Эволюция звезд

Описание: Основные эмпирические знания о свойствах звезд получены из анализа их спектров, которые несут информацию о состоянии внешних слоев звезд. Они позволяют определить химический состав, температуру поверхности, магнитные поля, скорость движения и вращения, расстояние до звезды. Эти данные соотносятся с теоретическими моделями, расчетами.
Цель работы: рассмотреть эволюцию звезд.
Реферат содержит 1 файл: 

КСЕ 1 вар. Эволюция звезд.doc

99.00 Кб | Файл microsoft Word  открыть 
Не получается скачать реферат Эволюция звезд? - Техническая поддержка

КСЕ 1 вар. Эволюция звезд.doc

      Затем в течение длительного периода  две силы уравновешивают друг друга, звезда находится в стабильном состоянии. Когда ядерное горючее ядра понемногу  иссякает, звезда вступает в фазу нестабильности, две силы противоборствуют.

      Для звезды наступает критический момент, в действие вступают самые разные факторы - температура, плотность, химический состав. На первое место выступает масса звезды, именно от нее зависит будущее этого небесного тела - или звезда вспыхнет, как сверхновая, или превратится в белого карлика, нейтронную звезду или в черную дыру.

      В звездах сосредоточена основная масса (98-99%) видимого вещества в известной  нам части Вселенной. Звезды - мощные источники энергии. В частности, жизнь на Земле обязана своим  существованием энергии излучения Солнца.

      Вещество  звезд представляет собой плазму, т.е. находится в ином состоянии, чем вещество в привычных для  нас земных условиях.

      Плазма - это четвертое (наряду с твердым, жидким, газообразным) состояние вещества, представляющее собой ионизированный газ, в котором положительные (ионы) и отрицательные заряды (электроны) в среднем нейтрализуют друг друга.

      В земных условиях плазма встречается  очень редко - в электрических  разрядах в газах, молнии, в процессах  горения и взрыва и др. Около Земли плазма существует в виде солнечного ветра, радиационных поясов, ионосферы и др.

      Зато  во Вселенной в состоянии плазмы находится подавляющая часть  вещества. Кроме звезд, это - межзвездная  среда, галактические туманности и  др. Итак, строго говоря, звезда - это не просто газовый шар, а плазменный шар.

      Звезда - динамическая, направленным образом  изменяющаяся плазменная система. В  ходе жизни звезды ее химический состав и распределение химических элементов  значительно изменяются.

      На  поздних стадиях развития звездное вещество переходит в состояние вырожденного газа (в котором квантово-механическое влияние частиц друг на друга существенным образом сказывается на его физических свойствах - давлении, теплоемкости и др.), а иногда и нейтронного вещества (пульсары - нейтронные звезды, барстеры - источники рентгеновского излучения и др.)

      Высокая светимость звезд, поддерживаемая в  течение длительного времени, свидетельствует  о выделении в них огромных количеств энергии. Современная  физика указывает на два возможных источника энергии - гравитационное сжатие, приводящее к выделению гравитационной энергии, и термоядерные реакции, в результате которых из ядер легких элементов синтезируются ядра более тяжелых элементов, и выделяется большое количество энергии.

      Как показывают расчеты, энергии гравитационного сжатия было бы достаточно для поддержания светимости Солнца в течение всего лишь 30 млн лет. Но из геологических и других данных следует, что светимость Солнца оставалась примерно постоянной в течение миллиардов лет.

      Гравитационное  сжатие может служить источником энергии лишь для очень молодых  звезд. С другой стороны, термоядерные реакции протекают с достаточной  скоростью лишь при температурах, в тысячи раз превышающих температуру  поверхности звезд.

      Так, для Солнца температура, при которой термоядерные реакции могут выделять необходимое количество энергии, составляет, по различным расчетам, от 12 до 15 млн. К. Такая колоссальная температура достигается в результате гравитационного сжатия, которое и «зажигает» термоядерную реакцию. Таким образом, в настоящее время наше Солнце является медленно горящей водородной бомбой. 

      2. Процесс звездообразования 

      Звездообразование - это процесс рождения звезд из межзвездного газа, газопылевых образований, облаков. Процесс звездообразования продолжается непрерывно, он происходит и в настоящее время.

      Для каждого поколения звезд характерны конкретные условия звездообразования. Кроме того, первые поколения звезд образовывались в основном в области галактического центра, во всем его объеме.

      В дальнейшем, в связи с тем, что  межзвездный газ все больше концентрировался в плоскости Галактики, звездообразование  происходило и происходит сейчас в этой галактической плоскости.

      Звезды  образуются не в одиночку, а группами, скоплениями, что является результатом гравитационной конденсации, сжатия (коллапса) громадных объемов межзвездного газа, газопылевых облаков.

      Этот  процесс хорошо описывается теорией. Кроме того, имеются многочисленные наблюдательные данные рождения звезд. Их число особенно увеличилось с возникновением радио- и инфракрасной астрономии, для диапазонов которых газ и пыль прозрачны.

      Звездообразование начинается со сжатия и последующей  фрагментации (под действием гравитационных сил) протяженных холодных облаков  молекулярного межзвездного газа. Масса газа должна быть такой, чтобы действие сил гравитации преобладало над действием сил газового давления. П

      ри  современных температурах межзвездного газа (10-30 К) его минимальная масса, которая может конденсироваться, коллапсировать, составляет не менее тысячи масс нашего Солнца. Каждый из образовавшихся фрагментов может в свою очередь разделяться на отдельные фрагменты (так называемая каскадная фрагментация). Последняя серия фрагментов и представляет собой материал, из которого непосредственно формируются звезды.

      По  мере сжатия в таком фрагменте  постепенно выделяются ядро и оболочка. Ядро - это центральная, более плотная  и компактная часть, достигшая гидростатического  равновесия.

      Оболочка - это внешняя, протяженная, продолжающая коллапсировать часть газопылевого фрагмента. (Из материала оболочки впоследствии при ее преобразовании в газопылевой диск могут образовываться окружающие звезду планеты.)

      Процесс конденсации сопровождается возрастанием магнитного поля, ростом давления газа. Долгое время оболочка остается плотной и непрозрачной, что делает рождающуюся звезду невидимой в оптическом диапазоне. (Зато ее можно зафиксировать средствами радио- и инфракрасной астрономии.)

      Так постепенно формируются протозвезды - грандиозные непрозрачные массы  межзвездного газа со сформировавшимся ядром, в которых гравитация уравновешивается силами внутреннего давления.

      С образованием протозвезды рост массы  ее ядра не прекращается. Масса ядра продолжает увеличиваться, а счет выпадения  газа на ядро из оболочки (аккреция). Силы гравитации растут и разогревают ядро, которое претерпевает качественные изменения, в том числе возрастают его светимость и давление излучения. Затем рост ядра и конденсация газа из оболочки прекращаются.

      Оболочка  постепенно «сдувается» излучением и рассеивается. А ядро со стороны приобретает вид звездного объекта. Этот процесс гравитационного сжатия длится относительно недолго (от сотен тысяч до нескольких десятков млн. лет) и заканчивается тогда, когда температура в центре достигает тех значений (10-15 млн. градусов), при которых включается другой источник энергии - термоядерные реакции.

      Сжатие  при этом прекращается, и процесс  звездообразования завершается: протозвезда  окончательно превращается в звезду.

      Теория  звездообразования не только описывает его общий ход, но и позволяет выделить факторы, которые могут замедлять или стимулировать звездообразование. К замедляющим факторам относятся:

Страницы:    предыдущая   12345   следующая
Поиск по сайту

Предметы