Как устроены звезды: рождение, жизнь и смерть звезд

Звездная эволюция

Основываясь на массе звезды, можно определить весь ее эволюционный путь, так как он проходит по определенным шаблонным этапам. Есть звезды промежуточной массы (как Солнце) в 1.5-8 раз больше солнечной массы, более 8, а также до половины солнечной массы. Интересно, что чем больше масса звезды, тем короче ее жизненный срок. Если она достигает меньше десятой части солнечной, то такие объекты попадают в категорию коричневых карликов (не могут зажечь ядерный синтез).

Объект с промежуточной массой начинает существование с облака, размером в 100000 световых лет. Для сворачивания в протозвезду температура должна быть 3725°C. С момента начала водородного слияния может образоваться Т Тельца – переменная с колебаниями в яркости. Последующий процесс разрушения займет 10 миллионов лет. Дальше ее расширение уравновесится сжатием силы тяжести, и она предстанет в виде звезды главной последовательности, получающей энергию от водородного синтеза в ядре. Нижний рисунок демонстрирует все этапы и трансформации в процессе эволюции звезд.

Этапы эволюции звезды

Когда весь водород переплавится в гелий, гравитация сокрушит материю в ядро, из-за чего запустится стремительный процесс нагрева. Внешние слои расширяются и охлаждаются, а звезда становится красным гигантом. Далее начинает сплавляться гелий. Когда и он иссякает, ядро сокращается и становится горячее, расширяя оболочку. При максимальной температуре внешние слои сдуваются, оставляя белый карлик (углерод и кислород), температура которого достигает 100000 °C. Топлива больше нет, поэтому происходит постепенно охлаждение. Через миллиарды лет они завершают жизнь в виде черных карликов.

Процессы формирования и смерти у звезды с высокой массой происходят невероятно быстро. Нужно всего 10000-100000 лет, чтобы она перешла от протозвезды. В период главной последовательности это горячие и голубые объекты (от 1000 до миллиона раз ярче Солнца и в 10 раз шире). Далее мы видим красного сверхгиганта, начинающего сплавлять углерод в более тяжелые элементы (10000 лет). В итоге формируется железное ядро с шириною в 6000 км, чье ядерное излучение больше не может противостоять силе притяжения.

Когда масса звезды приближается к отметке в 1.4 солнечных, электронное давление больше не может удерживать ядро от крушения. Из-за этого формируется сверхновая. При разрушении температура поднимается до 10 миллиардов °C, разбивая железо на нейтроны и нейтрино.  Всего за секунду ядро сжимается до ширины в 10 км, а затем взрывается в сверхновой типа II.

Туманность Эскимоса — один из последних этапов эволюции небольшой звезды

Если оставшееся ядро достигало меньше 3-х солнечных масс, то превращается в нейтронную звезду (практически из одних нейтронов). Если она вращается и излучает радиоимпульсы, то это пульсар. Если ядро больше 3-х солнечных масс, то ничто не удержит ее от разрушения и трансформации в черную дыру.

Звезда с малой массой тратит топливные запасы так медленно, то станет звездой главной последовательности только через 100 миллиардов – 1 триллион лет. Но возраст Вселенной достигает 13.7 миллиардов лет, а значит такие звезды еще не умирали. Ученые выяснили, что этим красным карликам не суждено слиться ни с чем, кроме водорода, а значит, они никогда не перерастут в красных гигантов. В итоге, их судьба – охлаждение и трансформация в черные карлики.

Александр Розенбаум – терапевт

Поэт, музыкант, композитор и врач – такой послужной список Александра Яковлевича Розенбаума.
На профессиональный выбор Александра в значительной степени повлияла семья: его родители (отец – врач-уролог и мать – акушер-гинеколог), а также младший брат (врач скорой помощи) и жена (врач-рентгенолог) – представители медицины.

Своё фундаментальное образование артист получил в 1-ом Ленинградском Медицинском институте им. академика И.П. Павлова (1 ЛМИ), завершив обучение с отличием и дипломом врача-терапевта общего профиля по специализации «Анестезиология-реаниматология».

Что такое звезда?

На древнееврейском языке слово «звезда» звучит как kôkāb (כוכב). Когда мы читаем Библию, мы хотим знать, как её понимали первые читатели. В нашем случае нам следует выяснить, какое значение древние евреи вкладывали в слово kôkāb. Здесь надо сказать, что это значение отличается от того, что  думают о звёздах современные астрономы.

Вселенная вмещает около 10²² звёзд. Это число настолько велико, что даже компьютер, способный совершать каждую секунду триллион операций, досчитал бы до этого числа через 300лет.  Библия говорит о том, что человеку невозможно подсчитать все звёзды.

Итак, библейское слово kôkāb, т.е. «звезда», означает любой небольшой небесный объект, включая метеориты  («стреляющие звезды»). К звездам относится и то, что древнегреческие астрономы называли astēr planētēs (αστήρ πλανήτης), т.е. «блуждающие звезды», то, что сегодня мы называем «планеты». По идее сюда же относятся и планеты вокруг других звёзд, что, признаться, создает проблему для эволюционных  теорий происхождения планет.3 

Тем не менее, современные астрономы классифицируют звезды, как гигантские светящиеся шары из плазмы, находящиеся в состоянии гидростатического равновесия, при котором давление внешнего излучения уравновешивает внутреннюю гравитацию.  Таким образом, следуя современному, а не библейскому, определению, наше Солнце является звездой. Это означает, что мы можем использовать Солнце в качестве объекта для сравнения с другими звёздами.

30 интересных вещей о Японии (Спойлер: особенно нас привлекло нетающее мороженое)

Термоядерный синтез в недрах звёзд

К 1939 году было установлено, что источником звёздной энергии является происходящий в недрах звёзд термоядерный синтез. Большинство звёзд испускают излучение потому, что в их недрах четыре протона соединяются через ряд промежуточных этапов в одну альфа-частицу. Это превращение может идти двумя основными путями, называемыми протон-протонным, или p-p-циклом, и углеродно-азотным, или CN-циклом. В маломассивных звёздах энерговыделение, в основном, обеспечивается первым циклом, в тяжёлых — вторым. Запас ядерного топлива в звезде ограничен и постоянно тратится на излучение. Процесс термоядерного синтеза, выделяющий энергию и изменяющий состав вещества звезды, в сочетании с гравитацией, стремящейся сжать звезду и тоже высвобождающей энергию, а также с излучением с поверхности, уносящим выделяемую энергию, являются основными движущими силами звёздной эволюции.

Химический состав звезд

В списке всех звезд, которые относятся к первым четырем классам, преобладают линии гелия и водорода, однако постепенно, по мере снижения температуры можно обнаружить линии уже других элементов, которые даже могут указывать на существование соединений. Безусловно, соединения эти довольно просты. Это оксиды титана (класс М), циркония и радикалы. Наружный слой большинства звезд состоит, как правило, из водорода

Не редко встречаются звезды, которые в своем химическом составе имеют повышенное содержание определенного элемента. Ученым известны те звезды, которые в своем химическом составе имеют повышенное количество кремния (так называемые кремниевые звезды), железные звезды (звезды, с повышенным содержанием железа). Также существует множество звезд с повышенным содержанием марганца, углерода и т.д.

В космосе находится большое количество звезд, имеющих аномальный состав элементов. В некоторых молодых звездах, относящихся к типу красных гигантов, было найдено повышенное содержание различных тяжелых элементов.

Красный гигант

В одной из таких звезд было обнаружено содержание молибдена, которое было явно завышено и более того, доля молибдена на Солнце в 26 раз меньше, нежели у этой звезды.

По мере старения звезды содержание элементов уменьшается у тех звезд, которые имеют атомы большей массы, нежели масса атома гелия.

Также  вариации химического состава звезд зависят и от месторасположения звезд в Галактике. В старых звездах, которые находятся в сферической части галактики можно обнаружить мало атомов тяжелых элементов. Абсолютно противоположную ситуацию можно наблюдать в части, которая создает периферические своеобразные спиральные «рукава» галактики можно обнаружить достаточно большое количество звезд, в состав которых входит множество тяжелых элементов. Как правило, именно в таких частях и появляются новые звезды.

Исходя из этого, ученые пришли к выводу, что наличие тяжелых элементов приводит к своеобразной химической эволюции, которая характеризует начало жизни звезд.

Гарик Мартиросян

Коллега Воли по «цеху», Гарик Мартиросян, тоже имеет специфическую для сферы юмора специальность. После окончания школы он поступил в Ереванский государственный медицинский университет на специальность невропатолога-психиатра. Сам он был уверен, что абсолютно каждый человек должен иметь хотя бы некоторые познания в области медицины. После окончания университета Гарик еще три года проработал в больнице по своей специальности.

Как признается комик, знание человеческой психологии очень помогает ему в работе, ведь в случаях, когда в коллективе назревает конфликт или ребята приходят в уныние, он очень быстро решает проблему на стадии ее появления.

«Бисы» на Балтике

В июне 1941 г. в составе ВВС КБФ числилось 38 истребителей И-15бис. «Бисы» Прибалтийского ВО почти все погибли в первые дни войны, 65-й шап из состава ВВС ЛВО был передислоцирован на север, поэтому указанные истребители морской авиации в основном представляли данный тип в районе Ленинграда.

В первый период боевых действий И-15бис практически не указываются в боевых донесениях. В январе 1942 г. 8 И-15бис входят в состав 71-го иап 61-й авиабригады. Базировались они на аэродроме Новая Ладога, основная задача — прикрытие трассы через Ладожское озеро.

В конце октября 1942 г. противник предпринял попытку захвата острова Сухо на Ладожском озере. 22 октября в разгроме вражеского десанта участвовали И-15бис 71-го иап. В этот день состоялся воздушный бой пятерки И-15бис с шестью Bf 109. Один «109-й» удалось сбить, но и мы лишились двух самолетов.

По состоянию на 1 июля 1943 г. в ВВС КБФ числится восемь И-15бис в составе 25-й оаэ на аэродроме в Бернгардовке и три И-15бис 7-й учебной авиаэскадрильи на аэродроме Белые Кресты. Кроме этого, несколько

И-15бис имелось в составе 10-го гвардейского иап (совместно с И-153). Характер их боевых действий заключался в вылетах на свободную охоту вдоль дорог, участии в контрбатарейной борьбе, борьбе с прожекторами.

Ссылки

Рождение и жизнь звезды

Звезды, как и живые существа, рождаются, живут и умирают. Продолжительность их жизни настолько велика (до десятков миллиардов лет), что астрономы не могут проследить жизнь хотя бы одной из них от начала до конца. Зато ученых есть возможность наблюдать за звездами, находящимися на разных стадиях развития.

Образуются звезды из газопылевых облаков. Они сжимаются, потому что частицы притягиваются друг к другу. При этом температура и плотность вещества сильно возрастает. На данной стадии это уже не облако, но еще и не звезда. Поэтому его называют протозвездой (от греч. «протос» — «первый»). Постепенно ее температура достигает нескольких миллионов градусов, и тогда начинаются термоядерные реакции. Протозвезда становится звездой и многие миллиарды лет излучает энергию.

Газопылевое облако, которое впоследствии станет звездой

Звезда светит до тех пор, пока ее внешние слои не начинают остывать. Постепенно истощаются запасы водорода, что приводит к затуханию термоядерных реакций в недрах звезды. Остывающие внешние слои начинают светиться красным, и звезда превращается в красного гиганта. Красный гигант продолжает терять яркость до тех пор, пока не гаснет. В зависимости от размера красные гиганты могут, например, превратиться в красного карлика, или взорваться, превратившись в белого карлика, который впоследствии либо угаснет, либо превратится в нейтронную звезду, или сжаться в черную дыру.

Когда жизнь звезд подходит к концу, термоядерные реакции затухают. В результате под воздействием гравитационных сил, которые сжимают звезду, она эволюционирует в белого карлика

Литература[ | код]

Читайте также

Дежурный по контрольно-пропускному пункту

Кипящий небесный котёл

Невооруженный глаз видит только самую яркую часть Туманности Ориона, которую в популярной литературе называют М42 — под этим номером она попала в один из первых каталогов туманных объектов, составленный французским астрономом Шарлем Мессье (1730-1817). Под номером 43 в этом каталоге отмечена ещё одна часть Туманности Ориона, не видимая невооружённым глазом, но доступная при наблюдении в бинокль. Открыл её другой французский учёный — Жан-Жак Дорту де Меран (1678-1771). Пространство между М42 и М43 выглядит тёмным, хотя там тоже есть межзвёздный газ, но света звезды Тета Ориона, которая подсвечивает М42, и звезды Hd 37061, подсвечивающей М43, не хватает, чтобы осветить эти области. Однако кроме них в Орионе существует множество других туманностей, которые, возможно, являются частями одного огромного газового облака. И во всех этих туманностях рождаются новые звёзды. Не случайно советские астрономы назвали Орион «кипящий небесный котёл». Академик Виктор Амбарцумян (1908-1996) обнаружил в этом созвездии множество холодных жёлтых, оранжевых и красных карликов. Блеск их меняется совершенно беспорядочно, судя по всему, эти колебания вызваны частыми, но непериодическими выбросами в атмосферу звёзд горячих ярко светящихся газов из их недр. Такие звезды называют переменными типа Т Тельца, по первой открытой звезде этого класса. По своим физическим характеристикам звёзды этого типа производят впечатление беспокойных, «неустановившихся» или, как говорят, нестационарных звёзд. Уже этот факт можно считать намёком на сравнительную молодость таких объектов. Некоторые из этих звёзд могут взрываться. Конечно, сила их взрыва не дотягивает до сверхновых, но в отличие от остальных вспыхивающих звёзд они не гаснут, достигнув максимума блеска, — а остаются на его пике сотни (а возможно, и больше!) лет, в то время как новые звезды возвращаются в исходное состояние за периоды от нескольких недель до нескольких лет. Академик Амбарцумян назвал тип таких переменных звёзд фуонами — в честь первого представителя данного класса звезды FU Ориона. Возможно, именно звёзды-фуоны вытолкнули в пространство множество звёзд из областей Ориона, закинув их далеко от места рождения.

Отзывы

Типы карликовых светил

Стоит отметить, что все объекты класса обладают небольшим размером, но могут отличаться другими характеристиками. Поэтому звезды карлики поделили на типы и разновидности.

Звёзды в космосе

Звезды белые карлики

Между прочим, белый карлик это потухшая и остывающая звезда. Другими словами, тело, находящееся на конечном этапе эволюции. Несмотря на то, что по размеру они похожи с нашей планетой, масса примерно такая же, как солнечная. Причем данный тип относится к спектральному классу А.Как вы считаете, какая звезда превращается в белый карлик и чем отличаются белые карлики от обычных звезд?По сути, звёздное тело малой и средней величины может превращаться в данный тип. Но только на завершающей стадии своего жизненного цикла. Это, так называемые вырожденные звёзды. В них давление вырожденного газа оказывает сопротивление гравитации. Кстати, именно поэтому структура белых карликов отличается от остальных светил. Поскольку высокое давление оказывает прямое воздействие на атомы. Можно сказать, что при таких условиях возникает гравитационный коллапс. В результате формируется сильно сжатая и плотная структура из атомного ядра и электронов.Правда, давление вырожденного газа не позволяет коллапсу продолжаться. И таким образом происходит превращение объекта в белое карликовое светило. Но при условии, что его масса не более солнечной в 1,4 раза. Если же она больше, то образуется нейтронная звезда.

Белый карлик

Какие звезды называют желтыми карликами?

На самом деле, желтый карлик представляет собой тип звёздных тел главной последовательности, которые относятся к спектральному классу G. По оценке учёных, их масса может быть от 0,8 до 1,2 солнечных масс.После того, как в них сгорает весь водород, жёлтая карликовая звезда расширяется и превращается в красный гигант.

Солнце (жёлтый карлик)

Оранжевые карликовые светила

Еще один тип главной последовательности звёзд малого размера и спектрального класса К. Их масса колеблется от 0,5 до 0,8 массы Солнца, а длительность жизни выше нашего главного светила.Можно сказать, что оранжевые представители находятся где-то между жёлтыми и красными собратьями.

Красные карлики

Итак, звезда красный карлик представляет собой небольшое тело с невысоким значением массы. В результате для таких космических объектов характерны низкая температура и слабый уровень светимости. Собственно говоря, по этой причине они не видны с Земли без применения специальных приборов.На диаграмме Герцшпрунга-Рассела находятся в самом низу. Главным образом, они относятся к позднему спектральному классу, чаще всего к классу М.Что интересно, наша галактика Млечный Путь богата именно на красных карликовых звёзд. По оценке астрономов, на их долю приходится до 80% всех астрономических тел в пределах нашей галактической системы.

Проксима Центавра (красный карлик)

Коричневые представители

И наконец, коричневый карлик — звезда со слабой яркостью (класс Т). Поскольку при их формировании начальная масса небольшая. Из-за чего внутри них нет ядерных реакций. Они попросту не могут возникнуть. Как оказалось, коричневые светила являются очень холодными объектами.По данным учёных, в них протекают термоядерные реакции синтеза лёгких элементов. К примеру, лития, бора, бериллия. Однако тепловыделение небольшое, поэтому ядерные процессы заканчиваются. А само космическое тело довольно скоро остывает и превращается в объекты, похожие на планеты.

Корчневый карлик

Какие звезды карлики носят названия чёрные или мёртвые

В действительности, черный карлик — небольшое холодное светило, внутри которого отсутствуют какие-либо ядерные реакции. Либо потому что массы не хватило для возникновения этих процессов, либо в ядре сгорело всё топливо и они просто погасли. Во втором случае, их называют умершими или мёртвыми звёздными телами.

Чёрный карлик

Вдобавок, выделяют субкоричневые или коричневые субкарлики. По массе они уступают коричневым карликам. Более того, это совершенно холодные космические объекты.

 Чаще всего их относят к планетам.

Упоминание в литературе

Как получаются новые сверхновые звезды

По данным учёных, внутри светила происходит резкое повышение массы вещества, которое участвует в термоядерных реакциях. Проще говоря, возникает взрыв. Однако такое явление случается в кратных звёздных системах. А вот, например, звезда главной последовательности (её процессы) находится в равновесии и не может спровоцировать вспышку.

Какая звезда превращается в сверхновую?

В действительности, взрыв сверхновой звезды имеет природу отличающуюся от других вспышек.Как оказалось, линии водорода в их спектрах отсутствуют. А значит в таких звёздных телах на этапе, предшествующему вспыхиванию, его очень мало. Однако масса вырабатываемого ими вещества довольно высокая. Она, в основном, состоит из углерода, кислорода и другие тяжёлых элементов.Кроме того, при спектральном анализе наблюдается смещение линии кремния. Что показывает на происходящие во время выброса ядерные реакции.Итак, возникает предположение о том, что в прошлом сверхновая звезда была карликом. Вероятнее всего, белым углеродно-кислородным представителем.

Белый карлик

Исторический путь легионов

Если взять академический отпуск заберут ли в армию

Звёзды большой массы

Когда водород у звезды большой массы полностью исчерпывается, в ядре начинает идти тройная гелиевая реакция и одновременно реакция образования кислорода (3He=>C и C+He=>О). В то же время на поверхности гелиевого ядра начинает гореть водород. Появляется первый слоевой источник.

Запас гелия исчерпывается очень быстро, так как в описанных реакциях в каждом элементарном акте выделяется сравнительно немного энергии. Картина повторяется, и в звезде появляются уже два слоевых источника, а в ядре начинается реакция C+C=>Mg.

Эволюционный трек при этом оказывается очень сложным. На диаграмме Герцшпрунга-Расселла звезда перемещается вдоль последовательности гигантов или (при очень большой массе в области сверхгигантов) периодически становится цефеидой.

Структура звезд Вселенной

Большую часть своего существования звезда пребывает в этапе главной последовательности. Представлена ядром, участками радиации и конвекции, фотосферой, хромосферой и короной. Ядро – территория, где происходит ядерное слияние, подпитывающее звезду. Энергия этих реакций переходит из радиационной зоны наружу. В конвективной энергия транспортируется горящими газами. Если звезда массивнее Солнца, то конвективная в ядре и излучает во внешних слоях, а если уступает по массивности, то излучает в ядре, а конвективная во внешних слоях. Объекты с промежуточной массой спектрального типа А способны излучать везде.

Далее в звездном строении идет фотосфера, которую часто называют поверхностью. За ней – красноватая хромосфера, из-за наличия водорода. Внешний шар звезды – корона. Она невероятно горячая и может быть связана с конвекцией во внешних слоях. Нижнее видео детально описывает движение звезд на небе.

• Интересные факты о звездах;
• Сколько займет путешествие до ближайшей звезды?;
• Что такое звезды?;
• Звезды и планеты;
• Диаграмма Герцшпрунга-Рассела;
• Рождение звезд;
• Где рождаются звезды;
• Как формируется звезда?;
• Как умирают звезды?;
• Жизненный цикл звезды;
• Жизнь звезды;
• Какой была первая звезда?;
• Звездная эволюция;
• Двигаются ли звезды?;
• Гравитационное красное смещение;
• Звездный параллакс;

• Самая большая звезда во Вселенной;
• Самая маленькая звезда во Вселенной;
• Самая близкая звезда к Солнцу;
• Самая яркая звезда на небе;
• Самая яркая звезда во Вселенной;
• Самая известная звезда;
• Самая массивная звезда;

• Размеры звезд;
• Из чего состоят звезды;
• Ядро звезды;
• Температура звезды;
• Масса звезды;
• Цвет звезды;
• Светимость звезды;

• Бинарная звезда;
• Звезды Вольфа-Райе;
• Звезды Пояса Ориона;
• Звезды главной последовательности;
• Углеродные звезды;
• Переменные звезды;
• Сверхновая звезда;
• Коричневые карлики;
• Магнетар;
• Цефеиды;
• Падающие звезды;

А также

Екатерина Скулкина – стоматолог

Без участия Екатерины Скулкиной невозможно представить шоу Comedy Woman. Сейчас российская киноактриса блистает на телеэкранах, а в конце 90-х её профессиональный путь строился в медицине – Екатерина окончила Йошкар-Олинское медицинское училище по специальности «Лечебное дело» и даже работала операционной медсестрой.

В дальнейшем Екатерина Скулкина поступила в Казанский государственный медицинский университет (КГМУ) на стоматологический факультет и с блеском окончила ординатуру по специальности «Ортопедическая стоматология».

Однако именно в КГМУ началась и отправная точка в карьере актрисы – обучаясь в университете, Екатерина начала играть в лиге КВН за сборную своего университета.

Возвращаемся к древности

Современные люди многим обязаны Древней Греции, считающейся колыбелью цивилизации. Удивительно, что при минимальных возможностях и знаниях о Вселенной им удавалось ответить на множество вопросов.

На небе наблюдается огромное количество звезд, но как ориентироваться в этом хаосе? На самом деле, если вы присмотритесь, то заметите определенный четкий порядок. Чтобы упростить работу со звездами, их группировали в созвездия, а именно в определенные узоры, которые по форме напоминали всем известных существ, божеств или мифологических героев.

Интересно, что такие звезды чаще всего не расположены близко или даже на одном уровне. Но такими кажутся при наблюдении с Земли.