modele stele

Înainte de a începe să înțelegem această întrebare extrem de interesant, este util să se familiarizeze cu modelele de stele. Modelul de stele, în principiu, trebuie să descrie temperatura, presiunea, densitatea, compoziția chimică, starea de materie, în orice punct de stea.
Nu putem viziona steaua „intern“, și, prin urmare, numai calculele bazate pe legile cunoscute fizice care ne permit să înțelegem „comportamentul“ al stelei, fizica ei. Nu vom ști niciodată, cu ce grad de aproximare a modelului corespunde structurii reale a obiectelor cosmice - stele. Dar compararea modelelor cu observații astronomice ajută respingerea corespunzătoare.
Astăzi, pentru a construi modele folosind un PC puternic; munca este dificilă și laborioasă, dar se bazează pe utilizarea unor legi fizice simple, pe care le-am vorbit deja. Noi nu insista pe modele de tehnologie cont,
trece direct la cele mai interesante și importante întrebări despre structura de stele de mase diferite și luminozități. Acesta va fi, de fapt, „reziduu uscat“ mare lucrare, începută în 1921 de Eddington.
Astfel, partea superioară a secvenței principale.
Acolo, după cum ne amintim, sunt situate stelele fierbinți masive. Să luăm, de exemplu, o stea cu o masă de 10 mase solare și luminozitate de 3000 de ori mai mare decât soarele. Calculul oferă următoarele caracteristici ale structurii sale.
In centrul unui astfel de stea este nucleul convectiva a cărui rază este de aproximativ 0,2 din raza totală a stelei. Cauza miezului convectiv este evident: transferul radiativ este deja în imposibilitatea de a face față cu energia de pompare din regiunile centrale ale stelei, și, prin urmare, trebuie să se angajeze mecanism de convecție. Temperatura centrul stelei aproximativ 27 de milioane de grade, iar densitatea este de 26 de ori mai mult decât media. Steaua 90 la suta hidrogen, heliu 9 si 1 la suta din alte elemente. Sunt de acord că o astfel de stea este aranjată pur și simplu suficient, principala sursă de energie cu - N O-ring.
Să vedem acum ce sunt stelele, situate pe partea inferioară a secvenței principale. Ei, desigur, foarte diferit de cazul pe care tocmai l-am considerat. În primul rând, aceste stele (inclusiv Soarele nostru) nu are un miez convectiva, în al doilea rând, principala sursă de energie - reacția în lanț proton-proton. În cele din urmă, în aceste stele au o zonă convectiva externă, care conține aproximativ 10 la sută din masa totală a stelei atunci când greutatea stelei este de 60 la sută din masa soarelui. Zona de convecție se formează datorită stratului de înaltă opacitate care începe la o distanță de 0,65 din raza totală a stelei și se extinde aproape la suprafață.
În centrul de densitatea stea este mai mare decât media de 20 de ori, iar temperatura este în mod natural mai mică decât cea a stelelor mai masive - numai 8,9 milioane de grade. Elemente chimice în acest model sunt distribuite uniform pe tot steaua.
În construcția modelelor solare distribuție inegală a hidrogenului a fost înregistrat la o rază, iar apoi sa dovedit că temperatura din centrul soarelui este de 14,6 milioane de grade, iar densitatea - 134 g / cm3.
Deci, toate modelele noastre de stele cu mult diferite unele de altele. Fiecare stea are structura - cum ar fi nucleul sau zona convectiva exterioare. Și Eddington expresie: „Nu este nimic mai ușor decât o stea“ - nu pare atât de evidentă. Dar până am considerat doar cele mai simple modele de stele. Dificultățile vor continua să crească ca un bulgăre de zăpadă.
Luați în considerare, de exemplu, modelul gigant stele a cărui rază este mai mare de 21 de ori raza soarelui. Lăsați masa gigant de 1,3 mase solare și luminozitatea mai mult de 226 de ori. La calcularea structurii unui astfel de stea a fost descoperit ceva uimitor.
În centrul stelei nu este hidrogen, totul este ars. Există un miez mic, format aproape în întregime din heliu. Raza de ea - doar o miime din raza completă a stelei. Deoarece hidrogenul nu mai există, reacțiile termonucleare nu merg la nucleu, iar temperatura miezului (40 milioane de grade) este constantă. Prin urmare, kernel-ul este numit izotermă.
Cu toate acestea, chiar și 40 de milioane de grade nu sunt suficiente pentru a „foc“ un proces triplu-bine și energia în miez acolo.
În jurul miezului este un înveliș subțire, în care reacția este C - N - O-ciclu. Grosimea învelișului - ușor mai mică decât raza de bază. Următorul este un strat în care energia este transferată prin radiație. grosimea sa este de aproximativ o cincime din raza stelei. O mai multe straturi exterioare sunt gigant convecția turbulente acoperite. Acestea conțin aproximativ 70 la suta din masa intregii stele.
Dar apoi am ajuns la o concluzie surprinzătoare. Un mic nucleu de gigant cantareste aproape o treime din ea. Și o densitate de 3,5 • 105 g / cm3. Cu alte cuvinte, un material de miez linguriță cântărește aproximativ o tonă. Există o întrebare rezonabilă. Este substanța gigant miezului roșu poate fi, de asemenea, considerat un gaz?
Răspunsul la această întrebare este fără echivoc: „Da.“ Dar acest gaz special, luând în calcul toate proprietățile sale, va trebui să vorbim despre cum să construiască un pitic alb - un tip pe scară largă de stele din galaxia noastră. Care sunt principalele caracteristici ale acestora?
Luminozitatea lor este foarte mică: uneori, de mii de ori mai mici decât soarele. În același timp, masa lor este aproximativ egală cu masa soarelui. Dar masa soarelui, aceste stele au o dimensiune comparabilă cu dimensiunea planetei.
Imediat se pune întrebarea cu privire la temperatura din interiorul o astfel de stea. Dacă vom încerca să-l evalueze, conform formulei de milioane de grade, vom obține un rezultat complet absurde și contradictorii. Temperatura va fi egală cu sute de milioane de grade. Aceasta, la rândul său, înseamnă că ar trebui să mergem reacție la temperaturi ridicate, în special, procesul triplu-bine. steluțe ar trebui să dea de pe o cantitate uriașă de energie și strălucire ca balize pe cerul noptii. Dar, de fapt, luminozitatea lor este foarte scăzută. Care-i treaba aici?
Până în prezent, toate operațiile de evaluare „stea“, am folosit doar legea Klaiperon și legea gravitației universale. Ultima excepție nu știe. Apoi, există la concluzia că materialul pitic alb nu este legea gazului ideal și Klaiperon nu funcționează aici. Dar ce este? Poate substanța pitice albe lichid sau solid?
Nu. Densitatea lichidului sau solid nu poate să depășească 20 g / cm3. La această densitate de atomi de substanțe deja extrem de strâns situate unul de altul. Distanța dintre ele de aproximativ 10

Astfel, reacțiile nucleare în procesul de îmbătrânire a Soarelui merge în jurul nucleului. Dar, din cauza degenerării sale, datorită conductivității termice ridicate, energia nu este stocată, este „pompat“ în coajă, și va veni timpul când shell „umfla“ de excesul de energie. Se va dezvolta o procese convective foarte turbulente, mult mai puternic decât Soarele astăzi. Acest proces va dura ceva timp, cateva milioane de ani.
Nu, nu vă faceți griji, pentru că ne amintim că toate aceste calamități sunt susceptibile de a începe în câteva miliarde de ani, atât timp cât dezvoltarea civilizației noastre prin reacțiile de fuziune la soare nu există nici o amenințare directă. Dar cred, ce se va întâmpla cu omenirea chiar și într-o mie de ani, chiar și în timpul soare liniștit, cazul este mult mai complicat decât pentru a prognoza comportamentul luminii într-un cuplu de miliarde de ani. La urma urmei, comportamentul omenirii nu se poate descrie legile fizice precise.
Astfel, Soarele va umfla din nou, fierbe, atât de mult, astfel încât există deja pe planete terestre este lăsat cu greu nimic, dar rocă topită. Sun crește de luminozitate de la această fierbere monstruoasă mai mult de o mie de ori, și chiar și în plus față de acest lucru va fi foarte mare. Pe scurt, pitic nostru galben devine un gigant roșu.
Dimensiunile acestui gigant enorm. Sun poate „umfla“ la orbita lui Mercur sau chiar Pământ. Și apoi gigantul roșu va arunca totul, afară de ceea ce este în inima lui. Acesta este un proces foarte interesant, nu este pe deplin înțeleasă de astrofizica modernă. De ce Steaua „vrea“ pentru a scăpa de excesul de greutate? De ce este ea cu o energie enormă emite o parte din „corpul“ în spațiul?
Aceste procese sunt legate de un dezechilibru. În doar un an, Soarele ar putea pierde o parte o milionime din greutatea sa. Gigant va începe să piardă în greutate. Și pentru zece sau o sută de mii de ani de la ea va fi doar partea centrală - miezul pe care le-am vorbit deja. Gigant ca arunca tot ceea ce sa dovedit a fi inutile în acest stadiu al evoluției stelare.
Se formează o substanță stelare în jurul miezului rămas așa-numita nebuloasa planetara, care dispar treptat, disipa în spațiu. Acest tip de benzi stele, va conduce la faptul că, mai devreme sau mai târziu, soarele va numai locul de miezul heliu - un pitic alb.
Am vorbit deja despre proprietățile nucleului, care este un gaz degenerat. Poate soarta piticei albe este determinată de masa și temperatura. În cazul soarele nostru este o variantă în care pitica albă se va răci doar în jos timp de milioane de ani și transforma într-un „pitic negru“ - o stea rece pic dimensiunea unui glob, care de la un alt sistem planetar și urmăriți ceva imposibil.
Și pitic alb și negru trăiește până la numele său: într-adevăr pitici. Ne amintim că satelitul este una dintre cele mai stralucitoare stea, Sirius, pitica albă. Diametrul de numai 4200 de kilometri sale, mai mică decât diametrul Pământului. El a numit Sirius B. Și exemplul evoluția soarelui, pe care noi acum (într-o formă foarte simplificată) considerată, ne conduce la o problemă mai generală - problema evoluția stelelor, în general.