Mengapa katai coklat begitu membosankan?

Oh, bintang-bintang ini ... Tungku api raksasa fusi nuklir. Mereka (seperti Matahari kita) membakar hidrogen, mengubahnya menjadi helium (dan elemen lainnya) dan dalam prosesnya memancarkan banyak cahaya dan energi yang terlihat.



Tetapi jika Anda melihat katai coklat, itu tidak akan terlihat seperti bintang normal (dari urutan utama), seperti Matahari kita. Brown dwarf tidak bisa memberikan tekanan yang cukup untuk mengubah pembakaran hidrogen menjadi helium. Mereka hanya dapat mengubah hidrogen menjadi deuterium.

Mari kita lihat perbedaan antara proses-proses ini. Inti atom hidrogen hanyalah sebuah proton, dengan massa 938.272 MeV / c ² (saya menggunakan unit ini karena sangat mudah dikonversi menjadi energi, hanya dikalikan dengan c ² , karena E = mc ²) Deuteron, nukleus deuterium, mengandung proton dan neutron (dengan massa 939.566 MeV / c ² ), tetapi karena mereka terhubung di tempat, total massa deuteron sedikit kurang dari massa dua proton, 1875.613 MeV / c ² . Oleh karena itu, ketika dua proton bergabung, sebagai akibatnya deuteron muncul, energi 0,931 MeV dilepaskan. Yang kedua - ini tidak sepenuhnya benar ... Mereka juga perlu menyimpan nomor kuantum, seperti biaya dan nomor lepton. Jadi mereka perlu menghasilkan positron dan neutrino: tetapi jangan khawatir, positron itu musnah dalam bintang dengan elektron dan menambahkan 0,511 MeV energi tambahan untuk Anda, dan meningkatkan jumlah total menjadi 1,442 MeV per reaksi sintesis.



Dalam kebanyakan bintang adalah langkah pertama dalam reaksi berantai yang mengarah ke produksi helium-4, yang memiliki berat total 3727,38 di MeV / c ² . Ini berarti bahwa untuk setiap 4 proton yang mensintesis helium-4, kita mendapatkan (termasuk dua positron yang dihasilkan, dimusnahkan dengan elektron dan melepaskan energi tambahan), 26,73 MeV energi. Dan ini adalah bagaimana helium-4 diperoleh dari deuterium dan proton:



Akibatnya, setelah menghabiskan jumlah massa yang sama (katakanlah, 4 proton) untuk produksi energi, kurcaci coklat hanya memberikan 11% energi bintang biasa. Jika kita menambah massa kecilnya, mengurangi laju sintesis, kita akan menjawab pertanyaan mengapa katai coklat begitu membosankan. Jadi seberapa membosankan mereka? Mungkin ilustrasi ini akan membantu Anda membayangkan:



Lain kali Anda pergi ke luar, berterima kasih kepada tetangga Sun yang ramah untuk kehangatan, kecerahan, dan massa. Kalau tidak, dunia kita akan menjadi tempat yang dingin dan sepi.

Source: https://habr.com/ru/post/id396439/