§16 «Звёзды. Эволюция звёзд»

 Звезда – это гигантский плазменный шар длительно находящийся в устойчивом состоянии благодаря гидродинамическому и тепловому равновесию.

Тепловое равновесие держится за счёт:

- термоядерных процессов внутри звезды

- отдачи звездой энергии (излучение)

 Гидродинамическое равновесие – это равновесие между силой гравитации и давлением внутри этой среды.

Классификация звёзд основана на:

- температуре

- радиусе

- массе

- светимости

t = 3000 – 4000 K (красные звёзды)

t = 6000 – 7000 K (жёлтые звёзды)

t = 10000 – 12000 K (голубоватые звёзды)

Светимость определяется шкалами звёздных величин.

○ Если две звезды по светимости отличаются в 100 раз, то звёздные величины отличаются на 5 величин.

Полярная звезда – точка отсчёта.

Светимость от –26,7 (Солнце) до +24 (самая слабая звезда)

Спектральные классы (Пикеринг – 1900 г.): O, B, A, F, G, K, M (от горячих к холодным), в каждом классе по 10 подклассов.

○ G₂ – Солнце

Диаграмма Рессел-Герцшпрунг связывает светимость с её спектральным классом. На диаграмме звёзды образуют ярко выраженные полосы (последовательности).

Узкая полоса от левого верхнего до правого нижнего угла получила название главной последовательности.

1– красные гиганты

2 – сверггиганты

3 – белые карлики

Модель эволюции звезды:

1 этап – протозвезда – за счёт случайностей формируется газопылевое облако, за счёт гравитации это облако сжимается и теряет прозрачность, внутри облака температура растёт, растут дробления внутри облака.

2 этап – протозвезда сжимается, и в ней начинаются термоядерные реакции, звезда сжимается всё больше и внутри появляется водород и гелий.

3 этап – после прекращения сжатия звезда приходит на главную последовательность, где может находиться достаточно долго, время нахождения зависит от массы. Светимость и яркость поддерживаются термоядерной реакцией (горение водорода). Чем больше масса, тем быстрее звезда сходит с главной последовательности.

4 этап – звезда уходит с главной последовательности, когда выгорает весь водород превращаясь в гелий. Сила давления внутри ядра не препятствует его сжатию, растёт температура внутри звезды.

В зависимости от массы возможно несколько сценариев развития звезды:

- Солнце (огромная масса) – ядро сжалось, горение началось внутри ядра. Растёт светимость и температура звезды. Она переходит в разряд красных гигантов (через 5 – 8 млрд. лет). Температура достигнет 200 млн. K, гелий превратится в углерод (из 3 атомов He – 1 атом C), такая температура позволит образовываться железу и никелю. Ядро станет маленьким и тяжёлым, начнёт остывать. Т.о. белый карлик со временем становится чёрным карликом (холодной звездой огромной плотности и малых размеров)

- Звезда (10 масс Солнца) – образуются еще более тяжёлые элементы, ядро сжимается и наступает процесс резкого сжатия (коллапс). В итоге получится ядро в диаметре до 10 км, колоссальная энергия, выделяющаяся при сжатии, разогревает оболочку, что влечёт взрыв сверхновой звезды, оболочка разлетается и остаётся ядро. Образуется нейтронная звезда (звезда с высокой плотностью вещества, все частицы которой превращены в нейтроны).

- Звезда (в 10 раз больше массы Солнца) – резкое сжатие звезды приводит к тому, что звезда будет раздавлена своей массой (чёрная дыра – «гравитационная могила»). Силы гравитации настолько велики, что всё, что попадает внутрь вырваться ни при каких условиях не может.