Zapadanie grawitacyjne

Schemat mechanizmu zapadania grawitacyjnego gwiazdy.

Zapadanie grawitacyjne, kolaps – zjawisko kurczenia się skupisk materii pod wpływem siły grawitacji[1]. Jeden z najbardziej powszechnych procesów zachodzących we Wszechświecie w najróżniejszych skalach przestrzennych i czasowych, począwszy od formowania się gromad galaktyk, galaktyk, a skończywszy na narodzinach, ewolucji i śmierci gwiazd. Zapadanie obłoków gazu zachodzi, gdy nie jest możliwe zachowanie równowagi hydrostatycznej, tzn. kiedy ciśnienie całkowite gazu nie jest w stanie zrównoważyć oddziaływań grawitacyjnych. Stan taki osiągany jest przez dowolne skupisko materii, które przekroczy masę krytyczną, zwaną masą Jeansa.

Czynnikiem odgrywającym znaczną rolę w tym procesie jest pole magnetyczne, które jest źródłem dodatkowego ciśnienia (ciśnienie magnetyczne) oraz pozwala na odprowadzenie z obłoku momentu pędu.

Obserwacje zapadania obłoków nie są możliwe bezpośrednio, ze względu na ich dużą nieprzezroczystość (poza zakresem fal radiowych). Proces ten obserwuje się pośrednio poprzez zjawiska mu towarzyszące (np. emisje maserowe w rodzących się protogwiazdach).

W końcowej fazie ewolucji masywnych gwiazd w jądrze gwiazdy jest zbyt mało paliwa, aby zachodzące tam reakcje termojądrowe mogły dostarczyć odpowiedniej ilości energii, potrzebnej do zachowania równowagi. W zależności od masy gwiazdy możliwe są trzy scenariusze:

W trakcie ewolucji masywnych gwiazd może dojść do bardzo gwałtownego kolapsu grawitacyjnego. Następujący po nim wybuch jest przyczyną rozbłysku supernowej.

Zobacz też

Przypisy

  1. Zapadanie grawitacyjne, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2021-07-29].

Media użyte na tej stronie

Core collapse scenario.svg
Autor: Illustration by R.J. Hall. Redrawn in Inkscape by Magasjukur2, Licencja: CC BY-SA 3.0
Simplified core collapse scenario: (a) A massive, evolved star has onion-layered shells of elements undergoing fusion. An inert iron core is formed from the fusion of Silicon in the inner-most shell. (b) This iron core reaches Chandrasekhar-mass and starts to collapse, with the outer core (black arrows) moving at supersonic velocity (shocked) while the denser inner core (white arrows) travel sub-sonically; (c) The inner core compresses into neutrons and the gravitational energy is converted into neutrinos. (d) The infalling material bounces off the nucleus and forms an outward-propagating shock wave (red). (e) The shock begins to stall as nuclear processes drain energy away, but it is re-invigorated by interaction with neutrinos. (f) The material outside the inner core is ejected, leaving behind only a degenerate remnant.