한 번에 하나의 우주
별을 만들고 싶다고 가정 해 봅시다. 아마도 당신은 고급 카르 다 셰프 타입 3 문명의 일부이고,당신은 당신의 3 학년 과학 프로젝트에 대한 별을 확인해야합니다. 어떻게 별을 만들 수 있을까?
기본 수준에서 별을 만드는 것은 매우 간단합니다. 단순히 가스와 먼지의 별의 가치를 수집,그것은 자신의 무게로 함께 붕괴하자,충분한 시간이 주어진 별이 형성 할 것이다. 이것이 별이 자연스럽게 형성되는 방식입니다. 그러나 우리는이 프로젝트에 등급이 될 수 있기 때문에,우리가해야 할 수도 있습니다 얼마나 많은 질량의 아이디어를 가지고 좋은 것,그 결과 별의 크기와 온도가 될 수있는 것을.
대답은 어떤 재료를 사용하는지,그리고 재료가 다른 온도와 압력(때로는 상태 방정식이라고도 함)에서 어떻게 작용하는지에 달려 있습니다. 우주에서 가장 흔한 물질은 수소이기 때문에 일을 단순하게 유지하고 순수한 수소로 별을 만들 것이라고 가정 할 수 있습니다. 수소는 매우 간단한 상태 방정식을 가지고 있기 때문에 우리가 별을 만들 때 어떤 일이 일어날 지 계산하는 것은 쉬운 문제입니다.
질량에 의한 행성의 크기.
우리가 수소를 함께 모으기 시작하면 두 가지 일이 일어날 것입니다. 첫 번째는 수소 원자 사이의 중력이 자체 무게로 가스를 붕괴시키기 시작한다는 것입니다. 두 번째는 수소의 압력이 무게에 대해 뒤로 밀 것입니다. 주어진 시간 가스는 수압 평형에 도달 할 것입니다,여기서 가스의 압력은 무게와 동일,어떤 시점에서 당신은 수소의 안정적인 공을 가지고. 그 자체로 별을 만드는 것만으로는 충분하지 않습니다. 만약 당신이 토성의 질량 상당량의 수소를 모았다면,당신은 토성 크기의 행성이 아니라 별을 가질 것입니다. 명백한 해결책은 단순히 더 많은 수소를 추가하는 것입니다,이는 당신의 행성을 더 크고 더 크게 만들 것입니다. 결국 당신의 가스 공은 목성 크기의 행성으로 자랄 것이고,당신은 더 많은 수소를 계속 첨가 할 것입니다.
목성 형 행성의 피크 크기.
그러나 당신이 당신의 행성에 더 많은 수소를 계속 추가 할 때 흥미로운 일이 일어나는 것으로 밝혀졌습니다. 수소가 많을수록 질량이 많아지고,이는 더 많은 무게를 의미합니다. 가스는 더 강하게 압착되고 그 결과 압축됩니다. 따라서 토성 크기의 행성의 질량을 두 배로 늘린다면 토성보다 두 배나 큰 행성은 얻을 수 없습니다. 토성보다 조금 더 크지만 밀도가 높은 행성을 얻을 수 있습니다. 예를 들어,목성은 토성의 질량의 3 배 이상이지만 크기는 약 15%에 불과합니다. 그러나 목성은 토성의 평균 밀도의 약 두 배를 가지고 있습니다.
당신이 더 많은 질량을 추가 계속,당신의 행성은 약 3 목성 질량까지 더 큰 얻을 것이다. 그 시점에서,수소 공의 무게는 너무 커서 더 많은 것을 추가하면 실제로 행성이 더 작아집니다. 그 결과,목성 질량의 10 배인 행성은 목성 자체와 거의 같은 크기가 될 것입니다. 이 외계 행성을 연구 천문학 자에 대한 진정한 도전을 포즈. 행성이 목성 크기라고해서 목성 질량을 가지고 있다는 것을 의미하지는 않습니다. 작은 행성들도 마찬가지입니다. 지구보다 조금 더 큰”슈퍼 지구”행성은 바위 행성 또는 작은 해왕성과 같은 행성이 될 수 있습니다.
주 시퀀스 별의 크기 대 질량.
그러나 진정한 별은 핵융합이 핵 핵에서 일어나는 별이다. 별의 빛과 열은 중력 수축에 의한 것이 아니라 수소를 헬륨으로 융합하여 에너지를 생성하는 것이다. 이것은 당신의 수소 공이 약 90 개의 목성 질량에 도달 할 때 발생하기 시작합니다.이 질량은 우연히 최소 크기의 갈색 왜성과 거의 같은 질량입니다. 이제 별을 만들었 기 때문에 더 많은 수소를 추가하면 더 크고 더 뜨거워집니다. 별이 핵심에 수소를 융합하기 때문에 크기와 밀도는 시간이 지남에 따라 변합니다. 그러나 우리가 안정된 주계열성만을 고려한다면 질량과 크기 사이에는 간단한 관계가 있습니다. 그래서 당신은 얼마나 많은 수소를 사용할지 결정하고 별의 크기를 계산할 수 있습니다.
물론 이것은 단순한 가상의 별일 뿐이다. 진짜 별은 순전히 수소로 만들어지지 않으며,그 기원과 나이에 따라 우리의 단순한 별과 매우 다르게 행동 할 수 있습니다. 세부 사항은 독자를위한 숙제 운동으로 남아있을 것입니다.