<< 5. Zvezdy | Oglavlenie | 5.2 Obrazovanie zvezd. >>
5.1 Obshie svedeniya
Po svoemu fizicheskomu sostoyaniyu zvezdy mozhno
razdelit' na normal'nye, sostoyashie iz nevyrozhdennogo veshestva
(ideal'nogo gaza), v nedrah
kotoryh idut termoyadernye reakcii sinteza, i vyrozhdennye (belye
karliki, neitronnye zvezdy), ravnovesie kotoryh podderzhivaetsya davleniem
kvantovo-mehanicheski vyrozhdennyh fermionov (elektronov v sluchae belyh
karliokv ili neitronov v sluchae neitronnyh zvezd). K osobomu klassu sleduet
otnesti chernye dyry, kotorye v obychnom smysle zvezdami ne yavlyayutsya.
Belye karliki, neitronnye zvezdy i chernye dyry ob'edinyayut obshim nazvaniem
"kompaktnye ostatki", t.k. oni yavlyayutsya konechnymi produktami evolyucii
obychnyh zvezd. Polnoe chislo zvezd i ih ostatkov v nashei Galaktike
ocenivaetsya v
.
Nachnem s normal'nyh zvezd.
Po svoemu raznoobraziyu normal'nye zvezdy ne ustupayut
galaktikam, odnako osnovnymi harakteristikami zvezd, opredelyayushie ih
stroenie i evolyuciyu, yavlyayutsya
ih nachal'naya massa 
i himicheskii sostav (otnoshenie soderzhaniya geliya i
bolee tyazhelyh elementov k vodorodu). Massy zvezd lezhat v predelah ot
do
. Nizhnii predel svyazan s nevozmozhnost'yu
protekaniya termoyadernyh reakcii sinteza pri men'shih massah, verhnii -
s opredelyayushei rol'yu davleniya izlucheniya v massivnyh zvezdah. Pri bol'shih
massah svetimost' zvezdy prevyshaet Eddingtonovskii predel (sm. Lekciyu 7)
erg/s i t.o. stacionarnyh zvezd net.
 |
Ris. 5.3
Diagramma spektral'nyi klass
(effektivnaya temperatura) - svetimost' (Gercshprunga-Rassela)
dlya zvezd iz okrestnostei Solnca (otdel'nye tochki ne pokazany).
Svetimost' vyrazhena v solnechnyh edinicah (
erg/s). |
Evolyuciya zvezd s massami 
zavershaetsya obrazovaniem belyh
karlikov s massami men'she t.n. predela Chandrasekara
(S.Chandrasekhar))
. V zvezdah bol'shih mass yadernye reakcii sinteza idut vplot'
do obrazovaniya zheleznogo yadra v centre zvezdy s massoi okolo 2 solnechnyh,
kotoroe okazyvaetsya neustoichivym otnositel'no gravitacionnogo szhatiya
(kollapsa). Pri kollapse vydelyaetsya energiya svyazi yadra
erg (v osnovnom v vide neitrino), a ostavshayasya obolochka
sbrasyvaetsya, porozhdaya yavlenie sverhnovoi zvezdy. Ostatki sverhnovyh
vybrasyvayut bol'shuyu chast' massy zvezdy v mezhzvezdnuyu sredu, obogashaya ee
tyazhelymi elementami - produktami termoyadernogo sinteza. Pri vspyshkah
sverhnovyh proishodit i obrazovanie himicheskih elementov tyazhelee zheleza
putem zahvata neitronov yadrami. Ostatkom
gravitacionnogo kollapsa mozhet byt' neitronnaya zvezda s massoi okolo
polutora solnechnyh, ili v sluchae ochen' massivnyh zvezd - chernaya dyra.
Himicheskii sostav zvezd (glavnym obrazom, soderzhanie tyazhelyh elementov)
opredelyaet neprozrachnost' obolochki zvezdy dlya izlucheniya, chto skazyvaetsya na
vseh parametrah zvezdy (radiuse, central'noi temperature i skorosti
protekaniya yadernyh reakcii). Po svoemu himsostavu zvezdy delyat na dva
bol'shih klassa (naseleniya). K naseleniyu I tipa otnosyatsya zvezdy
bednye tyazhelymi elementami (po masse soderzhanie elementov
tyazhelee geliya men'she dolei procenta).
Eto starye malomassivnye zvezdy-karliki,
raspolozhennye v sfericheskih sostavlyayushih diskovyh galaktik, vhodyashie v
sostav staryh sharovyh skoplenii i v ellipticheskie galaktiki, t.e. tam,
gde v sovremennuyu epohu net aktivnogo zvezdoobrazovaniya. K naseleniyu II
otnosyat molodye massivnye zvezdy diskovoi sostavlyayushei spiral'nyh galaktik,
zvezdy v nepravil'nyh galaktikah i vhodyashie v sostav molodyh rasseyannyh
skoplenii - t.e. nahodyashiesya v oblastyah intensivnogo zvezdoobrazovaniya.
Gaz, iz kotorogo obrazuyutsya zvezdy II naseleniya, yavlyaetsya produktom evolyucii
zvezd pervogo naseleniya. On ne menee odnogo raza pobyval v zvezdah i poetomu
obogashen tyazhelymi himicheskimi elementami -
produktami yadernoi evolyucii zvezd i vspyshek sverhnovyh. Nashe Solnce
prinadlezhit k naseleniyu II tipa. Inogda govoryat o gipoteticheskih zvezdah
naseleniya III tipa, zvezdah, kotorye byli obrazovany iz pervichnogo veshestva
(sostoyashego iz vodoroda i geliya i maloi primesi 
, 
, 
)
eshe do obrazovaniya galaktik. Sushestvovanie takih zvezd ne isklyucheno, odnako
kakih by to ni bylo nablyudatel'nyh dokazatel'stv etogo poka ne polucheno.
Spektry zvezd kraine raznoobrazny. Kak my videli v Lekcii 2, spektr
vyhodyashego izlucheniya iz atmosfery zvezdy opredelyaetsya fizicheskim sostoyaniem
plazmy i ee himicheskim sostavom (koefficienty izlucheniya i poglosheniya). Po
svoim spektral'nym svoistvam zvezdy podrazdelyayutsya na spektral'nye klassy,
oboznachaemye bukvami O, B, A, F, G, K, M (osnovnye spektral'nye klassy)
v poryadke ubyvaniya effektivnoi temperatury ot 
K do 
K. Odnomu i tomu zhe spektral'nomu klassu mogut sootvetstvovat' zvezdy raznyh
radiusov. Udobnym graficheskim predstavleniem sostoyaniya zvezdy okazalas'
vvedennaya v nachale HH veka diagramma cvet-svetimost' (ili svetimost' -
effektivnaya temperatura), nazyvaemaya diagrammoi Gercshprunga-Rassela
(Hertzsprung-Russell)
(sm. Ris. 5.1). Na etoi diagramme naibolee otchetlivo proslezhivaetsya
glavnaya posledovatel'nost', vetv' gigantov i sverhgigantov, a takzhe
vetv' subkarlikov i belyh karlikov. Zvezdy glavnoi posledovatel'nosti
naibolee mnogochislennye, t.k. eto zvezdy, v nedrah kotoryh idet termoyadernoe
gorenie vodoroda v gelii. Eto samaya prodolzhitel'naya stadiya evolyucii zvezdy.
Posleduyushie evolyucionnye stadii vplot' do obrazovaniya kompaktnogo ostatka
po dlitel'nosti sostavlyayut okolo 10% vremeni zhizni zvezdy na glavnoi
posledovatel'nosti.
Posle vygoraniya vodoroda zvezda othodit ot glavnoi posledovatel'nosti v
storonu krasnyh gigantov. Pri etom radius zvezdy bystro uvelichivaetsya,
effektivnaya temperatura padaet. Istochnik energii krasnyh gigantov - gorenie
vodoroda v sloe, okruzhayushem gelievoe yadro. Na bolee pozdnih stadiyah evolyucii
proishodit gorenie geliya v uglerod, ugleroda v kislorod i t.d. vplot' do
elementov zheleznogo pika vo vse vozrastayushem tempe. Dlya zvezd s nachal'noi
massoi 
obrazovanie belogo karlika proishodit na samom verhu
vetvi gigantov i soprovozhdaetsya otnositel'no medlennym istecheniem obolochki
s obrazovaniem planetarnoi tumannosti. Bolee massivnye zvezdy
vzryvayutsya kak sverhnovye takzhe na stadii krasnogo sverhgiganta
(v zavisimosti ot himicheskogo sostava vspyshka sverhnovoi mozhet proizoiti
eshe na stadii golubogo sverhgiganta, kak v sluchae so sverhnovoi 1987a v
Bol'shom Magellanovom Oblake).
<< 5. Zvezdy | Oglavlenie | 5.2 Obrazovanie zvezd. >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
zvezdy - Mezhzvezdnaya sreda - Kosmologiya - teoreticheskaya astrofizika - astrofizika
Publikacii so slovami: zvezdy - Mezhzvezdnaya sreda - Kosmologiya - teoreticheskaya astrofizika - astrofizika | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
