Toolyard

محاكي تطور النجوم ومخطط هرتزشبرونغ-راسل

المعادلات في هذه المحاكاة

L ÷ L☉ = (R ÷ R☉)² × (T ÷ 5,772 K)⁴
Lاللمعان (الشمس = 1)L = 4πR²σT⁴: النجم الأسخن بمرتين يطلق 16 ضعف الضوء من كل متر مربع
Rنصف القطر (الشمس = 1)مرسوم بالجذر التكعيبي، لكي تتسع الشاشة للعمالقة والأقزام البيضاء معًا
Tدرجة حرارة السطحيحدد اللون: أحمر تحت نحو 3,500 K، وأبيض قرب 6,000 إلى 10,000 K، وأزرق فوق ذلك

بالقيم الحالية:

L ≈ M^3.5 (التسلسل الرئيسي)
Mكتلة النجم (الشمس = 1)علاقة الكتلة واللمعان: نجم كتلته عشرة أضعاف الشمس أشد سطوعًا بآلاف المرات

بالقيم الحالية:

t_MS ≈ 10¹⁰ سنة × M ÷ L
t_MSالزمن على التسلسل الرئيسيالوقود مقسومًا على معدل حرقه؛ العمر المعروض مأخوذ من النماذج النجمية

بالقيم الحالية:

M_WD ≈ 0.109 M + 0.394، M_WD < 1.4 M☉
M_WDكتلة القزم الأبيض المتبقيملاءمة تجريبية للنجوم الأقل من نحو 8 كتل شمسية؛ ولا يمكن لأي قزم أبيض أن يتجاوز حد شاندراسيخار البالغ نحو 1.4 كتلة شمسية

بالقيم الحالية:

كيف تستخدم محاكي تطور النجوم

  1. اختر كتلة نجم، من عُشر كتلة الشمس حتى أربعين ضعفها. يبدأ على النسق الأساسي، حارقًا الهيدروجين في اللب، ويشيخ مرحلة بمرحلة، بضع ثوانٍ لكل منها؛ اضغط «المرحلة التالية» للتقدم أو غيّر السرعة. ينتفخ النجم على الشاشة وينكمش ويتغير لونه، مرسومًا حسب الجذر التكعيبي لنصف قطره ليتسع للعمالقة والأقزام البيضاء معًا.
  2. الرسم مخطط هرتزشبرونغ-راسل: السطوع إلى الأعلى، ودرجة حرارة السطح أفقيًا، والنجوم الساخنة على اليسار. يُرسم مسار النجم بالأزرق، والنسق الأساسي كشريط رمادي، ومسار الشمس متقطعًا. وتعطي النتائج العمر والسطوع ودرجة الحرارة ونصف القطر والزمن على النسق الأساسي وما سيبقى في النهاية.
  3. قارن الكتل: تصبح الشمس عملاقًا أحمر ثم قزمًا أبيض، ويصبح نجم بكتلة 15 شمسًا عملاقًا أحمر فائقًا وينفجر كمستعر أعظم تاركًا نجمًا نيوترونيًا، وينتهي نجم بكتلة 40 ثقبًا أسود. وقزم أحمر بكتلة 0.1 شمس يعيش أكثر من العمر الحالي للكون. ويبين محاكي إشعاع الجسم الأسود لماذا تحدد درجة الحرارة لون النجم.

الأسئلة الشائعة

ما مخطط هرتزشبرونغ-راسل؟

رسم للنجوم حسب سطوعها ودرجة حرارة سطحها، رسمه إينار هرتزشبرونغ وهنري نوريس راسل نحو عام 1910. تقع معظم النجوم في شريط قطري، النسق الأساسي، من نجوم زرقاء ساخنة لامعة حتى أقزام حمراء باردة خافتة. وتقع العمالقة والعمالقة الفائقة فوقه والأقزام البيضاء تحته. وموضع النجم يدل على مرحلة حياته.

لماذا تعيش النجوم الضخمة أقل؟

يزداد سطوع النجم تقريبًا مع القوة 3.5 لكتلته، فنجم كتلته عشرة أضعاف كتلة الشمس لديه وقود أكثر بعشر مرات لكنه يحرقه أسرع بآلاف المرات. ستقضي الشمس نحو 10 مليارات سنة على النسق الأساسي؛ ونجم بكتلة 10 شموس نحو 20 مليونًا.

ماذا سيحدث للشمس؟

بعد نحو 5 مليارات سنة سينفد الهيدروجين في لبها، فتنتفخ لتصبح عملاقًا أحمر قادرًا على ابتلاع عطارد والزهرة وربما الأرض، وتحرق الهيليوم نحو 100 مليون سنة، ثم تقذف طبقاتها الخارجية كسديم كوكبي. ويبقى لبها قزمًا أبيض بحجم الأرض تقريبًا، يبرد ببطء.

ما الذي يقرر إن كان النجم سينتهي قزمًا أبيض أو نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود؟

كتلته. النجوم الأقل من نحو 8 كتل شمسية تترك أقزامًا بيضاء، لا يمكن أن تزيد كتلتها على نحو 1.4 كتلة شمسية. والأضخم تكوّن ألبابًا تنهار في مستعر أعظم فتعطي نجمًا نيوترونيًا؛ والأضخم على الإطلاق تترك ثقوبًا سوداء. وتعتمد الحدود الدقيقة على كمية الكتلة التي يفقدها النجم في الرياح ولا تزال غير مؤكدة.

تقول إن WebGL معطّل.

يحتاج العرض ثلاثي الأبعاد إلى WebGL، وهو موجود في كل المتصفحات الحالية. قد يكون معطّلًا إن كان تسريع العتاد مطفأً في إعدادات المتصفح، أو بسبب برنامج تشغيل رسومي قديم جدًا. فعّل تسريع العتاد أو جرّب متصفحًا آخر.

هل يُرفع أي شيء؟

لا. يرسم متصفحك نفسه المحاكاة بـ WebGL؛ لا يُرسل شيء إلى أي مكان، وتستمر في العمل دون اتصال بعد تحميل الصفحة.

مزيد من محاكاة الأرض والفضاء

مزيد من المحاكاة العلمية

محاكي حركة المقذوفاتمحاكي البندولمحاكي تجربة الشق المزدوجمحاكي المجال الكهربائيمحاكي الكتلة والنابضمحاكي تشتت رذرفوردعارض تصادمات الجسيماتمحاكي الاضمحلال الإشعاعيمحاكي ذرة بورعارض الجزيئات ثلاثي الأبعادمحاكي الغاز المثاليمحاكي الانتشار والتناضحعارض طي DNA وRNAمحاكي النمو البكتيريمحاكي جهاز الطرد المركزيمحاكي العدسات والمرايامحاكي الموجات الموقوفةمحاكي تأثير دوبلرمحاكي التصادمات والزخم الخطيمحاكي دوائر RC وRLمحاكي الجسيمات المشحونة في مجال مغناطيسيمحاكي إشعاع الجسم الأسودمحاكي النسبية الخاصةمحاكي الانكسار والانعكاس الكلي الداخليمحاكي دوائر التوالي والتوازيمحاكي تدفق الموائع ومبدأ برنوليمحاكي الحث الكهرومغناطيسيمحاكي منحنيات المعايرةمحاكي سرعة التفاعل ونظرية التصادممحاكي الاتزان الكيميائي (لوشاتلييه)محاكي الخلايا الجلفانية والتحليل الكهربائيمحاكي منحنيات التسخين وتغيرات الطورالمدارات الذرية ثلاثية الأبعادمحاكي المحاليل المنظِّمةمحاكي الكروماتوغرافيامحاكي المطياف الضوئي وقانون بير-لامبرتالشبكات البلورية ثلاثية الأبعادمحاكي حركية الإنزيماتمحاكي جهد الفعلمحاكي PCRمحاكي الانتقاء الطبيعي وعلم وراثة العشائرمحاكي القلب والدورة القلبيةمحاكي الرحلان الكهربائي في الهلاممحاكي الانقسام المتساوي والاختزاليمحاكي تخليق البروتين: النسخ والترجمةمحاكي البناء الضوئي والعوامل المحددةمحاكي عشائر المفترسات والفرائسمحاكي انتشار الأوبئة: SIR وSEIRمحاكي لوح غالتونمحاكي متسلسلات فورييه

حاسبات وأدوات ذات صلة

الأدلة