Co to jest limit Chandrasekhar?

Limit Chandrasekhar jest ważną wartością w astrofizyce. Jest to limit masy, przy którym nieobracające się ciało astralne nie może być dłużej wspierane przez ciśnienie powłok elektronów w atomach i następuje zapadanie grawitacyjne. Limit Chandrasekhar wynosi około 1,4 masy Słońca, czyli 2,85x10 ³⁰ kg. Wykorzystanie limitu Chandrasekhar ma fundamentalne znaczenie w analizie ewolucji i zgonu gwiazd.

Limit Chandrasekhar wchodzi w grę, gdy paliwo jądrowe w gwieździe zostanie zużyte. W ciągu normalnego życia gwiazdy ciśnienie na zewnątrz reakcji jądrowych przeciwdziała kurczącej się sile grawitacji. W końcu zużywa całe swoje paliwo wodorowe i odchodzi od głównej sekwencji. Stamtąd wszystko jest z górki. Gwiazda łączy cięższe i cięższe jądra, dopóki nie będzie miała temperatury i gęstości w rdzeniu, aby stopić cokolwiek więcej, lub rdzeń zamieni się w żelazo, które jest najcięższym produktem syntezy jądrowej, którego sam nie można połączyć w celu wytworzenia większej ilości energii.

W ciągu niespokojnych ostatnich milionów lat swojego życia wiele gwiazd wyrzuca większość swojej masy w postaci wiatru słonecznego, pozostawiając znacznie mniejsze jądro. Jeśli jądro ma mniejszą masę niż granica Chandrasekhar, utworzy białego karła, ciało wielkości Ziemi, ale o masie podobnej do Słońca. Jeśli ma więcej masy niż granica Chandrasekhar, zapadnie się, tworząc gwiazdę neutronową lub czarną dziurę, proces z potencjałem zainicjowania supernowej.

Gwiazda neutronowa jest agregacją materii o tak dużej gęstości, że składa się głównie z neutronów zsuniętych bezpośrednio ze sobą. Ujemnie naładowane elektrony i dodatnio naładowane protony łączą się, tworząc neutralne neutrony, i to stanowi całość materii w gwieździe. Gwiazda neutronowa waży więcej niż nasze Słońce, ale ma wielkość jedynie miasta o średnicy około 20 km.

Najcięższe gwiazdy zapadają się tworząc czarne dziury, punkty o zerowej objętości i nieskończonej gęstości. Obiekty te są uwielbiane zarówno przez fanów science fiction, jak i fizyków teoretycznych.