Звездные ассоциации
Двойное звездное скопление h и x Персея
По аналогии с политической и экономической сферами жизни небесные светила также способны создавать временные объединения, получившие в астрономии название «звездные ассоциации».
Эти образования считаются самыми молодыми во Вселенной и имеют возраст не более десятков миллионов лет. Гравитационные связи в них очень слабы и недостаточны для длительного поддержания устойчивости системы, а потому они должны неминуемо распасться за довольно короткое время.
Считается, что ассоциации не могли возникнуть путем гравитационного захвата пролетающих мимо звезд, а значит, последние родились вместе с ней и имеют примерно такой же возраст. По сравнению со скоплениями численность «ассоциированных членов» не велико и измеряется десятками, а расстояние между ними составляет до нескольких сотен световых лет. С научной точки зрения открытие подобных новообразований подтверждает теорию продолжения во Вселенной процессов зарождения новых звезд, причем не поодиночке, а целыми группами.
Новые открытия
Шаровые скопления в гало галактики Андромеды
До последнего времени считалось, что шаровые скопления – самые старые звездные образования, которые ввиду возраста должны были утратить динамику внутренних вращательных движений и их можно рассматривать как простые системы. Однако в 2014 году исследователи из Института внеземной физики общества Макса Планка, возглавляемые Максимилианом Фабрициусом, в результате длительных наблюдений за 11 шаровыми скоплениями Млечного Пути установили, что их центральная часть продолжает вращаться.
Большинство современных теорий дать объяснение этому факту не в состоянии, а это означает, что если информация подтвердится, то возможны изменения как в теоретических аспектах знаний, так и в прикладных математических моделях, описывающих движение шаровых ассоциаций.
Как рождаются звездные скопления? Чем они отличаются, как расположены в пространстве нашей Галактики и каким образом определяют их возраст? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Алексей Расторгуев.
Процесс изучения и схема эволюции звезд
Весь процесс познания звезд можно условно разделить на несколько этапов. В самом начале следует определить расстояние до звезды. Информация о том, как далеко от нас находится звезда, как долго идет от нее свет, дает представление о том, что происходило со светилом на протяжении всего этого времени. После того, как человек научился измерять расстояние до далеких звезд, стало ясно, что звезды – это то же самые солнца, только разных размеров и с разной судьбой. Зная расстояние до звезды, по уровню света и количеству излучаемой энергии можно проследить процесс термоядерного синтеза звезды.
Термоядерный синтез на Солнце
Вслед за определением расстояния до звезды можно с помощью спектрального анализа рассчитать химический состав светила и узнать его структуру и возраст. Благодаря появлению спектрографа у ученых проявилась возможность изучить природу света звезд. Этим прибором можно определить и измерить газовый состав звездного вещества, которым обладает звезда на разных этапах своего существования.
Звездное вещество состоит из тех же химических элементов (вплоть до железа), что и наша планета. Разница только в количестве тех или иных элементов и в процессах, происходящих на Солнце и внутри земной тверди. Это и отличает звезды от других объектов во Вселенной. Происхождение звезд следует также рассматривать в контексте другой физической дисциплины — квантовой механики. По этой теории, материя, которая определяет звездное вещество, состоит из постоянно делящихся атомов и элементарных частиц, создающих свой микромир. В этом свете вызывает интерес структура, состав, строение и эволюция звезд. Как выяснилось, основная масса нашей звезды и многих других звезд приходится всего на два элемента — водород и гелий. Теоретическая модель, описывающая строение звезды, позволит понять их строение и главное отличие от других космических объектов.
Состав звезды
Главная особенность заключается в том, что многие объекты во Вселенной имеют определенный размер и форму, тогда как звезда может по мере своего развития менять размер. Горячий газ представляет собой соединение атомов, слабо связанных друг с другом. Через миллионы лет после формирования звезды начинается остывание поверхностного слоя звездного вещества. Большую часть своей энергии звезда отдает в космическое пространство, уменьшаясь или увеличиваясь в размерах. Передача тепла и энергии происходит из внутренних областей звезды к поверхности, оказывая влияние на интенсивность излучения. Другими словами, одна и та же звезда в разные периоды своего существования выглядит по-разному. Термоядерные процессы на основе реакций водородного цикла способствуют превращению легких атомов водорода в более тяжелые элементы — гелий и углерод. По мнению астрофизиков и ученых-ядерщиков, подобная термоядерная реакция является самой эффективной по количеству выделяемого тепла.
Почему же термоядерный синтез ядра не заканчивается взрывом такого реактора? Все дело в том, что силы гравитационного поля в нем могут удерживать звездное вещество в пределах стабилизированного объема. Из этого можно сделать однозначный вывод: любая звезда представляет собой массивное тело, которое сохраняет свои размеры благодаря балансу между силами гравитации и энергией термоядерных реакций. Результатом такой идеальной природной модели является источник тепла, способный работать длительное время. Предполагается, что первые формы жизни на Земле появились 3 млрд. лет назад. Солнце в те далекие времена грело нашу планету так же, как и сейчас. Следовательно, наша звезда мало чем изменилась, несмотря на то, что масштабы излучаемого тепла и солнечной энергии колоссальны — более 3-4 млн. тонн каждую секунду.
Выбросы Солнца
Световой парус
Так как свет несет импульс, но не имеет массы, мы также может использовать для смещения планеты очень мощный продолжительный и сфокусированный луч света, например, лазера. В этом случае можно будет использовать энергию самого Солнца, никаким образом не используя массу самой Земли. Но даже при наличии невероятно мощной 100-гигаваттной лазерной установки, которую планируется задействовать в проекте peakthrough Starshot, в рамках которого с помощью лазерного луча ученые хотят отправить маленький космический зонд к ближайшей к нашей системе звезде, нам потребуется три квинтиллиона лет продолжительного лазерного импульса для того, чтобы достигнуть нашей цели по изменению орбиты.
Солнечный свет можно отражать непосредственно от гигантского солнечного паруса, который будет находиться в космосе, но закреплен на Земле. В рамках прошлых исследований ученые выяснили, что для этого потребуется отражающий диск размером в 19 раз больше диаметра нашей планеты. Но и в этом случае для достижения результата придется ждать порядка одного миллиарда лет.
Вглубь звезды
Но как такая ничтожная часть состава звезды может серьезно изменить ее функционирование? Для человека, в среднем состоящего на 70% из воды, потеря 2% жидкости не страшна — это всего лишь ощущается как сильная жажда и не приводит к необратимым изменениям в организме. Но Вселенная очень чуткая даже к самым малым переменам — будь 50-я часть состава нашего Солнца хоть капельку иной, жизнь в Солнечной системе могла и не образоваться.
Как это работает? Для начала вспомним одно из главных последствий гравитационных взаимодействий, упоминаемое повсеместно в астрономии — тяжелое стремится к центру. Любая планета служит наглядной моделью этого принципа: самые тяжелые элементы, вроде железа, располагаются в ядре, когда более легкие — снаружи.
То же самое происходит во время образования звезды из рассеянного вещества. В условном стандарте строения звезды гелий образует ядро светила, а из водорода собирается окружающая оболочка. Когда масса гелия переваливает за критическую точку, гравитационные силы сжимают ядро с такой силой, что в прослойках между гелием и водородом в ядре начинается термоядерная реакция.
Строение разных звезд
Именно тогда звезда и зажигается — еще совсем молодая, окутанная водородными облаками, которые со временем улягутся на ее поверхности. Свечение играет важную роль в существовании звезды — именно частицы, пытающиеся вырваться из ядра после термоядерной реакции, удерживают светило от моментального сжатия в нейтронную звезду или черную дыру. Также имеет силу обычная конвекция, перемещение вещества под воздействием температуры — ионизированные накалом у ядра, атомы водорода поднимаются в верхние слои звезды, перемешивая тем самым материю в нем.
Так все же, при чем тут 2% тяжелых веществ в составе звезды? Дело в том, что любой элемент тяжелее гелия — будь то углерод, кислород или металлы — неминуемо окажется в самом центре ядра. Они опускают планку массы, по достижению которой зажигается термоядерная реакция — и чем тяжелее вещества в центре, тем быстрее зажигается ядро. Однако при этом оно будет излучать меньше энергии — размеры эпицентра горения водорода будут скромнее, чем если бы ядро звезды состояло из чистого гелия.
Звездная эволюция
Рождение
Приблизительно один раз за век внутри нашей галактики массивная звезда вырабатывает всё своё топливо. До этого момента в течение миллионов лет жар и давление трансформируют водород в более тяжелые элементы — гелий, углерод, азот и, в конечном, итоге, в железо. Когда звезда перестаёт производить то количество энергии, которое нужно, чтобы поддерживать её структуру, она коллапсирует под воздействием собственной гравитации, и взрывается сверхновой.
Жизненный цикл нейтронной звезды
Большая часть вещества звезды рассеивается по окрестностям, обогащая галактику тяжёлыми элементами. Однако то, что остаётся на месте этой живописнейшей катастрофы, достойно гораздо большего внимания. Это небольшая сфера, настолько плотная, что электроны сваливаются со своих квантовых орбит в глубины атомных ядер. Смерть сверхновой знаменует собой более радостное с человеческой точки зрения событие — рождение нейтронной звезды. Это один из самых плотных объектов, известных науке. Более поэтично её можно назвать лабораторией непостижимой физики сверхсгущённой материи.
Жизненный цикл человека от рождения до 7 лет
Ребенок знакомится с миром из положения «лежа», его чувства только начинают формироваться, и они неразрывно связаны с мамой, ее запахом, теплом, нежными прикосновениями и вкусом молока. В конце периода от матери приходится более или менее отделиться и уже чуть ближе познакомиться с особенностями окружающего мира.
Это самое начало жизни. Для него можно встретить такое название, как «период укрепления корней». У малыша складывается первое впечатление о мире, формируется восприятие его как некой опасности или, наоборот, дружественной среды. Тут большое влияние оказывает семья, общая атмосфера, в которой растет ребенок.
К сожалению, нередко детям приходится буквально «выживать» даже в физическом смысле слова. Громадное значение имеет и психологический фактор
Очень важно, чтобы в кругу семьи у малыша было чувство абсолютной защищенности и спокойствия
От того, какое у ребенка сложится представление об окружающем мире, зависит и восприятие самого себя, появляется уверенность в своих силах, стремление к развитию, желание учиться, узнавать что-то новое и т.д.
Талисманы удачи по знаку Зодиака: как выбирать и заряжать
В статье рассказывается о том, какими должны быть талисманы удачи по знаку Зодиака
Когда маленький человечек чувствует доброжелательность извне, он подрастает с пониманием того, что обязательно получит поддержку от окружающего мира. Это дает ему оптимизм и уверенность в себе. Но если окружение не вызывает доверия и не дает чувства защищенности, то и у ребенка формируется апатичность, боязнь ошибиться, ему трудно общаться с другими людьми, гордиться своими достоинствами и спокойно принимать недостатки.
Список ближайщих к Солнцу звезд
| Звёздная система | Звезда или коричневый карлик | Спек. класс | Вид. зв. вел. | Расстояние,св. год | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Солнечная система | Солнце | G2V | −26,72 ± 0,04 | 8,32 ± 0,16 св. мин | ||
| 1 | α Центавра | Проксима Центавра | 1 | M5,5Ve | 11,09 | 4,2421 ± 0,0016 |
| α Центавра A | 2 | G2V | 0,01 | 4,3650 ± 0,0068 | ||
| α Центавра B | 2 | K1V | 1,34 | |||
| 2 | Звезда Барнарда | 4 | M4Ve | 9,53 | 5,9630 ± 0,0109 | |
| 3 | Луман 16 | A | 5 | L8 | 23,25 | 6,588 ± 0,062 |
| B | 5 | L9/T1 | 24,07 | |||
| 4 | WISE 0855–0714 | 7 | Y | 13,44 | 7,18+0,78−0,65 | |
| 5 | Вольф 359 | 8 | M6V | 13,44 | 7,7825 ± 0,0390 | |
| 6 | Лаланд 21185 | 9 | M2V | 7,47 | 8,2905 ± 0,0148 | |
| 7 | Сириус | Сириус A | 10 | A1V | −1,43 | 8,5828 ± 0,0289 |
| Сириус B | 10 | DA2 | 8,44 | |||
| 8 | Лейтен 726-8 | Лейтен 726-8 A | 12 | M5,5Ve | 12,54 | 8,7280 ± 0,0631 |
| Лейтен 726-8 B | 12 | M6Ve | 12,99 | |||
| 9 | Росс 154 | 14 | M3,5Ve | 10,43 | 9,6813 ± 0,0512 | |
| 10 | Росс 248 | 15 | M5,5Ve | 12,29 | 10,322 ± 0,036 | |
| 11 | WISE 1506+7027 | 16 | T6 | 14.32 | 10,521 | |
| 12 | ε Эридана | 17 | K2V | 3,73 | 10,522 ± 0,027 | |
| 13 | Лакайль 9352 | 18 | M1,5Ve | 7,34 | 10,742 ± 0,031 | |
| 14 | Росс 128 | 19 | M4Vn | 11,13 | 10,919 ± 0,049 | |
| 15 | WISE 0350-5658 | 20 | Y1 | 22.8 | 11,208 | |
| 16 | EZ Водолея | EZ Водолея A | 21 | M5Ve | 13,33 | 11,266 ± 0,171 |
| EZ Водолея B | 21 | M? | 13,27 | |||
| EZ Водолея C | 21 | M? | 14,03 | |||
| 17 | Процион | Процион A | 24 | F5V-IV | 0,38 | 11,402 ± 0,032 |
| Процион B | 24 | DA | 10,70 | |||
| 18 | 26 | K5V | 5,21 | 11,403 ± 0,022 | ||
| 26 | K7V | 6,03 | ||||
| 19 | 28 | M3V | 8,90 | 11,525 ± 0,069 | ||
| 28 | M3,5V | 9,69 | ||||
| 20 | 30 | M1,5V | 8,08 | 11,624 ± 0,039 | ||
| 30 | M3,5V | 11,06 | ||||
| 21 | 32 | K5Ve | 4,69 | 11,824 ± 0,030 | ||
| 32 | T1V | >23 | ||||
| 32 | T6V | >23 | ||||
| 22 | 35 | M6,5Ve | 14,78 | 11,826 ± 0,129 | ||
| 23 | 36 | G8Vp | 3,49 | 11,887 ± 0,033 | ||
| 24 | GJ 1061 | 37 | M5,5V | 13,09 | 11,991 ± 0,057 | |
| 25 | YZ Кита | 38 | M4,5V | 12,02 | 12,132 ± 0,133 | |
| 26 | Звезда Лейтена | 39 | M3,5Vn | 9,86 | 12,366 ± 0,059 | |
| 27 | 40 | M6,5V | 15,14 | 12,514 ± 0,129 | ||
| 28 | 41 | M8,5V | 17,39 | 12,571 ± 0,054 | ||
| 42 | T6 | |||||
| 29 | Звезда Каптейна | 43 | M1,5V | 8,84 | 12,777 ± 0,043 | |
| 30 | 44 | M0V | 6,67 | 12,870 ± 0,057 | ||
| 31 | 45 | Y1 | 21,1 | 13,046 | ||
| 32 | Крюгер 60 | Крюгер 60 A | 46 | M3V | 9,79 | 13,149 ± 0,074 |
| Крюгер 60 B | 46 | M4V | 11,41 | |||
| 33 | 48 | M8,5V | 17,39 | 13,167 ± 0,082 | ||
| 34 | 49 | T9 | 24.32 | 13,259 | ||
| 35 | 50 | M4,5V | 11,15 | 13,349 ± 0,110 | ||
| 50 | M5,5V | 14,23 | ||||
| 37 | 53 | M3V | 10,07 | 13,820 ± 0,098 | ||
| 38 | Звезда ван Маанена | 54 | DZ7 | 12,38 | 14,066 ± 0,109 | |
| № | Обозначение | Обозначение | № | Спек. класс | Вид. зв. вел. | Расстояние,св. год |
| Звёздная система | Звезда или коричневый карлик |
Солнце – основа нашей системы – ближайшая к Земле звезда, которую, в отличие от всех остальных объектов, мы отчетливо видим ясным днем. В ночное же время становятся доступны для наблюдения остальные светила бескрайнего космоса. Количество звезд, наполняющих Вселенную, подсчитать невозможно. Но ближайшие небесные тела, находящиеся в радиусе 16 световых лет, ученые обозначили и составили список. В него вошли 57 звездных систем. Некоторые из них – это не одинокие светила, а двойные и тройные звезды, поэтому общее количество небесных тел достигает 64. В перечень внесли и 13 коричневых карликов, ощутимо уступающих остальным объектам по массе.
Ближайшие окрестности Солнца
Только 7 звезд из списка мы можем рассмотреть без помощи оптического усиления – Сириус, Альфа Центавра, Эпсилон Эридана, Процион, Эпсилон Индейца, Тау Кита, 61 Лебедя. Все они имеют видимую величину в границах от 1,43 до 6,03. Большинство светил относятся к спектральному классу M (красный), их температура составляет 2600-3800 K. Горячие звезды – Сириус A, спектрального класса A (белый), 9940 K и Процион A, класс F (желто-белый), 6650 K. Коричневые карлики, вошедшие в список, относятся к дополнительным спектральным классам L, T, Y. В перечень попали и 4 белых карлика класса D, представляющие довольно редкие объекты в видимом секторе Галактики.
Структура звезд Вселенной
Рождение звёзд
NGC 604, огромная звёздообразующая туманность в Галактике Треугольника
Эволюция звезды начинается в гигантском молекулярном облаке, также называемом звёздной колыбелью. Большая часть «пустого» пространства в галактике в действительности содержит от 0,1 до 1 молекулы на см³. Молекулярное облако же имеет плотность около миллиона молекул на см³. Масса такого облака превышает массу Солнца в 100 000—10 000 000 раз благодаря своему размеру: от 50 до 300 световых лет в поперечнике.
Пока облако свободно обращается вокруг центра родной галактики, ничего не происходит. Однако из-за неоднородности гравитационного поля в нём могут возникнуть возмущения, приводящие к локальным концентрациям массы. Такие возмущения вызывают гравитационное сжатие облака. Один из сценариев, приводящих к этому — столкновение двух облаков. Другим событием, вызывающим коллапс, может быть прохождение облака через плотный рукав спиральной галактики. Также критическим фактором может стать взрыв близлежащей сверхновой звезды, ударная волна которого столкнётся с молекулярным облаком на огромной скорости. Кроме того, возможно столкновение галактик, способное вызвать всплеск звёздообразования, по мере того, как газовые облака в каждой из галактик сжимаются в результате столкновения. В общем, любые неоднородности в силах, действующих на массу облака, могут запустить процесс звёздообразования.
Из-за возникших неоднородностей давление молекулярного газа больше не может препятствовать дальнейшему сжатию, и газ начинает под действием гравитационных сил притяжения собираться вокруг центров будущих звезд, в масштабе времени:
tff≃1Gρ{\displaystyle t_{ff}\simeq {\frac {1}{\sqrt {G\rho }}}} К примеру, для Солнца tff=5⋅107{\displaystyle t_{ff}=5\cdot 10^{7}} лет.
По теореме вириала половина высвобождающейся гравитационной энергии уходит на нагрев облака, а половина — на световое излучение. В облаках же давление и плотность нарастают к центру, и коллапс центральной части происходит быстрее, нежели периферии. По мере сжатия длина свободного пробега фотонов уменьшается и облако становится всё менее прозрачным для собственного излучения. Это приводит к более быстрому росту температуры и ещё более быстрому росту давления. В конце концов градиент давления уравновешивает гравитационную силу, образуется гидростатическое ядро, массой порядка 1 % от массы облака. Этот момент невидим, — глобула прозрачна в оптическом диапазоне. Дальнейшая эволюция протозвезды — это аккреция продолжающего падать на «поверхность» ядра вещества, которое за счёт этого растет в размерах. В конце концов масса свободно перемещающегося в облаке вещества исчерпывается и звезда становится видимой в оптическом диапазоне. Этот момент считается концом протозвёздной фазы и началом фазы молодой звезды.
Вышеописанный сценарий правомерен только в случае, если молекулярное облако не вращается, однако все они в той или иной мере обладают вращательным моментом. Согласно закону сохранения импульса, по мере уменьшения размера облака растёт скорость его вращения, и в определённый момент вещество перестает вращаться как одно тело и разделяется на слои, продолжающие коллапсировать независимо друг от друга. Число и массы этих слоёв зависят от начальных массы и скорости вращения молекулярного облака. В зависимости от этих параметров формируются различные системы небесных тел: звёздные скопления, двойные звёзды, звёзды с планетами.
Гиперновые взрывы
Гиперновыми называют вспышки, энергия которых на несколько порядков превышает энергию типичных сверхновых. То есть, по сути они гиперновые являются очень яркими сверхновыми.
Как правило, гиперновым считается взрыв сверхмассивных звезд, также называемых гипергигантами. Масса таких звезд начинается с 80 нередко превышает теоретический предел 150 солнечных масс. Также существуют версии, что гиперновые звезды могут образовываться в ходе аннигиляции антиматерии, образованию кварковой звезды или же столкновением двух массивных звезд.
Сверхновая звезда GRB 080913
Примечательны гиперновые тем, что они являются основной причиной, пожалуй, самых энергоёмких и редчайших событий во Вселенной – гамма-всплесков. Продолжительность гамма всплесков составляет от сотых секунд до нескольких часов. Но чаще всего они длятся 1-2 секунду. За эти секунды они испускают энергию, подобную энергии Солнца за все 10 миллиардов лет её жизни! Природа гамма-всплесков до сих пор по большей части остаётся под вопросом.
Эпизод IV. Конец существования звезд и их гибель
Диск звезды Бетельгейзе, снимок телескопа Хаббл
Старые светила, как и их юные собратья, делятся на несколько видов: с малой массой, средних размеров, сверхмассивные звезды, белые карлики, нейтронные и черные дыры. Что касается объектов с небольшой массой, то до сих пор нельзя точно утверждать какие именно процессы с ними происходят на последних стадиях существования. Все подобные явления гипотетически описаны при помощи компьютерного моделирования, а не на основании тщательных наблюдений за ними. После окончательного выгорания углерода и кислорода происходит увеличение атмосферной оболочки звезды и быстрая потеря ею газовой составляющей. В финале своего эволюционного пути светила многократно сжимаются, а их плотность наоборот значительно возрастает. Такую звезду принято считать белым карликом. Затем в ее жизненной фазе следует период красного сверхгиганта. Последним в цикле существования звезды является ее превращение, в результате очень сильного сжатия, в нейтронную звезду. Однако не все подобные космические тела становятся таковыми. Некоторые, чаще всего наиболее крупные по параметрам (больше 20-30 масс Солнца), переходят в разряд черных дыр в результате коллапса.
Этапы звездной эволюции
Любая эволюция происходит под действием некоторых факторов, заставляющих систему меняться. Для звезд основными факторами являются два: гравитация и энергия термоядерных реакций в недрах. Теория учит, что состояние любой звезды определяется их балансом.
В результате глобальных космологических процессов во Вселенной образовались неоднородности вещества: в одних областях его почти нет, а в других вещество образует разреженные облака газа. Поскольку наиболее распространенным элементом во Вселенной является водород, то эти облака в основном состоят из него.
Образование конвективной звезды
Под действием гравитации облака начинают сгущаться, образуя область с повышенной плотностью, которая называется «протозвезда».
По мере сжатия газа его температура, в соответствии с газовыми законами, возрастает. В протозвезде образуется заметная неоднородность температуры, которая приводит к интенсивной конвекции газа. Горячий газ из ядра поднимается к поверхности, а остывший газ опускается к ядру. Источником энергии на этом этапе является в основном гравитационное сжатие.
Звезда главной последовательности
Когда температура в ядре достигает нескольких миллионов градусов, тепловой энергии атомных ядер становится достаточно, чтобы преодолевать кулоновские силы отталкивания и сближаться настолько, чтобы начались термоядерные реакции слияния ядер водорода в ядра гелия. Такие реакции идут с выделением большого количества энергии, и силы гравитации оказываются уравновешены. Звезда «зажигается» и начинает свой основной этап эволюции.
Светимость звезды и ее спектральный класс при этом, как правило, тесно связаны, в результате на графике этих величин (диаграмме Герцшпрунга — Рассела) звезда занимает одно из мест на длинной диагональной области, называемой «главной последовательностью». Отсюда и название этапа эволюции звезд.
Рис. 1. Диаграмма Герцшпрунга — Рассела.
Длительность этапа главной последовательности зависит от массы звезды. Чем больше масса звезды, тем быстрее она «сжигает» водород. Самые тяжелые звезды находятся на главной последовательности всего лишь несколько миллионов лет. Самые легкие звезды могут находиться на этом этапе триллионы лет.
Красный гигант
По мере истощения запаса водорода давление внутри звезды падает, и она теряет устойчивость. Внутреннее ядро снова начинает сжиматься, что приводит к «зажиганию» новых термоядерных реакций сливания ядер гелия в ядра углерода, неона, кислорода и, наконец, железа.
В средней части звезды температура меньше, и реакции «горения» гелия в ней начинаются позже. За счет этой энергии верхние слои звезды расширяются. В результате в звезде одновременно формируется более тяжелое компактное ядро и раздувающиеся верхние оболочки с низкой плотностью. Звезда становится красным гигантом.
Типичный красный гигант имеет размер 100–1000 солнечных радиусов. Если поместить такую звезду в солнечную систему, ее поверхность может находиться около орбиты Юпитера. Однако средняя плотность красного гиганта зачастую меньше плотности воздуха.
Рис. 2. Размеры красных гигантов.
Завершающие стадии эволюции
Стадия красного гиганта со всё более уплотняющимся ядром и раздувающейся внешней оболочкой продолжается от 10 до 100 млн лет. Далее в зависимости от конкретных условий внешние слои могут просто разлететься, а могут взорваться, образуя туманность различной формы.
В центре туманности остается ядро — белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра, в зависимости от массы. Это конечный этап эволюции звезды.
Рис. 3. Стадии эволюции Солнца.
Что мы узнали?
Главными факторами эволюции звезды являются гравитация и энергия термоядерного синтеза. Под их влиянием звезда проходит стадии протозвезды, конвективной звезды, звезды главной последовательности и красного гиганта. Красный гигант сбрасывает внешние оболочки при взрыве, а оставшееся ядро представляет собой белый карлик, нейтронную звезду или черную дыру.
Тест по теме
-
Вопрос 1 из 10
Начать тест(новая вкладка)
