Запрос:

Установить плагин

Рекомендую
0 0

Внутреннее строение звёзд.


Высокая светимость звёзд, поддерживаемая в течение длительного времени, свидетельствует о выделении в них огромного количества энергии. В настоящее время известны два возможных источника звёздной энергии - гравитационное сжатие и термоядерные реакции.

Гравитационное сжатие.

Энергии гравитационного сжатия, по современным представлениям, хватило бы для поддержания светимости Солнца на нынешнем уровне в течение примерно 30 млн. лет, в то время как из других данных следует, что светимость Солнца оставалась примерно постоянной в течение по меньшей мере нескольких миллиардов лет. Согласно современным данным гравитационное сжатие может служить источником энергии только для очень молодых звёзд (например, типа Т Тельца).

Термоядерные реакции. Стационарное состояние звёзд.

Термоядерные реакции протекают с достаточной скоростью лишь при температурах в десятки миллионов градусов и огромных давлениях. Так для Солнца, температура, при которой термоядерная реакция может выделять достаточное количество энергии составляет 12 - 15 млн. К, что в несколько тысяч раз превосходит температуру поверхности Солнца. В таких условиях звезда может находиться в стационарном состоянии только потому, что в каждом её слое внутреннее давление газа уравновешивается действием сил тяготения. Такое состояние называется гидростатическим равновесием. Таким образом стационарная звезда представляет собой плазменный шар, находящийся в состоянии гидростатического равновесия. Для сохранения гидростатического равновесия звёзды с большой температурой при прочих равных условиях должны иметь меньшие размеры. Зависимость между размерами химически однородной звезды и температурой в её недрах выглядит так:

Т~M/R.

Эта модель не подходит для описания некоторых типов звёзд, например красных гигантов, состоящих из плотного ядра и протяжённой относительно холодной, разреженной оболочки. Для этих звёзд существуют модели, в которых плотность резко падает при переходе от ядра к оболочке.
Ещё одна особенность, связанная с гидростатическим равновесием звёзд состоит в том, что для нагрева звезды необходимо отбирать энергию, а не подводить её, как при нагреве тел в земных условиях. Это связано с тем, что при выделении энергии температура и давление звезды уменьшается, в результате чего силы тяготения будут сжимать звезду, совершая при этом работу, превращающуюся в теплоту. Работа силы тяготения при сжатии вдвое превосходит отвод энергии наружу и, в результате, звезда нагревается, несмотря на отвод энергии наружу. При подводе энергии к звезде, находящейся в состоянии равновесия, она расширится и, совершив работу против сил тяготения, охладится. Иногда эта зависимость формулируется таким образом: «звезда, находящаяся в состоянии гидростатического равновесия, обладает отрицательной теплоёмкостью».
Стационарное состояние звёзд характеризуется также тепловым равновесием. Это означает, что процессы выделения энергии в недрах звезды, процессы теплоотвода энергии из недр к поверхности и процессы излучения энергии с поверхности звезды должны быть сбалансированы. Светимость звезды, согласно теории, мало зависит от скорости выделения энергии и определяется, в основном, законом теплоотвода. В случае, если теплоотвод превысит тепловыделение, то звезда начнёт сжиматься и разогреваться, что приведёт к ускорению ядерных реакций и восстановлению теплового баланса. В этом смысле звезда является устойчивой саморегулирующейся системой.
Перенос энергии из центральной зоны звезды к поверхности у большинства звёзд осуществляется излучением. Во внешних слоях жёлтых и красных звёзд перенос осуществляется конвекцией. Только в белых карликах существенную роль играет электронная теплопроводность (перенос энергии электронами). На своём пути излучение подвергается многократному рассеянию без изменения частоты, а также поглощению с последующим испусканием (переизлучению).

Рекомендации Друзья