Звездная эволюция

Автор: Leandro Alegsa Дата создания: 20 апреля 2022 г.

Звездная эволюция - это изучение того, как звезда меняется с течением времени. Звезды могут очень сильно измениться с момента их создания до момента, когда у них закончится энергия. Поскольку звезды могут излучать свет и тепло в течение миллионов или миллиардов лет, ученые изучают звездную эволюцию, исследуя множество различных звезд на разных этапах их жизни.

Этапы жизни звезды: туманность, звезда главной последовательности, красный гигант и белый карлик, затем черный карлик, нейтронная звезда или черная дыра.

Как рождается звезда

Звезда начинает свою жизнь как облако пыли и газа, называемое туманностью. Под действием гравитации оно стягивается вместе, что приводит к его нагреванию. Она также начинает вращаться и становится похожей на шар. Когда он становится достаточно горячим, он начинает выделять энергию в результате ядерного синтеза, превращая водород в гелий. В результате она начинает светить очень ярко и становится тем, что астрономы называют звездой главной последовательности. Она может оставаться звездой главной последовательности, выглядя примерно так же, в течение миллиардов лет.

Изменение яркости и температуры по мере старения звезды, подобной нашему Солнцу

Как звезда вступает в старость

Рано или поздно почти весь водород в центре сменится на гелий. В результате ядерная реакция в центре звезды прекратится, и центр начнет уменьшаться под действием гравитации звезды. Слой звезды, расположенный непосредственно за пределами центра, начнет менять водород на гелий, высвобождая энергию.

Внешние слои звезды станут намного, намного больше. Звезда будет излучать гораздо больше света, иногда в десять тысяч раз больше, чем вначале. Поскольку поверхность звезды станет больше, эта энергия будет распределена на гораздо большей площади. Из-за этого температура поверхности понизится, а цвет изменится на красный или оранжевый. Звезда станет красным гигантом. Она может поглотить все планеты, вращающиеся вокруг нее.

Как умирает звезда

Позже красный гигант, оставшийся от звезды, подобной нашей, перестает гореть. Выделяется облако газа, и остается меньшая звезда, называемая белым карликом. Через очень долгое время белый карлик остывает и превращается в черный карлик.

Но когда взрывается большой красный гигант, взрыв намного больше и называется сверхновой. Вместо белого карлика она оставляет после себя гораздо меньший, гораздо более плотный шар, называемый нейтронной звездой. Нейтронная звезда образуется потому, что сила гравитации настолько сильна, что в атомах, оставшихся после нее, нет электронов, вращающихся вокруг ядра атомов. Чайная ложка этой материи может весить столько же, сколько вся Земля.

Гораздо больший красный гигант оставляет после себя черную дыру. Черная дыра образуется потому, что гравитация настолько сильна, что даже протоны и нейтроны разрушаются сами по себе. Даже свет больше не может вырваться из черной дыры. Поскольку мы не знаем ничего сильнее силы, удерживающей атомные ядра (множественное число от слова "ядро") вместе, некоторые физики считают, что черная дыра коллапсирует вплоть до математической точки, называемой сингулярностью.