---

<< 5.2 Obrazovanie zvezd. | Oglavlenie | 5.4 Stacionarnye zvezdy >>

5.3 Protozvezdy.

Kachestvenno prosledim, kak proishodit kollaps molekulyarnogo oblaka, razmer kotorogo udovletvoryaet kriteriyu neustoichivosti Dzhinsa. Rassmotrim sfericheskoe oblako ideal'nogo gaza s massoi . Ono budet szhimat'sya iz-za samogravitacii, esli radius udovletvoryaet neravenstvu

Vidno, chto pri minimal'no vozmozhnoi temperature mezhzvezdnoi sredy 3 K (vsegda est' nagrev reliktovym izlucheniem!) razmer oblaka dostatochno bol'shoi i dazhe pri  K sostavlyaet sotni astronomicheskih edinic.

Oblako nachinaet szhimat'sya v shkale svobodnogo padeniya , poskol'ku horoshaya prozrachnost' neitral'nogo veshestva dlya fotonov pozvolyaet szhatiyu proishodit' prakticheski v izotermicheskom rezhime. Podstavlyaya radius iz (5.1), nahodim vremya svobodnogo szhatiya kak funkciyu temperatury:

Energiya, vydelyaemaya pri gravitacinnom szhatii, vedet k uvelicheniyu temperatury. Poka veshestvo ne yavlyaetsya plazmoi, ego neprozrachnost' mala, i rozhdayushiesya fotony nizkih energii svobodno vyhodyat iz oblaka, unosya chast' vydelyaemoi energii. Po mere rosta plotnosti vremya svobodnogo padeniya ukorachivaetsya, no rost plotnosti vedet k rostu neprozrachnosti (v osnovnom iz-za poglosheniya IK-fotonov pyl'yu i molekulami) poetomu izotermicheskoe szhatie postepenno smenyaetsya na adiabaticheskoe. Legko mozhno ocenit' radius, do kotorogo mozhet szhat'sya oblako s dannoi massoi, iz usloviya zatraty vydelyaemoi gravitacionnoi energii na dissociaciyu molekul i ionizaciyu veshestva. Pust' veshestvo iznachal'no sostoit iz molekulyarnogo vodoroda. Na dissociaciyu odnoi molekuly zatrachivaetsya  erg, na ionizaciyu kazhdogo atoma vodoroda trebuetsya eshe 13.6 eV (  erg), to est' dlya prevrasheniya 1 g veshestva v plazmu nuzhno zatratit' erg. Prisutstvie molekul geliya povyshaet etu ocenku pochti v 2 raza. Iz usloviya nahodim radius "neprozrachnoi" protozvezdy

Zametim, chto v processah dissociacii i ionizacii energiya zatrachivaetsya na razryv molekulyarnyh svyazei ili otryv elektronov ot atomov (fazovyi perehod 1 roda), a znachit pri adiabaticheskom szhatii rost temperatury pri prochih ravnyh usloviyah budet men'she. Eto oznachaet, chto pokazatel' adiabaty budet men'she 5/3 (mozhet byt' poryadka 1), hotya gaz ostaetsya vpolne ideal'nym. Raschety pokazyvayut, chto temperatura takoi plazmy ne prevyshaet  K.

Mozhno ocenit' i svetimost' protozvezdy na stadii szhatiya v shkale svobodnogo padeniya. Poskol'ku istochnikom energii sluzhit gravitacionnaya energiya szhimayushegosya oblaka, to

Podstavlyaya (5.1), (5.2) poluchaem

( erg/s - bolometricheskaya svetimost' Solnca). Tak kak temperatura v centre vozrastaet, dlya chislovyh ocenok podstavlyaem v etu formulu temperaturu ionizacii vodorodno-gelievoi plazmy  K. Eta ocenka pokazyvaet, chto pered tem, kak stat' neprozrachnoi, protozvezda bukval'no "zagoraetsya" v techenie korotkogo vremeni, a zatem opyat' "gasnet" iz-za rezkogo uvelicheniya neprozrachnosti pri lavinoobraznoi ionizacii.

Dal'neishee szhatie sobstvenno neprozrachnoi (t.e. imeyushei fotosferu, kak i Solnce) protozvezdy proishodit takzhe v dinamicheskoi shkale vremeni. Svetimost' protozvezdy na neprozrachnoi stadii opredelyaetsya balansom vydelyaemoi gravitacionnoi energii i sposobnost'yu vysvechivaniya energii s poverhnosti, kotoraya, kak izvestno, maksimal'na dlya absolyutno chernogo tela , gde - effektivnaya temperatura. Temperatura fotosfery zvezdy opredelyaetsya usloviem prosachivaniya kvantov iz tolshi zvezdy naruzhu, t.e. neprozrachnost'yu zvezdnyh nedr. Raschety pokazyvayut, chto u protozvezd energiya perenositsya konvektivnymi dvizheniyami v obolochke (vozniknovenie konvekcii svyazano s uvelicheniem neprozrachnosti s rostom plotnosti v usloviyah ionizacii vodoroda i geliya), pri etom v fotosfere ustanavlivaetsya universal'naya temperatura poryadka 3500 K. Na diagramme Gercshprunga-Ressela zvezda evolyucioniruet vdol' t.n. konvektivnogo treka Hayashi, kotoryi vpervye kolichestvenno rasschital eto process, i sama stadiya szhimayusheisya konvektivnoi protozvezdy nosit nazvanie stadii Hayashi.

Svetimost' protozvezdy na stadii Hayashi est' prosto

a vremya zhizni opredelyaetsya iz usloviya

Kak tol'ko temperatura i plotnost' v centre zvezdy dostatochno vozrastut, nachnutsya yadernye reakcii i protozvezda stanet normal'noi zvezdoi, nahodyasheisya na glavnoi poledovatel'nosti diagrammy Gercshprunga - Rassela.

Razumeetsya, real'naya kartina szhatiya protozvezd sushestvenno slozhnee. V chastnosti, my prenebregali effektami magnitnogo polya i vrasheniya, kotorye neizbezhno prisutstvuyut v astrofizicheskih usloviyah. Oba effekta prepyatstvuyut szhatiyu protozvezd.

Rol' vrasheniya dostatochno ochevidna. Iz zakona sohraneniya momenta impul'sa oblaka s zadannoi massoi pri szhatii sleduet, chto energiya vrasheniya pri szhatii vozrastaet kak . Rost gravitacionnoi energii proishodit medlennee, , a znachit pri nekotorom radiuse centrobezhnye sily ostanovyat szhatie.

Menee ochevidno vliyanie magnitnogo polya. V holodnyh molekulyarnyh oblakah pole "vzaimodeistvuet" s neitral'nymi chasticami posredstvom fizicheskogo processa, analogichnogo ambipolyarnoi diffuzii v laboratornoi plazme. V otlichii ot poslednego sluchaya (diffuziya legkih elektronov privodit k diffuzii tyazhelyh ionov iz-za Kulonovskogo vzaimodeistviya), v mezhzvezdnoi srede s magnitnym polem vzaimodeistvuyut tyazhelye iony, a svyaz' s neitral'nymi atomami osushestvlyaetsya cherez stolknoveniya atomov s ionami. Harakternoe vremya diffuzii neodnorodnogo magnitnogo polya iz mezhzvezdnogo oblaka za schet etogo processa okazyvaetsya poryadka

gde i koncentracii ionov i atomov vodoroda. Raschety pokazyvayut, chto kosmicheskie luchi i raspad radioaktivnyh yader podderzhivayut koncentraciyu ionov na takom urovne (), tak chto vremya diffuzii magnitnogo polya poryadka vremeni svobodnogo padeniya. Esli oblako podderzhivetsya v gidrostaticheskom ravnovesii (naprimer, vrasheniem), to umen'shenie magnitnogo potoka v oblake iz-za dreifa ionov mozhet stat' ves'ma zametnym. Na mikroskopicheskom urovne umen'shenie potoka magnitnogo polya svyazano s effektivnym usileniem dissipacii polya iz-za stolknovenii ionov s neitral'nymi atomami, kotorye umen'shayut provodimost' kosmicheskoi plazmy.

---

<< 5.2 Obrazovanie zvezd. | Oglavlenie | 5.4 Stacionarnye zvezdy >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: zvezdy - Mezhzvezdnaya sreda - Kosmologiya - teoreticheskaya astrofizika - astrofizika Publikacii so slovami: zvezdy - Mezhzvezdnaya sreda - Kosmologiya - teoreticheskaya astrofizika - astrofizika
Sm. takzhe: Mestnoe mezhzvezdnoe oblako Chernaya dyra razrushaet zvezdu: animaciya Zvezdy, pyl' i tumannost' v NGC 6559 25 samyh yarkih zvezd na nochnom nebe Animaciya: chernaya dyra razrushaet zvezdu Razlozhenie dalekogo sveta Sravnenie razmerov zvezd Vse publikacii na tu zhe temu >>