Эволюция звезд описывает изменения происходящие со звездой в течении времени.
Человеку на протяжении его жизни может показаться, что звезды не изменяются, но если бы проследить за ними на протяжении более длительного временного интервала в несколько миллиардов лет, то мы увидим, что звезды рождаются, стареют и умирают. На эволюцию звезды в основном влияет ее масса, которую она имела, когда стала звездой главной последовательности. Звезды главной последовательности – это звезды которые вырабатывают основную часть энергии за счет синтеза гелия из водорода.
Жизнь звезды
Рождение звезды происходить того, что холодные, плотные газовые облака под действием гравитации коллапсируют. При сжатии этих облаков, уже внутри них происходит разделение на более мелкие области уплотнения, которые самостоятельно продолжают сжиматься, создавая ядра звезд. Скорость вращения и температура этих протозвезды вращаются быстрее, из-за продолжающегося уплотнения ядра. Одновременно возникает и протопланетный диск, который послужит исходным материалом для образования планет.
Температура внутри сжимающейся протозвезды продолжает расти и достигает точки возникновения термоядерной реакции. С этого момента звезда начинает «сжигать» водород, преобразуя его в гелий. Большую часть своей жизни звезда будет находится в главной последовательности, синтезируя гелий из водорода.
По мере уменьшения, происходящего из-за синтеза гелия, количества водорода в ядре звезды, уменьшается и производимая энергия, ядро начинает под действием гравитации сжиматься. Это сжатие зажигает водородную оболочку, светящуюся вокруг инертного ядра. А ядро из гелия продолжает сжиматься и температура в ядре продолжает расти, и это ведет к дальнейшему увеличению производимой энергии в водородной оболочке. Оболочка звезды расширяется и звезда превращается в красного гиганта.
Со временем температура в ядре достигает величины при которой начинается реакция синтеза углерода из гелия. При массе звезды меньше 2,2 массы Солнца, реакция «сжигания» гелия начинается быстро и во всем ядре. У звезд с большей массой процесс синтеза углерода в ядре происходит постепеннее. Одновременно с этим, звезда продолжает синтезировать гелий из водорода в своей оболочке.
Гелий для производства углерода, расходуется гораздо быстрее, чем расходовался водород на производство гелия. После того как гелий в ядре израсходуется, инертное уже углеродное ядро продолжит сжатие и температура будет снова расти. Это запустит реакцию синтеза углерода из гелия в прилегающей к ядру оболочке, а в более высокой оболочке, будет синтезироваться гелий из водорода. Дальнейшее развитие звезды зависит от ее массы.
Для звезд массой меньше 8 масс Солнца
Инертное ядро из углерода у такой звезды продолжит сжиматься, но температура в нем не сможет достичь уровня, чтобы начать синтез неона из углерода. У звезд асимптотической ветви развития, наблюдается еще и термическая нестабильность в оболочках из-за наличия двух оболочек одной сжигающей водород, а другой сжигающей гелий, и горение в них происходит в противофазе.
Ядро у такой звезды будет продолжать сжиматься, пока гравитационное сжатие не уравновесится давлением электрического поля электронов. На этом процесс сжатия останавливается и из ядра формируется белый карлик. Тепловые импульсы приводят к расширению внешних оболочек и уносу массы оболочек в космос. В результате внешние слои звезды уносятся от звезды, создав планетарную туманность.
Звезды с массой более 8 солнечных
У таких звезд в процессе сжатия ядро может разогреться до температур, когда может инициироваться реакция слияния ядер углерода, до неона. Этот чередующийся процесс, когда выгорает один элемент, ядро из нового элемента сжимается и зажигает новый процесс синтеза, создавая все более тяжелые элементы в ядре, пока не будет синтезировано ядро из железа.
Дальнейший синтез более тяжелых элементов в ядре звезды становится невозможным. Это связано с тем, что при сжигании железа энергия не выделяется, а потребляется. Звезда остается без топлива и она начинает проваливаться под действием силы тяжести.
Дальнейшая судьба звезды уже зависит от массы ядра. Если масса ядра меньше трех масс Солнца, то возникнет нейтронная звезда. Процесс сжатия будет таким сильным, что будет преодолено сопротивление электронных оболочек атомов и электроны будут вжаты в протоны, превращаясь в нейтроны. Процесс сжатия будет остановлен давлением нейтронов. Нейтроны не сжимаемы и плотно упакованы в ядре. На этом коллапс ядра будет остановлен. Возникнет ударная волна, как только процесс сжатия прекратится. Ударная волна распространяясь через внешние слои, разрывает их. В результате взрыва вспыхивает сверхновая, а центре остается сколлапсировавшая нейтронная звезда.
Если масса ядра составляет более трех масс Солнца, то будет не достаточно даже сопротивления нейтронов, чтобы остановить дальнейшее гравитационное сжатие, и коллапс продолжится пока не возникнет черная дыра.
Оболочка звезды, выбрасывается в межзвездную среду, обогащая ее всем разнообразием элементов, которые синтезировались как за время жизни звезды так и во время взрыва.
Если материал понравился, то нажимайте палец вверх и подписывайтесь. Ниже есть ссылка на предыдущую статью.
Предыдущая статья ---> Эволюция галактик