恒星温度如何变化?


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太阳(光球)表面的温度在4500°-6000°开氏温度之间。在核心内部,温度约为1570万开氏度。

在其他类型的恒星中(中子星,白矮星等),这些区域的温度是多少(尽管许多区域没有相同的层),它们如何与太阳的温度进行比较?

Answers:


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这个问题分为两个部分:

表面温度

其示出了表面温度,并且也给你,你可以观察到任何星的温度的非常有用的图表是Herzsprung罗素图,这一个从le.ac.uk

在此处输入图片说明

如您所见,问题中已指出,我们自己太阳的黄色将其置于4.5 kKelvin至6 kKelvin之间。该温度下降到平均值的下限。大多数恒星所在的主要层序顶出约20 kKelvin,还有一些上升到40 kKelvin区域-这里未显示它们,因为它们稀有得多。

白矮星比我们的太阳热一些-在6 kKelvin和10 kKelvin之间。

中子星远离主要序列-年轻的星可以超过1 MKelvin!

核心温度:

在内部,核心温度取决于恒星的质量。在我们的太阳下,能量是通过质子-质子链机制传递的,该机制最多发生约20兆开尔文,而更大质量的恒星可以使用碳-氮-氧循环-从约15开尔文向上发生。

差异主要归结于对流和辐射差异- 维基百科“主要序列”页面的摘录对此进行了详细描述:

由于核心与表面或光球之间存在温差,因此能量通过辐射和对流向外传输。辐射通过能量传输能量的辐射区相对于对流是稳定的,等离子体的混合很少。相比之下,在对流区内,能量通过等离子体的整体运动进行传输,其中较热的材料上升而较冷的材料下降。对流是一种比辐射更有效的能量传输方式,但是对流只会在产生陡峭温度梯度的条件下发生。在大质量恒星(超过10个太阳质量)中,CNO循环产生的能量对温度非常敏感,因此聚变高度集中在核心。因此,核心区域会出现高温梯度,从而形成对流区,以实现更有效的能量传输。核周围材料的这种混合将氢燃烧区中的氦气灰分清除掉,使恒星中的更多氢在主序列寿命期间被消耗掉。大质量恒星的外围区域通过辐射传输能量,几乎没有对流。天狼星等中间质量恒星可能主要通过辐射传输能量,并具有较小的核心对流区域。中型,低质量的恒星,如太阳,具有一个核心区域,该区域对流稳定,在靠近表面的对流区混合了外层。这导致被富含氢的外部区域包围的稳定的富氦核心堆积。相比之下,凉爽,极低质量的恒星(低于0.4太阳质量)始终是对流对流的。


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在这里,您读到:“新形成的中子星内部的温度约为10 11至10 12开尔文。”

根据麦库克和席恩光谱识别的白矮星目录,最热的白矮星为 RE J150208 + 661224最大功率为170 kK。

我在某个地方读到,最冷的WD的Teff在3000到4000 K之间。如果宇宙足够老,那么现在的第一个WD将是黑矮星,与周围的空间一样冷,为3K。

对于非退化星,我们有:

可能最热门的已知主序星是52 kK的HD 93129A。假设的“ 人口III”星可能比这更热。

为了进行比较,Sun的温度为5778 K(维基百科)。

最冷的已知主序星可能是 2MASS J0523-1403只有2075 K.迪特里希的论文表明,最冷的可能明星不能比这更冷,否则这将是不是明星,而是一颗褐矮星。

对于火星(融合氢的物体-恒星,加上融合氘-棕矮星的物体),模型预测,在目前的宇宙年龄,BD会冷却至〜260 K(对不起,现在不记得参考了)。我想,如果宇宙足够老,BD就像WD一样冷。然后,除了黑矮星以外,似乎可以肯定地将温度低于260 K的物体视为行星。

请注意,此处列出的所有温度(中子星除外)都是在这些恒星表面测得温度。他们的中心比那更热。

最后,我忘记了夸克星,Q星等其他假设物体。如果它们的中心温度高于10 12开尔文(它们确实存在于理论之外),我也不会感到惊讶。

一个超大质量黑洞的温度是多少?

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