なぜ今や準星は存在できないのですか？

私の研究から、準星は理論的には、ブラックホールのコアが放射圧によって星内の重力を打ち消したために存在していることがわかりました。しかし、いくつかのウェブサイトは、水素とヘリウムを汚染している金属があるので、準星は現在存在しないと述べました。

金属（または水素とヘリウムの小さな変位）がブラックホールの放射圧に影響を与える理由を誰かに説明してもらえますか？ ？

私はWikipedia（私は通常これを行い、そこで何か面白いものを見つけたら別のWebサイトで調査します）を見て、ここで1を調べました。

質量がはるかに大きいガス雲 $10^3\,M_\odot$銀河は豊富です。典型的な星形成雲（いわゆる分子雲）の質量は$10^3\,M_\odot$ に $10^7\,M_\odot$。準星（核融合ではなく、中央のブラックホールへの降着によって動力を与えられた仮説の星）が今日存在できない場合、それは宇宙のすべてのガスが金属で汚染されているためです。

星は、崩壊するガス雲から形成されます。雲の領域が崩壊するためには、それは十分に密で、十分に冷たくなければなりません。希薄すぎると重力が不十分になり、熱すぎると個々の原子のエネルギーが崩壊を妨げ、原子を逃がします。

ジーンズの質量

この基準は、ジーンズの不安定方程式に取り込まれています。関係はいくつかの方法で表現できます。1つの方法は、雲の質量、または雲の小さな領域が「ジーンズの質量」を超える必要があるということです。

この方程式から、ガスの温度が低いほど、しきい値が小さくなることがわかります。つまり、形成できる小さな星です。ガスが冷却できない場合、最大の塊のみが崩壊するため、そのような星は非常に重いものになります。

ガス冷却

では、ガスはどのように冷却されるのでしょうか。高温ガスとは、粒子の速度が大きいことを意味します。粒子が衝突した場合、粒子は互いに励起し、減速、つまり冷却を犠牲にして電子をより高い状態にすることができます。電子が脱励起すると、光子が放出され、システムを離れることがあります。したがって、原子の運動エネルギーは、逃げる電磁エネルギーに変換されます。

ただし、電子は、衝突のエネルギーが励起に必要なエネルギーと厳密に一致する場合にのみ励起されます。衝突エネルギーが高すぎる、または低すぎる場合、原子は単に互いに跳ね返り、それらの合計エネルギーを維持します（一方のエネルギーが他方に移動する場合があります）。

金属の影響

ガスが水素とヘリウムのみで構成されている場合、励起に利用できるエネルギーはごくわずかです。水素はたまたま周りを効率的に冷却できますが、ヘリウムは周りを効率的に冷却しますが、他の温度ではガスはとどまる傾向がありますその与えられた温度で。$T\sim10^4\,\mathrm{K}$$T\sim10^5\,\mathrm{K}$

しかし、いくつかの金属があるとすぐに、これらの金属の多くの電子は、それらの多くの可能な遷移を伴って、多くの可能なエネルギーを持つ原子が励起されることを可能にします。したがって、ガス雲が崩壊して星を形成する前に、それはより小さな断片に断片化し、より小さな星を形成します。$M\sim10^3\,M_\odot$$10^3\,M_\odot$

太陽の質量が1000を超える非常に大規模なプロトスターを構築する場合、プロトスターのコアが巨大なエンベロープに囲まれている間に、ブラックホールに直接つぶれる可能性があります。折りたたみは「裏返し」に行われるため、エンベロープはゆっくりと折りたたまれます。ただし、圧縮材料が非常に熱くなり、大量の放射線を放出し、放射線圧力によって崩壊が一時的に停止する可能性があるため、ブラックホールが成長する最大速度があります。これは準星です。

準星の鍵は、初期質量が大きいことです。これにより、ブラックホール形成中のエネルギーの初期解放によってエンベロープが「吹き飛ばされる」のを防ぎます。このような巨大なプロトスターは、初期の宇宙で初期の素材からのみ構築できます。物質がより重い元素で汚染されている場合、より容易に冷却できます。より重い原子は分子を形成し、エネルギーを放出します。この冷却により、大きな雲がはるかに小さな断片に断片化されるため、今日の宇宙では、そのような大きな雲の崩壊は1つの巨大な原始星ではなく、小さな原始星のクラスターにつながります。

星の混合物に金属（つまり、ヘリウムより重い元素）を追加すると、放射線に対する透過性が低下します。基本的に、水素とヘリウムは比較的単純で混雑していないスペクトルを持っていますが、「金属」は多くの新しいスペクトル線を追加し、混合物はより多くの光を吸収し、それによってより効率的に加熱され、そこからより多くの運動量を拾います。

初期宇宙のガスは金属が少なくなり、凝縮する新しい星の放射による影響が少なくなりました。その結果、星は、その放射がガスの流入を遮断して成長する前に、より高い質量に成長する可能性があります。（今日、星形成の上限は約100ソラー質量です。HとHeの混合物のみで、それは250ソーラー質量と同じくらい高いようです。）良い説明についてはWikipediaの記事を参照してください。これらの超大型星は、準星を形成するために必要であり、無力のH / Heからのみ形成できます。したがって、準星（存在する場合）は、宇宙の進化のごく初期にしか形成できませんでした。