Как меняются звездные температуры?

Температура поверхности Солнца (фотосферы) составляет от 4500 ° до 6000 ° Кельвина. Внутри ядра, это около 15,7 миллионов градусов Кельвина.

В других типах звезд (нейтронные звезды, белые карлики и т. Д.), Какова температура этих областей (хотя многие не имеют этих же слоев) и как они сравниваются с температурами Солнца?

Этот вопрос состоит из двух частей:

Температура поверхности

Очень полезная диаграмма , которая показывает температуру поверхности, а также дает температуру любой звезды вы можете наблюдать это Herzsprung-Russell Diagram, это один из le.ac.uk .

Как вы можете видеть, желтый цвет нашего собственного солнца помещает его в диапазоне от 4,5 кельвинов до 6 кельвинов, как отмечено в вопросе. Эта температура снижается к нижней границе среднего. Основная последовательность, в которой большинство звезд, превышает 20 кельвинов, а некоторые - в направлении 40 кельвинов - они здесь не показаны, так как они намного реже.

Белые карлики немного горячее нашего Солнца - от 6 кельвинов до 10 кельвинов.

Нейтронные звезды далеко от главной последовательности - молодые могут быть больше 1 Кельвина!

Температура ядра:

Внутри температура ядра зависит от массы звезды. На нашем Солнце энергия доставляется по протонно-протонному цепочечному механизму, который происходит примерно до 20 мКельвинов, в то время как более массивные звезды могут использовать цикл углерод-азот-кислород - который происходит от примерно 15 мКельвинов вверх.

Различия в основном сводятся к конвективным и радиационным различиям - этот отрывок из главной страницы Википедии описывает это в некоторых деталях:

Поскольку существует разница температур между ядром и поверхностью, или фотосферой, энергия передается наружу посредством излучения и конвекции. Зона излучения, куда энергия переносится излучением, устойчива к конвекции и очень мало перемешивает плазму. Напротив, в конвекционной зоне энергия переносится объемным движением плазмы, причем более горячий материал поднимается, а более холодный материал падает. Конвекция - более эффективный способ переноса энергии, чем излучение, но она будет происходить только в условиях, которые создают крутой температурный градиент. В массивных звездах (выше 10 солнечных масс) скорость генерации энергии циклом CNO очень чувствительна к температуре, поэтому синтез сильно сконцентрирован в ядре. Следовательно, существует высокий градиент температуры в области ядра, что приводит к зоне конвекции для более эффективного переноса энергии. Такое смешивание материала вокруг ядра удаляет гелиевую золу из области сжигания водорода, позволяя потреблять больше водорода в звезде в течение времени жизни главной последовательности. Внешние области массивной звезды переносят энергию посредством излучения, практически без конвекции. Звезды средней массы, такие как Сириус, могут переносить энергию в основном за счет излучения, с небольшой областью конвекции ядра. Звезды среднего размера с низкой массой, такие как Солнце, имеют область ядра, устойчивую к конвекции, с зоной конвекции у поверхности, которая смешивает внешние слои. Это приводит к устойчивому накоплению богатого гелием ядра, окруженного богатой водородом внешней областью. В отличие от этого, прохладные звезды с очень низкой массой (менее 0,4 солнечных масс) являются конвективными.

Здесь вы читаете: «Температура внутри недавно сформированной нейтронной звезды составляет от 10 ¹¹ до 10 ¹² Кельвин».

Согласно каталогу McCook и Sion Spectroscopically Identified White Dwarfs , самым горячим белым карликом является RE J150208 + 661224 при 170 кК.

Я где-то читал, что самые холодные WD имеют Teffs между 3000 и 4000 K. Если бы вселенная была достаточно взрослой, то первыми WD были бы черные гномы, такие же холодные, как пространство вокруг них, 3 K.

Для невырожденных звезд имеем:

Возможно, самая горячая из известных звезд главной последовательности - HD 93129 A с 52 кК. Гипотетические звезды Населения III могут быть более горячими, чем это.

Для сравнения, температура Солнца составляет 5778 К (википедия).

Возможно, самая холодная из известных звезд главной последовательности - это 2MASS J0523-1403, и только 2075 К. В работе Дитериха предполагается, что самая холодная из возможных звезд не может быть намного холоднее этой, иначе это будет не звезда, а коричневый карлик.

Для слияния (объекты, которые соединяют водород - звезды - плюс объекты, которые соединяют дейтерий - коричневые карлики), модели предсказывают, что в нынешнем веке Вселенной BD остынет до ~ 260 К (извините за то, что не помнил ссылку сейчас). Как и WD, BD могли бы быть такими же холодными, как космос, если бы вселенная была достаточно взрослой, я полагаю. Затем, если оставить в стороне черные карлики, кажется безопасным рассматривать объекты с температурой ниже 260 К в качестве планет.

Обратите внимание, что все температуры, перечисленные здесь, за исключением температур нейтронных звезд, являются температурами, измеренными на поверхности этих звезд . Их центры намного жарче, чем это.

Наконец, я забыл о других гипотетических объектах, таких как звезды Кварка, Q-звезды и т. Д. Я не удивлюсь, если (они действительно существуют вне теории), что их центральные температуры будут выше, чем 10 ¹² Кельвин.

Какова будет температура сверхмассивной черной дыры?