ขีดจำกัดจันทรเศขร

ขีดจำกัดจันทรเศขร (อังกฤษ: Chandrasekhar limit) หรือ ขีดจำกัดจันทรสิกขา คือค่าจำกัดของมวลของวัตถุที่เกิดจากสสารเสื่อมอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นสสารหนาแน่นสูงประกอบด้วยนิวเคลียสที่อัดแน่นอยู่ในย่านอิเล็กตรอน ขีดจำกัดนี้คือค่าสูงสุดของมวลของดาวที่ไม่หมุนรอบตัวเองที่สามารถดำรงอยู่ได้โดยไม่แตกสลายจากผลของแรงโน้มถ่วง โดยอาศัยแรงดันจาก electron degeneracy ชื่อของขีดจำกัดนี้ตั้งตามนามสกุลของนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์คือ สุพรหมัณยัน จันทรเศขร มีค่าโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 1.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์[1][2] ดาวแคระขาวเป็นดาวที่ประกอบขึ้นด้วยสสารเสื่อมอิเล็กตรอน ดังนั้นจึงไม่มีดาวแคระขาวที่ไม่หมุนรอบตัวเองดวงไหนจะมีมวลมากไปกว่าขีดจำกัดจันทรเศขรได้โดยปกติแล้ว ดาวฤกษ์จะสร้างพลังงานขึ้นจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ทำให้ธาตุมวลเบาเปลี่ยนไปเป็นธาตุหนัก ความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยานี้ช่วยต้านทานการยุบตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ไว้ เมื่อเวลาผ่านไป ดาวฤกษ์จะเผาผลาญธาตุในแกนกลางของตัวเองไปจนกระทั่งอุณหภูมิในใจกลางไม่สูงพอจะดำรงปฏิกิริยาไว้อีกต่อไป ดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักที่มีมวลน้อยกว่า 8 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จะคงเหลือมวลในแกนกลางต่ำกว่าขีดจำกัดจันทรเศขร มันจะสูญเสียมวลออกไป (เช่นในเนบิวลาดาวเคราะห์) จนเหลือแต่แกนดาว และกลายไปเป็นดาวแคระขาว ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่านั้นจะเหลือแกนของดาวที่มีมวลมากกว่าขีดจำกัดนี้ และจะระเบิดออกกลายเป็นซูเปอร์โนวา ผลลัพธ์ที่ได้คือดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ[3][4][5]การคำนวณค่าขีดจำกัดขึ้นกับการใช้ค่าประมาณการ ค่าส่วนประกอบนิวเคลียร์ของมวล และอุณหภูมิ[6] จันทรสิกขาคำนวณไว้ดังนี้[7], eq. (36),[8], eq. (58),[9], eq. (43) โดยที่ μe คือค่าเฉลี่ยน้ำหนักโมเลกุลต่ออิเล็กตรอน mH คือมวลของอะตอมไฮโดรเจน และ ω30≈2.018236 คือค่าคงที่จากสมการ Lane-Emden ค่านี้จะมีค่าโดยประมาณเท่ากับ (2/μe) 2 · 2.85 · 1030 กก. หรือ 1.43 (2/μe) 2 M☉ โดยที่ M☉=1.989·1030 กก. ซึ่งเป็นค่ามาตรฐานของมวลดวงอาทิตย์[10] เมื่อ ℏ c / G {\displaystyle {\sqrt {\hbar c/G}}} เท่ากับ มวลของพลังค์ จะได้ MPl≈2.176·10−8 กก. ค่าของขีดจำกัดจึงเท่ากับอันดับของ MPl3/mH2

แหล่งที่มา

WikiPedia: ขีดจำกัดจันทรเศขร http://adsabs.harvard.edu/abs/1931MNRAS..91..456C http://adsabs.harvard.edu/abs/1935MNRAS..95..207C http://adsabs.harvard.edu/abs/1996A&A...313..810K http://adsabs.harvard.edu/abs/1996ApJ...457..834T http://adsabs.harvard.edu/abs/2003ApJ...591..288H http://adsabs.harvard.edu/abs/2004ApJ...615L..49W http://vizier.u-strasbg.fr/doc/catstd-3.2.htx //pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17289993 http://arxiv.org/abs/astro-ph/0409447 //doi.org/10.1126%2Fscience.1136259