Запрос:

Установить плагин

Рекомендую
0 0

Гипотеза формирования звезд из газа.


Гипотеза формирования звезд из газа основывается на предположении, что звезды формируются из газовой материи, которая и в настоящее время наблюдается в Галактике.
Предполагается, что газовая материя в тех местах, где ее масса и плотность достигают некоторой величины, начинает под действием собственного притяжения сжиматься и уплотняться образуя холодный газовый шар. В результате продолжающегося сжатия температура газового шара начинает подниматься. Потенциальная энергия частиц в поле тяготения газового шара при приближении к центру уменьшается и переходит в тепловую энергию. Процесс сжатия приводит к тому, что центральные области звезды разогреваются до очень высоких температур, а так как они расположены очень глубоко, то почти не испытывают влияния охлаждения, вызываемого излучением с поверхностных слоев. Когда температура центральной области достигает нескольких миллионов градусов, в ней начинаются термоядерные процессы, сопровождающиеся выделением большого количества энергии. В момент, когда эффективно начинают действовать термоядерные реакции, все звезды оказываются на главной последовательности диаграммы цвет - светимость.
Главными из термоядерных реакций являются реакции превращения водорода в гелий. В их итоге четыре протона, являющиеся ядрами атома водорода, образуют ядро атома гелия. Масса протона в атомных единицах равна 1,00813, а масса ядра гелия 4,00389. Излишек массы в 4 х 1,00813 - 4,00389 = 0,02863 атомной единицы превращается в энергию излучения согласно основной формуле Эйнштейна

Е = mс2.

Сравнение излишка массы с самой массой, участвующей в термоядерной реакции, показывает, что около 0,007 массы вещества в этой реакции превращается в энергию излучения. Расчеты показывают, что для полного выгорания водорода у звезды с массой и светимостью равным солнечной должно пройти около 100 миллиардов лет. При этом необходимо учесть, что водород выгорает только в центральных областях звезд. Очевидно, что термоядерные реакции могут играть очень существенную роль в космогонии звезд.
Энергия термоядерных реакций будет компенсировать расход энергии на излучение и сжатие звезды прекратится. Некоторый срок основные физические характеристики звезды будут оставаться неизменными. Затем, по мере исчерпания водорода в центральной области звезды, радиус звезды начнет увеличиваться, а температура ее поверхности падать. Светимость при этом несколько вырастет и звезда сместится с главной последовательности на диаграмме цвет - светимость вправо-вверх. Скорость этого смещения зависит от скорости выгорания водорода, которая очень сильно зависит от температуры. Скорость протекания термоядерных реакций приблизительно пропорциональна 15-й степени температуры. Поэтому быстрее сходят с главной последовательности и быстрее перемещаются по диаграмме цвет - светимость те звезды, у которых в центральных областях достигается более высокая температура, т. е. у звезд больших масс.
Звезды больших масс и светимостей эволюционируют быстрее, превращаясь в красные гиганты, когда звезды меньших масс еще только немного отошли от линии главной последовательности. После выгорания всего водорода в звездах - красных гигантах сжатие их ядра, состоящего из гелия приводит к дальнейшему повышению температуры до значений более 100 млн. градусов. Тогда начинает действовать термоядерная реакция образования ядра атома углерода из трех ядер атома гелия. Эта реакция сопровождается уменьшением массы и выделением энергии излучения. Температура поверхности звезды возрастает и звезда начинает перемещаться по диаграмме спектр - светимость влево.
Главной трудностью гипотезы образования звезд из газовой материи является малое количество водорода в Галактике (около 2% общей ее массы), что должно привести к прекращению процесса звездообразования в Галактике. Между тем Галактика весьма богата молодыми звездами - голубыми гигантами и сверхгигантами. Кроме того описываемый этой гипотезой «спокойный» процесс превращения газовой массы в звезду не может объяснить ряда наблюдательных данных, которые обычно трактуются как выбрасывание из некоторой области пространства звезд и даже галактик.

Рекомендации Друзья