Как се формират звезди и защо те грее

Както и в астрономията като стандартите са звездата, разбира се, най-малко за кратко, да живеят по своя характер и еволюция. За да се отговори на въпроса за истинската природа на звездите е възможно само в средата на 19 век, когато те са определени разстояния до най-близките звезди. Разстояния до тях бяха невъобразимо огромните - стотици хиляди пъти повече, отколкото преди слънцето. Според Закона за обратните квадрати, така че на такива интервали, може да се види блестяща точка на източниците на светлина за емисии, трябва да излъчва енергия, сравнима с тази на радиация на слънцето! За да се разбере, че звездите - това е слънцето, и слънцето - един обикновен звезда, като го взе няколко хиляди години на човечеството.

Той звезди са основните обекти на видимата част на Вселената. Световни звезди са изключително разнообразни и, съответно, тяхното естество - както добре. Ние ще се съсредоточи само върху два въпроса относно тяхното естество, - произход и енергия.

Според съвременните концепции звезди се раждат от газ и прах, дифузна среда в резултат на гравитационното сгъстяване на облака под собствената си гравитация. Гравитационното свиване започва в най-гъсто населените региони на междузвездното пространство. Интерстелар среда се състои по същество от газ (водород и хелий) и прах - на твърди минерални частици. Прах от теглото на 5-10% от общото тегло на облака. Английски астроном Й. дънки в началото на ХХ век показа, че безкрайна еднородна среда е нестабилна. Спонтанно възникна в компресия й в голям мащаб ще продължи в резултат на гравитацията (гравитационно нестабилност). Минималният размер на региона, което започва с вълни на компресия, наречена дълги дънки. Дънки основа на равенството на налягане, причинено от тежестта на една страна (насочено навътре) и, от друга, - нагретия газ (извън) показват, че критичната dlinalravna:

L = [R'T / (G'm'r)] 0.5. където (1)

R - константа газ,

Т - ефективното температурата в градуси по Келвин,

G -gravitatsionnaya константа

m - средно молекулно тегло на облак от частици газ

R - средната плътност на облаците.

Така облачна маса М означава:

М = 5'10 -11'Mc "[T 3 / R] 0.5, където (2)

Mc - маса на слънцето.

Формули 1 и 2 са така наречените дънки нестабилност критерий [3]. Както може да се види от тях, нестабилността на средата зависи от температурата и плътността на облака. молекулни облаци междузвезден температура среда е от 10 до 30K, и концентрацията на частици 10 около 8 m -3. С тези параметри, полето може да се компресира, ако теглото им над хиляда слънца. Но звезди с маси не. Факт е, че когато сгъстен облака увеличава неговата концентрация и плътност и температурата остава непроменена. Защо? След компресията е освободен огромен потенциал енергия. Но в началния етап, не е нагряваща среда, и да го оставя във формата на инфрачервени лъчи. Изотермична компресия намалява критичните дънки дължина на вълната. Това поражда гравитационно нестабилност в по-малък мащаб, което е, има фрагментация на облака на по-малки части, които, от своя страна, също ще бъдат фрагментирани. В резултат на това е налице процес каскада на раздробяване. Това ще продължи, докато плътността на средата в облака достига точката, където средата става непрозрачен за радиация. В този случай облака и акумулира енергия загрява газа. В дълбините на облаците има постоянно Prestar тяло - една протозвезда. Налягането на газа е достатъчно, за да издържат на силите на гравитацията. Компресиране на централната кондензация престава и основната динамичен процес става натрупване (загуба) на газ на ядрото на обвивката развита. масата на ядрото расте и расте още по-бързо ядро ​​осветеност. Ядрото е заобиколен от силна непрозрачен за видима радиация облицовка който превръща видима светлина в инфрачервени нагрява ядро. Такива обекти се наричат ​​"звезди пашкул", те се регистрират в инфрачервените и радиовълни.

Какво се случва с "пашкул звездите"? С увеличаване на масата поради натрупване и съответно увеличава радиация силата и радиация налягане. Той спира натрупването на и надува черупката. На небце има ярък млада звезда. В момента на прекратяване на натрупване лек натиск базирана на силата на гравитацията, т.е.. Д. вещество Star (плазмен газ) е механично и термично равновесие. Изхождайки от този факт, можем да прогнозираме максималната интензивност на светене на млад zvezdyLE. За първи път го направих A.Eddington. Той показа, че максималната интензивност на светене

LE = 4p's'G'M / к, (3)

gdec- скоростта на светлината,

G - гравитацията константа,

М - масата на звездата

К - коефициент на абсорбция на единица тегло. Основният принос го прави разсейване от свободни електрони.

Резервните светимост звезди е бил равен на около 3 000 000 светимостта слънце, и максималното тегло - около 100 слънца. При висока светимост на звездата излиза от механично равновесие, тъй като налягането на леки паузи "екстра" на теглото. Теоретичните изчисления са съгласни с наблюдения. Интересното е, че силите на радиация налягане действат предимно на електроните като силата на гравитацията - от протони. Но тъй като между протони и електрони са силно привлечени (Кулон), цялата плазмата остава неутрална. Помпане ядро ​​гореща радиация обвивка е толкова силна, че генерира ударна вълна - сгъстен плазма се разпространява при висока скорост в мъглявина газ прах. Пътуване вълна може да доведе до нова мъглявина кондензация - огнища на бъдещите звезди. По това време, има качествена промяна в източниците на енергия. Преди това, енергията на протозвездата е генерирана чрез компресиране облаците - това е, поради потенциалната енергия. Когато температурата на ядрото се повишава до няколко милиона градуса, а след това я запали термоядрена реакция, протичаща с освобождаването на енергия. Това се превръща в основен източник. Той термоядрени реакции са енергийният източник на абсолютно мнозинство на звездите. Важно е, че енергията на термоядрения синтез запаси стотици пъти по-голям от потенциала и по този начин звездата ще блесне със същия капацитет в стотици пъти по-дълго. Животът на звездите зависи от първоначалното им маса. Най-масовата "изгори" за няколко милиона години, и звездите с маса близка до Слънцето - "на живо" на около 10 милиарда години.

Ще подчертая, че една и съща звезда по време на своето съществуване, претърпява радикални качествени изменения. Опишете физиката и еволюцията на звездите, ние няма. Съсредоточете се само върху термоядрените реакции, които се провеждат в звезди като нашето слънце.

Изчисленията показват, че температурата в интериора на звезди, като Слънцето надхвърля 10 000 000 Х, плътност - около 1.5 х 10 5 кг / м 3 и налягане - стотици милиони атмосфери. Веществото е смес от голи ядра и свободни електрони, и техния размер в сравнение с атомите, е по-малко от сто хиляди пъти. Ето защо, независимо от такива екзотични параметри на веществото, това е идеален газ [4]!

Според настоящите изглед, се основават на теоретични изчисления и резултатите от наблюденията на слънчевата енергия и абсолютно мнозинство от звезди са термоядрен взаимодействие на водород в хелий. С оглед на сложността на изчисленията, можем да си представим само схемата на ядрени реакции и точно ги опиша. Реакция на водород в хелий може да възникне по два начина: като резултат от протон-протон (РР) и въглерод-азот (CN-) цикли. Последователностите на два цикъла на реакциите, показани в Таблица 1 по-долу, които се вземат от [4].

Реакционната хелий синтез

Таблица 1 показва освободената енергия и средното време за реакция, което показва колко дълго да чакат, за да се осъществи тази реакция. Както показва таблицата, скоростта на реакциите стр цикъл определя първата реакция, и CN-цикъл - четвъртият. В CN цикъл, въглерод и азот се използват като катализатори в реакции на водород в хелий. В слънчевата вътрешността дава основен принос за реакцията на протон-протон, CN реакция става преобладава при по-високи температури, отколкото в основата на слънцето (когато повече от 000 Х 15000). Според известната формула на Айнщайн, ние можем да се определя масата, която се превръща в енергия.

Е = Dm'c 2. (4)

Dm - т.нар маса дефектът е равна на масата разликата между масата на четири протони и едно ядро ​​от хелий,

C - скоростта на светлината.

Звезди от различни спектрални типове и класове светимост имат различна структура. В допълнение, на звездата за съществуването на промяна на вътрешната структура.