Критерій Шварцшильда — критерій в астрофізиці, який вказує, коли зоряне середовище стійке до конвекції. Критерій задається умовою, за якої швидкість зміни температури з висотою задовольняє нерівність
,
де — прискорення вільного падіння, а — питома теплоємність за сталого тиску. Критерій названо на честь його відкривача, Мартіна Шварцшильда.
Фізична інтерпретація Якщо газ нестійкий до конвекції, то елемент, зміщений угору, під дією виштовхувальної сили продовжить підніматися; якщо ж його змістити вниз, він стане щільнішим за навколишнє середовище і далі опускатиметься. Отже, критерій Шварцшильда визначає, чи елемент зорі підніматиметься або опускатиметься після зміщення випадковими флуктуаціями, чи ж сили, що діють на нього, повернуть його в початкове положення.
Застосовність Щоб критерій Шварцшильда був справедливим, зміщений елемент повинен мати швидкість руху, значно меншу за швидкість звуку. У такому разі час, протягом якого змінюється тиск навколо елемента, значно більший за час проходження звукової хвилі через нього, яка вирівнює різницю тисків між елементом і середовищем. Інакше елемент не зберіг би цілісності під час руху всередині зорі.
Щоб продовжувати підніматися або опускатися в зорі, зміщений елемент має реагувати на зміну тиску адіабатично. Для цього елемент повинен рухатися достатньо швидко, щоб не встигати обмінюватися теплом із навколишнім середовищем.
В астрофізиці У моделях зір критерій Шварцшильда часто записують через зоряний і адіабатичний температурні градієнти, де адіабатичний градієнт температури визначають як
де — тиск, а — температура. Критерій Шварцшильда встановлює співвідношення між адіабатичним градієнтом і зоряним градієнтом , що означає, що конвекція виникає тоді, коли адіабатичний температурний градієнт менш крутий, ніж радіаційний температурний градієнт. Обидва ці градієнти зазвичай є від'ємними.
Див. також Закон Архімеда Конвекція
Посилання