Най-старата звезда

[xaoc]

Здравейте,

В едно научнопопулярно филмче гледах за една от най-старите, или най-старата звезда, която сме открили. В нашата галактика. Не помня точната възраст, но беше над 10 милиарда години. Примерно, второ поколение звезди след Големия взрив. Дотук добре. Обаче, от едно друго научнопопулярно филмче помня, че първите поколения звезди са били много големи, живели са кратко и бурно и са изгаряли водорода си за няколкостотин милиона години.

Извинявайте, че се образовам най-вече с научнопопулярни филмчета:)

Като свързах двете информации, се запитах - как така звезда, по-стара от 10 милиарда години, която се предполага да има живот по-малък от милиард години, все още ще има гориво да свети? Дори на нашето слънце му дават по-малко живот, струва ми се. От години се сещам понякога за тази моя дилема и все няма кого да питам.

Някакви идеи от вас?

Редактирано Юни 26, 2022 от xaoc

[scaner]

Преди 56 минути, xaoc said:

В едно научнопопулярно филмче гледах за една от най-старите, или най-старата звезда, която сме открили. В нашата галактика. Не помня точната възраст, но беше над 10 милиарда години. Примерно, второ поколение звезди след Големия взрив. Дотук добре. Обаче, от едно друго научнопопулярно филмче помня, че първите поколения звезди са били много големи, живели са кратко и бурно и са изгаряли водорода си за няколкостотин милиона години.

Извинявайте, че се образовам най-вече с научнопопулярни филмчета:)

Като свързах двете информации, се запитах - как така звезда, по-стара от 10 милиарда години, която се предполага да има живот по-малък от милиард години, все още ще има гориво да свети? Дори на нашето слънце му дават по-малко живот, струва ми се. От години се сещам понякога за тази моя дилема и все няма кого да питам.

Някакви идеи от вас?

Според класификацията на Валтер Бааде има три поколения звезди.

Поколение-3 са най-първите звезди, след Големият взрив. Те са били изцяло от водород, свръхгиганти, много тежки, което е позволило термоядрената реакция да се развие бързо и бързо да изгорят водорода си. Поради голямата маса те не са успяли за запалят въглеродният цикъл, затова са изгоряли бързо. Това е според теорията, за сега такива звезди не са наблюдавани с телескопи. Очаква се те да са концентрирани в малка времева област след Големият взрив, и по тази причина сега да притежават голямо червено отместване при наблюдение. Което евентуално ще се види с новия телескоп "Джеймс Уеб".

Поколение-2 са много бедни на тежки елементи звезди, които са сравнително малки, и по тази причина дългоживущи. Те са най-дългоживущите сред наблюдаваните звезди.

Поколение-3 са богати на тежки елементи, това са повечето от заобикалящите ни звезди и особено тези които в момента се образуват около центъра на галактиката.

Звездата за която става дума, е наш съсед - звездата "Матусал" в съзвездието Везни, на едва 150 светлинни години от нас. Научното име е HD 140283, поколение 2, а в Уикипедията има статия за нея ТУК.

 

[Шпага]

Преди 5 часа, scaner said:

...

Звездата за която става дума, е наш съсед - звездата "Матусал" в съзвездието Везни, на едва 150 светлинни години от нас. Научното име е HD 140283, поколение 2, а в Уикипедията има статия за нея ТУК.

Но ето какво пише за звездата "Матусал" и тук:

https://nauka.offnews.bg/news/Kosmologiia_13/Mozhe-li-edna-zvezda-da-bade-po-stara-ot-Vselenata_75880.html

Тази статия "подпалва" въображението, а може би и т. нар. "здрав разум"

[scaner]

Преди 21 минути, Шпага said:

Но ето какво пише за звездата "Матусал" и тук:

https://nauka.offnews.bg/news/Kosmologiia_13/Mozhe-li-edna-zvezda-da-bade-po-stara-ot-Vselenata_75880.html

Тази статия "подпалва" въображението, а може би и т. нар. "здрав разум"

Има една максима, когато едно изчисление допуска грешка, обикновено грешката е в изчислението. А в случая възрастта на звездата се определя не директно, а чрез изчисления.

Статията която си цитирала споменава изчислена възраст от екипа на Howard Bond в статия от 2013 г. Малко по-късно обаче има други статии, считащи се за по-коректни по отношение на резултата: например на O. Creevey от 2015 г. даваща две възможности, 13.7 или 12.2 милиарда години, или на J. Tang от 2021 г., даваща възраст 12+-0.5 милиарда години.

Здравият разум няма как да се подпали, нали според него звездата трябва да се вмества във възрастта на вселената

 

[gmladenov]

Преди 15 минути, scaner said:

Здравият разум няма как да се подпали, нали според него звездата трябва да се вмества във възрастта на вселената

Има и друга възможност: че възрастта на вселената не е такава, за каквато я приемаме.

[Warlord]

Интересно, а каква е причината в тези ранни звезди да няма тежки елементи? Тежките елементи вече са се били образували още в първите десетки милиони години след Големия взрив, докато звезди като тази са се появили стотици милиони години след това. 

[gmladenov]

Преди 7 минути, Warlord said:

Интересно, а каква е причината в тези ранни звезди да няма тежки елементи?

Тежките елементи се "произвеждат" от звездите ... но от по-късни поколения звезди.
Първото поколение звезди са само водород, а всяко следващо поколение добавя
нови по-тежки елементи докато се стигне до металите.

https://bg.wikipedia.org/wiki/Металичност

Редактирано Юни 26, 2022 от gmladenov

[scaner]

Преди 15 минути, gmladenov said:

Има и друга възможност: че възрастта на вселената не е такава, за каквато я приемаме.

Тя така и така е определена с някакъв допуск, съвсем нормално е и в бъдеще да се уточняват нещата. Но нейната стойност е определена с по-голяма точност от възрастта на споменатата звезда, поради спецификата на процедурата. Така че звездата ще не ще, ще трябва да се вмести

[xaoc]

И все пак, толкова стара звезда не би ли трябвало отдавна да е изчерпала горивото си? Как така все още свети? Слънцето ни казват, ще живее 8? милиарда години, като накрая ще е червен гигант. А тази звезда хем е много по-стара, хем е по-краткоживеещо поколение, хем все още свети. Ето на тази част цикля аз.

[scaner]

Преди 5 минути, xaoc said:

И все пак, толкова стара звезда не би ли трябвало отдавна да е изчерпала горивото си? Как така все още свети? Слънцето ни казват, ще живее 8? милиарда години, като накрая ще е червен гигант. А тази звезда хем е много по-стара, хем е по-краткоживеещо поколение, хем все още свети. Ето на тази част цикля аз.

При чисто водродните звезди, скоростта на реакцията силно зависи от температура и налягане. Затова и колкото по-масивна е звездата, толкова по-бързо си изяжда горивото - налягането е голямо, а това е свързано и с висока температура. При по-малките звезди процесът си къкри по-бавно, затова те са дългоживущи. Тази звезда е от тях.

При Слънцето и богатите на тежки елементи звезди се включват други механизми. Например при слънцето се включва въглеродният цикъл. Въглеродът играе роля на катализатор, който спомага при по-ниски температури да се вдигне скоростта на реакцията. А вдигайки скоростта по този начин, съкращаваш живота на звездата.

[Шпага]

Преди 18 минути, xaoc said:

И все пак, толкова стара звезда не би ли трябвало отдавна да е изчерпала горивото си? Как така все още свети? 

Това, че сега светлината й достига до нас, не означава, че въпросната звезда "все още свети". Угаснала е навярно преди... невъобразимо много години.

[gmladenov]

Преди 17 минути, xaoc said:

Как така все още свети?

Нямам конкретен отговор, но принципно имай предвид, че много от "фактите" в космологията не са
точно факти, а логически изводи, достигнати чрез наблюдения.

Възрастта на звездите се определя от техния химически състав и за повечето звезди тази оценка
изглежда напълно смислена. Но да предположим, че химическия състав на Матусал е някаква
аномалия, за която учените в момента нямат обяснение.

Подобна аномалия би "изкривила" оценката за възрастта на Матусал. От там и дълголетието на
звездата също може да е надвишено. За съжаление няма как да знаем със сигурност и за това
като четем за подобни звезди, трябва да си припомняме какво е "факт" в космологията.

[gmladenov]

Преди 3 минути, Шпага said:

Това, че сега светлината й достига до нас, не означава, че въпросната звезда "все още свети". Угаснала е навярно преди... невъобразимо много години.

Принципно си права, но според оценките Матусал се намира "само" на 190 светлинни години от нас
(190 ... не милиони или хиляди, а 190).

[Warlord]

 Щом е "само" на 190 светлинни години от нас, значи ако е угаснала, но светлината й още достига до тук, това може да е станало най-много преди 190 години,  което не е невъобразимо много време.
Откъде обаче водород, който не може да бъде изгорен вече 12 милиарда години? Той все пак е крайно количество в тази звезда, а една звезда не може да бъде безкрайно голяма, има един праг при който идва гравитационния колапс.

[scaner]

Преди 7 минути, Warlord said:

 Щом е "само" на 190 светлинни години от нас, значи ако е угаснала, но светлината й още достига до тук, това може да е станало най-много преди 190 години,  което не е невъобразимо много време.
Откъде обаче водород, който не може да бъде изгорен вече 12 милиарда години? Той все пак е крайно количество в тази звезда, а една звезда не може да бъде безкрайно голяма, има един праг при който идва гравитационния колапс.

Тази звезда е мъничка, по-малка по маса от слънцето, но по-голяма по размер. И няма как да е изгаснала преди 190 години, процесът на изгасване е много бавени при нея ще продължи милиони, ако не и милиарди години. За 190 години най-много някаква катастрофа може да претърпи, но няма нещо съществено толкова близко до нея..

Водород при нея от почти същият източник както и слънцето, просто по-бавно се изразходва. Счита се, че звездата идва от протозвездното галактично хало, където са най-старите звезди в галактиката. По тази причина и траекторията и е особена - докато слънцето и околните звезди от квартала се движат в галактичната плоскост около центъра на Млечният път, тази звезда се движи напреки на плоскостта на галактиката, и то се приближава към нас с доста съществена скорост, нехарактерна за околните звезди.

[Шпага]

Преди 17 часа, scaner said:

... най-първите звезди, след Големият взрив. Те са били изцяло от водород, свръхгиганти, много тежки, което е позволило термоядрената реакция да се развие бързо и бързо да изгорят водорода си. Поради голямата маса те не са успяли за запалят въглеродният цикъл, затова са изгоряли бързо.

Много ми е чудно как от най-лекия хим. елемент /водород/ са се образували такива много тежки свръхгиганти с огромна маса. Гравитационната сила, която ги "удържа" в някаква цялост, не е ли в пряка зависимост от атомната маса на съответния елемент? 

[scaner]

Преди 47 минути, Шпага said:

Много ми е чудно как от най-лекия хим. елемент /водород/ са се образували такива много тежки свръхгиганти с огромна маса. Гравитационната сила, която ги "удържа" в някаква цялост, не е ли в пряка зависимост от атомната маса на съответния елемент? 

Тук имаме конкуренция на две сили. Едната е резултат от подвижността на молекулите на водорода, способността им да се удрят и отблъскват, формирайки налягане на газ, силата която се стреми някаквва "купчика" водород да я разпръсне из цялото пространство. Другата е гравитацията, резултат от някаква нехомогенност в началният облак водород (а тези нехомогенности ги виждаме на картата на реликтовото лъчение, произходът им е квантов). Това представлява гравитационна неустойчивост, способността малко нарушение в хомогенността на газа да се засилва в резултат на гравитацията. Та е нужно една такава нехомогенност да струпа достатъчно водород на едно място и получената от масата му гравитационна сила да се противпостави успешно на налягането.  Статистически погледнато, такива флуктуации е имало много, и това са първичните звезди. По-малките от тях къкрят още, като обсъжданата, по-големите по-бързо изгарят водорода си и гръмват като свръхнови, давайки материал за следващите поколения звезди. В настоящият времеви етап повечето водород вече е свързан в звездни кълбета,

[nik1]

On 26.06.2022 г. at 12:55, xaoc said:

Здравейте,

В едно научнопопулярно филмче гледах за една от най-старите, или най-старата звезда, която сме открили. В нашата галактика. Не помня точната възраст, но беше над 10 милиарда години. Примерно, второ поколение звезди след Големия взрив. Дотук добре. Обаче, от едно друго научнопопулярно филмче помня, че първите поколения звезди са били много големи, живели са кратко и бурно и са изгаряли водорода си за няколкостотин милиона години.

Извинявайте, че се образовам най-вече с научнопопулярни филмчета:)

Като свързах двете информации, се запитах - как така звезда, по-стара от 10 милиарда години, която се предполага да има живот по-малък от милиард години, все още ще има гориво да свети? Дори на нашето слънце му дават по-малко живот, струва ми се. От години се сещам понякога за тази моя дилема и все няма кого да питам.

Някакви идеи от вас?

За звезда с маса около 1 M_⊙ десет милиарда години  живот е нормална възраст . Възможно е да съществуват и звезди първо поколемие с маса 0,5- 0,7 M_⊙ , които  са на възрастта на Вселената и все още не са изгорили да кажем една пета или една четвърт от водорода си

Забележка: Скоростта на изгаряне не е право пропорционална на масата- звезда с маса  0.1 M_⊙  ще изгори водорада си за 200 милиарда години, звезда с маса 20-25 M_⊙ - за няколко стотин милиона години 

+/- в зависимост  от съдържанието на други елементи

[scaner]

Преди 4 часа, Ниkи said:

Това си е сериозна предпоставка са предстоящо ПТП . 

Прочетох и  ТУК но не ми стана ясно, траекторията й пресича нашата галактика, или звездата си орбитира в галактиката но в друга равнина?

Няма опасност от ПТП. Макар и съществена да е проекцията на скоростта на звездааа към нас, тя се е насочила доста встрани. Просто тази проекция дава синьо отместване на спектъра и.

Колкото до траекторията, звездата е част от галактическото хало, което е извън плоскостта на галактичната равнина, по тази причина траекторията и пресича галактичната равнина. Има оценки, че тази звезда е част от първична малка галактика с подобни звезди, захапана в миналото от Млечният път. Не знам доколко са релевантни...

[xaoc]

Значи нещо гнило има около тази звезда. Първите звезди са били общо казано големи.Тя не е. Не мога да си представя как може да се формира малка звезда, че и с по-малка плътност от нашето слънце, и почти без тежки елементи в нея. Ако е наистина много стара, по-скоро трябва да е голяма, защото си няма тежки елементи. Значи или не е чак толкова стара и тогава съставът ѝ е нелогичен за младостта ѝ, или наистина е много стара и тогава размерът ѝ е нелогичен за старостта ѝ.

***

Все пак, доста неща научих. сега поне имам налице теории. В началото на тази тема просто недоумявах.

Редактирано Юни 27, 2022 от xaoc

[scaner]

Преди 1 час, xaoc said:

Значи нещо гнило има около тази звезда. Първите звезди са били общо казано големи.Тя не е.

Какво значи "общо казано"? Имаш неравномерности в газа, които водят до все по-силно групиране на материята. Тези неравномерности не са еднакви, разпределени са най-общо в някакво разпределение, близко до нормалното - най-много неравномерности с даден размер, по-малко неравномерности с още по-голям размер, малко неравномерности с по-малък размер. Гаусово разпределение примерно. Или подобно на него. Поасоново, ако физиката подпре някое рамо. При всички положения ще имаш като продукт различни по размер формирани звезди, и от тук нататък ги пускаш по пързалката, всяка да живее колкото е заслужила. И малките ще оцелеят, именно защото са малки, за разлика от по-големите, които по-бързо или по-бавно ще си умрат за милиарда, който им е даден като лимит.