Güneşimizden önce 1000 yıldız ata nasıl olabilir?


69

Birkaç kaynaktan * son zamanlarda Güneş'in 1000'inci nesil bir yıldız olduğunu duydum, bu da ağır element içeriğine dayanarak ondan önce gelen bin yıldızın olduğu anlamına geliyor.

Daha önceki yıldızların süpernovalarının daha ağır elementler yarattıklarını ve bunların oluştukları zaman Güneş'e dahil olduklarını anlıyorum ve buna göre kuşağı hesaplayabiliyoruz.

Benim sorum evrenin yaşı ve Güneş'in yaşı ve galaksideki yıldızların ortalama yaşı.

Temel olarak, evren ~ 13.7 milyar yaşında, güneş ~ 4.6 milyar yaşında (ve ~ 5 milyar yıllık ömrü kaldı), yani evren ~ 9.1 milyar yaşındayken oluştuğu anlamına geliyor.

1.000 yıldızın bu zaman diliminde yaşaması için, bu yıldızların ortalama ömrü ~ 9 milyon yıl olmalıdır (yıldızlar arasındaki zaman hariç). Bu, ortalama ~ 100-150 güneş kütlesi kütlesi olan bin yıldızın her birine eşittir, bu yüzden yaşamları ~ 9 milyon yıllık bir ömrünü geçmeyecek kadar kısa olacaktır.

Yani, temelde, Güneşimizin önünde yaşayan ve ölen, hepsi de büyük canavarlar olan 1.000 yıldız vardı. Bu sadece hepsi çok imkansız görünüyor. Bu nasıl olabilir?

* TV şovları, hangileri olduğunu hatırlamıyorum


Yanıtlar:


124

Güneş aslında bir THIRD nesil yıldızdır. Bununla demek istediğim, Güneş'te başka bir yıldızın içinde yapılmış kimyasal elementler var, ama o yıldızın kendisi yalnızca bu elementleri yapmış olabilir, çünkü içinde de önceki nesillerin içinde de yapılması gereken malzeme vardı. Sonunda, neredeyse hiç ağır element içermeyen (helyumun ötesinde olanlar) büyük patlamadan ilkel gazdan çıkan ilk nesil yıldızlara geri dönüyoruz.

Bu oldukça ağız doludur, bu yüzden bir örnek kullanarak açıklamama izin verin - baryum.

Güneşte baryum var. Spektruma bakarak ve baryum nedeniyle soğurma çizgilerini görerek bunu söyleyebiliriz. Ancak baryum Güneşte yapılamaz. Baryum, nötronların demir-pik elementlerin çekirdeği üzerine yavaşça yakalanmasını içeren s-işlemiyle yapılır . Bu , yıldızların evriminin asimptotik kırmızı dev dalı aşamasında gerçekleşir ve Güneş bu noktaya gelmeden önce 6 milyar yıl kadar sürer. [Not: demir dışındaki kimyasal elementlerin bolluğunun yarısı bile süpernova patlamaları tarafından üretilmez ].1

Bu yüzden, Güneş'ten önce, dev bir evrim geçiren, iç kısmında baryum yapan, daha sonra büyük bir rüzgârla zarflarını yıldızlararası besiyerine kaplayan bir malzeme - muhtemelen bir ara kütle yıldızı olmalıydı ve bu malzeme birleştirildi. protosun içine. (Diyelim ki, aralarında 2 ile 10 güneş kütlesi) Böyle yıldız Güneş'ten çok daha kısa ömürleri olurdu , bu yüzden onları yaşamak ve Güneş doğmadan önce ölmek için az zaman kaldı.2

Ama bir dakika bekle! Sahip olması gerektiğini önceki yıldızı zaten baryum s-işlem üretimi için bir "tohum" olarak hareket etmek iç mekanda demir pik elemanlarını vardı. Bunlar o yıldızın içinde yapılamadı ve yapılamadı. Bir süpernova olarak patlamaya başlamadan önce tüm nükleer füzyon aşamalarını yakan, yıldızlara besiyeri ortama demir elementler de dahil olmak üzere ağır elementler koyan, muhtemelen büyük bir yıldız olan önceki bir yıldızda yapılmış olmalılar. Bu önceki yıldızın kendi (metal bakımından zengin) ataları da olabilirdi, ama zaman içinde geriye giderken önceki yıldızın ilk olduğu bir noktaya ulaştık.neredeyse hiçbir ağır element içermeyen, ilkel H / He gazdan yapılmış nesil yıldız. Birkaç milyon yıl boyunca bu ilk nesil (sadece kafa karıştırıcı olmak üzere üçüncü popülasyon III yıldız) muhtemelen çok büyük ve kısa ömürlü idi. Evren birkaç yüz milyon yaşındayken doğacaklardı ve bugün Galaksimizde bunlardan hiçbir örnek göremiyoruz.

"Nesil" ile ne demek istediğimi daha kesin olarak tanımlamak için.

  • İlk nesil - ilkel big bang malzemesinden yapılmıştır.
  • İkinci nesil - sadece ölen ilk nesil yıldızların titizliklerinden yapılmış, ağır elementlerle zenginleştirilmiş fakat birincil s-proses elementlerinde olmayan bir yıldız.
  • Üçüncü nesil - zaten ağır elementlerle zenginleştirilmiş ve önceki ikinci (veya üçüncü) nesil yıldızların içindeki s-işleminde üretilen öğeleri içeren malzemeden yapılmış bir yıldız.

Bu yüzden Güneş'in "üçüncü nesil bir yıldız" olarak sınıflandırılabileceğini iddia ediyorum - en az iki önceki yıldızın içinde olması gereken atomları / çekirdekleri içeriyor .

Fakat bunu tam anlamıyla almamalısınız. Meteorların içinde hapsolmuş ve güneş öncesi malzemede mevcut olan katı maddelerden oluşan malzeme taneleri var. Bunlar önemlidir, çünkü bu tanelerin bireysel yıldız olaylarında oluştuğu düşünüldü ve izotopik bileşimleri incelenebilir. Bunlar bize, Güneş'in farklı tiplerde birçok farklı yıldızın içinde bulunan maddeden oluştuğunu söylüyor .

Yıldız evrimi ve nükleosentez hesaplamaları bize aynı hikayeyi anlatıyor. Örneğin, oksijenin çoğu, çekirdek çöküşü süpernova'sı geçiren muazzam yıldızlarda yapıldığı halde, bu olaylar o kadar fazla karbon üretmez. C / O oranı bize karbonun çoğunun orta kütleli AGB yıldızlarının rüzgarlarından geldiğini söylüyor. Uranyum gibi ağır elementler ağırlıklı olarak nötron yıldızı çarpışmalarında üretilebilir, ancak baryum ve stronsiyum gibi diğerleri değildir.

Kaç ataların Güneş'e katkıda bulunduğunun ayrıntılarının basit bir cevabı yoktur. Güneş hidrojeni ve helyumun çoğu bozulmamış olabilir; Bazıları birden fazla yıldızdan geçmiştir. Daha ağır elementler (bazı lityum çubuklar) en az bir yıldızdan geçmiştir. Nötronun demir-tepe elementlerine yakalanmasından oluşan Ba, Sr, La ve Ce gibi s-işlem elemanlarına sahip olmamız bize bunların en az iki yıldızdan geçtiğini söylüyor .

Bununla birlikte, bunlar büyük küçümsemelerdir. Yıldızlararası ortamda karıştırma, oldukça etkilidir. Süpernova ve yıldız rüzgarlarından yayılan malzemenin 5-12 milyar yıl önce Güneş'in doğumundan önce Galakside karışması için bolca vakti oldu. Büyük yıldızlardan gelen rüzgâr ve süpernovaların neden olduğu türbülans ve kayma dengesizlikleri, yakın zamanlardaki yerel homojenliklerle ilgili olmasına rağmen , bir yıl veya daha kısa sürede galaktik uzunluk ölçeklerinde materyal dağıtmalıdır ( Roy ve Kunth 1995 ; de Avillez ve Mac Low 2003 ). olaylar yıl boyunca devam edebilir . Bu durumda, Güneş doğmadan önce ölen milyar ürünüdür .108

Ömür boyu süren argümanınızla karıştırılmanızın nedeni , aynı zamanda Galaksinin farklı yerlerinde yaşayan yıldızlardan Güneşin yaratılma olasılığını göz ardı etmenizdir. Hayatlarının sonuna yakın bir zamanda çıkardıkları materyal, iyice karıştırıldı.

1 Gerisi s-işlemi tarafından orta kütle AGB yıldızlarında üretilir; beyaz cücelerdeki nova olaylarıyla; veya belki de, daha ağır elementler söz konusu olduğunda, nötron yıldızlarının çarpışmasıyla ( bu Fizik SE sorusuna bakınız ).

2 Bir yıldızın kullanım ömrü için kabaca bir ifade milyar yıldır.10(M/M)5/2


3
Bu daha mantıklı. Belki de sadece kafa karıştırıcı kılan ifadelerdi. Bunu ve bu büyüklükteki zaman ölçeklerini anlamak zordur.
Benjam

3
Öyleyse bunu doğru okuyorsam, güneş üçüncü nesil başlangıcın bir parçası, ancak milyonlarca ebeveyni ve milyonlarca büyükanne ve büyükbabası var. (Her anne-baba, doğrudan bir yıldız, orta yıldız olmadan)
Leliel

3
@Leliel Üçüncü jenerasyondur, çünkü en az iki yıldızın içinde olması gereken atomları / çekirdekleri içerir . Gerçekten de (en azından) milyonlarca ebeveyni var. Ancak büyükbaba veya büyükanne kavramı kötü tanımlanmamıştır. Ana yıldızlara beslenen yıldızların kendilerinin "ilk nesil" yıldız olması pek mümkün değildi. Açıklamam gereken ilave bir şey olduğunu fark ettim. İlk nesil yıldızların içlerinde ağır elementler yoktu.
Rob Jeffries,

4
@RobJeffries O zaman mükemmel bir benzetme değil. Bence ana yıldızın (büyükbaba veya büyükanne) ebeveyn kavramı iyi tanımlanmış, ana yıldıza kitlelere katkıda bulunan herhangi bir yıldız. İnsanlardan farklı olarak, büyükbaba bir yıldızın bir ebeveynden daha erken bir nesil olması gerekmiyor, sadece bir sonraki nesil değil mi? Çünkü eğer büyükbaba veya büyükbaba daha sonraki bir nesil olsaydı, ebeveyne yapılan kitlesel katkının bir kısmı, önceki yıldız neslinde mümkün olmayan bazı unsurları içerecektir.
Leliel

2
OP'nin yıldızların ve evrenin ömrü hakkında biraz devam ettiğini göz önünde bulundurarak, farklı nesillerden yıldızların ömrü hakkında biraz ayrıntıya girmenin faydalı olacağını düşünüyorum.
Shane,
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.