materii]], odpowiadają za to jony[[jon]]y i elektrony[[elektron]]y znajdujące się w obłoku. Ciśnienie pola magnetycznego spowalnia zapadanie, ale w wyniku [[dyfuzja ambipolarna|dyfuzji ambipolarnej]] jonów i elektronów pole magnetyczne powoli ''wycieka'' z zagęszczenia, pozwalając na dalsze zagęszczanie<ref name = "Gęsicki" />. Materia odpływa z regionów obłoku o najmniejszej gęstości do obszarów o większej gęstości, zaczynają tworzyć się obszary o zwiększonej gęstości, zwane ''gęstymi rdzeniami''<ref name = "Gęsicki" />{{odn|Hartman|s=21}}.
 
[[Obłok międzygwiazdowy]] pozostaje w stanie [[Równowaga hydrostatyczna|równowagi hydrostatycznej]], jak długo [[energia kinetyczna]] gazu, który wytwarza nacisk na zewnątrz, jest równoważona przez [[energia potencjalna|energię potencjalną]] [[grawitacja|grawitacji]], która dąży do ściśnięcia obłoku. O równowadze decyduje też turbulencja. Jednakże, gdy masa obłoku jest taka, że ciśnienie gazu nie jest wystarczające, aby zrównoważyć ciężar, to obłok zaczyna wykazywać niestabilność, która powoduje [[zapadanie grawitacyjne]]. Graniczna masa, poza którą obłok zmierza ku zapadnięciu, nazywa się [[Niestabilność Jeansa|masą Jeansa]]. Obłoki, które nie spełniająspełniające kryterium Jeansa mogą ulegać fragmentacji. Parametry obłoku o krytycznej masie wyrażane są przez prędkość dźwięku w ośrodku, zależną od masy cząsteczkowej gazu i temperatury T oraz gęstości obłoku ρ<ref name="stelle mass" />, albo wyrażone poprzez gęstość i temperaturę:
 
:: <math> M_j = \left(\frac {5kT}{Gm}\right)^{3/2} \left( \frac {3} {4 \pi \rho} \right)^{1/2} </math>
Linia 27:
:: <math> M_j \approx T^{3/2} \rho^{-1/2} </math>
 
: gdzie <math>k</math> to [[stała Boltzmanna]], a <math>G</math> [[stała grawitacji]]
 
W początkowej fazie zapadanie gazu jest zbliżone do spadku swobodnego na centralne zagęszczenie, dlatego ten etap powstawania gwiazdy nazywa się fazą swobodnego spadku (''free-fall''). Przyjmując symetrię kulistą oraz stałą gęstość zapadającego się obłoku czas spadania określa wzór{{odn|Carsten (05)}}:
:: <math>t_{ff} \approx \sqrt {\frac 1 {G \rho}}</math>
 
Z wzoru tego wynika, że czas zapadania w fazie swobodnego spadku zależy jedynie od gęstości, a nie zależy od wielkości obłoku. Przykładowo większa szybkość zapadania przy większej gęstości prowadzi do tego, że zagęszczenie najszybciej następuje wokół gęstego rdzenia. Przykładowo obłok o gęstości takiej, jaką ma [[globula Boka]], zapadałby się izotermicznie w czasie około 500&nbsp;000&nbsp;lat<ref name = StellarCollapse />. Przyjęte założenia są przybliżeniem, ciśnienie wewnętrzne sprawia, że materia zapada się wolniej, niż wskazuje to czas wolnego spadku.
 
=== Zapadanie adiabatyczne - pierwsze stabilne jądro ===