Эволюция звезд

Изначально люди думали, что энергия возникает в звезде благодаря ее сжатию. Но сжатие не вечно, оно не может долго поддерживать в звезде излучение. Ученые смогли ответить на этот вопрос в 50-х годах ХХ века. Основной источник излучения на самом деле - термоядерный синтез. В процессе термоядерного синтеза в звездах, водород и его изотопы соединяются и превращаются в гелий, в результате чего выделяется энергия и излучает космическое пространство.

Как же происходит возникновение звезды?

Сперва, гравитация начинает стягивать межзвездную пыль и газы в облако. Облако начинает сжиматься, после чего оно становится большим и очень плотным газовым шаром. Внутризвездное давление еще слишком слабо, чтобы быть равным силе сжатия, поэтому протозвезда все еще сжимается. (Вероятно, в это время получаются сгустки пыли и газа с меньшей массой, и благодаря этому образуются планеты). В процессе все более сильного коллапса, температура звезды повышается. В итоге внутризвездное давление газа становится равным силе притяжения (сжатия) и рождается звезда, какой ее все знают.

На самой первой стадии эволюции, размеры звезды еще не очень велики, звезда окружена туманностью и ее крайне сложно обнаружить. В отличие от внешних слоев звезды, синтез водорода в гелий начинается из центра. Во внешнем же слое водород почти не синтезируется. Со временем водород полностью сгорает, потому что его количество все же ограничено. Звезда увеличивается в размерах, переходя в стадию красного гиганта. Топлива у звезды становится все меньше и давление в центральной части звезды заметно слабеет, затем сила гравитации начинает давить на ядро со всех сторон. Дальнейшее будущее звезды зависит от ее исходной массы.

• Если звезда была массой менее чем ***1,2 солнечных****, звезда сбрасывает внешнюю оболочку и образуется планетарная туманность.

Когда наружные слои отделяются от звезды, центральная, очень горячая часть звезды открывается, внешние слои отдаляются все дальше. Спустя десятки тысяч лет наружная оболочка полностью распадется и оставит после себя очень плотную маленькую звезду с высокой температурой. Энергия тепла не вечна, поэтому такая звезда со временем остывает и в итоге превращается в Белого карлика. Тепловая смерть Белого карлика длится около миллиарда лет и когда тепло уже практически иссякло, он превращается в Черного карлика - невидимую, очень маленькую звезду с более низкой температурой, которая размерами сравнится с нашей Землей, но масса такой звезды будет примерно равна Солнцу.

• Масса звезды равная в промежутке от 1,2 до 2,5 Солнечных масс, после коллапса взрывается вспышкой сверхновой. После взрыва звезда излучает энергию, произведенную за всю свою жизнь. На месте бывшей звезды остается нейтронная звезда, плотность ее становится, как плотность ядра атома, примерно 1017кг/м3.

Изначально такая звезда очень горячая, примерно 1 млрд Кельвинов, но спустя время звезда начинает быстро терять температуру. В начале своей жизни нейтронная звезда окружена туманностью с четким рентгеновским и радиоизлучением. Однако рентгеновские лучи поглощает атмосфера нашей планеты, поэтому их можно обнаружить только из космоса.

Из-за небольших размеров, нейтронные звезды долгое время не могли обнаружить. Но в 1967 году ученые случайным образом нашли звезду, которая излучала короткие радиоимпульсы, звезда словно мигает или пульсирует. Такие звезды назвали - пульсарами. Эти короткие импульсы происходят из-за быстрого вращения (около 1000 оборотов/с).

• Если же масса звезды перед ее коллапсом достигала более 2,5 солнечных, то такая звезда в конечном счете падает сама в себя и раздавливается под своим весом. Звезда становится точкой. Плотность ее центра практически равна бесконечности. Такой объект притягивает абсолютно все, что есть вокруг него, даже кванты света не смогут избежать столкновения. Это называется гравитационным коллапсом и такие звезды стали называть черными дырами.