Виртуальная экскурсия "Эволюция звёзд"

Материал из ЗапоВики

Перейти к: навигация, поиск


Виртуальная экскурсия «Эволюция звёзд»

Астрономия 11 класс


Человек с рождения всматривается в звёздное небо. Его интересует вопрос как рождаются, живут и умирают звёзды? Мы попытаемся дать ответ на этот вопрос проведя краткую экскурсию на звёздном локомотиве.Мы сейчас находимся в начале пути – эволюции звёзд.
Начальная станция с которой происходит первоначальное движение в жизни звёзд называется рождение звёзд.

TumPL.jpg

Начальная станция (Звёздный локомотив выходит из депо): Эволюция звезды начинается в гигантском молекулярном облаке, также называемым звёздной колыбелью. Пока облако свободно вращается вокруг центра родной галактики, то ничего не происходит. Но стоит возникнуть внешнему возмущению, слегка уменьшившему размер облака, то наступает гравитационный коллапс.
Фотоальбом

Посмотреть видео "Рождение звезды"

Экскурсия в планетарий

Остановка локомотива №1

Молодые звёзды
Galaxy.jpg


Если рождение звёзд можно описать единым образом, то дальнейший путь развития звезды почти полностью зависит от массы, и лишь в самом конце может сыграть свою роль химический состав. А теперь, как бывает на стрелках железной дороги, нам придется двигаться по разным направлениям. В нашем случае наше движение эволюции звёзд зависит от массы звезды.

Первое ветвление

Молодые звёзды малой массы (до трёх масс Солнца)


Находящиеся на подходе к главной последовательности, полностью конвективные. Это ещё по сути протозвёзды, в центре которых только-только начинаются ядерные реакции, и всё излучение происходит в основном из-за гравитационного сжатия

Молодые звёзды промежуточной массы (от 2 до 8 массы Солнца)

Kачественно эволюционируют точно так же, как и их меньшие сестры, за тем исключением, что в них нет конвективных зон вплоть до главной последовательности.

Молодые звёзды с массой больше 8 солнечных масс

На самом деле это уже нормальные звёзды У данных звёзд истечение массы и светимость настолько велики, что не просто останавливают коллапсирование оставшихся внешних областей, но толкает их обратно.



Остановка №2

Середина жизненного цикла звезды

Tum.jpg

Среди сформировавшихся звёзд встречается огромное многообразие цветов и размеров. По спектральному классу они варьируются от горячих голубых до холодных красных, по массе — от 0,0767 до более чем 200 солнечных масс .Светимость и цвет звезды зависит от температуры её поверхности, которая, в свою очередь, определяется массой. Все новые звёзды «занимают своё место» на главной последовательности согласно своему химическому составу и массе. Маленькие, холодные красные карлики медленно сжигают запасы водорода и остаются на главной последовательности сотни миллиардов лет, в то время как массивные сверхгиганты уйдут с главной последовательности уже через несколько миллионов лет после формирования.



Остановка №3

Зрелость.
Redgiant.gif

По прошествии от миллиона до нескольких десятков миллиардов лет (в зависимости от начальной массы) звезда истощает водородные ресурсы ядра. В больших и горячих звёздах это происходит гораздо быстрее, чем в маленьких и более холодных. Истощение запаса водорода приводит к остановке термоядерных реакций. Очень горячее ядро становится причиной чудовищного расширения звезды. Её размер увеличивается приблизительно в 100 раз. Таким образом звезда становится красным гигантом, и фаза горения гелия продолжается около нескольких миллионов лет. Практически все красные гиганты являются переменными звёздами.
Красный гигант

И вновь у нас ветвление. Гибель звезды зависит от её массы.



Остановка №4

И вновь у нас ветвление. И снова гибель звезды зависит от её массы.

Первое ветвление

Звёзды малой массы (0,5 масс Солнца)
Kor.jpg

К таким звёздам относятся красные карлики (такие как Проксима Центавра), срок пребывания которых на главной последовательности составляет от десятков миллиардов до десятков триллионов лет. После прекращения в их ядре термоядерных реакций, они, постепенно остывая, будут продолжать слабо излучать в инфракрасном и микроволновом диапазонах электромагнитного спектра.


Второе ветвление

Звёзды малой массы (до трёх масс Солнца)
При достижении звездой средней величины (от 0,4 до 3,4 солнечных масс) фазы красного гиганта, её внешние слои продолжают расширяться, ядро сжиматься, и начинаются реакции синтеза углерода из гелия..
Для звезды по размеру схожей с Солнцем, этот процесс может занять около миллиарда лет. Изменения в величине испускаемой энергии заставляют звезду пройти через периоды нестабильности, включающие в себя перемены в размере, температуре поверхности и выпуске энергии. Образуются планетарные туманности.


Фотоальбом

Белый карлик.jpg

Конечной остановкой для звёзд данной массы есть белый карлик.


Третье ветвление

Массивные звёзды

Tum1.jpg

После того, как внешние слои звезды, с массой большей чем пять солнечных, разлетелись образовав красный сверхгигант, ядро вследствие сил гравитации начинает сжиматься. По мере сжатия увеличиваются температура и плотность, и начинается новая последовательность термоядерных реакций. В таких реакциях синтезируются тяжёлые элементы, что временно сдерживает коллапс ядра. То что происходит в дальнейшем, не до конца ясно. Но что бы это ни было, это в считанные секунды приводит к взрыву сверхновой звезды невероятной силы.
Фотоальбом

В некоторых сверхновых сильная гравитация в недрах сверхгиганта заставляет электроны упасть на атомное ядро, где они, сливаясь с протонами, образуют нейтроны. Электромагнитные силы, разделяющие близлежащие ядра, исчезают. Ядро звезды теперь представляет собой плотный шар из атомных ядер и отдельных нейтронов. Образуются нейтронные звёзды очень маленького диаметра и с большой частотой вращения
Nejtron.png
Фотоальбом

Если звезда обладает достаточно большой массой, то коллапс звезды продолжится и сами нейтроны начнут обрушиваться внутрь, пока её радиус не станет меньше Шварцшильдовского. После этого звезда становится чёрной дырой.
Bh.jpg


Фотоальбом

Вот и закончилась наша экскурсия.Хочется закончить её словами Владимира Маяковского:

Если звёзды зажигаются,

Значит это кому-то нужно.

Личные инструменты
правила на Заповики
Сайт кафедры ИИТО
переход на сайт центра
 
Наша награда.