Stars nende elutsükkel ulatub mõnest miljonist kuni triljoni aastani. Nad sünnivad, läbivad aja möödudes muutusi ja saavad lõpuks oma lõpu, kui kütus otsa saab, et muutuda väga tihedaks jäävaks kehaks. Läbipõlenud täht võiks olla a valge päkapikk või neutrontäht või must auk sõltuvalt tähe algmassist.
Elu a täht algab suurelt tähtedevahelised pilved gaasist ja tolmust galaktika gaaside kokkukleepumist madala temperatuuri tõttu suure tihedusega taskutesse. Kobarad koguvad järk-järgult üha rohkem ainet ja kasvavad. Mingil hetkel kukuvad klombid kokku suurenenud gravitatsioonijõu tõttu. Kokkuvarisemise ajal tekkiv hõõrdumine ajab asja kuumaks ja sünnib tähepoeg. See on protostaari etapp tähe elutsüklis.
Kokkuvarisemine gravitatsiooni mõjul jätkub veelgi. Selle tulemusena jätkub temperatuuri ja rõhu tõus südamikus. Miljonite aastate pärast muutuvad prototähe tuumas temperatuur ja rõhk piisavalt kõrgeks, et võimaldada vesiniku tuumade sulandumist. Tuumasünteesi käigus vabaneb tohutul hulgal energiat, mis soojendab aine piisavalt, et vältida edasist kokkuvarisemist gravitatsiooni mõjul. See staadium, mil tuumasüntees toimub stabiilselt (ja vabanev energia soojendab ainet piisavalt, et vältida gravitatsioonilist kollapsit), on tähe peamine ja pikim faas. Selles etapis olevaid tähti nimetatakse "peajada tähtedeks" ja etappi nimetatakse "põhijärjestuse etapp'. Vesinik on tähe peamine kütus. Kütusekulu oleneb tähe massist. Massiivne täht tarbib kütust suurema kiirusega, et vabastada piisavalt energiat, et vältida selle kokkuvarisemist gravitatsiooni mõjul.
Kui kütus otsa saab, tuumasünteesi peatub ja pole energiat materjalide kuumutamiseks, et tasakaalustada gravitatsioonijõudu ning tuum variseb gravitatsiooni mõjul kokku, jättes maha kompaktse jäägi. See on tähe lõpp. Surnud tähest saab kas valge kääbus või neutrontäht või must auk sõltuvalt algse tähe massist.
Kui algse tähe mass on vähem kui 8 korda suurem päikese massist (<8 M⦿), muutub see a valge päkapikk. Surnud tähest saab neutrontäht, kui algse tähe mass on vahemikus 8 kuni 20 päikesemassi (8 M⦿ < M < 20 M⦿), samas kui tähed, mis on raskemad kui 20 päikesemassi (>20 M⦿) muutuda mustad augud kui kütus otsa saab.
Pruunid kääbused (BD-d)
Stars jõuda oma elutsüklis "tuumasünteesi staadiumisse" või "põhijärjestuse etappi". Mis siis, kui taevaobjekt moodustub nagu täht, kuid ei jõua sellesse staadiumisse?
Pruunid kääbused algavad nagu täht, muutuvad piisavalt tihedaks, et gravitatsiooni mõjul kokku kukkuda, kuid selle tuum ei muutu kunagi piisavalt tihedaks ja kuumaks, et käivitada tuumasünteesi, mistõttu neist ei saa kunagi tõelist tähte. Need objektid on omadustelt sarnased nii tähtede kui ka planeedid.
Mustad kääbused on väiksemad kui tähed, kuid siiski palju suuremad kui tähed planeedid. Mõned väiksemad on suuruselt võrreldavad planeedid. Väikseim teadaolev on umbes seitse korda suurem Jupiterist.
Mustad kääbused on tähtede moodustumise mudeli jaoks olulised tähtedevahelistes gaasi- ja tolmupilvedes. Püütakse määrata väikseimaid kehasid, mis tekivad tähetaoliselt.
Kõige väiksem pruun kääbus
Hiljuti uurisid teadlased tähtede moodustava parve IC 348 keskpunkti, mis asub umbes 1,000 valgusaasta kaugusel, kasutades James Webbi kosmoseteleskoop (JWST). Objektide fotomeetria põhjal tuvastas meeskond kolm musta kääbuse kandidaati. Üks neist on vaid kolm kuni neli korda suurem kui Jupiteri mass, mis teeb sellest seni teadaolevalt väikseima musta kääbuse.
Kolm korda Jupiteri massist suurem must kääbus oleks päikesest 300 korda väiksem. Kuidas selline väike must kääbus tähetaoliselt tekkida sai, on raske seletada, sest väike tähtedevaheline pilv ei kukuks oma nõrga gravitatsiooni tõttu tavaliselt musta kääbuse tekkeks kokku. Seega on selline väike must kääbus väljakutse praegustele tähetekke mudelitele.
***
viited:
- Luhman KL, et al 2023. JWST Survey for Planetary Mass Brown Dwarfs in IC 348. The Astronomical Journal, 167. köide, number 1. Avaldatud 13. detsembril 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- NASA Webb tuvastab väikseima vabalt ujuva pruuni kääbuse. Postitatud 13. detsembril 2023. Saadaval aadressil https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
