Физическата природа на звездите. Раждане на звезда

Космос - звезди и планети, галактики и мъглявини - огромен загадъчен свят, който хората от древни времена разбират. Първо, астрологията, а след това и астрономията, се стреми да познава законите на живота в огромните си пространства. Днес можем спокойно да кажем, че знаем много, но впечатляващата част от процесите и явленията има само предполагаемо обяснение. Физическата природа на звездите е един от широко дискутираните въпроси в астрономията. Днес, като цяло, картината е ясна, но има пропуски в познанията ни за небесните тела.

Безброй числа

Всяка звезда е газова топка, която постоянно излъчва светлина. Силите на гравитацията и вътрешното налягане предотвратяват разрушаването му. Физическата природа на звездите е такава, че в нейните черва непрекъснато тече термоядрени реакции. Те престават само на определени етапи от развитието на осветителното тяло, както ще бъде разгледано по-долу.

При добри атмосферни условия и без изкуствено осветление в небето, можете да видите до 3000 хиляди звезди във всяко полукълбо. Това обаче е само малка част от сумата, която запълва космоса. Най-близката звезда за нас е Слънцето. Изучавайки поведението си, учените научават много за осветителните тела като цяло. Най-близката звезда извън слънчевата система е Proxima Centauri. Тя е отделена от нас с приблизително 4.2 светлинни години.

параметри

Науката на звездите знае достатъчно добре днес, за да разбере как основните характеристики влияят на тяхното развитие. Най-важните параметри за всяка светлина са масата и съставът. Те определят продължителността на съществуването, характеристиките на преминаването на различните етапи и всички други характеристики, например спектър, размер, блясък. Обаче поради огромното разстояние, което ни отделя от всички звезди, с изключение на Слънцето, не винаги е възможно да се получат точни данни за тях.

тегло

В съвременните условия повече или по-малко точни данни за масата звезди могат да бъдат получени само ако са партньори на двоична система. Тези изчисления обаче дават достатъчно висока грешка от 20 до 60%. За останалите звезди масата се изчислява индиректно. Той произлиза от различни известни взаимовръзки (например масови яркост).

Физическата природа на звездите с промяната на този параметър остава същата, но много процеси започват да текат в някаква различна равнина. Масата пряко влияе върху топлинния и механичен баланс на цялото космическото тяло. Колкото по-голям е, толкова по-голямо е налягането и температурата на газа в центъра на звездата, както и количеството произведена термоядрена енергия. За поддържане на топлинното равновесие осветителното тяло трябва да излъчва толкова, колкото е образувано във вътрешността му. За това се променя диаметърът на звездата. Подобни промени продължават, докато се установят и двата вида равновесие.

Химичен състав

Основата на звездата е водород и хелий. В допълнение към тях, съставът в различно съотношение включва по-тежки елементи. "Пълен набор" показва възрастта и поколението на осветителното тяло, показва някои от неговите други свойства.

Процентът на по-тежките елементи е изключително малък, но те влияят върху степента на синтез. Забавянето и ускоряването му влияят върху яркостта, цвета и продължителност на живота на осветителното тяло. Познаването на химическия състав на звездата улеснява определянето на времето за формирането му.

Раждане на звезда

Процесът на формиране на звездите не е достатъчно проучен. Пълното разбиране на картината е затруднено от огромни разстояния и невъзможност за директно наблюдение. Днес обаче има общоприето понятие, което описва раждането на звезда. Нека да разгледаме накратко това.

Очевидно осветителните тела са образувани от междузвезден газ, компресирани от действието на собствената си гравитация. В същото време енергията на гравитацията се превръща в топлина - температурата на образувания глобус расте. Този процес е завършен, когато сърцевината се нагрява до няколко милиона Келвин и се задейства образуването на елементи, по-тежки от водорода (нуклеосинтезата). Такава звезда остава доста дълго време, като се захваща за главната последователност на диаграмата Хертспрунг-Ръсел.

Червен гигант

Следващият етап на еволюцията започва след изчерпването на цялото гориво. Целият водород в центъра на звездата се превръща в хелий и изгарянето му продължава във външните черупки на звездата. Космическото тяло започва да се променя. Светлината му се увеличава, външните слоеве се разширяват, докато вътрешните слоеве се компресират, яркостта намалява временно, температурата на повърхността пада. Звездата се спуска от главната последователност и става червен гигант. В това състояние осветителното тяло прекарва много по-малко време в живота си, отколкото в предишния етап.

Невъзвратими промени

Скоро (по космически стандарти) ядрото отново започва да се свива, не може да издържи на собственото си тегло. Повишаването на температурата по този начин стимулира началото на синтеза на хелий от по-тежки елементи. При такова гориво звездата може да оцелее достатъчно дълго. Други събития зависят от първоначалните параметри на осветителното тяло. Масивните звезди преминават през няколко етапа, когато въглеродът първо (образуван от хелий) започва да действа като гориво, а след това силиций (образуван от въглерод). В резултат на обработката на последното се образува желязо. До този момент се появява крайният етап от живота на звездата, когато може да бъде превърнат в неутрон. Въпреки това, повечето от осветителните тела след изгарянето на целия водород в червения гигант се превръщат в бели джуджета.

Не е толкова ново

Трябва да се отбележи, че не всяка ярка звезда, която внезапно пламва в небето, е "новородено". Като правило това е така наречената променлива - осветителното тяло, чиято яркост се променя с течение на времето. Предметите, определени в астрономията като "нова звезда" също не се отнасят до тела, които току-що са се появили. Те се отнасят до катаклизмични променливи, които променят рязко яркостта си. Въпреки това, суперновите в това значително изпреварват: амплитудата на промяната в тях може да бъде до 9 стойности. Обаче и двата типа осветителни тела са тема за отделни статии.

Физическата природа на звездите до голяма степен е разбираема днес, въпреки че няма гаранция, че новите данни няма да опровергаят установените теории. Приетите хипотези и идеи доминират в науката само докато не могат да обяснят наблюдаваните явления. Всяка нова звезда, открита в пространствата на Вселената, разкрива нерешени проблеми астрономията. Съществуващото разбиране за космическите процеси е далеч не е завършено, има доста големи пропуски в него, касаещи например формирането на черни дупки, супернови и т.н. Въпреки това, независимо от състоянието на теорията, небесните тела продължават да ни задоволяват през нощта. По същество ярката звезда няма да престане да бъде красива, ако напълно разберем нейната природа. Или, напротив, спираме да проучваме.