Запрос:

Установить плагин

Рекомендую
0 0

Эволюция звёзд.


В плоских подсистемах галактик процесс звездообразования продолжается непрерывно, он происходит и в настоящее время. На это указывает существование звёзд-гигантов и сверхгигантов высокой светимости с относительно малым временем истощения внутренних источников энергии (4 - 6 млн. лет). К молодым относятся также звёзды типа Т Тельца, которые находятся в стадии первоначального гравитационного сжатия. Так как температура в центре таких звёзд недостаточна для протекания термоядерных реакций их свечение происходит только за счёт превращения гравитационной энергии в тепловую.
Звёзды образующиеся в плоских подсистемах галактик, богатых межзвёздным газом и пылью, относятся ко второму поколению. Материалом для их формирования служат продукты взрывов звёзд первого поколения, которые входили в сферические подсистемы галактик и образовались при формировании галактик.
Гравитационное сжатие - первый этап эволюции звёзд. Оно приводит к разогреву центральной зоны звезды до температуры порядка 10 - 15 млн. К, при которой уже возможен запуск термоядерной реакции превращения водорода в гелий. Эта реакция сопровождается большим выделением энергии. В недрах звёзд главной последовательности возможны два типа термоядерных реакций водорода - водородный и углеродный циклы. Для протекания реакции в первом случае требуется наличие только водорода, а во втором необходим ещё и углерод в качестве катализатора. Соотношение между водородным и углеродным циклами в энергетике звезды зависит от температуры и содержания углерода в её центральной зоне.
Запасы водорода в звёздах велики настолько, что звёзды-карлики остаются на главной последовательности в течение миллиардов лет. При этом до окончательного выгорания водорода в центральной зоне звезды её свойства и положение на главной последовательности почти не меняются. После выгорания водорода в центральной зоне звезды образуется гелиевое ядро. Выгоревшее ядро начинает сжиматься, а внешняя оболочка - расширяться. Для звёзд с массой порядка солнечной это происходит, когда масса гелиевого ядра достигает 0,4 солнечной массы. На границе между ядром и оболочкой возникает скачок плотности. Оболочка звезды разбухает до гигантских размеров. Из-за огромных размеров внешней поверхности звезды её эффективная температура понижается и звезда переходит в стадию красного гиганта. При этом из-за сжатия гелиевого ядра его температура повышается. Для звёзд на этой стадии развития характерна низкая внешняя температура, при очень высокой внутренней. С повышением внутренней температуры в термоядерные реакции включаются всё более тяжёлые ядра. Происходит синтез химических элементов. Гелиевые реакции начинаются при температурах свыше 150 млн.К. Два ядра гелия образуют ядро бериллия 8Ве, со временем распада порядка 10-15с. В случае, если за этот период времени ядро бериллия захватывает ещё одно ядро гелия образовывается устойчивое ядро 12С. Этот процесс осуществим потому, что ядро 12С имеет возбуждённый уровень с энергией ≈7,6 МэВ, близкой к энергии исходной системы 8Ве и 4Не. В результате слияния ядер 12С и 4Не образуется ядро 16О, которое, в свою очередь, присоединив ядро гелия превращается в ядро 20Ne и т. д. синтез каждого из более тяжёлых ядер с участием ядер гелия требует всё более и более высоких энергий.
Для массивных звёзд расчёты возможных путей эволюции были выполнены вплоть до стадий, непосредственно предшествующих взрыву сверхновых звёзд. К этому моменту полностью истощаются внутренние источники термоядерной энергии и судьба звёзды полностью зависит от её массы. При конечной массе звезды (её связь с начальной массой не вполне определена из-за потерь вещества на предшествующих стадиях эволюции) менее 1,4 массы Солнца звезда переходит в стационарное состояние с очень большой плотностью - становится белым карликом. в них электроны образуют вырожденный газ, давление которого, независящее от температуры, уравновешивает силы тяготения. В связи с тем, что эти звёзды не имея собственных источников энергии постепенно охлаждаются, светимость их невысока. Молодые белые карлики, окружённые остатками оболочки наблюдаются как планетарные туманности. При массе превосходящей солнечную более, чем в 1,4 раза (предел Чандрасекара) стационарное состояние звезды без внутренних источников энергии невозможно, так как давление не может уравновесить силу тяготения. Теоретически конечным результатом эволюции таких звёзд должен стать гравитационный коллапс - неограниченное падение вещества к центру. Если отталкивание частиц, либо другие причины останавливают коллапс происходит вспышка сверхновой с выбросом значительной части вещества звезды в окружающее пространство. Это вещество обнаруживается как газовая туманность. Часть массы взорвавшейся звезды может остаться в виде сверхплотного тела - нейтронной звезды (с которой отождествляются пульсары) или чёрной дыры. При конечной массе в 2 - 3 раза больше солнечной гравитационный коллапс неминуемо ведёт к образованию чёрной дыры.

Дополнительно можно посмотреть здесь: Астронет. Эволюция звезд
Википедия. Звездная эволюция
Элементы. Эволюция звезд
ASTROLAB.ru. Эволюция звезд
СХЕМА ЭВОЛЮЦИИ ОДИНОЧНОЙ ЗВЕЗДЫ
Рекомендации Друзья