Межа Чандрасекара

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Межа Чандрасекара - найбільша маса зірки, при якій в кінці своєї еволюції вона перетворюється на білий карлик, а не колапсує у нейтронну зірку або чорну діру. Приблизно дорівнює 1,4 мас Сонця.

Для зір більшої маси внутрішній тиск не може протистояти силам гравітаційного притягання і зоря при охоложенні буде стискатися доти, доки електрони її речовини не об'єднаються з протонами ядер, утворивши нейтронну речовину.

[ред.] Фізична природа

Незважаючи на те, що гравітація найслабша з усіх відомих типів взаємодії, вона завжди приводить до притягання і для тіл великої маси, якими є зорі може досягати значних величин. Під дією сил тяжіння речовина намагається зменшити свої розміри, чому перешкоджає створений тепловим рухом тиск. Для електронів речовини, які є ферміонами, тиск залишається скінченним навіть при нульовій температурі. При великій густині навіть ідеальний газ електронів стає виродженим (дивіться статті Ідеальний газ і Фермі-газ). Тиск виродженого ідеального газу не залежить від температури. При дуже високих густинах енергія електронів стає настільки великою, що електрони рухаються зі швидкістю дуже близькою до швидкості світла, вироджений газ електронів стає релятивістським. Тиск релятивістського виродженого газу пропорційний числу електронів у ньому в степені 4/3. Сили гравітаційного притягання пропорційні масі речовини, а, отже, й числу електронів у ній в квадраті. Обидві величини однаково залежать від радіуса зорі. Таким чином, при збільшенні маси зорі наступає такий стан, коли гравітаційне притягання починає переважати тиск електронного Фермі-газу, що призводить до стискання зорі. Це стискання зупиняється тільки тоді, коли енергія електронів стає настільки великою, що ім стає вигідно об'єднатися з протонами ядер, випромінюючи нейтрино. Результатом цього є утворення нейтронних зірок.

Отже, зірка із масою, більшою за межу Чандрасекара, вичерпавши свою енергію, колапсує. Зірка з масою, меншою за межу Чарндасекара, виходячи з висновків теорії повинна розширюватися доти, доки електронний газ у ній не стане нерелятивістським. Практично це означає, що такі зірки не будуть утворюватися - реальна зірка з малою масою догорятиме, перетворившись у білого карлика.