Звёзды рождаются в туманностях - огромных газовых облаках из водорода и плавающей в пространстве пыли. Они могут жить миллионы, даже миллиарды лет. Часто по размеру звезды можно сделать выводы о ее возрасте: мелкие звезды обычно моложе, а крупные ближе к своей гибели, охлаждению или взрыву в стадии сверхновой.
1) Туманность
Облако из газа и пыли разрушается под действием гравитации: нагревается и делится на облака поменьше. Каждое из них образует "протозвезду"
2) Протозвезда
Состоит из плотной газообразной сердцевины, окруженной облаком пыли. Из-за гравитации ее ядро вращается. Образование звезды может растянуться на миллионы лет. Сжатие протозвезды будет продолжаться до тех пор, пока в ее недрах температура не возрастет до миллионов градусов. Тогда в центре облака в полную силу начнут происходить термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Выделяющаяся энергия будет нагревать газ, и его давление остановит сжатие. Это обязательно произойдет, если масса образующейся звезды составляет не меньше 0,07 массы Солнца . Как только «включатся» термоядерные реакции, протозвезда станет молодой звездой
3) Звезда
Вот и родилась звезда. На свечение постепенно тратятся запасы водорода. Увеличиваясь в размерах, она выжигает гелий. Когда исчерпываются запасы водорода, звезда начинает умирать. Ядро тогда превращается в гелиевый шар, и все реакции замедляются. Гелий продолжает ярко светить до тех пор, пока полностью не сожжет сам себя. После этого ядро сжимается. В свою очередь внешние слои расширяются, и звезда превращается в красного гиганта.
4) Красный супергигант
Звезда расширяется и нагревается, образуя тяжелое железное ядро. Когда заканчивается гелий, начинают выгорать углерод и кислород.
Пока водород не закончится, звезда может вырасти до габаритов, в 200 раз превышающих солнечные. Затем она начинает сжигать запасы гелия, и тогда её размер уменьшается до 10-100 солнечных. После этого размер стабилизируется и остается на одной точке до смерти звезды миллиарды лет спустя. Супергиганты перед взрывом сжимаются.
Конвекционные клетки
С их помощью тепло поступает на поверхность - восходящие и нисходящие газовые потоки движутся от ядра к поверхности звезды. Некоторые образованные в сердцевине звезды элементы также переносятся на поверхность.
Горячие точки
Появляются, когда крупные потоки раскаленных газов выходят на поверхность. Видны на поверхности ближайших к Земле красных гигантов.
Пыль
Собирается в верхних слоях атмосферы, а затем рассеиваются звездными ветрами. Пыль распространяется по межзвёздному пространству, где из неё образуются новые поколения звёзд.
Звезды делятся на крупные (масса превышает восемь солнц) и некрупные (масса менне восьми солнц)
Если звезда крупная, то далее она станет:
5) Сверхновая звезда
Взрыв звезды к концу её жизненного цикла - необыкновенное зрелище, когда она вспыхивает и выделяет огромное количество энергии. Этот феномен называют сверхновой звездой, за 10 секунд она высвобождает больше энергии, чем Солнце за всю свою жизнь. После взрыва остаётся большое газообразное облако, которое и светит в галактике на протяжении ещё миллионов лет. Считается, что каждые сто лет в Млечном Пути взрываются две сверхновые.
Угасание звезды
Заканчивающий жизнь звезды-супергиганта взрыв происходит из-за того, что её чрезвычайно тяжёлое железное ядро не способно больше выносить собственного притяжения. Поскольку внутренние реакции больше невозможны, звезда стремительно сжимается, выбрасывая остаточные газы наружу. Последние рассеиваются и светят на протяжении тысячелетий. Выделенные элементы снабжают межзвёздную среду новым материалом, из которого могут рождаться новые поколения звёзд.
Звёздные остатки
После взрыва сверхновой остаётся ряд тяжёлых элементов (углерод, кислород, железо). Из них создаются туманности. Такова, например, Крабовидная туманность, в центре которой находится пульсар. Он вращается со скоростью 33 оборота в секунду и испускает рентгеновские лучи - очень мощный источник радиации.
Крабовидная туманность (М1)
Появилась в результате взрыва суперновой, замеченной в последний раз в Китае в 1054 году. Туманность протяжённостью шесть световых лет в диаметре находится на расстоянии 6 500 световых лет от Земли. Изначально масса породившей туманность звезды составляла примерно 10 солнечных.
6.1) Нейтронная звезда
Если изначально масса звезды равна от 8 до 20 солнц, в итоге образуется нейтронная звезда. Гpaвитaция нa тaкoм oбъeктe в 2 миллиapдa paз cильнee зeмнoй, a мoщнocти xвaтaeт для гpaвитaциoннoгo линзиpoвaния, пoзвoляющeгo учёным paccмoтpeть зaднюю чacть звeзды. Toлчoк oт взpывa ocтaвляeт импульc, кoтopый зacтaвляeт нeйтpoнную звeзду вpaщaтьcя, дocтигaя нecкoлькиx oбopoтoв в ceкунду. Xoтя oни мoгут paзгoнятьcя дo 4З000 paз в минуту.
1 000 000 000 тонн
Столько будет весить чайная ложка нейтронной звезды. Хотя объём равен чайной ложке шоколадной пасты, вес их сильно отличается. Чайная ложка шоколадной пасты, вес их сильно отличается. Чайная ложка шоколадной пасты весит не более 20 грамм, а тот же объём нейтронной звезды будет весить 1 миллиард тонн. Её ядро - компактное и плотное, с интенсивно выраженным гравитационным притяжением.
Пульсары
Впервые пульсары - излучающие радиоволны нейтронные звезды - были обнаружены в 1967 году. Пульсары вращаются 30 раз в секунду и обладают мощными магнитным полем. При вращении они излучают волны с обоих полюсов. Когда пульсар поглощает газ с соседней звезды, на поверхности образуется горячая точка с рентгеновским излучением.
Пожирая газ сверхгиганта
Расположенные в двойной системе пульсары могут оказывать действие, подобное чёрным дырам. Если рядом есть звезда с меньшей массой, то их сила притяжения будет поглощать её газ, разогревая таким образом собственную поверхность. Поэтому пульсары могут стать источником рентгеновского излучения.
6.2) Чёрная дыра
Из плотного ядра звезды с начальной массой более 20 солнц образуется чёрная дыра с высокоинтенсивным гравитационным притяжением.
Мощная гравитация чёрной дыры притягивает абсолютно всё, что оказывается от неё на небольшом расстоянии. Даже свет не может избежать этого притяжения - вот почему чёрные дыры невозможно увидеть в телескоп. Единственный способ их обнаружить - наблюдать за соседними звёздами. Когда звёздные газы быстро поглощаются чёрной дырой, образуется спираль, называемая аккреционным диском. Внутри же газ нагревается до такой степени, что начинает ярко светить.
Аккреционный диск
Это скопление газов, притянутых чёрной дырой от соседних звёзд. Газ начинает вращаться на очень высокой скорости, а в непосредственной близости к чёрной дыре становится источником рентгеновского излучения.
Если звезда некрупная, то она станет:
5) Планетарная туманность
Прожив часть жизни в виде красных гигантов, похожие на Солнце звёзды утрачивают внешние слои и порождают планетарные туманности.
М2-9
В туманности Бабочка две звезды взаимно вращаются относительно друг друга в пределах газового диска, равного 10 орбитам Плутона. Она находится на расстоянии 2100 световых лет от Земли.
IC 418
Горячее и яркое ядро туманности Спирограф возбуждает окружающие атомы и заставляет их светиться. Туманность диаметром 0,3 св. л. расположена на расстоянии 2000 световых лет от Земли.
NGC 7293
Планетарная туманность Хеликс появилась в конце жизни похожей на Солнце звезды. Расположена на расстоянии 630 световых лет от Земли.
MYCN 18
Силуэт туманности Песочные Часы состоит из двух газовых колец. Красный цвет образован азотом, а зелёный - водородом. Эта туманность находится на расстоянии 8 000 световых лет от Земли.
6) Белая карликовая звезда
В середине планетарной туманности живет белый карлик - чрезвычайно горячее (200 000℃) и плотное тело.
Концентрические круги
Многослойная структура вокруг белого карлика образована из газовых кругов. Масса одного белого карлика превышает массу всех планет Солнечной системы вместе взятых.
В 2 раза температура на поверхности белых карликов превышает температуру Солнца. Вот почему они выглядят белыми, хотя их яркость меньше в тысячу раз
Водород
Непрерывно расширяющиеся газовые массы большей частью состоят из водорода. Кроме того, они содержат гелий и, в меньшей степени, кислород, азот, другие вещества.
Плотность белого карлика
Плотность белого карлика в миллион раз выше плотности воды. Другими словами, один кубический метр белого карлика весит миллион тонн. Масса каждой звезды различна и обратно пропорциональна её диаметру. Так масса белой карликовой звезды, диаметром в 100 раз меньше солнечного, превысит солнечную массу в 70 раз.
3 ТОННЫ
Столько весит чайная ложка белого карлика. Хотя по объёму она не больше чайной ложки сметаны, вес их разительно отличается. Чайная ложка сметаны - это всего несколько граммов, в то время как чайная ложка белого карлика - целых 3 тонны. Хотя диаметр белой звезды (15000 км) сравним с Землёй, её масса во многом раз больше.
7) Черная карликовая звезда
Если звезда полностью сгорает, то белый карлик превращается в черного карлика. их в космосе увидеть невозможно.
95 % звёзд заканчивают жизнь в виде белого карлика. Самые крупные звёзды достигают этапа сверхновой звезды и взрываются, освещая целые галактики на многие недели.