Mechanizm Kelvina-Helmholtza

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Mechanizm Kelvina-Helmholtza – zjawisko astronomiczne, występujące, gdy gwiazda lub planeta stygnie. W rezultacie ochłodzenia ciało niebieskie ulega kompresji. Zmniejszenie objętości powoduje zmniejszenie energii grawitacyjnej obiektu. Ubytek energii grawitacyjnej zmienia się w energię cieplną. W efekcie kompresja podgrzewa wnętrze ciała. Planeta, na której zachodzi takie zjawisko, emituje więcej energii niż otrzymuje od gwiazdy ogrzewającej. Mechanizm widoczny jest m.in. na Jowiszu.

Nazwa pochodzi od Kelvina i Helmholtza, którzy pod koniec wieku XIX w ten sposób próbowali wytłumaczyć, skąd Słońce czerpie energię. Z obliczeń wynika, że ilość energii, jaką mogło w ten sposób uzyskać, wystarczyłaby na około 18 mln lat świecenia, co nie wystarczało dla powstania życia na Ziemi, które szacowano na co najmniej kilkaset milionów lat. Ostatecznie pochodzenie energii na Słońcu wytłumaczono w latach 30. reakcjami termojądrowymi.

Zakładając jednakową gęstość materii w kulistym ciele niebieskim, uwzględniając twierdzenie o wiriale, energia możliwa do uwolnienia w wyniku kurczenia się ciała niebieskiego do danego promienia określa wzór[1]:

U_\text{r} = -\frac{3M^2G}{10R}

gdzie:

  • M - masa ciała niebieskiego,
  • R - jego promień,
  • G - stała grawitacji.

Przypisy

  1. BW Carroll & DA Ostlie: An Introduction to Modern Astrophysics (2nd Ed.). Pearson Addison Wesley, 2007, s. 296–298. ISBN 0-8053-0402-9.