Эволюция звезд

Звезды
Вселенная состоит на 98% из звезд. Они же являются основным элементом галактики.
«Звезды – это огромные шары из гелия и водорода, а также других газов. Гравитация тянет
их внутрь, а давление раскаленного газа выталкивает их наружу, создавая равновесие. Энергия звезды содержится в ее ядре, где ежесекундно гелий взаимодействует с водородом».

Жизнь звезд
Жизненный путь звезд представляет собой законченный цикл – рождение, рост, период относительно спокойной активности, агония, смерть, и напоминает жизненный путь отдельного организма.
Астрономы не в состоянии проследит жизнь одной звезды от начала и до конца. Даже самые короткоживущие звёзды существуют миллионы лет – дольше жизни не только одного человека, но и всего человечества. Однако учёные могут наблюдать много звёзд, находящихся на самых разных стадиях своего развития, - только что родившиеся и умирающие. По многочисленным звездным портретам они стараются восстановить эволюционный путь каждой звезды и написать её биографию.

Диаграмма
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела

Области звездообразования
Области звездообразования.
Гигантские молекулярные облака с массами, большими 105 массы Солнца (их известно более 6 000 в Галактике)
Туманность Орел
в 6000 световых лет от нас
молодое рассеянное звёздное скопление в созвездии Змеи
тёмные области в туманности — это протозвёзды

Туманность Ориона
Туманность Ориона
светящаяся эмиссионная туманность с зеленоватым оттенком и находится ниже Пояса Ориона
можно видеть даже невооружённым глазом
в 1300 световых лет от нас, а величиной в 33 световых года

Гравитационное сжатие
Гравитационное сжатие
Сжатие - следствие гравитационной неустойчивости, идея Ньютона.
Позже Джинс определил минимальные размеры облаков, в которых может начаться самопроизвольное сжатие.
Имеет место достаточно эффективное охлаждение среды: высвобождающаяся энергия гравитации идет на излучение инфракрасного диапазона, уходящее в космическое пространство.

Протозвезда
Протозвезда
При увеличении плотности облака оно становится непрозрачным для излучения.
Начинается повышение температуры внутренних областей.
Температура в недрах протозвезды достигает порога термоядерных реакций синтеза.
Сжатие на какое-то время прекращается.

Стационарное состояние
молодая звезда пришла на главную последовательность диаграммы Г-Р
начался процесс выгорания водорода - основного звездного ядерного топлива
сжатие практически не происходит, и запасы энергии больше не изменяются
медленное изменение химического состава в ее центральных областях, обусловленное превращением водорода в гелий
Звезда переходит в стационарное состояние

График эволюции
График эволюции типичной звезды

Гиганты и сверхгиганты
когда водород полностью выгорает, звезда уходит с главной последовательности в область гигантов или при больших массах - сверхгигантов
Гиганты и сверхгиганты

Гравитационное сжатие
масса звезды < 1,4 массы Солнца: БЕЛЫЙ КАРЛИК
электроны обобществляются, образуя вырожденный электронный газ
гравитационное сжатие останавливается
плотность становится до нескольких тонн в см3
еще сохраняет Т=10^4 К
постепенно остывает и медленно сжимается(миллионы лет)
окончательно остывают и превращаются в ЧЕРНЫХ КАРЛИКОВ
Когда все ядерное топливо выгорело, начинается процесс гравитационного сжатия.

Карлики
Белый карлик в облаке межзвездной пыли
Два молодых черных карлика в созвездии Тельца

Масса звезды
масса звезды > 1,4 массы Солнца:
силы гравитационного сжатия очень велики
плотность вещества достигает миллиона тонн в см3
выделяется огромная энергия – 10^45 Дж
температура – 10^11 К
взрыв Сверхновой звезды
большая часть звезды выбрасывается в космическое пространство со скоростью 1000-5000 км/с
потоки нейтрино охлаждают ядро звезды -
Нейтронная звезда

Крабовидная туманность
Крабовидная туманность

Взрыв
Взрыв сверхновой

Размер

Остаток

Черная дыра
масса звезды > 2,5 массы Солнца
гравитационный коллапс
звезда превращается в Черную дыру

Свечение