Рождение голубых гигантов: ничего нет более простого, чем звезда. артур стенли эддингтон

      Комментарии к записи Рождение голубых гигантов: ничего нет более простого, чем звезда. артур стенли эддингтон отключены

Рождение голубых гигантов: ничего нет более простого, чем звезда. артур стенли эддингтон

    Тёмное вкрапление в красной туманности («Конская голова») — самая простая подробность во всех аналогичных туманностях. «Конская голова» выглядит чёрной по причине того, что представляет собой плотное облако пыли, расположенное перед яркой туманностью и поглощающее излученный данной туманностью свет. Подобно тучам на отечественном небе, это космическое облако случайно приняло такую причудливую форму.
    В следствии внутренних перемещений вид облака будет изменяться, но это станет заметным лишь через тысячи лет Громадная туманность Ориона (M42,M43) — огромная область звездообразования Туманность Киля (NGC3372, Розетка) появилась в следствии выброса газа и пыли умирающей звездой Эта Киля в течение последних столетий ее жизни Туманность Улитка (NGC 7293) — весьма близкий пример планетарной туманности, появляющейся в конце жизненного пути звезды, аналогичной отечественному Солнцу. Газ, выкинутый в окружающее пространство звездой, напоминает завиток спирали В ходе воссоединения двух протонов один из них преобразовывается в нейтрон и освобождается мало энергии.
    Оказавшийся атом из одного нейтрона и одного протона именуется дейтерием. Дейтерий заглатывает протон и преобразовывается в ядро изотопа гелия (гелий-3). Потом данный изотоп вступает в соединение с таким же ядром и преобразовывается в ядро гелия-4, испуская наряду с этим два протона и излучая главную в протон-протонной цепочке долю энергии

Сейчас мы знаем о звездах значительно больше, чем на данный момент либо Сократ. Но в случае если на данный момент кроме того школьник в общем представляет, что такое звезда, то вопрос «откуда берутся звезды» покрыт мраком. Вправду, откуда?

Эта статья именно о том, как рождаются так именуемые голубые гиганты — массивные звезды, каковые видны на небосклоне невооруженным глазом.

Стройматериал

Юные звезды, другими словами звезды в возрасте от миллиона до нескольких сотен миллионов лет, по большей части складываются из водорода. Водород — самый ходовой стройматериал Вселенной, молекулярный кирпичик, что кладется в фундамент самых разнообразных объектов звездного мира: от межгалактического газа до голубых гигантов. Значит, чтобы обеспечить рождение звезды, необходимо запастись большим числом водорода.

Но как же собрать в одном месте громадную массу этого стройматериала? Откуда он возьмется на бескрайних просторах Вселенной?

Первый этап — межзвездный газ

Пространство между звездами вовсе не безотносительный вакуум, оно заполнено атомами кальция, натрия, кислорода, углерода, сверхсложными молекулами, образующими пылинки, — но большей частью все-таки гелием и водородом. Это так называемый межзвездный газ, что заполняет всю отечественную Галактику. Громаднейшая концентрация газа — около ее плоскости, в весьма узком слое толщиной в 70 световых лет (а диаметр Галактики около 60 тысяч световых лет).

Итак, база для звезды нашлась. В будущем мы будем говорить как раз о отечественной Галактике как о самой близкой и оптимальнее изученной области Вселенной.

Второй этап — тепловая неустойчивость

Каков же механизм превращения газа в звезду? Если бы тут был господин Максвелл, он сообщил бы, что однородный газ будет пребывать в состоянии неустойчивого теплового равновесия, соответственно, в нем неизбежно будут оказаться как плотные области (сгущения), так и более разреженные. Не смотря на то, что область и именуется плотной, это наименование очень условно, потому, что газ в ней не так уж и плотен: практически пара десятков атомов в одном кубическом сантиметре.

Сгущения в газе именуются газовыми тучами, и мы замечаем их как туманности. Газовые тучи двигаются, причем средняя их скорость образовывает 8 км/с, а самые шустрые разгоняются до 80 км/с. И это не опечатка! Огромная масса газа диаметром в пара парсек (1пк = 3,26 св. лет либо 30 тысяч миллиардов километров) мчится по значительно более разреженной среде со скоростью, превышающей скорость отечественных космических судов.

А так как в Галактике довольно много таких туч, то в один красивый момент (в галактических масштабах данный момент продолжается пара тысяч лет) одно газовое облако сталкивается с другим. Появившаяся от этого столкновения ударная волна заставляет газ в столкнувшихся тучах очень сильно уплотниться, давая начало следующему этапу рождения звезды.

Третий этап — магнитное поле

Газовые тучи огромны, но однако их массы не хватает для рождения звезды. Вещества в них столько же, сколько в отечественном Солнце, а необходимо — в пара десятков, сотен раза больше. Что же заставляет межзвездные тучи планировать совместно? Выясняется, эту задачу делают магнитные галактические поля. Магнитное поле отечественной Галактики было открыто в конце сороковых годов прошлого века. Обстоятельство происхождения этого поля до сих пор точно не известна.

Как и положено всякому уважающему себя полю, оно имеет силовые линии, другими словами линии напряженности. Газовые тучи смогут в большинстве случаев двигаться лишь на протяжении этих линий. Чтобы выяснить, как же кучкуются межзвездные тучи, представим себе магнитное поле в виде слабо натянутой простыни.

Вот мы пускаем по данной простыне мелкий мячик от пинг-понга (это отечественное газопылевое облако): под мячиком простыня выясняется прогнутой посильнее, появляется ямка — прогибаются силовые линии. В ямку начинают скатываться другие мячи (облака), делая ее все глубже и глубже. Такое явление именуется неустойчивостью Рэлея-Джинса.

Другими словами достаточно какой-либо начальной неоднородности в магнитном поле, к примеру, влетевшего в эту неоднородность облака — и готово: высоко над (либо под) плоскостью галактики висит мешок с собранным газом — газово-пылевой комплекс.

Четвертый этап — гравитация

Итак, водорода (а также не только его) сейчас в избытке. Потом в воздействие вступают механизмы, обрисованные теорией звездообразования. Базы ее заложил господин Исаак Ньютон, а предстоящее развитие теория взяла трудами японского астрофизика Хаяши. В случае если у нас имеется однородный газ, то в нем неизбежно начинают образовываться сгущения: места, в которых газа больше, чем в других. Но это уже не тепловая неустойчивость, как при с межзвездным газом, а гравитационная.

Под действием гравитации к этим начальным сгусткам устремляются все новые и новые порции газа. Любой сгусток — это будущая звезда. Очень сильно увеличившийся сгусток принимает форму шара, самую устойчивую геометрическую форму.

Газовые слои перемешиваются и уплотняются, в центре шара начинает расти давление. Шар неспешно нагревается, неизменно увеличивая собственную массу, приобретая и приобретая новый стройматериал. На этом этапе протозвезда еще невидима, ее заслоняют собравшиеся около и очень сильно уплотнившиеся тучи. Кстати, рассмотреть такие объекты произошло лишь с возникновением телескопов, трудящихся в инфракрасных диапазонах.

Но кроме сил гравитации сейчас начинают проявляться и другие силы — силы давления газа, каковые стремятся растащить шар в различные стороны. Эта вечная борьба сил центробежных с силами центростремительными сопровождает звезду В течение всего ее существования. В случае если в итоге победят первые, звезда взорвется, и мы заметим вспышку Сверхновой.

В случае если вторые (силы гравитации) — звезда схлопнется сама в себя: покажется таковой таинственный объект, как черная дыра.

Пятый этап — начало термоядерной реакции

Из-за чего звезда светится? Дело в том, что звезда — это, по сути, термоядерный реактор, в котором освобождается энергия, идущая на излучение звезды и удерживающая ее от превращения в черную дыру, от гравитационного коллапса.

Но для начала термоядерной реакции нужна очень высокая температура — 10 миллионов градусов. И лишь по окончании того как протозвезда перейдет на термоядерное горючее, она сможет именоваться юный звездой. Из каких же источников забрать энергию для для того чтобы большого разогрева?

Так как речь заходит о огромной массе газа, в пара десятков раза больше массы отечественного Солнца!

В начале судьбы протозвезды вся масса ее вещества вовлечена в перемещение от центра к поверхности и напротив, а ее температура не превышает еще четырех тысяч градусов. По окончании нескольких сотен тысяч лет сжатия (время от времени меньше) конвекционные потоки слабеют, не заполняют уже всю внутренность протозвезды, а протекают более близко к поверхности. Именно поэтому температура центральной области начинает расти стремительнее и приблизительно через миллион лет по окончании начала сжатия достигает уровня, достаточного для легких термоядерных реакций (превращения ядер лития в бериллий), а после этого и для главного протон-протонного цикла. И это уже самая настоящая юная звезда. (Кстати, время рождения звезды зависит от ее начальной массы — массивные протозвезды проходят этапы стремительнее.)

Детский сад

В пылевом облаке, само собой разумеется, рождается не одна единственная звездочка. Облако огромное, и начальных сгущений в нем в большинстве случаев появляется сходу пара десятков. Исходя из этого на небе появляется красивый объект из десятков близко расположенных звезд, светящих броским и молодым голубым светом.

Самый превосходный пример для того чтобы звездного скопления — Плеяды, маленький островок, «детский сад звезд» в созвездии Тельца. В большие телескопы и по сей день около этих звезд видны остатки неиспользованной пыли. Пример газопылевого комплекса, в котором звезды находятся на завершающей стадии рождения, это туманность Ориона в одноименном созвездии.

Кстати, самые броские звезды созвездия Ориона случились из одного пылевого облака, но из-за вращения отечественной Галактики начали разбегаться и сейчас удалены друг от друга на пара световых лет. В туманности Змееносца звезды лишь появляются на свет. Они скрыты от нас огромными пылевыми тучами, коконами, в центре которых и происходит сжатие протозвезды в звезду.

Само собой разумеется, в процессах рождения звезд остается еще довольно много вопросов, ответы на каковые должны дать следующие поколения исследователей. Надеюсь, эти ответы будут взяты раньше, чем погаснут сверкающие на данный момент на ночном небе звезды.

Термоядерная реакция: превращение водорода в гелий

Самой распространенной реакцией в молодых звездах есть процесс превращения водорода в гелий. Ядро водорода складывается из одной только частицы — протона. Ядро гелия — из двух протонов и двух нейтронов.

Для превращения нужно исполнение нескольких условий.

Во-первых, высокая температура, дабы участвующие в реакции частицы имели возможность соединиться, а не рассеяться из-за сил электрического отталкивания. Во-вторых, должны встретиться четыре протона. В-третьих, за время течения реакции (10−21 сек.) два протона должны успеть превратиться в два нейтрона.

Дабы подвести два протона на расстояние, нужное для их соединения, нужна температура в пара миллиардов градусов. А температура в центре Солнца не превышает 15 миллионов градусов. В соответствии с законам квантовой механики постоянно существует возможность, что два протона смогут прореагировать благодаря явлению туннельного результата.

В случае если представить кулоновский барьер электрических сил в виде непреодолимых гор, окружающих равнину с протоном, то второй протон совсем не обязан разгоняться так, дабы перелететь через эти горы. Он может, с какой-то долей возможности, стуннелировать и сходу появляться в равнине. И для начала наблюдения для того чтобы результата достаточно температуры в 10 миллионов градусов.

В ходе воссоединения двух протонов один из них преобразовывается в нейтрон и освобождается мало энергии (позитрон и нейтрино). Оказавшийся атом из протона и нейтрона именуется дейтерием. Дейтерий жадный элемент — в случае если рядом с ним оказывается стремительный протон, дейтерий заглатывает его и преобразовывается в изотоп гелия-3.

Это происходит за пара секунд. Гелий-3 вступает в соединение с таким же изотопом и преобразовывается в ядро гелия-4, испуская два протона и излучая главную в протон-протонной цепочке долю энергии. Протон-протонные реакции идут в звездах, масса которых меньше полутора весов отечественного Солнца.

У тяжелых звезд преобладают реакции углеродно-кислородно-азотного цикла.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№19, май 2004).

голубые звезды шоу бизнеса


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: