プロトスターの点火のタイムスケール?


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Tタウリタイプの星がメインシーケンスの星に変わるときの核融合の開始のタイムスケールはどのくらいですか?

Tタウリタイプスターに関するWikipediaの記事での言及:

それらの中心温度は、水素融合には低すぎます。代わりに、それらは、星が収縮するときに放出される重力エネルギーによって駆動され、メインシーケンスに向かって移動します。メインシーケンスは、約1億年後に到達します。

言及された1億年は、核融合なしで星が安定した(まあ、乱流Tタウリ型星が得るのと同じくらい安定した)状態にある期間です。その後、融合が始まると、生成される星の質量にもよりますが、主シーケンスは300万から数千億年に発生します。

私が興味を持っているのは、「重力収縮によって生成されるすべてのエネルギー」と「核融合によって生成されるエネルギーの大部分」の間の2つの時間-核反応の点火-時間の間の移行期間です。

この期間は非常に短く、最初の融合が局所的な温度(結果として圧力)を大幅に上昇させるため、非常に急速で乱流の影響になると思います。原始星内の至る所で核融合、本質的には収集されたガスを取り巻く核の山火事、連鎖反応が始まる。

このプロセスはかなり速いと思いますか?これまでに観察されたことがありますか?あるいは逆に、核融合反応の強度は、何百万年にもわたる星形成を通じて、ゼロから徐々にゆっくりと上昇しますか?


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wwwインターフェースで必要な情報を含む最新のトラックのセットは、astro.ulb.ac.be /〜siess / pmwiki / pmwiki.php / WWWTools / Isochrones
Rob Jeffries

回答:


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私はこれを何度か検討しましたが(これは本当に興味深い質問です!)、うまくいけば、いくらか賢明な答えが出てきます。これらの詳細に関する最新の優れたリファレンスを見つけることができなかったので(おそらく、文献検索をしているだけかもしれません...)、歴史の本を少しいじくります

Tタウリ質量範囲(<3太陽質量)のプロトスターのメインシーケンスへの進化の合計タイムスケールは、数千万年のオーダー(大きさ)です。核融合の発火は、正確には「暴走」反応ではありません。しかし、それは比較的迅速に発生し、いったん開始すると、重力収縮はすぐに停止します。

1太陽質量プロトスターの進化は、これらの基本的なステップに従います。物事は質量によって少し異なります-ここでは説明するには複雑すぎますが、参考文献でさらに詳しく読むことができます。

  1. ジーンズ不安定ガスと塵の雲は、運動エネルギーのための重力ポテンシャルエネルギーを交換、契約に始まり、これにより加熱します。原始星雲の光度は、崩壊するにつれて増加します。急速な崩壊の最初の期間が完了するまでに約10万年かかります。この時点で、雲は非常に明るくなります(おそらく20の太陽の光度と8000K)。

  2. 次の100万年の間に、原始星雲はゆっくりと収縮し、約4500Kまで冷えます。その後、原始星は林道を下って移動し、さらに収縮しますが、温度はほとんど変化せず、光度は低下し続けます。これは、Tタウリスターがいるステージです。ほとんどのTタウリ星は300万歳未満です。

  3. 次に、星はHenyeyトラックをたどります。放射のゾーンが星のコアに発生し、ゆっくりと収縮し続けると、光度は再びゆっくりと増加し始めます。これには数千万年かかることがあります。

  4. 最後に、コアの状態は、核融合が始まるのに十分なほど極端です。重力収縮によって提供されるすべてのエネルギーから核融合によって提供されるすべてのエネルギーまでのタイムスケールは、100万年程度です。これが起こると、星の光度(直感に反して)が再び減少します。これは、核融合のエネルギーが、核融合の開始時に停止する重力収縮のエネルギーを完全に相殺しないためです。

図:L g / L曲線は、星の全光度に対する重力収縮から得られるエネルギーの量を表します。対数時間軸は秒単位です(Iben(1965)、図3から複製)。

参照:

興味深い読み物で、やや高い質量の原始星形成に遭遇しました:

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