Как устроены звезды


В Млечном Пути примерно 100 миллиардов звезд, большинство из них слабее нашего Солнца и относительно спокойно заканчивают жизнь. В год умирает примерно одна звезда, а где-то раз-два в столетие некоторые звезды взрываются. В нашей Галактике мы не видели взрывов со времен сверхновой Кеплера, открытой уже после сверхновой Тихо Браге. Это происходит потому, что мы живем на краю диска Галактики и не видим далеких звезд, зато наблюдаем с десяток взрывов сверхновых в некоторых соседних галактиках. Сопоставляя их размеры, свойства и массы с характеристиками звезд Млечного Пути, мы понимаем, что примерно одна из 100 или 50 звезд взрывается.

Как образуются сверхновые

— Какие звезды становятся сверхновыми, а какие нет?

— Есть два основных признака, что это произойдет. Если звезда одиночная, то главный признак — масса. Практически каждая звезда с массой, превышающей солнечную в 10–15 раз, неизбежно потеряет устойчивость и взорвется как сверхновая. Однако сверхмассивная звезда может перейти с относительно слабой вспышкой в черную дыру.


Второй признак — двойственность звезды. Если белый карлик, маленький по размеру, но не очень маленький по массе — ведь чем он массивнее, тем меньше его размер, — оказывается в паре со звездой даже слабее нашего Солнца или с другим белым карликом, то они неизбежно сольются и дадут мощный термоядерный взрыв.

Сверхновые делятся по физике взрыва на два вида: коллапсирующие сверхновые, которые, помимо света, дают гораздо более мощный поток нейтрино, и те, что дают термоядерные взрывы. Знаменитые сверхновые Тихо Браге и Кеплера — термоядерные. Мы знаем это по спектру, который японские и немецкие ученые смогли получить спустя 400 с лишним лет после взрыва сверхновой Тихо Браге. Они проанализировали вспышку от сверхновой, которая осветила некоторую пылевую туманность, рассеявшую этот свет, и обнаружили четкий спектр термоядерной сверхновой.

Источник: postnauka.ru

Как устроены звездыРазница между звездой (например, Солнцем) и планетой (например, Марсом или Юпитером) состоит в том, что звезды яркие, горячие и испускают собственный свет, планеты же сравнительно холоднее, и мы их видим только за счет отраженного света ближайшей звезды, вокруг которой они вращаются. Отсюда, надо сказать, и разница в размере. Вот почему.


Чем больше размер объекта, тем сильнее гравитация притягивает все к его центру. Все притягивается ко всему. Даже мы с тобой испытываем друг к другу силу притяжения. Но сила незаметно мала, пока мы не рассматриваем большие тела. Земля – большая, и нас к ней притягивает, а когда мы что-то роняем, это что-то падает вниз, то есть к центру Земли.

Звезда намного больше такой планеты, как Земля, и ее гравитация значительно сильнее. Внутри крупной звезды огромное давление, потому что гравитация стягивает все вещество звезды в ее центр. Чем больше давление в звезде, тем выше в ней температура. Когда температура достигает очень высоких значений, больших, чем нам с тобой дано представить, звезда ведет себя как водородная бомба замедленного действия и производит огромные количества тепла и света, благодаря чему мы видим ее сияние на ночном небе. Из-за сильного нагрева звезда раздувается, как воздушный шарик, но в то же время гравитация сжимает ее обратно. Устанавливается равновесие между расширяющим давлением от нагрева и сжимающей силой гравитации. Звезда работает как термостат. Чем горячей она становится, тем больше расширяется, а когда концентрация массы вещества в центре уменьшается, тогда звезда немного охлаждается. От этого она сжимается, нагревается и так далее. Из моих объяснений вроде бы выходит, что звезда пульсирует, как бьющееся сердце, но это не так. Она находится в промежуточном состоянии, поддерживающем в ней температуру, оптимальную для ее существования.


Для начала скажу, что Солнце похоже на многие звезды, но размеры их бывают самые разные. Наше Солнце (на картинке внизу) не очень крупное по сравнению с прочими звездами. Оно чуть больше Просимы Центавра, но гораздо меньше многих других звезд.

Какая из известных нам звезд самая большая? Зависит от того, как измерять. Обладательница самой большой длины окружности – VY Большого Пса. Ее диаметр в две тысячи раз больше, чем у Солнца. А диаметр Солнца в 100 раз больше, чем у Земли. Как бы то ни было, VY Большого Пса настолько легкая и рыхлая, что, несмотря на размер, ее масса всего в 30 раз больше Солнца, а не в миллиарды раз, как было бы, если бы ее плотность оказалась такой же. Другие звезды, скажем звезда Пистолет и позднее обнаруженные Эта Киля и R136al (не очень запоминающееся название), в 100 раз тяжелее Солнца, а иногда и больше, чем в 100 раз. Масса Солнца в 300 тысяч раз больше массы Земли, тогда получаем, что масса Эты Киля в 30 миллионов раз больше земной.

Если бы вокруг такой гигантской звезды, как R136al, вращались планеты, то они были бы очень далеко от нее, иначе обратились бы в пар. Ее гравитация настолько сильна (из-за гигантской массы), что планеты действительно могут находиться на огромном расстоянии и тем не менее вращаться вокруг нее. Если и существует подобная планета и кто-нибудь на ней живет, то ее обитателям R136al кажется не больше, чем нам – Солнце, потому что хоть она крупнее, она и дальше расположена – так далеко, чтобы поддерживать жизнь, иначе планета была бы необитаемой!



Источник: planete-zemlya.ru

Звёзды малой массы

По мере выгорания водорода центральные области звезды сильно сжимаются.

Звёзды большой массы

После выхода на главную последовательность эволюция звезды большой массы (>1,5 M) определяется условиями горения ядерного горючего в недрах звезды. На стадии главной последовательности это — горение водорода, но в отличие от звёзд малой массы в ядре доминируют реакции углеродно-азотного цикла. В этом цикле атомы C и N играют роль катализаторов. Скорость выделения энергии в реакциях такого цикла пропорциональна T17. Поэтому в ядре образуется конвективное ядро, окружённое зоной, в которой перенос энергии осуществляется излучением.

Светимость звёзд большой массы намного превышает светимость Солнца, и водород расходуется значительно быстрее. Связано это и с тем, что температура в центре таких звёзд тоже намного выше.

По мере уменьшения доли водорода в веществе конвективного ядра темп выделения энергии уменьшается. Но поскольку темп выделения определяется светимостью, ядро начинает сжиматься, и темп выделения энергии остаётся постоянным. Звезда же при этом расширяется и переходит в область красных гигантов.

star life

Стадия зрелости звёзд

 

Звёзды малой массы


К моменту полного выгорания водорода в центре звезды малой масс образуется небольшое гелиевое ядро. В ядре плотность вещества и температура достигают значений 109 кг/м3 и 108 K соответственно. Горение водорода происходит на поверхности ядра. Поскольку температура в ядре повышается, темп выгорания водорода увеличивается, увеличивается светимость. Лучистая зона постепенно исчезает. А из-за увеличения скорости конвективных потоков внешние слои звезды раздуваются. Размеры и светимость её возрастают — звезда превращается в красный гигант.

Звёзды большой массы

 

Когда водород у звезды большой массы полностью исчерпывается, в ядре начинает идти тройная гелиевая реакция и одновременно реакция образования кислорода (3He=>C и C+He=>О). В то же время на поверхности гелиевого ядра начинает гореть водород. Появляется первый слоевой источник.

Запас гелия исчерпывается очень быстро, так как в описанных реакциях в каждом элементарном акте выделяется сравнительно немного энергии. Картина повторяется, и в звезде появляются уже два слоевых источника, а в ядре начинается реакция C+C=>Mg.

Эволюционный трек при этом оказывается очень сложным. На диаграмме Герцшпрунга-Расселла звезда перемещается вдоль последовательности гигантов или (при очень большой массе в области сверхгигантов) периодически становится цефеидой.

Старые звёзды малой массы


 

У звезды малой массы, в конце концов, скорость конвективного потока на каком-то уровне достигает второй космической скорости, оболочка отрывается, и звезда превращается в белый карлик, окружённый планетарной туманностью.

Источник: light-fizika.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.