709
edits
Difference between revisions of "Bloc 1. Formació estel·lar"
From Potatopedia
Bloc 1. Formació estel·lar (view source)
Revision as of 15:21, 17 September 2021
, 15:21, 17 September 2021Partial save
(Final de la classe) |
(Partial save) |
||
| Line 230: | Line 230: | ||
M42: regió per excel·lència de formació estel·lar. | M42: regió per excel·lència de formació estel·lar. | ||
**Data: 17 de setembre de 2021.** | |||
== Tema 2. Formació de protoestels == | |||
Durant els últims anys s'ha començat a saber sobre això. I tot i així continua fent-se recerca i evolucionant la teoria. | |||
* Ha calgut nova instrumentació per contrastar les hipòtesis prèviament formulades (raigs x, ràdio, etc.). | |||
* L'astrofísica es va moure molt teòricament al segle XX (Einstein, Shapiro, etc.). Arrel d'això, a mitjans del segle XX es comencen a construir els nous instruments (alguns provenen de recerca a l'àmbit militar). | |||
** Els models físics s'han millorat notablement durant els darrers anys degut a les observacions. | |||
* Fases evolutives més inicials: camp d'investigació extremadament actiu. | |||
** Nombre elevat de noves missions i telescopis treballant en ràdio/IR (però també òptic i altes energies). O estan actius avui en dia o estan sent dissenyats (NASA, ESA, CNSA, etc.). | |||
* Desenvolupament extraordinari en les simulacions numèriques. | |||
** En particular respecte els models deformació i evolució estel·lar. (veure per exemple Avillez & Breitschwerdt, 2005). | |||
--- | |||
* Els objectes que es formen a partir dels núvols mol·leculars, i abans que inicïin els corresponents els corresponents processos termonuclears que li proporcionen una nova font d'energia (no té suficient temperatura) s'anomenen **protoestels**. | |||
* Les condicions segons les quals els núvols moleculars (a l'ISM) esdevenen regions de formació estel·lar s'estudien per primera vegada per James Jeans (1877-1946). Jeans va estudiar què passava amb petites desviacions respecte l'equilibri hidrostàtic en un núvol de gas molecular. | |||
** Negligien, per simplificar, efectes de rotació del gas, turbulències hidrodinàmiques, efectes del camp magnètic. | |||
--- | |||
* La formació del protoestel: segueix el col·lapse d'un núvol molecular. | |||
* L'equilibri hidrostàtic (del núvol, d'un estel, ...) ve determinat pel Teorema del Virial. Ens dona la condició necessària per tenir un '''sistema gravitacionalment estable''': | |||
<math>2 K + U = 0</math>, on K: energia cinètica interna, U: energia potencial gravitatòria. | |||
* Les pertorbacions de les condicions d'equilibri donen lloc a diferents efectes: | |||
** Quan <math>2 K > |U|</math>, la força deguda a la pressió del gas dominarà sobre la gravetat i el núvol s'expandirà. | |||
** Quan <math>2 K < |U|</math>, la gravetat no pot ser contrarrestada per la pressió interna, el núvol col·lapsarà. | |||
Per la formació del protoestel, necessitarem la segona situació (col·lapse fins que hi hagi l'equilibri). | |||
NOTA: Més endavant tenim el desenvolupament del Teorema del Virial. | |||
--- | |||
=== Criteri de Jeans === | |||
Núvol molecular assumint densitat constant. La seva energia potencial gravitatòria es: | |||
<math>U \approx - \frac{3}{5} \frac{G M_C^2}{R_C}</math> on M_C, R_C són la massa i el radi del núvol. | |||
L'energia cinètica interna es pot estimar com: | |||
<math>K = \frac{3}{2} N k T</math> amb N el # total de partícules (molècules) al gas, k la constant d'Stefan Boltzmann, k \approx 1.38e-23 J K^-1... | |||
TODO: Acabar de copiar | |||
--- | |||
Aplicant el teorema del Virial obtenim: | |||
<math>\frac{3 M_C k T}{\mu m_H} < \frac{3}{5} \frac{G M_C^2}{R_C}</math> | |||
Prenent la densitat mitjana del núvol, <math>\rho_0 \approx cte</math>, el radi del núvol és <math>R_C = (3M_C/4 \pi \rho_0)^{1/3}</math>. Substituint, ens queda el que es coneix com el "criteri de Jeans": | |||
<math>M_C > M_J \approx \left( \frac{5 k T}{G \mu m_H} \right)^{3/2} \left( \frac{3}{4 \pi \rho_0} \right)^{1/2}</math> on M_J (massa de Jeans) determina la massa mínima del núvol molecular necessària perquè aquesta col·lapsi. Alternativament, el radi mínim pel col·lapse d'unnúvol de densitat <math>\rho_0</math> ve donat pel radi de Jeans R_J: | |||
<math>R_C > R_J \approx \left( \frac{15 k T}{4 \pi G \mu m_H \rho_0} \right)^{1/2}</math> | |||
[[Category:Astrofísica i cosmologia]] | [[Category:Astrofísica i cosmologia]] | ||
