Содержание

Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 9. Элементы астрофизики

Звёзды

К очень необычной группе звёзд относятся белые карлики, которые в основном имеют белый цвет и светимости в сотни и тысячи раз меньше солнечной. Их радиусы почти в 100 раз меньше солнечного, и по размерам они сравнимы с планетами. Примером белого карлика служит звезда Сириус В — спутник Сириуса.

Массы звёзд главной последовательности лежат в пределах Наблюдения показали, что для звёзд главной последовательности существует связь между массой звезды и её светимостью: чем массивней звезда, тем больше её светимость

L ~ М⁴.

Внутреннее строение звёзд

2. Источником энергии звёзд, принадлежащих главной последовательности, являются термоядерные реакции синтеза гелия из водорода. Их строение во многом похоже на строение Солнца. Правда, более массивные, чем Солнце, звёзды спектральных классов О, В, А имеют более высокие температуры в центре. Поэтому темп ядерных реакций в них выше, в них выделяется больше энергии. У таких звёзд энергия из ядра передаётся наружу с помощью конвекции, их светимости выше.

Отличительной особенностью красных гигантов и сверхгигантов является отсутствие ядерных реакций в самом центре, несмотря на высокие температуры. Ядерные реакции протекают в тонких слоях вокруг плотного центрального ядра. Так как температура звезды уменьшается наружу, в каждом таком слое идёт определённый тип термоядерных реакций. В самых внешних слоях ядра, где температура составляет около 15 млн К, из водорода образуется гелий, глубже, где температура выше, из гелия образуется углерод, далее из углерода — кислород, и в самых глубоких слоях у очень массивных звёзд при термоядерных реакциях образуется железо. Более тяжёлые химические элементы образовываться с выделением энергии не могут. Их образование требует затрат энергии. Итак, в красных гигантах и сверхгигантах формируются слоевые источники энергии и образуется большинство химических элементов вплоть до атомов железа.

Белые карлики

3. Эти звёзды были названы белыми карликами, так как сначала среди них были обнаружены звёзды белого цвета, а значительно позже жёлтого и других цветов. Размеры их небольшие, всего лишь тысячи и десятки тысяч километров, т. е. сравнимы с размерами Земли. Но массы белых карликов близки к массе Солнца, и поэтому их средняя плотность — сотни килограммов в кубическом сантиметре. Например, у звезды Сириус В спектрального класса А с температурой 9000 К диаметр лишь в 2,5 раза превышает диаметр Земли, а масса равна солнечной, так что средняя плотность равна 3 • 10⁵ т/см³. В белых карликах не протекают термоядерные реакции, так как в них отсутствует водород.

Современные представления о происхождении и эволюции Солнца и звёзд

4. В Млечном Пути наблюдаются газопылевые облака. Некоторые из них настолько плотные, что начинают сжиматься под действием собственного тяготения. По мере сжатия плотность и температура облака повышаются, и оно начинает обильно излучать в инфракрасном диапазоне спектра, на этой стадии сжатия облако получило название протозвезды. Когда температура в недрах протозвезды повышается до нескольких миллионов кельвинов, в них начинаются термоядерные реакции превращения водорода в гелий, протозвезда превращается в обычную звезду главной последовательности. Продолжительность пребывания звёзд на главной последовательности определяется мощностью излучения звезды (светимостью) и запасами ядерной энергии. В таблице 38 приведено время жизни звёзд различных спектральных классов.

<<< К началу      Окончание >>>