Usafirishaji wa Nishati Ndani ya Nyota

Nishati inayozalishwa katika kiini cha nyota lazima isafiri kuelekea nje hadi kwenye uso, na iwapo inafanya hivyo hasa kwa usambaaji wa mionzi au kwa msukosuko wa mkondo wa convection huunda muundo wa nyota na sifa zake zinazoonekana.

Definition

Usafirishaji wa nishati ni seti ya michakato ya kimwili, hasa usambaaji wa mionzi, convection, na conduction, ambayo nishati iliyotolewa ndani ya nyota inapelekwa nje ili kung'aa kutoka kwenye uso.

Scope

Mada inahusu usambaaji wa mionzi na jukumu la opacity, mwinuko wa halijoto wa mionzi, vigezo vya Schwarzschild na Ledoux vinavyoamua mahali ambapo convection huanza, nadharia ya urefu wa mchanganyiko kama maelezo ya kivitendo ya usafirishaji wa joto kwa convection, na jukumu dogo zaidi la conduction isipokuwa katika dutu iliyoharibika.

Core questions

• Nishati husafirishwaje kutoka kiini cha nyota hadi kwenye uso wake?
• Ni nini huamua kama eneo husafirisha nishati kwa mionzi au kwa convection?
• Opacity hudhibiti vipi mtiririko wa mionzi kupitia dutu ya nyota?
• Kwa nini maeneo ya convection hutokea mahali yanapotokea katika nyota za masi tofauti?

Key concepts

• usambaaji wa mionzi
• opacity
• mwinuko wa mionzi
• kigezo cha Schwarzschild
• convection
• nadharia ya urefu wa mchanganyiko
• mwinuko wa adiabatic

Key theories

Usambaaji wa mionzi na opacity

Katika maeneo ya mionzi, nishati husambaa nje kadiri fotoni zinavyofyonzwa na kutolewa tena; mwinuko wa halijoto unaohitajika kubeba mtiririko unalingana na opacity, upinzani wa dutu ya nyota kwa mionzi, ambayo inategemea muundo, halijoto, na msongamano.

Mwanzo wa convection na nadharia ya urefu wa mchanganyiko

Wakati mwinuko wa mionzi unaohitajika kubeba mtiririko unazidi mwinuko wa adiabatic, gesi inakuwa isiyo imara kwa convection na inageuka; nadharia ya urefu wa mchanganyiko hupima usafirishaji wa joto unaotokana na kutibu vipande vya gesi vinavyopanda na kushuka vinavyosafiri umbali fulani kabla ya kuyeyuka.

Mechanisms

Fotoni hubeba nishati nje kwa kutembea bila mpangilio kupitia gesi ya nyota isiyoonekana, huku mwinuko wa halijoto unaohitajika ukiamuliwa na opacity. Ambapo mwinuko huu unakuwa mkali sana kwa utulivu, vipande vya gesi moto huinuka na vile baridi hushuka, vikisafirisha joto kwa ufanisi kwa convection na kuchanganya muundo wa eneo hilo.

Clinical relevance

Mahali na ukubwa wa maeneo ya convection hudhibiti wingi wa uso, shughuli za nyota na sumaku, upungufu wa lithiamu, na mchanganyiko unaolisha mwako wa nyuklia, na ni chanzo kikuu cha kutokuwa na uhakika katika mifano ya nyota ambayo asteroseismology sasa inatafuta kuweka mipaka.

History

Eddington alianzisha usafirishaji wa mionzi kama muhimu kwa muundo wa nyota katika miaka ya 1920, Schwarzschild alibuni kigezo cha kutokuwa imara kwa convection, na uundaji wa urefu wa mchanganyiko wa katikati ya karne ya ishirini, uliosafishwa na Bohm-Vitense, uliipa convection fomu inayoweza kushughulikiwa bado inayotumika katika mifano ya kisasa ya nyota.

Debates

Matibabu ya convection katika mifano ya nyota

Nadharia ya urefu wa mchanganyiko ni makadirio ya parameter moja kwa mchakato wa pande tatu, wenye misukosuko; upimaji wa urefu wa mchanganyiko na matibabu ya overshooting ya convection na mipaka bado haijulikani, na simulizi za hydrodynamic za pande tatu hutumiwa kuzijaribu na kuziboresha.

Key figures

• Arthur Eddington
• Karl Schwarzschild
• Erika Bohm-Vitense
• Ludwig Biermann

Seminal works

• eddington1926
• kippenhahn2012

Frequently asked questions

Kwa nini Jua lina mionzi ndani lakini lina convection karibu na uso?

Katika kina kirefu cha Jua, mionzi inaweza kubeba nishati nje kwa mwinuko wa halijoto wa wastani, lakini katika tabaka za nje zenye baridi zaidi, opacity ni kubwa na mwinuko unaohitajika kwa mionzi unazidi kizingiti cha kutokuwa imara, hivyo theluthi ya nje ya Jua inageuka kwa convection.

Opacity ni nini na kwa nini ni muhimu?

Opacity inapima jinsi dutu ya nyota inavyofyonza na kutawanya mionzi; opacity kubwa hufanya iwe vigumu kwa fotoni kutoroka, ikilazimisha mwinuko wa halijoto mkali zaidi na, ikiwa ni mkali vya kutosha, ikianzisha convection, hivyo opacity ni pembejeo muhimu inayodhibiti muundo wa nyota.