Bagaimana perbedaan suhu bintang?

Suhu permukaan Matahari (photosphere) adalah antara 4.500 ° - 6000 ° Kelvin. Di dalam inti, itu sekitar 15,7 juta derajat Kelvin.

Pada jenis bintang lainnya (bintang neutron, kurcaci putih, dll.), Berapakah suhu daerah ini (walaupun banyak yang tidak memiliki lapisan yang sama) dan bagaimana cara membandingkannya dengan suhu matahari?

Pertanyaan ini memiliki dua bagian:

Suhu Permukaan

Sebuah diagram yang sangat berguna yang menunjukkan permukaan suhu, dan juga memberikan suhu setiap bintang Anda dapat mengamati adalah Diagram Herzsprung-Russell, kali ini dari le.ac.uk .

Seperti yang Anda lihat, kuning matahari kita menempatkannya di 4,5 kKelvin hingga 6 kKelvin, seperti yang disebutkan dalam pertanyaan. Suhu ini turun ke ujung bawah rata-rata. Urutan utama, di mana sebagian besar bintang berada, berada di atas sekitar 20 kKelvin, dan ada beberapa di atas ke arah 40 kKelvin - mereka tidak ditampilkan di sini karena jauh lebih jarang.

Kurcaci putih sedikit lebih panas dari matahari kita - antara 6 kKelvin dan 10 kKelvin.

Bintang-bintang neutron jauh dari urutan utama - yang muda bisa lebih dari 1 MKelvin!

Temperatur inti:

Secara internal, suhu inti bergantung pada massa bintang. Di matahari kita, energi dikirim melalui mekanisme rantai proton-proton, yang terjadi hingga sekitar 20 MKelvin, sedangkan bintang yang lebih masif dapat menggunakan siklus Karbon-Nitrogen-Oksigen - yang terjadi dari sekitar 15 MKelvin ke atas.

Perbedaannya terutama karena perbedaan konveksi dan radiasi - kutipan dari halaman Urutan Utama Wikipedia ini menjelaskan beberapa detail:

Karena ada perbedaan suhu antara inti dan permukaan, atau fotosfer, energi diangkut keluar melalui radiasi dan konveksi. Zona radiasi, di mana energi diangkut oleh radiasi, stabil terhadap konveksi dan hanya ada sedikit pencampuran plasma. Sebaliknya, di zona konveksi energi diangkut oleh gerakan massal plasma, dengan bahan yang lebih panas naik dan bahan yang lebih dingin turun. Konveksi adalah mode yang lebih efisien untuk membawa energi daripada radiasi, tetapi hanya akan terjadi dalam kondisi yang menciptakan gradien suhu yang curam. Dalam bintang masif (di atas 10 massa matahari) laju pembangkitan energi oleh siklus CNO sangat sensitif terhadap suhu, sehingga fusi sangat terkonsentrasi pada inti. Akibatnya, ada gradien suhu tinggi di wilayah inti, yang menghasilkan zona konveksi untuk transportasi energi yang lebih efisien. Pencampuran bahan di sekitar inti ini menghilangkan abu helium dari daerah pembakaran hidrogen, memungkinkan lebih banyak hidrogen di bintang untuk dikonsumsi selama masa urutan utama. Daerah luar bintang besar mengangkut energi melalui radiasi, dengan sedikit atau tanpa konveksi. Bintang massa menengah seperti Sirius dapat mengangkut energi terutama oleh radiasi, dengan daerah konveksi inti kecil. Bintang berukuran sedang dan bermassa rendah seperti Matahari memiliki daerah inti yang stabil terhadap konveksi, dengan zona konveksi di dekat permukaan yang mencampur lapisan luar. Ini menghasilkan penumpukan stabil inti yang kaya helium, dikelilingi oleh daerah luar yang kaya hidrogen. Sebaliknya, bintang-bintang yang keren dan bermassa sangat rendah (di bawah 0,4 massa matahari) bersifat konvektif.

Di sini Anda membaca: "Suhu di dalam bintang neutron yang baru terbentuk adalah sekitar 10 ¹¹ hingga 10 ¹² kelvin."

Menurut McCook dan Sion katalog White Dwarf yang Diidentifikasi secara spektroskopi , White Dwarf terpanas adalah RE J150208 + 661224 dengan 170 kK.

Saya membaca di suatu tempat bahwa WD terdingin memiliki Teffs antara 3000 dan 4000 K. Jika alam semesta sudah cukup tua, WD pertama akan menjadi Kurcaci Hitam sedingin ruang di sekitar mereka, 3 K.

Untuk bintang non-degenerasi, kami memiliki:

Mungkin, bintang urutan utama yang paling terkenal adalah HD 93129 A dengan 52 kK. Bintang Populasi III hipotetis bisa lebih panas dari itu.

Sebagai perbandingan, suhu matahari adalah 5778 K (wikipedia).

The bintang deret utama terdingin dikenal mungkin adalah 2mass j0523-1403 dengan hanya 2075 kertas K. Dieterich ini menunjukkan bahwa bintang terdingin yang mungkin tidak bisa jauh lebih dingin dari itu, atau yang lain itu akan menjadi bukan bintang, tapi Dwarf Brown.

Untuk fusor (objek yang memadukan Hidrogen - bintang - plus objek yang memadukan Deuterium - Brown Dwarfs), model memperkirakan bahwa pada zaman semesta sekarang ini sebuah BD akan mendingin hingga ~ 260 K (maaf karena tidak mengingat referensi sekarang). Seperti WD, BD bisa sedingin ruang jika alam semesta sudah cukup umur, kurasa. Kemudian, selain katai hitam, tampaknya aman untuk menganggap benda yang lebih dingin dari 260 K sebagai planet.

Perhatikan bahwa semua suhu yang tercantum di sini kecuali suhu bintang Neutron adalah suhu yang diukur pada permukaan bintang-bintang ini . Pusat-pusat mereka jauh lebih panas dari itu.

Akhirnya, saya lupa tentang objek hipotetis lain seperti bintang Quark, bintang Q, dll. Saya tidak akan terkejut jika (mereka benar-benar ada di luar teori) bahwa suhu pusatnya akan lebih tinggi dari 10 ¹² kelvin.

Berapa suhu lubang hitam supermasif?