Pourquoi les naines brunes sont-elles si ternes?

Oh, ces étoiles ... Des foyers géants de fusion nucléaire. Ils (comme notre Soleil) brûlent de l'hydrogène, le transformant en hélium (et d'autres éléments) et émettent ainsi beaucoup de lumière et d'énergie visibles.



Mais si vous regardez la naine brune, elle ne ressemblera pas à une étoile normale (de la séquence principale), comme notre Soleil. Les naines brunes ne peuvent pas exercer une pression suffisante pour transformer l'hydrogène en combustion en hélium. Ils ne peuvent que convertir l'hydrogène en deutérium.

Examinons les différences entre ces processus. Le noyau d'un atome d'hydrogène n'est qu'un proton, avec une masse de 938,272 MeV / c ² (j'utilise ces unités car elles sont très faciles à convertir en énergie, multipliez simplement par c ² , car E = mc ²) Le deutéron, le noyau du deutérium, contient un proton et un neutron (d'une masse de 939,566 MeV / c ² ), mais comme ils sont connectés en place, la masse totale du deutéron est légèrement inférieure à la masse de deux protons, 1875,613 MeV / c ² . Par conséquent, lorsque deux protons fusionnent, à la suite de quoi un deutéron apparaît, une énergie de 0,931 MeV est libérée. Une seconde - ce n'est pas entièrement vrai ... Ils doivent également enregistrer les nombres quantiques, tels que les charges et les nombres de leptons. Ils ont donc besoin de produire un positron et un neutrino: mais ne vous inquiétez pas, le positron s'annihile dans une étoile avec un électron et vous ajoute 0,511 MeV d'énergie supplémentaire, et élève la quantité totale à 1,442 MeV par réaction de synthèse.



Dans la plupart des étoiles, il s'agit de la première étape d'une réaction en chaîne conduisant à la production d'hélium-4, qui a une masse totale de 3727,38 MeV / c ² . Cela signifie que pour chaque 4 protons synthétisant de l'hélium-4, nous obtenons (y compris deux positons résultants, s'anéantissant avec des électrons et libérant de l'énergie supplémentaire), 26,73 MeV d'énergie. Et c'est ainsi que l'hélium-4 est obtenu à partir du deutérium et des protons: en



conséquence, ayant dépensé la même quantité de masse (disons, 4 protons) pour la production d'énergie, les naines brunes ne fournissent que 11% de l'énergie d'une étoile ordinaire. Si nous ajoutons à cela leur petite masse, leur taux de synthèse réduit, nous répondrons à la question de savoir pourquoi les naines brunes sont si ternes. Alors, comment sont-ils ennuyeux? Peut-être que cette illustration vous aidera à imaginer:



La prochaine fois que vous sortez, remerciez le sympathique Soleil voisin pour sa chaleur, sa luminosité et sa masse. Sinon, notre monde serait un endroit froid et solitaire.

Source: https://habr.com/ru/post/fr396439/