9η εβδομάδα

Περιγραφή Διάλεξης: [9.1] Ε_G=Ε_nλ => μάζα και μέγεθος πλανήτη, Βουνό σε βραχώδη πλανήτη, Θερμοκρασία πλανήτη

.Περιγραφή Διάλεξης: [9.2] Γιατί υπάρχουν άνεμοι; Πόσο ισχυροί (Απλή αναφορά), Άστρα: Ελάχιστη μάζα άστρου, Καφέ νάνοι.

Περιγραφή Διάλεξης: [9.3] Επανάληψη ενός προσεγγιστικού τύπου για τη κινητική ενέργεια φερμιονίων. Ο τύπος αυτός καταλήγει στην κλασική έκφραση, όταν το kΤ είναι πολύ μεγαλύτερο από την ενέργεια Fermi (E_F), ενώ δίνει 0,6ΝE_F στο αντίθετο όριο. Παρουσιάζεται επίσης και ο ακριβής τύπος για τη κινητική ενέργεια φερμιονίων και η αδυναμία αναλυτικού υπολογισμού των σχετικών ολοκληρωμάτων. Εξισώνοντας την κινητική ενέργεια με τη βαρυτική σε ένα ενεργό άστρο προσδιορίζουμε τη θερμοκρασία του ως συνάρτησης της ακτίνας του. Εμφανίζεται ένα μέγιστο στη θερμοκρασία που πρέπει να είναι ανώτερο από τη θερμοκρασία έναρξης των πυρηνικών αντιδράσεων για να υπάρξει καν το άστρο. Έτσι βρίσκουμε την ελάχιστη απαιτούμενη μάζα για την ύπαρξη ενός άστρου καθώς και την εξάρτηση όλων των σχετικών φυσικών μεγεθών (πίεση, θερμοκρασία, λαμπρότητα, χρόνο ζωής κλπ) από τη μάζα του άστρου. Όταν η μάζα του άστρου ξεπεράσει κάποιο άνω όριο, η θερμοκρασία γίνεται τόσο υψηλή που η πίεση των φωτονίων αυξάνει τόσο πολύ ώστε να διαλύσει το άστρο.

Περιγραφή Διάλεξης: [9.4] Μετά την εξάντληση των πυρηνικών καυσίμων δεν υπάρχει κατ’αρχήν αντίσταση στην πίεση της βαρύτητας και το «νεκρό» πια άστρο συρρικνώνεται δραστικά μέχρι το σημείο που όλα τα ηλεκτρόνια ξεκολλούν από τα άτομα (πλήρης ιονισμός) και αποκτούν μεγάλη κβαντική κινητική ενέργεια που υπό ορισμένες συνθήκες εξισορροπεί την πίεση της βαρύτητας σχηματίζοντας έτσι αυτό που λέγεται λευκός νάνος. Όταν η μάζα είναι μεγαλύτερη από 1,4 φορές τη μάζα του Ηλίου (όριο Chandrasekhar) εμφανίζονται σχετικιστικά φαινόμενα που αλλάζουν την κβαντική κινητική ενέργεια, η οποία πια δεν είναι σε θέση να αντιμετωπίσει την βαρύτητα και ο λευκός νάνος καταρρέει προς αστέρι νετρονίων, που είναι ουσιαστικά ένας ενιαίος υπερμεγέθης πυρήνας αποτελούμενος κυρίως από νετρόνια.