Що таке зiрки
Информация - Авиация, Астрономия, Космонавтика
Другие материалы по предмету Авиация, Астрономия, Космонавтика
?еликою домiшкою бiльш важких елементiв. Хоча за кiлькiстю атомiв так званi важкi метали (тобто елементи з атомною масою, бiльшою, нiж у гелiю) займають у Всесвiтi дуже скромне мiiе, iх роль дуже велика. Перш за все, вони визначають характер еволюцii зiрок, тому що непрозорiсть зоряних надр для випромiнювань iстотно залежить вiд ii непрозоростi.
Наявнiсть у Всесвiтi (зокрема в зiрках) важких елементiв маСФ важливе значення. Цiлком очевидно, що жива субстанцiя може бути побудована тiльки за наявностi важких елементiв та iхнiх сполук. Загальновiдома роль вуглецю в структурi живоi матерii. Не менш важливi й iншi елементи, наприклад залiзо, фосфор. Царство живого це складнi зчеплення важких елементiв. Ми можемо, тому з усiСФю визначенiстю сформулювати таке положення: якщо б не було важких металiв, не було б i життя. Тому проблема хiмiчного складу космiчних обСФктiв (зiр, туманностей, планет) маСФ першорядне значення для аналiзу умов виникнення життя в тих чи iнших шарах Всесвiту.
Енергiя, що випускаСФться елементом поверхнi зiрки одиничноi площi в одиницю часу, визначаСФться законом Стефана-Больцмана. Поверхня зiрки дорiвнюСФ 4П^ 2. Такiм чином, якщо вiдомi температура i свiтнiсть зiрки, то ми можемо обчислити ii радiус.
По сутi, кажучи, астрономiя не мала i не маСФ в своСФму розпорядженнi в даний час методом прямого i незалежного визначення маси (тобто не входить до складу кратних систем) iзольовану зiрки. РЖ це досить серйозний недолiк нашоi науки про Всесвiт. Якби такий метод iснував, прогрес наших знань був би значно швидшим. Маси зiрок змiнюються в порiвняно вузьких межах. Дуже мало зiрок, маси яких бiльше або менше сонячноi в 10 разiв. У такiй ситуацii астрономи мовчазно беруть, що зiрки з однаковою свiтнiстю i кольором мають однаковi маси. Вони визначаються тiльки для подвiйних систем. Твердження, що одиночна зiрка з тiСФю ж свiтнiстю i кольором маСФ таку ж масу, як i ii сестра, що входить до складу подвiйноi системи, завжди слiд приймати з певною обережнiстю.
ВважаСФться, що обСФкти з масами меншими 0,02 М вже не СФ зiрками. Вони позбавленi внутрiшнiх джерел енергii, i iхня свiтнiсть близька до нуля. Зазвичай цi обСФкти вiдносять до планет. Найбiльшi безпосередньо вимiрянi маси не перевищують 60М.
Сучасна астрономiя маСФ велику кiлькiсть аргументiв на користь твердження, що зiрки утворюються шляхом конденсацii хмар газово-пиловоi мiжзоряного середовища. Процес утворення зiрок з цього середовища продовжуСФться i в даний час. Зясування цiСФi обставини СФ одним з найбiльших досягнень сучасноi астрономii. Ще порiвняно недавно вважали, що всi зiрки утворилися майже одночасно багато мiльярдiв рокiв тому. Краху цих метафiзичних уявлень сприяв, насамперед, прогрес спостережноi астрономii i розвиток теорii будови i еволюцii зiрок. У результатi стало ясно, що багато спостережуванi зiрки СФ порiвняно молодими обСФктами, а деякi з них виникли тодi, коли на Землi вже була людина.
Важливим аргументом на користь висновку про те, що зiрки утворюються з мiжзоряного газово-пиловоi середовища, служить розташування груп завiдомо молодих зiрок (так званих асоцiацiй) в спiральних гiлках Галактики. Справа в тому, що згiдно з радiоастрономiчних спостережень мiжзоряний газ концентруСФться переважно в спiральних рукавах галактик. Зокрема, це маСФ мiiе i в нашiй Галактицi. Бiльш того, з детальних радiо зображень деяких близьких до нас галактик випливаСФ, що найбiльша щiльнiсть мiжзоряного газу спостерiгаСФться на внутрiшнiх (по вiдношенню до центру вiдповiдноi галактики) краях спiралi, що знаходить природне пояснення, на деталях якого ми тут зупинятися не будемо. Але саме в цих частинах спiралей спостерiгаються методами оптичноi астрономii зони Н, тобто хмари iонiзованого мiжзоряного газу. Причиною iонiзацii таких хмар може бути тiльки ультрафiолетове випромiнювання масивних гарячих зiрок обСФктiв завiдомо молодих.
Центральним у проблемi еволюцii зiрок СФ питання про джерела iх енергii. У минулому столiттi i на початку цього столiття пропонувалися рiзнi гiпотези про природу джерел енергii Сонця i зiрок. Деякi вченi, наприклад, вважали, що джерелом сонячноi енергii СФ безперервне випадання на його поверхню метеорiв, iншi шукали джерело в безперервному стисненнi Сонця. ЗвiльняСФться при такому процесi потенцiйна енергiя могла б, за деяких умов перейти у випромiнювання. Як ми побачимо, нижче, це джерело на ранньому етапi еволюцii зiрки може бути досить ефективним, але вiн нiяк не може забезпечити випромiнювання Сонця протягом необхiдного часу.
Успiхи ядерноi фiзики дозволили вирiшити проблему джерел зоряноi енергii ще наприкiнцi тридцятих рокiв нашого столiття. Таким джерелом СФ термоядернi реакцii синтезу, що вiдбуваються в надрах зiрок при пануючоi там дуже високiй температурi (близько десяти мiльйонiв градусiв).
У результатi цих реакцiй, швидкiсть яких сильно залежить вiд температури, протони перетворюються на ядра гелiю, а звiльняСФться енергiя повiльно просочуСФться крiзь надра зiрок i, врештi-решт, значно трансформована, випромiнюСФться у свiтовий простiр. Це виключно потужне джерело. Якщо припустити, що спочатку Сонце складалося тiльки з водню, який у результатi термоядерних реакцiй цiлком перетвориться на гелiй, то видiлилося кiлькiсть енергii складе приблизно 1052 ерг. Таким чином, для пiдтримки випромiнювання на спостережуваному рiвнi протягом мiльярдiв рокiв досить, щоб Сонце витратило не понад 10% св?/p>