Brązowe karły

Bellatrix · 27 Lipca 2022

Uwielbiam przemiany jądrowe. Jestem "zwykłym"chemikiem, nieorganikiem ale to też mnie ciekawi. Czytałam o brązowych karłach i zainteresowały mnie nie tyle temperatury tych obiektów, co wpływ ich masy na rodzaj fuzji termojądrowych zachodzących w ich wnętrzu . U gwiazd ciągu głównego wodór ulega fuzji tworząc hel. U brązowych karłów rodzaj przemiany jądrowej zależy od masy. Literatura podaje, że górna granica masy brązowego karła to ok. 0,08 M słońca. Chciałam w miarę klarownie uporządkować przeczytane informacje i przypisać zachodzące reakcje do masy. Nie wiem, czy nie wyszło z błędami, jeśli chcecie możecie rzucić okiem na schemat (pod spodem też dołączam skrina ze slajdów). Z góry dzięki za rady

dobrychemik · 29 Lipca 2022

Możesz wyjaśnić o jaką "degenerację kw. elektronów" chodzi?

suchyy · 31 Lipca 2022

Dobry zwyczaj (wręcz konieczność) to podawanie źródeł cytowanych materiałów, jeśli nie jesteś ich autorką/em (zainteresowani mogą zerknąć do oryginału i zapoznać się z szerszym kontekstem). Jeżeli materiały pochodzą z netu wystarczy podać link (pod wklejonym obrazkiem): źródła (przykład jak ja to robię: TUTAJ i TUTAJ - drugi link to mój wpis w doskonałym wątku autorstwa Mirka: @Tuvoc), ewentualnie podać autora/ów, i tytuł publikacji (odnośniki) pod obrazkiem, lub w spisie na końcu posta, z których korzystaliśmy przy opracowaniu materiałów.

Pozdrawiam: Jurek.

Edytowane 31 Lipca 2022 przez suchyy

Bellatrix · 31 Lipca 2022

Nie pomogłeś, wiadomo, ale super, że napisałeś. Temat odżył i możliwe, że ktoś będzie umiał sprawdzić. A ja będę mogła skorygować schemat i puścić do korzystania dla chętnych.

Bellatrix · 31 Lipca 2022

W dniu 29.07.2022 o 23:47, dobrychemik napisał:

Możesz wyjaśnić o jaką "degenerację kw. elektronów" chodzi?

Ten drugi schemat-rysunek (z wykresem) nie jest mój (mój tylko ten pirwszy na górze). Ale sądzę, że autor miał na myśli powstawanie materii zdegenerowanej podczas kolapsu cięzszych gwiazd. Tam, gdzie formuje się biały karzeł. Materia zdegenerowana to m.inn. taka, gdzie elektrony nie znajdują się na swoich powłokach, tylko opływają jądra atomowe i są znacznie bliżej i "ciaśniej", "gęściej" rozmieszczone. Ale nie to poruszyłam w pierwszej grafice. Intersują mnie tutaj procesy jądrowe u brązowych karłów, zależne od ich masy.

Behlur_Olderys · 1 Sierpnia 2022

@dobrychemik

Jak wiadomo dwa elektrony nie mogę mieć wszystkich liczb kwantowych równych - w kontekście atomu.

W kontekście materii gwiezdnej elektrony zajmują pewną objętość przestrzeni fazowej (a więc przestrzeni w której współrzędnymi są pędy i położenia).

Objętość fazowa gwiazdy jest w pewnym sensie ograniczona tj. istnieje mniej lub bardziej rozmyta granica gwiazdy. Tym samym przestrzeń fazowa, w jakiej mogą przebywać tam elektrony jest skwantowana.

Zatem nie mogą przybierać dowolnych pozycji i pędów, tylko istnieje pewien skończony (choć całkiem spory) zestaw dozwolonych przedziałów przestrzeni fazowej, w których mogą się one znajdować.

Dodatkowo zakaz Pauliego powoduje, że w danym przedziale (kwancie) przestrzeni fazowej może być na raz tylko jeden elektron.

Wyobraź sobie, że masz pudełko pełne elektronów. Dopóki w przestrzeni fazowej są nieobsadzone stany o tym samym pędzie ale innych współrzędnych przestrzennych dopóty możesz "dokładać" do pudełka nowe elektrony o minimalnej możliwej energii. I odwrotnie - zmniejszając rozmiary pudełka, w którym masz stałą liczbę elektronów będą one zajmować kolejne, nieobsadzone stany o minimalnej energii, a więc różniące się położeniem. Istnienie w pudełku wielu elektronów o tej samej energii ale różnych położeniach - to degeneracja.

W pewnym momencie , jeśli dokładasz nowe elektrony do tego pudełka (albo je próbujesz "zgniatać" do mniejszych rozmiarów, np. przez kolaps grawitacyjny) to dodanie nowego elektronu powoduje że będzie on obsadzony na wyższym poziomie energetycznym ze względu na zakaz Pauliego rozumiany wtedy: "w żadne dwa elektrony nie mogą mieć tego samego położenia i pędu"). Odwracając sytuację: zgniatanie tego pudełka do coraz mniejszych rozmiarów powoduje, że żeby zachować zakaz Pauliego w mocy elektrony nie mogą być już "bliżej" siebie, ale muszą też mieć różną energię. Różną od stanu minimalnego, a więc większą. Podsumowując, gdy gaz elektronowy jest mocno zdegenerowany (tj. zajęte jest mnóstwo poziomów o tej samej energii) to jego dalsza kompresja powoduje, że wzrasta energia tworzących go cząstek, co makroskopowo przekłada się na wzrost ciśnienia (właśnie ciśnienia degeneracji), które może w pewnym momencie przeciwdziałać sile ściskającej (grawitacji) i efektywnie zatrzymać kolaps grawitacyjny niejako kosztem dużej energii kinetycznej gazu. To tłumaczy niesamowitą gęstość (bo elektrony są upakowane tak gęsto, jak się da) i wysoką temperaturę białych karłów.

Oczywiście to takie tłumaczenie na zasadzie: naiwne rozumienie, nie znam się, to się wypowiem, i pomacham trochę rękami. Dużo czasu minęło odkąd czytałem książki o mechanice statystycznej itp.

Ale może moje nieudolne próby zmotywują kogoś by mnie poprawił i wyjaśnił temat w sposób bardziej ścisły, klarowny i przystępny

Charon_X · 7 Sierpnia 2022

Z ciekawości - da się złapać na zdjęciu jakieś brązowe karły, czy za ciemne na sprzęt amatorski.

Rybi · 4 Września 2022

W dniu 7.08.2022 o 08:25, Charon_X napisał:

Z ciekawości - da się złapać na zdjęciu jakieś brązowe karły, czy za ciemne na sprzęt amatorski.

Na liście brązowych karłów z 2019 r. są podane jasności obserwowane (... apparent magnitude) niektórych z tych obiektów >11-12 mag. Więc któryś z tych obiektów powinno dać się złapać amatorsko, np. na matrycy kamerki.