0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как умирает звезда

Как умирает звезда

КАК УМИРАЮТ ЗВЁЗДЫ

Нам плевать из космоса на взрывы всех сверхновых —
На Земле бывало веселей!

Меня оледенила жалость!
Над
потемневшею листвой
звезда-гигант внезапно сжалась
и стала карлицей-звездой.
Она сжимается и стынет
и уплывает
в те миры,
где грустно носятся в пустыне,
как луны,
мёртвые шары.

Когда термоядерное топливо истощается, недра звезды начинают охлаждаться и не могут противостоять гравитационному сжатию. Звезда коллапсирует, т.е. её вещество падает внутрь. При этом иногда наблюдаются вспышка сверхновой звезды или другие бурные явления. Сверхновая звезда может засиять ярче миллиардов обычных звёзд и выделить примерно столько же световой энергии, сколько наше Солнце выделяет за миллиард лет. Кинетическая энергия разлетающегося вещества может превосходить энергию света в 10 раз. Ещё в 10 раз больше энергии может унести нейтрино [Бете, Браун, 1985].

За последнее тысячелетие в Нашей Галактике вспыхнули только пять сверхновых (1006, 1054, 1181, 1572, 1604) [Природа, 1985, N10; др.]. По крайней мере, столько их отмечено в письменных источниках (ещё какие-то могли быть не отмечены или взорваться за густыми газопылевыми облаками). Но сейчас астрономам каждый год удаётся наблюдать до 10 вспышек сверхновых в других галактиках. Тем не менее, такие вспышки — это всё равно редкое явление. Чаще внешние оболочки звезды сбрасываются без столь мощного взрыва. Или звезда «умирает» ещё спокойнее. Итак, возможны несколько сценариев звёздного коллапса. Рассмотрим их по отдельности.

ТИХОЕ УГАСАНИЕ свойственно звёздам с массой менее 0,8 солнечной. Тихо угасают карликовые звёзды (все красные и коричневые карлики, а также, наверное, часть оранжевых карликов). Они превращаются в «прохладные» гелиево-водородные шары вроде Юпитера, но всё-таки во много раз больше его (в чёрные карлики). Разумеется, этот процесс происходит очень медленно, так как звезда после исчерпания термоядерного топлива ещё очень долго светит за счёт постепенного гравитационного сжатия. Наша область Вселенной столь молода, что, наверное, тихо угасших звёзд пока ещё нет.

КОЛЛАПС С ОБРАЗОВАНИЕМ БЕЛОГО КАРЛИКА характерен для звёзд с массой от 0,8 до 8 солнечных [Соукер, 1992]. «Выгоревшие» звёзды сбрасывают свою оболочку, из которой образуется планетарная туманность из пыли и газа. Это происходит следующим образом. Пока в ядре «горел» гелий, который превращался в углерод, высокая температура ядра (т.е. большая скорость частиц) препятствовала гравитационному сжатию ядра. Когда гелий в ядре закончился, остывающее углеродное ядро стало постепенно сжиматься, увлекая за собой внутрь звезды гелий (а также водород) из наружных слоёв. Тогда этот новый гелий «загорелся» в оболочке, и оболочка стала с огромной скоростью расширяться. Оказалось, что сравнительно «лёгкая» звезда не может удержать разлетающуюся оболочку, и она превращается в так называемую планетарную туманность. Раньше считали, что из таких туманностей образуются планеты. Оказалось, что это не так: подобные туманности расширяются и рассеиваются в пространстве, но название сохранилось. Скорость расширения планетарных туманностей составляет от 5 до 100 км/с, а в среднем — 20 км/с [Соукер, 1992]. Ядро звезды продолжает сжиматься, т.е. коллапсирует с образованием бело-голубого карлика, который после некоторого остывания становится белым карликом. Молодые белые карлики скрыты в пылевом коконе, который ещё не успел превратиться в хорошо заметную планетарную туманность. Вспышки сверхновой при таком коллапсе не происходит, и этот сценарий окончания активной жизни звезды очень распространён. Белые карлики описаны выше, и можно только напомнить, что по объёму они соразмерны нашей планете, что атомы в них укомплектованы максимально плотно, что вещество сжато до плотностей в полтора миллиарда раз больше, чем у воды, и что в относительно стабильном состоянии эти звёзды удерживаются за счёт отталкивания тесно прижатых друг к другу электронов.

Если звезда изначально была чуть массивней, то термоядерная реакция заканчивается не на стадии горения гелия, а чуть позже (например, на стадии горения углерода), но это не принципиально меняет судьбу звезды.

Белые карлики «тлеют» неопределённо долгое время и светятся за счёт очень медленного гравитационного сжатия. Но в некоторых особых случаях они быстро коллапсируют и взрываются с полным разрушением.

КОЛЛАПС БЕЛОГО КАРЛИКА С ПОЛНЫМ РАЗРУШЕНИЕМ ЗВЕЗДЫ (ВЗРЫВ СВЕРХНОВОЙ I ТИПА) бывает в том случае, если белый карлик перетянет со спутника вещество до критической массы, составляющей 1,44 солнечной. Эта масса называется чандрасекаровской по имени индийского математика Субраманьяна Чандрасекара, вычислившего её и открывшего возможность коллапса. При такой массе взаимное отталкивание электронов уже не может препятствовать гравитации. Это приводит к внезапному падению вещества внуть звезды, к резкому сжатию звезды и увеличению температуры, «вспыхиванию» углерода в центре звезды и его «сгоранию» в идущей наружу волне. И хотя термоядерное «горение» углерода не совсем взрывное (не детонация, а дефлаграция, т.е. дозвуковое «горение»), звезда полностью разрушается и её остатки разлетаются во все стороны со скоростью 10000 км/с [Бете, Браун, 1985; Сьюард и др., 1985]. Этот механизм изучен в 1960 г. Хойлом и Фаулером и носит название взрыва сверхновой звезды I типа.

Все взрывы звёзд этого типа в первом приближении одинаковы: три недели светимость растёт, а потом постепенно падает в течение 6 месяцев или чуть более долгого времени [Бете, Браун, 1985]. Поэтому по вспышкам сверхновых I типа можно определять расстояния до других галактик, т.к. такие вспышки видны издалека, а их истинную яркость мы знаем. Недавно, однако, выяснилось, что эти сверхновые взрываются несимметрично (хотя бы потому, что у них есть близкий спутник), и их яркость на 10% зависит от того, с какой стороны видеть вспышку [Сверхновые типа Ia взрываются несимметрично, 2004]. Для определения расстояний лучше измерять блеск этих сверхновых не в момент максимума яркости, а через одну-две недели спустя, когда видимая поверхность оболочки становится почти сферической.

Возможность наблюдать очень далёкие сверхновые I типа помогает изучать скорость расширения Вселенной в разные эпохи (светимость звезды говорит о расстоянии до неё и времени события, а цвет — о скорости её удаления). Так было открыто замедление расширения Вселенной в первые 8,7 млрд. лет и ускорение этого расширения в последние 5 млрд. лет, т.е. «Второй Большой взрыв» (см. ниже) [Далёкие сверхновые и «тёмная материя», 2004].

КОЛЛАПС С ОБРАЗОВАНИЕМ НЕЙТРОННОЙ ЗВЕЗДЫ присущ звёздам, которые более чем в 8 раз массивнее Солнца [Соукер, 1992]. На заключительной стадии их развития внутри кремниевой оболочки начинает формироваться железное ядро. Такое ядро вырастает за сутки и коллапсирует менее, чем за 1 секунду, как только достигнет чандрасекаровского предела. Для ядра этот предел составляет от 1,2 до 1,5 массы Солнца. Вещество падает внутрь звезды, причём отталкивание электронов не может остановить падения. Вещество продолжает разгоняться, падать и сжиматься до тех пор, пока не начинает сказываться отталкивание между нуклонами атомного ядра (протонами, нейтронами). Строго говоря, сжатие происходит даже более этого предела: падающее вещество по инерции превосходит точку равновесия из-за упругости нуклонов на 50% («максимальное стискивание»). После этого «сжатый резиновый мяч отдаёт назад», и ударная волна выходит во внешние слои звезды со скоростью от 30000 до 50000 км/с. Внешние части звезды разлетаются во все стороны, а в центре взорвавшейся области остаётся компактная нейтронная звезда [Бете, Браун, 1985; Сьюард и др., 1985]. Это явление называется взрывом сверхновой II типа. Взрывы эти различны по мощности и другим параметрам, т.к. взрываются звёзды различной массы и различного химического состава [разные источники]. Есть указание, что при взрыве II типа энергии выделяется не больше, чем при взрыве I типа, т.к. часть энергии поглощается оболочкой [Сьюард и др., 1985], но, может быть, это устаревшие сведения.

Читать еще:  Что не любят кошки

В описанном сценарии имеется ряд неясностей. В ходе астрономических наблюдений установлено, что массивные звёзды действительно взрываются, в результате чего образуются расширяющиеся туманности, а в центре остаётся быстро вращающаяся нейтронная звезда, излучающая регулярные импульсы радиоволн (пульсар). Но теория показывает, что идущая наружу ударная волна должна расщеплять атомы на нуклоны (протоны, нейтроны). На это должна тратиться энергия, в результате чего ударная волна должна погаснуть. Но почему-то этого не происходит: ударная волна за несколько секунд достигает поверхности ядра, далее — поверхности звезды и сдувает вещество [Бете, Браун, 1985]. Авторы рассматривают несколько гипотез для разных масс, но они не кажутся убедительными. Возможно, в состоянии «максимального стискивания» или в ходе взаимодействия ударной волны с продолжающим падать веществом в силу вступают какие-то принципиально новые и неизвестные нам физические законы.

В пределах Нашей Галактики связь остатков сверхновой звезды с пульсаром к середине 1980-х годов была известна только для Крабовидной туманности [Сьюард и др., 1985] — см. «Ещё некоторые интересные звёзды Нашей Галактики».

КОЛЛАПС С ОБРАЗОВАНИЕМ ЧЁРНОЙ ДЫРЫ присущ наиболее массивным звёздам. Он тоже называется взрывом сверхновой II типа, происходит по сходному сценарию, но в результате него вместо нейтронной звезды возникает чёрная дыра (см. выше). Это происходит в тех случаях, когда масса коллапсирующей звезды столь велика, что взаимное отталкивание между нуклонами (протонами, нейтронами) не может препятствовать гравитационному сжатию. Нужно отметить, что это явление в теоретическом плане менее понятно и почти не изучено методами наблюдательной астрономии. Почему, например, вещество не полностью проваливается в чёрную дыру? Имеется ли что-то аналогичное «максимальному стискиванию»? Имеется ли идущая наружу ударная волна? Почему она не тормозится?

Недавно произведены наблюдения, из которых следует, что ударная волна сверхновой рождает в расширяющейся оболочке прежней гигантской звезды гамма- вспышку или рентгеновскую вспышку (см. раздел о гамма-всплесках).

Каждая сверхновая II типа производит активного изотопа алюминия (26Al) около 0,0001 массы Солнца. Распад этого изотопа создаёт жёсткое излучение, которое длительно наблюдалось, и по его интенсивности рассчитано, что в Галактике менее трёх солнечных масс данного изотопа. Это означает, что сверхновые IIтипа должны взрываться в Галактике в среднем два раза в столетие, чего не наблюдается. Вероятно, в последние века многие подобные взрывы не замечались (например, были далеко или происходили за облаками космической пыли). В любом случае сверхновой звезде давно пора взрываться. [Подсчитаны сверхновые в нашей Галактике, 2006].

Как умирают звёзды. Астрономы увидели редчайший взрыв сверхновой

До сих пор учёные наблюдали космические фейерверки, после которых оставались либо чёрные дыры, либо нейтронные «пульсирующие» звёзды. А теперь обнаружили то, что предполагали лишь в теории: взрыв, после которого не осталось ничего.

Странно смотреть на ночное небо и думать, что оно не всегда будет выглядеть так, как сейчас. Рано или поздно многие звёзды (те, что покрупнее) ждёт один и тот же финал — фантастическая вспышка, которую будет видно чуть ли не со всех краёв Галактики. Это называется взрывом сверхновой. Хотя логичнее говорить не о новых, а о старых, об очень старых звёздах.

С некоторыми из них это заключительное событие может произойти прямо сегодня. А может через тысячу лет. В космических масштабах это одно и то же, так что астрономам трудно сказать точнее. Возьмём, к примеру, довольно заметное созвездие Ориона, у него ещё три звезды на «поясе» практически на одной линии. Нашли? А теперь смотрим на левое «плечо». Это Бетельгейзе. Правда, по-арабски это не плечо, а подмышка, по крайней мере, по одной из версий перевода названия. В любом случае это красный сверхгигант. Будь он на месте нашего Солнца, мы бы с вами ничего не увидели — он проглотил бы Землю вместе с Меркурием, Венерой и Марсом. Таких объёмов достигают в пенсионном возрасте звёзды, которые и в молодости были немаленькими. Юная Бетельгейзе была раз в десять крупнее нашего светила. А теперь ей десять миллиардов лет. Звезда-ветеран. Подумать только: вся Вселенная старше неё на какие-то четыре миллиарда лет. По подсчётам астрономов, старушке осталось совсем немного. Вот-вот (не сегодня­, так завтра) термоядерная реакция внутри закончится и исполинское ядро резко сожмётся — это по-научному «гравитационный коллапс». И тогда бабах! Вся внешняя оболочка торжественно вылетит в окружающее пространство. В этот момент звезда напоследок становится минимум в десять тысяч, а то и в миллионы раз ярче. Это её прощальный привет. Светящееся облако ещё сотни, если не тысячи лет будет напоминать о ней. А внутри будет прятаться одно из двух — чёрная дыра (или пульсар), то есть стремительно крутящаяся нейтронная звезда.

Фото © Flickr / John Brighenti

Чтобы понять, как это будет выглядеть, достаточно взглянуть хотя бы на Крабовидную туманность, это у нас в созвездии Тельца — кстати, прямо над Орионом. Это облачко даже в бинокль при желании увидеть можно. А уж на снимках Хаббла это просто космос. Конечно, сложно сразу сказать, что там такого крабовидного, но выглядит потрясающе. Так вот, это была звезда, которая взорвалась в 1054 году. В России (то есть на Руси) в тот год умер князь Ярослав Мудрый. В исторических документах говорится, что космический взрыв было видно даже днём. Как видите, облако не рассеялось до сих пор, а в нём испускает свои радиосигналы нейтронная Crab Pulsar.

Читать еще:  Чем корейская кухня отличается от китайской

Фото © Flickr/HubbleSite

Кстати говоря, Бетельгейзе от нас не так уж далеко — подумаешь, 450 световых лет. А есть и кандидат в сверхновые ещё ближе — в созвездии Пегаса, 150 световых лет. А вот от Солнца, как известно, такого шоу ждать не стоит — оно для этого маловато. Да и вообще у нас с вами куда больше оснований опасаться взрывов не где-то в космосе, а на нашей собственной планете.

Для полного представления о сверхновых ещё самую малость погуляем под звёздами. Теперь нам нужен Орёл, приложения со звёздными картами в помощь. Где-то там, в окрестностях Альтаира и — слава вселенскому разуму — в 26 тысячах световых лет отсюда есть ещё одна туманность. Её обозначили как W49B. Тоже после сверхновой осталась. И никакой нейтронной звезды там не нашли. Напрашивается вывод — её там нет. А есть то, что бывает в таких случаях кроме неё — чёрная дыра. Если это так, то она самая молодая из всех ныне известных: этот бабах тоже случился примерно тысячу лет назад, то есть одновременно с крабовидным.

Фото © Flickr / Rawpixel Ltd

Но и это ещё не всё. В нашем космическом зоопарке имеется ещё один, особо редкий вид сверхновых. Он появляется, если случится помереть какой-нибудь совсем уже неприличных размеров суперзвезде — примерно раз в 150–250 больше Солнца. И, что парадоксально, в этом пиковом случае от такого гиганта не остаётся ни дыры, ни пульсирующего «радиомаяка» — вообще ничего. Одно железо разве что вокруг разбрасывается в немыслимых количествах. Называется такая сверхновая парно-нестабильной. Пара — это возникающие в стареющей звезде электрон плюс позитрон (в смысле тоже электрон, только положительно заряженный). То есть частица и античастица. Везде и всюду в недрах светила. А нестабильность в том, что они слишком разные, чтобы долго быть вместе. Они друг друга просто уничтожают, ядро звезды коллапсирует, и опять-таки бабах — термоядерный взрыв.

О том, что где-то во Вселенной есть такие бомбы на антиматерии, астрономы давно подозревали, а вот теперь наконец увидели эту нестабильность своими глазами. Вооружёнными, конечно. Речь идёт о суперновой SN 2016iet, её нашёл в 2016 году спутник Gaia Европейского космического агентства. Только вот, хоть убей, не пишут конкретно где, в каком созвездии. Ну ладно, всё равно мы с вами не увидим ни в один телескоп. Главное, что она есть и она именно такая, как надо, — парно-нестабильная. По крайней мере, в этом уверены астрофизики после трёх лет увлечённых наблюдений. Правда, остаются вопросы — судя по всему, звезда была поистине огромная, такие обычно бывают ближе к центру Галактики, а тут как-то странно — электронно-позитронный монстр обосновался в такой глуши, что это уму непостижимо: 54 тысячи световых лет от «города» (точнее, от «городка») — он принадлежит к галактике небольшой, карликовой. Но самое главное для нас с вами — это расстояние от Земли: несколько миллиардов световых лет. Вот и прекрасно. Там взрывайтесь сколько душе угодно.

Как умирает звезда

Звезда почти никогда не умирает бесследно, всегда остается остов, вот только что за остов решает размер и масса: черные дыры, пульсары, белые карлики, нейтронные звезды. Смерть звёзд с одной стороны это разрушительный процесс, с другой созидательный.

Звезда сама по себе это кузница химических элементов. Всё вокруг вас, все что вы сейчас видите и что не видите, было создано звёздами. Не сами предметы конечно, а то из чего они состоят- атомы. Даже мы сами — дети звёзд. Мы состоим из тех материалов которые произвела какая-то далекая и старая звезда во время своей грандиозной смерти. Вполне вероятно что атомы вашей левой и правой руки были произведены разными звёздами.

Признаки скорой смерти звезды

Каждая звезда во Вселенной — это огромный ядерный реактор по превращению одного элемента в другой. Мечта алхимиков древности, своеобразный философский камень. На заре своей жизни звезды генерируют свою силу превращая два атома водорода в гелий с выделением огромного количества энергии.

Термоядерный Синтез в звездах

Когда водород заканчивается, начинается производство углерода, затем кислорода и так вплоть до железа.

Производство железа, это сигнал о том, что смерть подобралась к звезде очень близко. Тяжелее железа звезда уже ничего не может произвести. Железо поглощает всю энергию ядерного синтеза звёзд. Она просто дожигает своё топливо, неминуемо приближаясь к своему закату. Так звезда подобная солнцу (звездочка среднего размера), больше не может сдерживать свои внешние слои и они начинают сбрасываться, отдаляясь от ядра, все больше раздувая солнце становясь красным гигантом.

Финальные стадии звёздной эволюции

Жизненный цикл звёзд зависит от их массы. Крупные звёзды интенсивнее сжигают своё топливо и сгорают за несколько десятков миллионов лет. Мелкие могут «тлеть» сотни миллиардов лет. Таким образом, в зависимости от массы звезды будет происходить и процесс ее смерти. На рисунке ниже представлены примеры эволюции звезд различной массы.

Рассмотрим более подробно, какие загадочные процессы происходят при окончаниижизненного цикла различных звезд.

Сверхмассивные звёзды

После того как звезда с массой большей, чем пять Солнечных масс, входит в стадию красного сверхгиганта, её ядро под действием сил гравитации начинает сжиматься. По мере сжатия растут температура и плотность, и начинается новая последовательность термоядерных реакций.

В результате самые большие и массивные звёзды сгорают быстро и взрываются сверхновыми.

Взрыв сверхновой звезды

В этой ослепительной вспышке сверхновой звезды выделяется в 100 раз больше энергии, чем даёт Солнце за всю свою жизнь. После взрыва сверхновой остаётся нейтронная звезда или чёрная дыра, а вокруг них — материя, выброшенная колоссальной энергией взрыва, которая после становится материалом для новых звёзд.

Из наших ближайших звёздных соседей такая судьба ждёт, например, Бетельгейзе, однако когда она взорвётся, подсчитать невозможно.

Процессы, протекающие при образовании сверхновой, до сих пор изучаются, и пока в этом вопросе нет ясности. Также под вопросом остаётся момент, что же на самом деле остаётся от изначальной звезды.

Бетельгейзе готовится к взрыву

В настоящее время для сверхмассивной звезды есть четыре варианта развития событий:

  • Сверхновые низкой массы порождают нейтронную звезду и газ.
  • Сверхновые более высокой массы порождают чёрную дыру и газ.
  • Массивные звёзды в результате прямого коллапса порождают массивную чёрную дыру без всяких других остатков.
  • После взрыва гиперновой остаётся один только газ.

Тем не менее, чаще всего рассматриваются два варианта: нейтронные звезды и чёрные дыры.

Нейтронные звезды

Дальше гравитация продолжает сжимать то, что осталось, но на определённом этапе ядерные силы останавливают сжатие и получается нейтронная звезда – пульсар.

Читать еще:  Что делать если муж не уважает жену

Нейтронная звезда — это страшный физический феномен. Ядро взорвавшейся звезды сжимается — примерно так же, как газ в двигателе внутреннего сгорания, только в очень большом и эффективном: шар диаметром в сотни тысяч километров превращается в шарик от 10 до 20 километров в поперечнике. Сила сжатия так велика, что электроны падают на атомные ядра, образуя нейтроны — отсюда название. Для ее поверхности характерны сверхсильные магнитные поля и сверхсильная гравитация.

Что останется на месте остывшей нейтронной звезды, сказать сложно, а пронаблюдать — невозможно: мир слишком для этого слишком молод.

Черные дыры

Если же звезда была более, чем в 30 раз тяжелее Солнца, то после взрыва её, как сверхновой, гравитационный коллапс не останавливается – образуется чёрная дыра. Она имеет плотность такую, какую будет иметь Земля, если её сжать до диаметра 5 см. Поэтому сила гравитации чёрных дыр стремится к бесконечности. Такую силу притяжения не могут преодолеть даже частицы света со своими предельными скоростями. Поэтому чёрная дыра не отражает падающий на неё свет, она его поглощает. Отсюда такое название.

Учёные предполагают, что в чёрных дырах не действуют законы физики, перестаёт существовать пространство и время, но остаётся информация в виде голографических проекций. Край чёрной дыры – горизонт событий – это граница времени и пространства. Центр чёрной дыры – сингулярность – физическая неопределённость. Чёрная дыра поглощает звезды и туманности пока им хватает места. А потом выбрасывает мощный поток газа – квазар за пределы галактики.

Ширина квазара больше чем диаметр Солнечной системы. За границей галактики начинают формироваться новые звёзды и новые галактики.

Звёзды среднего размера

Другие, менее массивные звёзды (от 0,4 до 3,4 солнечных масс) дольше, чем самые большие, остаются на главной последовательности, зато, сойдя с неё, умирают гораздо быстрее, чем их нейтронные родственники.

Звезда подобная Солнцу— а это звездочка среднего размера, в конце существования больше не может сдерживать свои внешние слои и они начинают сбрасываться, отдаляясь от ядра, все больше раздувая солнце становясь красным гигантом. Изменения в величине излучаемой энергии заставляют звезду пройти через периоды нестабильности, включающие в себя изменения размера, температуры поверхности и выпуск энергии.

Гравитация же действует в обратном направлении, сжимая ядро, увеличивая его плотность. Расширяясь, звезда достигает огромных размеров.

В преддверии своей смерти наше Солнце поглотит Меркурий, Венеру, а потом и Землю. Восход во времена последних миллионов лет будет чем то невероятным. Солнце будет перекрывать весь горизонт испепеляя все на своем пути.

Судьба центральной части звезды полностью зависит от её исходной массы, — ядро звезды может закончить свою эволюцию как:

  • белый карлик (маломассивные звёзды);
  • нейтронная звезда (пульсар), если масса звезды на поздних стадиях эволюции превышает 1,38 — 1,44 масс Солнца;
  • чёрная дыра, если масса звезды превышает 2,5 — 3 массы Солнца.

В момент когда топлива не останется даже для производства железа, звезда полностью скинет свои внешние слои, разнося элементы по вселенной. Ядро же сожмётся в безжизненный и очень плотный объект — белый карлик, размером с Землю. Получившийся объект будет обладать невероятной плотностью, в миллионы раз превышающий первоначальную.

Белый карлик в Туманности кошачий глаз

Подавляющему большинству звёзд, и Солнцу в том числе, придет конец, белый же карлик продолжит своё существование ещё миллиарды лет, заставляя планеты вращаться вокруг безжизненного остатка.

Белые карлики составляют сейчас от 3 до 10% звёздного населения Вселенной. Их температура очень велика — более 20 000 К, более чем втрое больше, чем температура поверхности Солнца — но всё-таки меньше, чем у нейтронных звёзд, и благодаря более низкой температуре и большей площади белые карлики остывают быстрее — за 10 14 — 10 15 лет. Это означает, что в ближайшие 10 триллионов лет — когда Вселенная станет в тысячу раз старше, чем сейчас, — во вселенной появится новый тип объекта: чёрный карлик, продукт остывания белого карлика.

Пока черных карликов в космосе нет. Даже самые старые остывающие звёзды на сегодняшний день потеряли максимум 0,2% своей энергии; для белого карлика с температурой в 20 000 К это означает остывание до 19 960 K.

Звёзды с малой массой

В настоящее время достоверно неизвестно, что происходит с лёгкими звёздами после истощения запаса водорода в их недрах. Поскольку возраст Вселенной составляет 13,7 миллиардов лет, что недостаточно для истощения запаса водородного топлива в таких звёздах, современные теории основываются на компьютерном моделировании процессов, происходящих в таких звёздах.

Звезда Проксима Центавра

Некоторые звёзды могут синтезировать гелий лишь в некоторых активных зонах, что вызывает их нестабильность и сильные звёздные ветры. В этом случае звезда просто постепенно испаряется.

Звезда с массой менее 0,5 солнечной не в состоянии преобразовывать гелий даже после того, как в её ядре прекратятся реакции с участием водорода, — масса такой звезды слишком мала для того, чтобы обеспечить процессы, необходимые для ее взрыва.

Примером такой звезды служит Проксима Центавра, срок пребывания которых на главной последовательности составляет от десятков миллиардов до десятков триллионов лет .

К звёздам, которым уготован этот путь, относят красные карлики. После прекращения в их ядрах термоядерных реакций, они, постепенно остывая, будут продолжать слабо излучать в инфракрасном и микроволновом диапазонах электромагнитного спектра.

Звезды просто так не исчезают…

Смерть звезд даёт строительный материал для Вселенной. Все химические элементы – золото, серебро, платина, железо и прочие образуются внутри умирающих звёзд и при их взрывах разлетаются в космос.

Первые звёзды были массивными (в несколько тысяч раз больше Солнца) и нестабильными. Они быстро рождались и быстро умирали, оставляя после себя космическую пыль богатую разными химическими элементами. Образовались они из космических туманностей, благодаря энергии Большого Взрыва.

В настоящее время, как и на более поздних этапах звёзды будут продолжать рождаться. Но толчком к этому будет служить взрыв другой сверхновой звезды. Его взрывная волна даёт импульс для взаимодействия частиц космической пыли, в результате чего они начинают двигаться и сцепляться, притягивая частицы и увеличиваясь в размерах.

Молодая звезда и её околозвездное пространство на начальном этапе это бушующая стихия с большим количеством хаотично вращающихся малых планет. Сталкиваясь между собой некоторые из них рассыпаются, а другие растут, поглощая остатки первых.

В результате таких столкновений у Меркурия, например, слетела его верхняя кора и осталось только ядро.

Спустя 500 миллионов лет число планет уменьшается, а их размер увеличивается.

Солнце относится к малым звёздам. Его гибель через 5 – 6 миллиардов лет будет проходить по первому сценарию. Сейчас во Вселенной 80% звёзд не крупнее чем Солнце.

Видео

Источники:

http://www.astronet.ru/db/msg/1222187/sect21.html
http://life.ru/p/1236865
http://asteropa.ru/kak-umiraet-zvezda/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector