Zvezdy: ih stroenie, zhizn' i smert'

---

	vverh
predydushaya	oglavlenie	sleduyushaya

---

SHEMA EVOLYuCII ODINOChNO' ZVEZDY

Evolyuciya zvezd s nizkoi i srednei massoi

Zvezdami s nizkoi i srednei massoi (0.08M_sun<M_*<8M_sun) mozhno nazyvat' zvezdy, kotorye zakanchivayut svoyu zhizn' bez processa uglerodnogo goreniya i goreniya bolee massivnyh elementov v yadre. Vnutri etoi gruppy zvezd takzhe realizuyutsya raznye scenarii evolyucii v zavisimosti ot massy. Tak, zvezdy s massami men'she 0.08 solnechnoi (M_*<0.08M_sun) nikogda ne budut imet' dostatochnoi temperatury v yadre, chtoby vodorod zagorelsya (strogo govorya, eto voobshe ne zvezdy, raz v nih net yadernogo goreniya, odnako eto vopros opredeleniya); ih nazyvayut korichnevymi karlikami, ili inogda vodorodnymi vyrozhdennymi karlikami t.k. gaz v nih vyrozhden. Medlenno ostyvaya, oni prevrashayutsya v chernyh karlikov.

Krasnye karliki s massami 0.08M_sun<M_*<0.5M_sun dostigayut v yadre temperatur, dostatochnyh dlya goreniya vodoroda, no pri etom oni polnost'yu konvektivny, chto predotvrashaet zagoranie vodoroda v sloevom istochnike vokrug gelievogo yadra, zastavlyaya zvezdu szhimat'sya i nagrevat'sya. Eto privodit ee k peremesheniyu vlevo na diagramme GR, prevrashaya zvezdu v vyrozhdennyi gelievyi belyi karlik.

V zvezdah srednih mass ~0.5M_sun<M_*<~8M_sun budut goret' kak vodorod, tak i gelii. Oni zakanchivayut svoyu zhizn' kak uglerodno-kislorodnye belye karliki, takzhe sostoyashie iz vyrozhdennogo gaza. Kogda u zvezd srednih mass konchaetsya vodorod v yadre, proishodit ego zagoranie v sloevom istochnike vokrug gelievogo yadra. Zvezdy peremeshayutsya na diagramme GR v vetv' krasnyh gigantov. Dlya mass ~0.5M_sun<M_*<~3M_sun gelii v yadre zagoritsya vzryvnym putem, ispytav tak nazyvaemuyu gelievuyu vspyshku (iz-za vyrozhdennosti gaza v yadre). Dlya mass ~3M_sun<M_*<~8M_sun zagoranie geliya v yadre proizoidet spokoino, tak kak temperatura v yadre dostatochno vysoka i gaz ne uspevaet doiti do stadii vyrozhdeniya. Zvezda vstupaet v fazu goreniya geliya v nepreryvno rastushem konvektivnom yadre, vokrug kotorogo gorit tonkaya vodorodnaya obolochka (gorenie vodoroda vnosit znachitel'nyi vklad v obshuyu svetimost' zvezdy). Na diagramme GR gorenie geliya u zvezd etih mass proishodit v dvuh razlichnyh oblastyah: na vetvi krasnyh gigantov i na bolee goluboi gorizontal'noi vetvi. Kogda gelii v yadre zakonchitsya, to ego gorenie nachnetsya v sloevom istochnike vokrug yadra. Uglerodno-kislorodnoe yadro budet szhimat'sya i nagrevat'sya, v to vremya kak vodorodnaya obolochka budet ohlazhdat'sya i rasshiryat'sya i zvezda na diagramme GR popadet na vetv' sverhgigantov. Temperatura v yadrah zvezd s massami ~0.5M_sun<M_*<~8M_sun nedostatochno vysoka, chtoby podzhech' uglerod posle vygoraniya geliya. V nedrah zvezdy formiruetsya uglerodno-kislorodnoe yadro s vyrozhdennym gazom, ochen' pohozhee na belyi karlik, da ono v sushnosti i est' belyi karlik. Pri etom obolochka prodolzhaet rasshiryat'sya i v konce koncov zvezda i obolochka razdelyayutsya. Obolochka postepenno rasshiryaetsya, formiruya tak nazyvaemuyu planetarnuyu tumannost'. Ostavsheesya yadro i est' uglerodno-azotnyi belyi karlik s vyrozhdennym gazom, raspolozhennyi na diagramme GR v levom nizhnem uglu.

Rezyume: vse zvezdy s M_*<~8M_sun prevratyatsya v belye karliki. Ih yadra dolzhny byt' M_yadra<~1.4M_sun (predel Chandrasekhara). Lishnyaya massa teryaetsya, po-vidimomu, so zvezdnym vetrom i na poslednei stadii sbrasyvaetsya s planetarnoi tumannost'yu.

Evolyuciya zvezd s vysokoi massoi

Zvezdy s vysokoi massoi ~8M_sun<M_*<~10M_sun evolyucioniruyut tak zhe, kak i so srednei do momenta formirovaniya uglerodno-kislorodnogo yadra. Eto yadro szhimaetsya i stanovitsya vyrozhdennym do togo kak zagoritsya uglerod, forsiruya vspyshku, izvestnuyu kak uglerodnaya detonaciya - analog gelievoi vspyshki. Hotya v principe uglerodnaya detonaciya mozhet privesti k vspyshke zvezdy kak sverhnovoi, nekotorye zvezdy mogut perezhit' etu stadiyu, i ne vzorvat'sya. Pri povyshenii temperatury v yadre vyrozhdenie gaza mozhet snyat'sya, posle chego zvezda prodolzhaet evolyucionirovat' kak ochen' massivnaya zvezda.

Ochen' massivnye zvezdy s M_*>~10M_sun nastol'ko goryachi, chto gelii zagoraetsya v yadre do togo, kak zvezda dostignet vetvi krasnyh gigantov, zagoranie proishodit eshe togda, kogda eti zvezdy yavlyayutsya golubymi sverhgigantami i zvezda prodolzhaet monotonno evolyucionirovat' v storonu pokrasneniya; poka gelii gorit v konvektivnom yadre, vodorod gorit v sloevom istochnike, obespechivaya bol'shuyu chast' svetimosti zvezdy. Posle ischerpaniya geliya v yadre temperatura tam tak vysoka, chto uglerod zagoraetsya do togo, kak gaz stanet vyrozhdennym i uglerodnoe gorenie vklyuchaetsya postepenno bez vzryvnyh processov. Zagoranie proishodit do togo, kak zvezda dostignet asimptoticheskoi vetvi gigantov. Vo vse vremya goreniya ugleroda v yadre proishodit ottok energii iz yadra za schet neitrinnogo ohlazhdeniya, i osnovnym istochnikom poverhnostnoi svetimosti yavlyaetsya gorenie vodoroda i geliya v sloevyh istochnikah. Eti zvezdy prodolzhayut vyrabatyvat' vse bolee i bolee tyazhelye elementy vplot' do zheleza, posle chego yadro kollapsiruet, obrazuya neitronnuyu zvezdu ili chernuyu dyru (v zavisimosti ot massy yadra), a vneshnie sloi razletayutsya, chto vyglyadit kak vzryv sverhnovoi II tipa.

My ne mozhem tochno ukazat' massu odinochnoi zvezdy, kotoraya dolzhna vzorvat'sya kak sverhnovaya vtorogo tipa, tak kak my ne znaem skorosti poteri veshestva massivnymi zvezdami, hotya tochno znaem, chto veshestvo oni teryayut na vsem protyazhenii evolyucii. Priblizitel'naya ocenka massy zvezdy, kotoraya dolzhna vzorvat'sya kak sverhnovaya II tipa: M_*=10±3M_sun.

Na etoi tablice sobrany teoreticheskie svedeniya po evolyucii odinochnyh zvezd v zavisimosti ot massy. Sleduet podcherknut', chto tablica sostavlena bez ucheta poteri massy zvezdami na pozdnih stadiyah evolyucii.

Shema evolyucii odinochnoi zvezdy

malye massy 0.08Msun<M*<0.5Msun umerennye massy 0.5Msun<M*<8Msun massivnye zvezdy 8Msun<M*<60-100Msun   0.5Msun<M*<3Msun 3Msun<M*<8Msun 8Msun<M*<10Msun M*>10Msun gorenie vodoroda v yadre gelievye bel. karliki vyrozhd. He yadro nevyrozhd. He yadro   gelievaya vspyshka   spokoinoe gorenie geliya v yadre CO belyi karlik vyrozhd. CO yadro nevyrozhd. CO yadro   uglerodnaya det. gorenie ugleroda v yadre. CO v Fe gorenie ugleroda v yadre. C v O, Ne, Si, Fe, Ni.. O,Ne,Mg...belyi karlik ili neitronnaya zvezda chernaya dyra

 

Publikacii s klyuchevymi slovami: Sverhnovye - zvezdy - sverhgigant - neitronnye zvezdy - krasnyi gigant - buryi karlik - diagramma Gercshprunga-Ressela - belyi karlik - Evolyuciya zvezd - termoyadernye reakcii - vyrozhdennyi gaz - gidrostaticheskoe ravnovesie - konvekciya - luchistyi perenos - glavnaya posledovatel'nost' - evolyucionnyi trek zvezdy - karliki Publikacii so slovami: Sverhnovye - zvezdy - sverhgigant - neitronnye zvezdy - krasnyi gigant - buryi karlik - diagramma Gercshprunga-Ressela - belyi karlik - Evolyuciya zvezd - termoyadernye reakcii - vyrozhdennyi gaz - gidrostaticheskoe ravnovesie - konvekciya - luchistyi perenos - glavnaya posledovatel'nost' - evolyucionnyi trek zvezdy - karliki

Sm. takzhe: Chernaya dyra razrushaet zvezdu: animaciya NGC 2440: kokon novogo belogo karlika μ Cefeya NGC 1097: spiral'naya galaktika so sverhnovoi Zvezdy, pyl' i tumannost' v NGC 6559 Obrechennaya zvezda η Kilya Pererabotka veshestva v Kassiopee A Vse publikacii na tu zhe temu >>