Киевский клуб любителей астрономии "Астрополис"

astromagazin.net
* *
Ласкаво просимо, Гість. Будь ласка, увійдіть або зареєструйтеся.
25 Червня 2019, 20:30:35

Увійти

google


 Звезды. От рождения до смерти.

В цикле этих статей я постарался собрать интересную (с моей точки зрения) информацию и изложить её понятным и простым языком. Также я хотел бы высветить то, что лично для меня было написано не очень доступно, однако представляет интерес. Получилось ли это у меня - решать вамJ

Рождение.

Как и всякое живое существо, звезда рождается, живет и умирает. С той лишь разницей, что время для неё течет по-другому.

Раньше считалось, что все звезды образовались одновременно и светят до сих пор. Однако с уточнением времени существования Вселенной и уяснения процессов (и скорости их протекания) внутри звезд стало понятно, что так долго не может светить ни одна звезда. Поэтому звезды рождаются и сейчас, прямо в этот момент! Подумать только, где-то далеко зарождается такая же звездная система, как наша!

Однако как это происходит?

Современная астрономия располагает большим количеством аргументов в пользу утверждения, что звезды образуются путем конденсации облаков газово-пылевой межзвездной среды. Обычно плотность межзвездной среды очень низкая - около атома водорода на кубический сантиметр пространства, его температура минус 170 градусов (для сравнения - искусственный вакуум на Земле считается сверхглубоким при давлении на 20 порядков больше). Давайте представим, что атомы расположены идеально равноудалено друг от друга. В такой случае, в отсутствии сил гравитации, такая система будет существовать бесконечно долго без каких-либо изменений. Однако достаточно лишь слегка сместить один элемент - и все хрупкое равновесие будет нарушено. Всего один атом изменил свое расположение - и звезда практически готова начать свой путь.

Так начинается сгущение материи. Чтобы этот процесс происходил под действием собственных гравитационных сил облака, необходимо очень большое количество вещества: для развития неустойчивости требуется по меньшей мере 10000 солнечных масс межзвездного вещества. Вероятно, именно поэтому молодые звезды наблюдаются всегда только группами: они, скорее всего, рождаются вместе. Когда 10000 солнечных масс межзвездного газа и пыли начинают со все возрастающей скоростью сжиматься, образуются отдельные уплотнения, которые дальше сжимаются сами по себе. И каждое такое уплотнение становится отдельной звездой.

В таком сгустке ядро становится все тяжелее и тяжелее, притягивая все больше атомов, причем сила притяжения увеличивается по мере приближения к ядру. Таким образом, ускоряясь вблизи ядра, почти все атомы переходят в молекулярную форму и слегка нагреваются, так как газ в облаке пока что достаточно прозрачен, чтобы не поглощать излучение. Вследствие повышения непрозрачности в центре нашего большого газового шара образуется горячее ядро (радиус которого составляет примерно 1/250 первоначального радиуса шара), окруженное падающим веществом. С ростом температуры возрастает и давление, и в какой-то момент сжатие прекращается. Радиус области уплотнения равен примерно радиусу орбиты Юпитера; в ядре в это время сосредоточено примерно 0,5% массы всего вещества, участвующего в процессе. Далее, ядро нагревается (по оценкам - около 2000 К) и при такой температуре молекулы водорода начинают распадаться на атомы, что позволяет ядру опять продолжить сжатие.

синтез

Так продолжается до тех пор, пока температура не достигает 15-20 миллионов градусов, что запускает протекание термоядерных реакций в ядре. Это устанавливает гидростатическое равновесие (давление излучения противодействует дальнейшему гравитационному сжатию). Звезда начала свой путь.



Однако может возникнуть вопрос - как запускается процесс уплотнения облака? Для самостоятельного уплотнения (вследствие неидеальности расположения атомов) может потребоваться огромный отрезок времени (даже по астрономическим меркам). Поэтому на данный момент существует несколько теорий.

colliding
Облако может столкнуться с другим облаком (либо с галактикой), быстро изменив свою структуру и распределение гравитационных сил внутри него. При таком столкновении по облаку «пробегают» волны сжатия, что позволяет начать рождать звезды. Ещё один сценарий - взрыв близлежащей сверхновой - тогда ударная волна, сталкиваясь на огромной скорости (104 - 5000 км/с [
http://www.astro.princeton.edu/~burrows/classes/541/blastwavesChisari.pdf] может запустить процесс звездообразования. Также существует теория, что ближайшие молодые звезды, которые только-только начали светить, также стимулируют начало сгущения. В целом можно сказать, что любые гравитационные возмущения могут запустить процесс (интересный факт - гравитация - самая слабая сила взаимодействия).

Как только звезда начала светить, предполагается, что к этому моменту практически вся более-менее плотная пыль уже упала. Однако звезду все ещё окружает туманность. Достаточно быстро вокруг звезды образуется «пузырь», вследствие действия звездного ветра и излучения (излучение и ветер создают давления, которые разгоняют пыль). Эти данные были получены учеными с американских космических аппаратов 
Voyager (1-й и 2-й) касательно нашего Солнца, однако есть все основания полагать, что у большинства звезд эта граница располагается примерно на 0,5 световых года.


Снимок телескопа Hubble: звезда LL Ориона и ударная волна, образованная при взаимодействии её солнечного ветра с веществом туманности Ориона. Расстояние от звезды до этой границы - около половины светового года. Примерно также выглядит из межзвёздных далей внешняя граница Солнечной системы (фото NASA, Hubble Heritage Team/STScI/AURA).