Нижний предел массы белого карлика

[DimaM]

Serge10 в сообщении #1620448 писал(а):

Честно говоря, звучит как-то странно - из Ваших расчетов получается, что излучение вносит всего лишь 8% в общее давление, удерживающее звезду от сжатия под действием гравитации. В таком случае непонятно, почему остановка ядерных реакций (фактически, исчезновение излучения) приводит к таким катастрофическим последствиям (коллапс ядра) - ведь давление всего на 8% снижается?

Во-первых, не восемь процентов, а полтора (я поправил свое сообщение). Во-вторых, эта оценка для звезды главной последовательности, у которых коллапса ядра не происходит. На поздних стадиях температура в ядре существенно выше.
В-третьих, прекращение ядерных реакций напрямую не приводит к исчезновению излучения. Плотность энергии равновесного излучения зависит только от температуры, и уменьшаться она будет постепенно, по мере остывания звезды (а характерное время диффузии излучения от центра Солнца до поверхности что-то в районе сотни тысяч лет).

[мат-ламер]

Вернусь к вопросам ТС с первой страницы:

Serge10 в сообщении #1620389 писал(а):

Отсюда вопросы - каков теоретический нижний предел массы белого карлика? Не в сегодняшней Вселенной, где маломассивные звезды просто не успели израсходовать свои запасы водорода, а в далеком будущем, когда их эволюция завершится.

Serge10 в сообщении #1620399 писал(а):

как и писал выше Dmitriy40, четкой границы между белыми и коричневыми карликами нет.

Serge10 в сообщении #1620441 писал(а):

Собственно говоря, я это и имел ввиду - получается, что четкой границы между коричневыми и белыми карликами нет

Как я понял, ТС интересуют белые карлики далёкого будущего. Нынешние белые карлики можно считать звёздными остатками. В звезде в какой-то момент времени её эволюции происходит крайне бурно какой-то процесс. Например, начинает гореть гелий. Но этот процесс очень сильно зависит от условий - давления и температуры. Ввиду этой сильной зависимости процесс происходит в виде гелиевой вспышки. Большая часть атмосферы звезды сбрасывается в виде планетарной туманности. Остаётся очень плотное ядро и очень небольшое количество атмосферы. Условия для горения гелия всё же немного поменялись. Но, поскольку этот процесс сильно зависит от условий, то процесс горения гелия сколько-нибудь значительной интенсивности прекращается. В итоге имеем маленькую плотную горячую звезду, которая постепенно остывает. (Гелий тут взят для примера. Могут гореть и различные металлы).

Теперь рассмотрим именно те белые карлики, которые интересуют ТС. У нас есть достаточно малая звезда - красный карлик. В нём постепенно горит водород. В нём идёт процесс конвекции слоёв звезды. Ввиду него сгорает достаточно большое количество водорода. Но вот водорода становится мало и интенсивность горения падает. Звезда сжимается. И теперь водород горит за счёт повышения давления и плотности звезды. Температура поверхности постепенно растёт. Красный карлик превращается в голубой, а затем в белый. Это достаточно активная живая звезда. Это никак не звёздный остаток. И это никак не похоже на коричневый карлик. В дальнейшем с белым карликом что-то произойдёт и он уже не будет белым карликом. Это зависит от этого массы. Но, пока он является белым карликом, он никак не похож на коричневого карлика.

[Serge10]

DimaM писал(а):

Во-первых, не восемь процентов, а полтора (я поправил свое сообщение). Во-вторых, эта оценка для звезды главной последовательности, у которых коллапса ядра не происходит. На поздних стадиях температура в ядре существенно выше.
В-третьих, прекращение ядерных реакций напрямую не приводит к исчезновению излучения. Плотность энергии равновесного излучения зависит только от температуры, и уменьшаться она будет постепенно, по мере остывания звезды (а характерное время диффузии излучения от центра Солнца до поверхности что-то в районе сотни тысяч лет).

Спасибо за ответ, но честно говоря, прояснения не наступило :(. Если все так, как Вы пишете, то процесс сжатия остатка звезды после исчерпания ядерного топлива должен проходить плавно, по мере ее остывания. Между тем, везде пишут, что коллапс звездного ядра при прекращении ядерных реакций - катастрофический процесс, развивающийся практически мгновенно (по астрономическим меркам). Как разрешить данное противоречие?

мат-ламер писал(а):

Как я понял, ТС интересуют белые карлики далёкого будущего.

Да, Вы правы, более точно было бы писать о черных карликах - то, во что превращаются белые карлики после полного остывания.

мат-ламер писал(а):

Красный карлик превращается в голубой, а затем в белый. Это достаточно активная живая звезда. Это никак не звёздный остаток.

Это не совсем так, IMHO. Активной живой звездой является голубой карлик, где активно идет дожигание оставшегося водорода. Как только водород заканчивается, происходит превращение голубого карлика в белый, где никаких ядерных реакций уже не идет (массы для поджигания гелия не хватает, а водород кончился). Так что вполне себе можно говорить о звездном остатке.

-- 01.12.2023, 17:54 --

EUgeneUS в сообщении #1620531 писал(а):

Вот и получается, что Юпитер и Бетельгейзе - одно и то же, белые карлики. Не находите, что это странная классификация?

Ok, давайте тогда говорить о финальной стадии эволюции белых карликов - то, во что они превращаются после полного остывания (черные карлики). Чем принципиально будут отличаться полностью остывший массивный (с большим процентом вещества в вырожденном состоянии) коричневый карлик от остатка какого-нибудь маломассивного красного карлика? В моем представлении только химическим составом, все остальное - плотность, зависимость радиуса от массы будет очень похожим.

[мат-ламер]

Serge10 в сообщении #1620618 писал(а):

Это не совсем так, IMHO. Активной живой звездой является голубой карлик, где активно идет дожигание оставшегося водорода. Как только водород заканчивается, происходит превращение голубого карлика в белый, где никаких ядерных реакций уже не идет (массы для поджигания гелия не хватает, а водород кончился). Так что вполне себе можно говорить о звездном остатке.

Может и так. Спорить не буду. По вашей версии существует достаточно резкая граница между голубым и белым карликом. Повторю уже приведенную цитату из Вики:

Цитата:

Менее массивные объекты по мере старения будут увеличивать температуру и светимость своей поверхности, становясь голубыми карликами и, наконец, белыми карликами

Как-то из этой фразы не следует, что будет резкий качественный переход между голубым и белым карликом. Дальше в Вики описывает эволюцию звезды с массой как у звезды Барнарда:

Цитата:

Чем менее массивна звезда, тем дольше длится этот эволюционный процесс. Было подсчитано, что красный карлик с массой 0,16 M ☉ (приблизительно масса ближайшей звезды Барнарда ) будет оставаться на главной последовательности в течение 2,5 триллионов лет, а затем пять миллиардов лет будет синим карликом, в течение которых у звезды будет одна треть светимости Солнца ( L ☉ ) и температуры поверхности 6500–8500 Кельвинов . [18]

Из этой фразы я также не уловил, что там будет в конце какой-то резкий качественный переход.

Но тут вообще вопрос тонкий. Вам надо или по статьям пройтись, начиная со ссылок в Вики. Или на астрономических сайтах поспрашивать. Посмотрите тут и тут . Я там вообще ничего не увидел насчёт белого карлика. Может в цитируемой фразе из Вики под белым карликом понимают хорошо разогретый голубой.

[EUgeneUS]

Serge10 в сообщении #1620618 писал(а):

Если все так, как Вы пишете, то процесс сжатия остатка звезды после исчерпания ядерного топлива должен проходить плавно, по мере ее остывания. Между тем, везде пишут, что коллапс звездного ядра при прекращении ядерных реакций - катастрофический процесс, развивающийся практически мгновенно (по астрономическим меркам). Как разрешить данное противоречие?

Катастрофический коллапс ядра - это сверхновая (всех типов кроме Ia), и это бывает только для массивных звезд как пишут на англовики.

Цитата:

Звезды с начальной массой менее 8 M ☉ никогда не развивают достаточно большое ядро, чтобы коллапсировать,

При этом получается либо нейтронная звезда, либо черная дыра, либо остаток не образуется, а белый карлик не возникает.

-- 01.12.2023, 19:07 --

Serge10 в сообщении #1620618 писал(а):

Ok, давайте тогда говорить о финальной стадии эволюции белых карликов - то, во что они превращаются после полного остывания (черные карлики). Чем принципиально будут отличаться полностью остывший массивный (с большим процентом вещества в вырожденном состоянии) коричневый карлик от остатка какого-нибудь маломассивного красного карлика? В моем представлении только химическим составом, все остальное - плотность, зависимость радиуса от массы будет очень похожим.

Тем и будет различаться - массой, а значит и процентом вырожденного вещества, и химическим составом.

[мат-ламер]

Добавлю. Вот есть голубой карлик с достаточно малой массой (сравнимой с массой коричневых карликов). А именно такие вас и интересуют. Откуда следует, что после исчерпания горючего он должны сильно сжаться и превратиться в белый карлик? Ведь коричневые карлики со сравнимой массы почему-то не сжимаются? А если голубой карлик сильно не сжимается и горючее в нём кончается, то тогда непонятно, за счёт чего он может хоть какое-то продолжительное время светиться как белый карлик? Да и белый карлик. Если он малой массы, значит он относительно большой. Значит долго он светиться как белый не будет. И быстро остынет до чёрного. Может вообще в Вики превращение голубого карлика в белый означает исчерпание топлива у голубого карлика и его постепенное остывание (с некоторым уменьшением размеров).

[Serge10]

EUgeneUS в сообщении #1620633 писал(а):

Тем и будет различаться - массой, а значит и процентом вырожденного вещества, и химическим составом.

С химическим составов разобрались выше, тут вопросов нет. А вот с массой Вашу мысль не очень уловил. Если мы возьмем два пограничных случая - с одной стороны, минимально возможный красный карлик ($0.08 M_\odot$), а с другой - максимально массивный коричневый карлик ($0.07 M_\odot$)? В первом случае красный карлик со временем превратится в голубой, израсходует остатки водорода (по данным Wikipedia в белом гелиевом карлике, образовавшемся из голубого, около 1% остаточного водорода, остальное - гелий). Масса при этом практически не изменится (никакого сброса оболочек не происходит, а дефектом массы при протон-протонном цикле (около 0.7%) можно пренебречь). И так, в итоге имеем гелиевый белый карлик массой $0.08 M_\odot$, который после остывания превратится в черный. Теперь смотрим, что произойдет с массивным коричневым карликом. Здесь потери массы еще меньше. Это означает, что довольно быстро начнется вырождение вещества и у нас образуется практически такой же черный карлик массой $0.07 M_\odot$. Разница будет в химическом составе и в более низкой температуре (быстрее остынет). Но поскольку массы практически одинаковые, то и степень вырождения вещества окажется сопоставимой.

Получается, что кроме химического состава других различий не будет.

-- 01.12.2023, 23:39 --

мат-ламер в сообщении #1620635 писал(а):

Откуда следует, что после исчерпания горючего он должны сильно сжаться и превратиться в белый карлик?

Из условия нарушения гидростатического равновесия, насколько я понимаю. Остановка ядерных реакций приведет к сжатию, которое можно остановить только переходом вещества в вырожденное состояние.

мат-ламер в сообщении #1620635 писал(а):

Ведь коричневые карлики со сравнимой массы почему-то не сжимаются?

В том-то и дело, что сжимаются. И не только коричневые карлики, а даже планеты (газовые гиганты). В Солнечной системе, например, Юпитер до сих пор сжимается, выделяя энергии больше, чем он получает от Солнца. Просто процесс медленно идет. И в случае газовых гигантов (и, возможно, маломассивных коричневых карликов) процесс не доходит до конца, вырождение вещества происходит только в центральных областях небесного тела. Причем, насколько я понимаю, процент вещества, находящегося в вырожденном состоянии, определяется в основном массой тела.

мат-ламер в сообщении #1620635 писал(а):

А если голубой карлик сильно не сжимается и горючее в нём кончается, то тогда непонятно, за счёт чего он может хоть какое-то продолжительное время светиться как белый карлик?

Звезда находится в стадии голубого карлика до тех пор, пока идут остаточные ядерные реакции (догорают остатки водорода). Далее сжатие до белого карлика, который светится исключительно благодаря своей исходной температуре, постепенно остывает, перестает светиться и превращается в черного карлика.

мат-ламер в сообщении #1620635 писал(а):

Значит долго он светиться как белый не будет. И быстро остынет до чёрного.

Да. Только "быстро" - понятие относительное. Быстрее, чем белый карлик, образовавшийся из звезды вроде Солнца. Но все равно процесс растянется на миллиарды лет.

мат-ламер в сообщении #1620635 писал(а):

Может вообще в Вики превращение голубого карлика в белый означает исчерпание топлива у голубого карлика и его постепенное остывание (с некоторым уменьшением размеров).

Я, по крайней мере, именно так это и понял. Если мы с Вами неправы, надеюсь, более знающие участники объяснят, в чем тут ошибка.

[DimaM]

Serge10 в сообщении #1620618 писал(а):

Если все так, как Вы пишете, то процесс сжатия остатка звезды после исчерпания ядерного топлива должен проходить плавно, по мере ее остывания. Между тем, везде пишут, что коллапс звездного ядра при прекращении ядерных реакций - катастрофический процесс, развивающийся практически мгновенно (по астрономическим меркам). Как разрешить данное противоречие?

Давайте разделять сжатие остатка звезды (с образованием белого карлика), которое происходит с не слишком массивными звездами и коллапс ядра, случающийся только с очень массивными.
По вашим сообщениям у меня сложилась картина, будто вы считаете коллапс ядра неизбежным для любой звезды, что неверно.
Насколько я понимаю, при некотором сжатии ядра тяжелой звезды в центре теряется гидростатическое равновесие (видимо, из-за начала вырождения, но тут я могу ошибаться). У вырожденного вещества уравнение состояния такое, что давление растет при росте медленнее, чем для обычного вещества, поэтому начавшееся сжатие не может остановиться. Начинающаяся нейтронизация усугубляет процесс (хотя поток нейтрино тормозит внешние слои).

[Serge10]

DimaM в сообщении #1620791 писал(а):

Давайте разделять сжатие остатка звезды (с образованием белого карлика), которое происходит с не слишком массивными звездами и коллапс ядра, случающийся только с очень массивными.

Ok, согласен, это разные процессы. Но тем не менее, давайте рассмотрим сжатие ядра звезды с образованием белого карлика, чтобы не выходить за границы темы. Плотность вещества в ядре Солнца (как типичной звезды, находящейся в состоянии гидростатического равновесия, которую ждет судьба белого карлика) составляет $150$ г/см$^3$, если верить Wikipedia. С другой стороны, плотность белых карликов лежит в диапазоне $10^5-10^9$ г/см$^3$, разница составляет 3-7 порядков. Т. е., получается, что при остановке ядерных реакций в звезде, находящейся в состоянии гидростатического равновесия, достижение нового гидростатического равновесия за счет компенсации гравитационных сил вырожденностью электронного газа потребует сжатия ядра в $10^3-10^7$ раза.

Теперь Вы говорите, что давление излучения вносит всего 1.5% в гидростатическое равновесие звезды главной последовательности размером с Солнце.
Как в таком случае объяснить, что снижение давления, противостоящего гравитации, всего на 1.5% при остановке ядерных реакций приводит к сжатию ядра в 1000 и более раз?

-- 03.12.2023, 22:25 --

DimaM в сообщении #1620791 писал(а):

(хотя поток нейтрино тормозит внешние слои).

Кстати, каким образом? Разве внешние слои звезды не прозрачны для нейтрино? Ведь на этом (прозрачности) основан принцип нейтринного охлаждения?

[DimaM]

Serge10 в сообщении #1620903 писал(а):

Кстати, каким образом? Разве внешние слои звезды не прозрачны для нейтрино?

Зависит от плотности. При большой плотности непрозрачны.

Serge10 в сообщении #1620903 писал(а):

Теперь Вы говорите, что давление излучения вносит всего 1.5% в гидростатическое равновесие звезды главной последовательности размером с Солнце.
Как в таком случае объяснить, что снижение давления, противостоящего гравитации, всего на 1.5% при остановке ядерных реакций приводит к сжатию ядра в 1000 и более раз?

Выше мы с третьей попытки разобрались, что коллапс ядра не есть явление, присущее всем звездам. И это хорошо
Теперь следующий пункт: насколько я понял, вы считаете, что излучение существует, поскольку идут ядерные реакции, и после прекращения ядерных реакций мгновенно исчезает. На самом деле все не так. Давление равновесного излучения зависит только от температуры и напрямую не связано с наличием или отсутствием ядерных реакций.
Еще раз: давление равновесного излучения определяется только и исключительно температурой! Если температура уменьшается, давление излучения, разумеется, падает.
Но! При уменьшении температуры также уменьшается и газокинетическое давление, и это уменьшение более существенно, и именно из-за него происходит сжатие ядра. При сжатии может происходить разогрев, вырождение и т.п. В конце концов устанавливается новое равновесие, определяемое уравнением состояния вещества. Или не устанавливается (при неоднократно ранее упомянутом, в основном всуе, коллапсе ядра).

[Serge10]

DimaM в сообщении #1620920 писал(а):

Еще раз: давление равновесного излучения определяется только и исключительно температурой! Если температура уменьшается, давление излучения, разумеется, падает.
Но! При уменьшении температуры также уменьшается и газокинетическое давление, и это уменьшение более существенно, и именно из-за него происходит сжатие ядра.

Спасибо большое за подробные разъяснения. Но есть проблема - в той популярной литературе, которую я читал, говорилось, что температура ядра существенно не меняется при сходе звезды с главной последовательности и превращения ее в красного гиганта. А ведь именно на этой стадии и происходит образование будущего белого карлика из ядра. Иными словами, белые карлики всегда образуются горячими, и только потом, уже после сжатия и вырождения начинают остывать.

Тогда как согласно Вашей модели получается, что сжатие ядра звезды должно быть сильно растянуто по времени и вырождение, обусловленное сжатием, должно наступить только после остывания ядра до ~15000 градусов (падение температуры в 1000 раз приведет к пропорциональному падению газокинетического давления, что потребует для компенсации такого же сокращения объема в соответствии с уравнением состояния идеального газа).

Или вот еще цитата, посвященная белым карликам:

Цитата:

Под верхним слоем звезды вырожденный газ практически изотермичен, то есть температура почти постоянна вплоть до самого центра звезды; она составляет несколько миллионов градусов - наиболее реальная цифра 6 млн. К.

Получается, что температура упала всего в 2.5 раза по сравнению со звездой на главной последовательности. При этом газокинетическое давление должно сократиться в соответствии с уравнением состояния идеального газа (ведь мы рассматриваем охлаждение ядра звезды, где прекратились ядерные реакции из-за исчерпания водорода):

$P=\frac{mRT}{4V}$

(4 - молярная масса гелия). Получается, что снижение давления из-за падения температуры в 2.5 раза можно было бы легко компенсировать уменьшением объема в те же 2.5 раза. А по факту объем уменьшается от тысячи до десяти миллионов раз и дальнейшее сжатие останавливается только за счет вырождения вещества.

Где ошибка в моих рассуждениях?

[DimaM]

Serge10 в сообщении #1620976 писал(а):

Получается, что снижение давления из-за падения температуры в 2.5 раза можно было бы легко компенсировать уменьшением объема в те же 2.5 раза.

Это если бы сжималось внешней силой, а не самогравитацией. В последнем случае все интереснее.
Опять же, при плотностях в килограммы на кубический сантиметр, скорее всего, уравнение состояния идеального газа не очень применимо.

Serge10 в сообщении #1620976 писал(а):

ведь мы рассматриваем охлаждение ядра звезды, где прекратились ядерные реакции из-за исчерпания водорода

Ядерные реакции - это какой-то фетиш у вас. Я еще раз подчеркиваю, что давление, плотность и температура связаны уравнением состояния, которое почти не зависит от наличия или отсутствия ядерных реакций.

Наверно, у вас есть собственное объяснение, с формулами и цифрами. Тогда поделитесь им, чтоб не заниматься исключительно критиканством.

[Serge10]

DimaM в сообщении #1620999 писал(а):

Это если бы сжималось внешней силой, а не самогравитацией. В последнем случае все интереснее.

Не могли бы Вы развернуть этот тезис подробнее?

DimaM в сообщении #1620999 писал(а):

Ядерные реакции - это какой-то фетиш у вас. Я еще раз подчеркиваю, что давление, плотность и температура связаны уравнением состояния, которое почти не зависит от наличия или отсутствия ядерных реакций.

Причем тут фетиш? Именно ядерные реакции поддерживают те значения давления, плотности и температуры, которые мы наблюдаем в ядрах звезд, находящихся в гидростатическом равновесии. И именно прекращение ядерных реакций является причиной нарушения этого равновесия и запускает гравитационное сжатие.

DimaM в сообщении #1620999 писал(а):

Наверно, у вас есть собственное объяснение, с формулами и цифрами. Тогда поделитесь им, чтоб не заниматься исключительно критиканством.

Увы, нет, я просто пытаюсь разобраться в процессе и свести отдельные факты в единую логическую картину, но пока возникающие противоречия мешают :(.

Пока в рамках Вашей модели получается, что белые карлики из маломассивных звезд должны образовываться в течение большого срока (миллионы лет) после завершения в них ядерных реакций - за счет постепенного сжатия, обусловленного постепенным остыванием вплоть до начала вырождения вещества.

Не исключено, кстати, что так и есть - насколько я понимаю, на сегодняшний день ни одна из маломассивных звезд даже близко не подошла к исчерпанию своих запасов водорода, так что, строго говоря, никаких наблюдательных данных в отношении подобных объектов у нас нет.

DimaM в сообщении #1620999 писал(а):

Опять же, при плотностях в килограммы на кубический сантиметр, скорее всего, уравнение состояния идеального газа не очень применимо.

Насколько я понимаю, благодаря ионизации, условие применимости уравнения состояния идеального газа (длина свободного пробега ядер (протонов) и электронов во много раз превышает размеры самих частиц) сохраняется при таких плотностях. Нарушение происходит только при переходе вещества в вырожденное состояние, а это уже плотности в тысячи кг на кубический сантиметр и выше. По крайней мере, так пишут:

Цитата:

вещество внутри звезды ведет себя как идеальный газ, хотя его плотность несопоставимо выше плотности любого вещества в земных условиях. А дело в том, что вещество звезды состоит из полностью ионизированных ядер водорода и гелия — то есть из частиц значительно меньшего диаметра, чем диаметр атомов земных газов

-- 05.12.2023, 17:43 --

DimaM


Нашел, кстати, неплохое объяснение того, что происходит в недрах звезд. Книжка, конечно, не новая, но вроде бы базовые принципы (уравнения состояния) с тех пор не пересматривались.

И, похоже, Вы правы - белые карлики из остатков маломассивных звезд образуются совсем не так, как в случае с красными гигантами. А именно за счет долгого и постепенного остывания и сжатия - фактически, стадии белого (горячего) карлика нет - получается сразу черный (что, кстати, еще сильнее сближает этот процесс с эволюцией массивных коричневых карликов).

Просто в литературе, по крайней мере популярной, обычно описывают образование белого карлика из ядра красного гиганта. Где температура и плотность таковы, что вырождение вещества достигается еще до завершения ядерных реакций.

Попытка перенести подобный способ на маломассивные звезды и приводит к тем противоречиям, которые мы выше обсуждали.

В любом случае, большое спасибо за помощь, вроде бы картинка в голове сложилась :).

[sergey zhukov]

Serge10 в сообщении #1620618 писал(а):

Спасибо за ответ, но честно говоря, прояснения не наступило :(. Если все так, как Вы пишете, то процесс сжатия остатка звезды после исчерпания ядерного топлива должен проходить плавно, по мере ее остывания. Между тем, везде пишут, что коллапс звездного ядра при прекращении ядерных реакций - катастрофический процесс, развивающийся практически мгновенно (по астрономическим меркам). Как разрешить данное противоречие?

По моему, гравитационным коллапсом называют ситуацию, когда объект достигает неустойчивого состояния. Дальнейшая его эволюция не может идти плавно, он должен сделать скачок и пройти через все нестабильные состояния очень быстро, пока не достигнет следующего стабильного состояния.

Скажем, почему бы ядру звезды просто плавно и монотнно не увеличивать плотность по мере эволюции звезды? Понятно, что в центре плотность будет максимальна, там раньше всего начнутся разные изменения в уравнении состояния вещества, они будут медленно распространяться от центра ядра к краям, средняя плотность ядра будет монотонно увеличиваться, его структура будет все время слоистой. Так могло бы быть, в общем. Но расчет показывает, что не все состояния из этого непрерывного ряда статически устойчивы. Начиная с некоторой критической точки устойчивые статические состояния кончаются: как только очередное дополнительное сжатие ядра приведет к уменьшению его радиуса и увеличению плотности и самогравитации, может оказаться, что в новом состоянии гравитация снова побеждает давление, и ядро должно сжаться еще сильнее. Это и есть гравитационный коллапс. Ядро моментально проскакивает целый ряд неустойчивых состояний и останавливается далеко внизу, где устойчивость вновь обеспечивается.

Это даже может быть не связано с прекращением ядерных реакций. Просто происходит достижение некоторых критических параметров и потеря устойчивости. Это как лавина в горах: она либо отсутствует, либо сходит катастрофическим потоком. Она не может сойти медленно, на тормозах.

Вообще, проблема устойчивости стратифицированной среды в гравитационном поле (да еще в собственом гравитационном поле) довольно сложная и интересная. Особенно, если свойства среды зависят от давления, температуры, хим. состава. Кроме того, давление и мощность излучения, тепловыделение, переменная прозрачность среды для излучения - все это тоже нужно учитывать. Не удивительно, что в таких условиях могут поджидать разные хитрые неустойчивости, колебательные процессы и пр, которые могут приводить к резким сменам режима жизни звезды без каких бы то ни было причин.

[Serge10]

sergey zhukov в сообщении #1621680 писал(а):

По моему, гравитационным коллапсом называют ситуацию, когда объект достигает неустойчивого состояния. Дальнейшая его эволюция не может идти плавно, он должен сделать скачок и пройти через все нестабильные состояния очень быстро, пока не достигнет следующего стабильного состояния.

Спасибо за комментарий, но выше DimaM мне этот момент уже прояснил.

sergey zhukov в сообщении #1621680 писал(а):

Вообще, проблема устойчивости стратифицированной среды в гравитационном поле (да еще в собственом гравитационном поле) довольно сложная и интересная. Особенно, если свойства среды зависят от давления, температуры, хим. состава. Кроме того, давление и мощность излучения, тепловыделение, переменная прозрачность среды для излучения - все это тоже нужно учитывать. Не удивительно, что в таких условиях могут поджидать разные хитрые неустойчивости, колебательные процессы и пр, которые могут приводить к резким сменам режима жизни звезды без каких бы то ни было причин.

Напомню, что в данной теме обсуждались маломассивные звезды (массивные бурые карлики и маломассивные красные карлики), где, по-видимому, никаких особых неустойчивостей нет, и после остановки ядерных реакций происходит именно то, что Вы выше написали:

Цитата:

почему бы ядру звезды просто плавно и монотонно не увеличивать плотность по мере эволюции звезды? Понятно, что в центре плотность будет максимальна, там раньше всего начнутся разные изменения в уравнении состояния вещества, они будут медленно распространяться от центра ядра к краям, средняя плотность ядра будет монотонно увеличиваться

До тех пор, пока не устанавливается новое равновесие за счет перехода части вещества в вырожденное состояние. Причем процент вещества в вырожденном состоянии определяется массой звезды.