Что такое радиационное давление и как оно предотвращает формирование звезды?

15

Это продолжение к: Есть ли теоретический предел максимального размера для звезды?

Ответ там говорит о радиационном давлении, препятствующем формированию звезды.

введите описание изображения здесь

Какая реакция вызывает это радиационное давление и почему это потенциально препятствует образованию звезды?

RhysW
источник

Ответы:

10

Радиационное давление - это не что иное, как электромагнитное взаимодействие.

Представьте себе атом водорода, пораженный потоком фотонов, идущих в том же направлении. Хотя атом в целом нейтрален, электрон и протон физически смещены, образуя диполь, то есть пару положительно-отрицательного заряда. Поэтому некоторые фотоны рассеиваются на диполе, передавая ему некоторый импульс. Таким образом, атом начинает двигаться в том же направлении, что и фотоны. Если фотоны находятся в ультрафиолете, электрон может быть возбужден до более высоких орбиталей и, возможно, оторван от атома. В этом случае рассеяние еще более эффективно.

Теперь представьте себе звезду, окруженную слоем водорода. Гравитация притягивает слой к звезде. Излучаемые звездой фотоны пытаются оттолкнуть от нее атомы водорода с помощью электромагнитной силы.

Очень массивные звезды очень светящиеся и горячие, что означает, что они излучают много ультрафиолетовых фотонов. Когда давление, передаваемое от фотонов к слою, больше, чем гравитационное притяжение, тогда слой начинает расширяться, эффективно останавливая рост звезды.

На рисунке, размещенном ОП, также есть пыль. Я не знаю деталей взаимодействия фотонов с пылью и газом (я думаю, нам нужен эксперт по звездной атмосфере), но основной принцип, тем не менее, тот же.

Франческо Монтесано
источник
3

Чтобы добавить ответ @ Frenceco, если вы говорите о том, почему температура в первую очередь препятствует образованию звезды, применяются те же принципы.

Чтобы образовалась звезда, нужно, чтобы облако газа значительно остыло, чтобы она могла конденсироваться, гораздо дальше вдоль нее может начаться слияние водорода в ее ядре. Для того чтобы он остыл и начал разрушаться, ему нужно излучать энергию (отчасти поэтому считается, что там нет звезд темной материи). Этот процесс может занять время. Однако, как только звезда сформировалась, ионизирующее излучение начинает действовать против гравитационного коллапса, передавая энергию / импульс обратно в газ.

Краткое описание: Прежде чем создать звезду, сначала нужно излучить энергию. Для самых массивных звезд скорость передачи энергии / импульса во внешние слои звезды просто слишком велика (см. Выше).

astromax
источник