Эволюция звезд

Эволюция звезд

 

  Эволюция звезд — это изменение со временем физических характеристик, внутреннего строения и химического состава звезд.

Миллионы звезд, включая и наше Солнце, вращаются вокруг центра, который расположен в направлении созвездия Стрельца и не виден в телескопы, поскольку заслонен облаками газа. Наша Солнечная система расположена ближе к краю галактики, которую мы называем Млечный Путь. Линейный размер нашей Галактики 100 тыс. световых лет, толщина – около 1500 световых лет. Солнце находится на расстоянии 30 тыс. световых лет от центра Галактики и вращается вокруг этого центра со скоростью 250 км/с. В центре этой космической "карусели" предположительно находится черная дыра массой в миллионы раз превышающей массу Солнца. Таким образом, Солнце – самая заурядная звезда среди миллиардов звезд Вселенной.

 

То что нас окружает

Солнце

 

Плотность Солнца 1,4 г/см3;

 

Солнце – звезда класса G2. Внешние оболочки звезды, как правило, представляют собой сильно ионизированные водород и гелий, плазму с одинаковым числом положительно и отрицательно заряженных частиц.

Образование звезды или протозвезда

 

В Млечном Пути наблюдаются газопылевые облака. Некоторые из них настолько плотные, что начинают сжиматься под действием собственного тяготения, что приводит к разогреву центральной зоны звезды до температуры «включения» термоядерной реакции (примерно 10—15 млн К) — превращения водорода в гелий (ядра водорода -протоны, образуют ядра гелия). Это превращение сопровождается большим выделением энергии.

. По мере сжатия плотность и температура облака повышается, и оно начинает обильно излучать в инфракрасном диапазоне спектра. На этой стадии сжатия облако получило название протозвезда.

Водород — главная составная часть космического вещества и важнейший вид ядерного горючего в звездах. Когда температура в недрах протозвезды повышается до нескольких миллионов Кельвинов, в них начинаются термоядерные реакции превращения водорода в гелий и протозвезда превращается в обычную звезду главной последовательности. Продолжительность пребывания звезд на главной последовательности определяется мощностью излучения звезды (светимостью) и запасами ядерной энергии.

 

Звезда обыкновенная

Красный гигант

 

После выгорания водорода в недрах звезды она раздувается и становится красным гигантом или сверхгигантом в зависимости от массы.

Раздувшаяся оболочка звезды небольшой массы уже слабо притягивается ее ядром и, постепенно удаляясь от него, образует планетарную туманность

 

Белый карлик – звезда, состоящая из вещества, свойства которого определяются законами не классической, а квантовой механики (вырожденный электронный газ). Это конечная стадия эволюции звезды с массой порядка солнечной (масса Солнца = 2∙1030 кг). Радиус белого карлика – порядка радиуса Земли (≈ 6370 км). Плотность вещества – около 1 тонны в кубическом сантиметре.

 

Белый карлик

 

После окончательного рассеяния оболочки остается лишь горячее ядро звезды — белый карлик. От звезды типа Солнца останется углеродный белый карлик.

Чёрная дыра

 

Но если конечная масса белого карлика превышает 2—3 массы Солнца, то гравитационное сжатие непосредственно ведет к образованию черной дыры.

 

Чёрная дыра́ — область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света).

Эволюция массивных звезд происходит более бурно. В конце своей жизни такая звезда может взорваться сверхновой звездой, а ее ядро, резко сжавшись, превратиться в сверхплотный объект — нейтронную звезду или даже в черную дыру. Сброшенная оболочка, обогащенная гелием и другими тяжелыми элементами, образовавшимися в недрах звезды, рассеивается в пространстве и служит материалом для формирования звезд нового поколения. В частности, есть основания полагать, что Солнце — звезда второго поколения.

 

Сверхновая звезда

Нейтронная звезда

 

Это конечная стадия эволюции звезды с массой порядка нескольких солнечных. Радиус нейтронной звезды – порядка десяти километров. Плотность вещества достигает миллиарда тонн в кубическом сантиметре.

 

Часть массы взорвавшейся сверхновой звезды может остаться в виде сверхплотного тела — нейтронной звезды или черной дыры. Нейтронная звезда – звезда, вещество которой состоит в основном из нейтронов, упакованных до плотности атомного ядра.