Большинство людей никогда в жизни не видели настоящего звездного неба. Воздушное и особенно световое загрязнение блокируют наш вид на одну из самых красивых достопримечательностей. Но за пределами городов, когда ночью особенно темнеет и небо чистое, мы видим что-то действительно потрясающее. Бесчисленные звезды сияют как крошечные точки света над нами и освещают ночь. Только в нашей галактике они существуют в количествах, которые мы даже не можем себе представить. Без нашей домашней звезды, Солнца, не было бы жизни. Мы бы не существовали. Но откуда на самом деле берутся звезды? Как они формируются? И почему их так много?
Звездные питомники
Звезды образуются в плотных туманоподобных газовых облаках. Примером является туманность Ориона в нашем Млечном Пути. Она состоит в основном из водорода, основного строительного блока всех звезд во Вселенной. Такое газовое облако может иметь диаметр в много световых лет. Практически нет верхнего предела их размерам. Звезды, обычно диаметром "всего" нескольких миллионов километров, кажутся совершенно крошечными по сравнению с ними.
Движущей, всепроникающей силой, ответственной за формирование звезд в таких газовых облаках, является гравитация отдельных частиц газа. Гравитация заставляет частицы притягиваться друг к другу, что в первую очередь удерживает газ вместе. Без гравитации газовые облака со временем разбавятся, и звезды никогда не родятся. Но гравитация, конечно, не единственная сила, работающая в облаке космического газа. Если бы это было так, все газовое облако рушилось бы только в одной точке космоса, и на нашем ночном небе было бы гораздо меньше звезд. Но миллиарды звезд могут образовываться в одном газовом облаке. Итак, какие силы противодействуют тяжести и должны быть сначала преодолены ею?
Физика звездообразования
Первая такая сила - это давление. Газовое облако имеет определенную температуру и, следовательно, силу давления, которая противостоит его гравитационному коллапсу. Температура - это не что иное, как мера средней кинетической энергии частиц в замкнутой системе. Если температура повышается, частицы движутся быстрее, а давление в системе увеличивается. Так же, как давление в закрытом контейнере увеличивается, когда мы наносим на него тепло. При снижении температуры давление соответственно снижается. Поэтому облако должно сначала остыть для гравитации, чтобы преодолеть внутреннее давление и сформировать звезды. Однако, поскольку эта точка не достигается везде в облаке одновременно, происходят локальные накопления газа. Затем эти аккреции плотности оказывают более высокую гравитационную силу на окружающую среду, в результате чего накопления становятся все больше и больше.
Вторая сила, которая должна преодолеть, - это сила вращения. Все газовые облака вращаются. Это приводит к тому, что отдельные частицы газа выталкиваются наружу центробежной силой, тем самым предотвращая сокращение облака. Но у гравитации есть еще один туз в рукаве. Частицы газа в облаке постоянно сталкиваются. Это приводит к потере кинетической, а следовательно, вращательной энергии для нагрева в процессе, называемом трением. Трение особенно выражено в определенных областях в облаке, где температура уже упала, а гравитация стянула частицы газа плотнее. Это уменьшает энергию вращения всего облака и в конечном итоге замедляет его. В районах, где сейчас преобладает гравитация, облако стягивается все плотнее и плотнее, сжимая частицы газа в процессе.
Пусть будет свет
По мере увеличения давления на частицы облака нагреваются. В какой-то момент внутри становится так жарко, что водород начинает сливаться в гелий. Энергия, выделяемая в этом процессе, заставляет звезду сиять. Кроме того, ядерный синтез, то есть синтез атомов водорода с гелием, обеспечивает еще больше тепла и, следовательно, своего рода противодавление. Плотное облако больше не сокращается, а образует стабильную, светящуюся газовую сферу. Рождается звезда.
Чтобы свет сиял так ярко, тьма должна присутствовать.
Фрэнсис Бэкон, 1561
Но звезды редко образуются в одиночку. В одном облаке многие звезды часто создаются одновременно и в непосредственной близости. Затем они начинают притягивать и вращаться друг вокруг друга. Их называют эти двойными, тройными или множественными звездными системами. Большинство звезд во Вселенной принадлежат одной из них. Оказывается, в этих сложных системах образование планет усугубляется, поскольку пыль и другие материалы подвержены сильным гравитационным взаимодействиям звезд и поэтому редко имеют возможность формировать более крупные тела. Поэтому наше Солнце как одна звезда редко встречается и, с его восемью планетами, является чем-то действительно особенным во Вселенной.
А что думаете вы по этому поводу?
Если вам понравилась статья и вы хотите отблагодарить автора, то не забудьте поставить лайк и подписаться на канал.
Может быть интересным:
- Может ли черная дыра засосать Землю
- Вселенная. Происхождение
- Вселенная. Где она заканчивается
- Вселенная. Что быстрее скорости света