Gemäß dem Virialsatz wird beim Kontrahieren eines Protosterns die Hälfte der potenziellen Energie der Gravitation abgestrahlt und die andere Hälfte als kinetische Energie des fallenden Materials zurückbehalten, das wiederum den Stern erwärmt. Aber irgendwann erreicht die Mitteltemperatur Grad Kelvin und die Deuteriumverbrennung beginnt. Einige Quellen erwähnen, dass diese Deuteriumverbrennung etwa eine Million Jahre andauert und dazu führt, dass die weitere Kontraktion während dieser Million Jahre gestoppt wird, aber sobald das Deuterium aufgebraucht ist, kann die Kontraktion fortgesetzt werden.
Demnach ist die durch Deuteriumverbrennung verfügbare Gesamtenergie vergleichbar mit der durch Gravitationskontraktion freigesetzten Energie . Ist also die Energie der Deuteriumverbrennung für die Erwärmung des Protosterns verantwortlich? Oder wird die durch dieses Brennen freigesetzte Energie nur verwendet, um die Kontraktion zu verzögern, und so ist der Virialsatz korrekt?
Mit den gegebenen Informationen sind mehrere Ergebnisse möglich: Die gesamte kinetische Energie wird in Wärme umgewandelt und die erforderliche Temperatur zum "Verbrennen" von Deuterium wird nicht erreicht (kein Stern). Wenn die Temperatur erreicht ist, könnte die durch die Deuteriumverbrennung freigesetzte Energie ausreichen, um den Stern daran zu hindern, sich weiter zusammenzuziehen. Der Stern kann sich etwas ausdehnen, wenn mehr Deuterium als nötig verbrannt wird, oder sich etwas mehr zusammenziehen, wenn nicht genug Deuterium verbrannt wird. Wenn das Gleichgewicht erreicht ist und eine Deuteriumreserve vorhanden ist, hält dieses Gleichgewicht an, bis das Deuterium aufgebraucht ist.
Wenn kinetische Energie übrig bleibt, wird ein Teil der Deuteriumenergie verwendet, um die Kontraktion zu stoppen, ein Teil, um die erreichte Größe aufrechtzuerhalten, und ein Teil, um die Temperatur des Kerns aufrechtzuerhalten. Sobald die Kontraktion gestoppt ist, wird das Deuterium verwendet, um die erreichte Größe und die Kerntemperatur aufrechtzuerhalten und die abgestrahlte Energie zu ersetzen.
Sie sollten sich das Verbrennen von Deuterium nur als kurzlebiges Gegenstück zum Verbrennen von Wasserstoff in der Hauptsequenz vorstellen.
Wenn sich der Vor-Hauptreihenstern (PMS-Stern oder Protostern, wenn Sie so wollen) zusammenzieht, reicht sein Kern herum Das Brennen von K und D wird sanft eingeleitet. Der Stern wird dann bei ungefähr konstanter Leuchtkraft und Radius gehalten, denn wenn er sich zusammenzieht, würde sich der Kern erwärmen, das D-Brennen würde stark zunehmen und dies würde den Stern erwärmen und er würde sich ausdehnen. Und umgekehrt. Es stellt sich also quasi ein Gleichgewicht ein, das so lange anhält, wie das D anhält.
Das gesamte D wird verbrannt, weil der PMS-Stern (oder Brauner Zwerg – D-Brennen kann bei Braunen Zwergen viel länger dauern) vollständig konvektiv und gründlich gemischt ist.
Da die Kontraktion während des D-Brennens fast gestoppt ist, muss dies den größten Teil der thermischen Energie und Leuchtkraft des Sterns während dieser Phase liefern.
Schauen Sie sich die Abbildungen und Tabellen in Burrows et al. (1997) , die evolutionäre Spuren für Objekte mit geringer Masse zeigen. Tabelle 4 ist besonders hilfreich. Dies zeigt, dass das Brennen von D in a beginnt Brauner Zwerg nach etwa 1 Million Jahren Kontraktion, nach 2,7 Millionen Jahren trägt er 94 % zur Leuchtkraft des Sterns bei und hört nach etwa 10 Millionen Jahren auf. Über den Zeitraum von 1 Million bis 10 Millionen Jahren schrumpft der Radius nur um etwa 15 %. Wenn wir jedoch die Kelvin-Helmholtz-Kontraktionszeitskala für dasselbe Objekt (ohne Berücksichtigung der Kernverbrennung) ausarbeiten, die durch gegeben ist
Ihre Frage lautet, ob das Brennen von D den Stern / Braunen Zwerg erhitzt oder ob es die Kontraktion verzögert und der Virialsatz korrekt ist. Nun, die Antwort ist, dass es beides tut und das Virialtheorem immer anwendbar sein sollte, wenn sich der Stern in einem Zustand des Quasi-Gleichgewichts befindet.
LDC3