हाइड्रोस्टैटिक संतुलन और तारकीय आंतरिक भाग
एक स्थिर तारे में प्रत्येक परत एक दबाव प्रवणता द्वारा ऊपर उठाई जाती है जो गुरुत्वाकर्षण के आंतरिक खिंचाव को ठीक से संतुलित करती है, एक ऐसी स्थिति जिसे हाइड्रोस्टैटिक संतुलन कहा जाता है जो संपूर्ण आंतरिक संरचना को निर्धारित करती है।
Definition
हाइड्रोस्टैटिक संतुलन वह अवस्था है जिसमें एक तारे में बाहरी दबाव-प्रवणता बल प्रत्येक त्रिज्या पर गुरुत्वाकर्षण को ठीक से संतुलित करता है, ताकि दबाव सतह से केंद्र तक सुचारू रूप से बढ़े।
Scope
यह विषय हाइड्रोस्टैटिक संतुलन के समीकरण और इसके सहायक द्रव्यमान-निरंतरता समीकरण, आदर्श गैस, विकिरण और पतित पदार्थ के लिए दबाव को घनत्व और तापमान से संबंधित करने वाले अवस्था समीकरण, गुरुत्वाकर्षण और तापीय ऊर्जा को जोड़ने वाले विरियल प्रमेय, और पॉलीट्रोप जैसे सरल आंतरिक मॉडल को शामिल करता है।
Core questions
- एक स्थिर तारे के अंदर गुरुत्वाकर्षण को क्या संतुलित करता है?
- तारकीय पदार्थ में दबाव घनत्व और तापमान पर कैसे निर्भर करता है?
- विरियल प्रमेय एक तारे के ऊर्जा बजट के बारे में क्या कहता है?
- एक संकुचित तारा ठंडा होने के बजाय गर्म क्यों होता है?
Key concepts
- दबाव प्रवणता
- द्रव्यमान निरंतरता
- अवस्था समीकरण
- विरियल प्रमेय
- पॉलीट्रोप
- केंद्रीय दबाव
Key theories
- हाइड्रोस्टैटिक संतुलन
- प्रत्येक त्रिज्या पर दबाव प्रवणता ऊपरी सामग्री के प्रति इकाई आयतन के स्थानीय वजन के बराबर होती है, ताकि दबाव अंदर की ओर बढ़े; द्रव्यमान निरंतरता के साथ मिलकर यह एक तारे की यांत्रिक संरचना को ठीक करता है जब अवस्था समीकरण निर्दिष्ट किया जाता है।
- स्व-गुरुत्वाकर्षण गैस के लिए विरियल प्रमेय
- संतुलन में एक तारे के लिए कुल आंतरिक ऊर्जा गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा से एक निश्चित अनुपात द्वारा संबंधित होती है, ताकि गुरुत्वाकर्षण संकुचन ऊर्जा जारी करे जो आंशिक रूप से गैस को गर्म करती है, जिससे तारों को प्रभावी रूप से नकारात्मक ताप क्षमता मिलती है।
Mechanisms
गुरुत्वाकर्षण गैस के प्रत्येक खोल को अंदर की ओर खींचता है; गैस तब तक संपीड़ित होकर प्रतिक्रिया करती है जब तक कि प्रत्येक खोल के नीचे का दबाव उसके ऊपर के दबाव से इतना अधिक न हो जाए कि वह अपने वजन को सहारा दे सके। यदि संतुलन बिगड़ता है तो तारा एक गतिशील समय-सीमा पर समायोजित होता है, और धीमा संकुचन गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करता है, जिससे केंद्रीय तापमान बढ़ता है।
Clinical relevance
हाइड्रोस्टैटिक संतुलन अनिवार्य रूप से सभी तारकीय मॉडलों की मूलभूत धारणा है; इससे विचलन स्पंदन, पतन या विस्फोट का संकेत देते हैं, जिससे यह संदर्भ अवस्था बन जाती है जिसके विरुद्ध तारकीय अस्थिरता और सुपरनोवा को समझा जाता है।
History
लेन और एम्डेन ने उन्नीसवीं सदी के अंत और बीसवीं सदी की शुरुआत में स्व-गुरुत्वाकर्षण गैस क्षेत्रों के पॉलीट्रोपिक मॉडल विकसित किए, और एडिंगटन और चंद्रशेखर ने 1920 और 1930 के दशक में हाइड्रोस्टैटिक, गैसीय तारकीय आंतरिक भागों का आधुनिक ढांचा स्थापित किया।
Key figures
- Arthur Eddington
- Subrahmanyan Chandrasekhar
- Jonathan Homer Lane
- Robert Emden
Related topics
Seminal works
- kippenhahn2012
- chandrasekhar1939
Frequently asked questions
- एक तारा अपने ही गुरुत्वाकर्षण के तहत बस ढह क्यों नहीं जाता?
- एक तारे के अंदर की गैस इतनी गर्म और घनी होती है कि उसका दबाव केंद्र की ओर तेजी से बढ़ता है, जिससे एक बाहरी बल उत्पन्न होता है जो प्रत्येक परत पर गुरुत्वाकर्षण को संतुलित करता है; केवल जब यह दबाव समर्थन विफल हो जाता है, जैसा कि अपने जीवन के अंत में एक तारकीय कोर में होता है, तभी पतन होता है।
- एक तारा संकुचित होने पर गर्म क्यों होता है?
- विरियल प्रमेय के अनुसार, जब एक स्व-गुरुत्वाकर्षण गैस संकुचित होती है तो वह गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा जारी करती है, और उस ऊर्जा का लगभग आधा हिस्सा आंतरिक तापमान बढ़ाने में जाता है बजाय इसके कि वह विकिरित हो जाए, इसलिए गुरुत्वाकर्षण संकुचन तारों को गर्म करता है।