Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote,
Морозов Александр Гавриилович
moralg

Category:

Простая физика - 6. Рождение, жизнь и типы звезд.

     Каждое животное рождается, живет и умирает. Так же и звезды. Но животные очень разные. Все их типы кратко не опишешь. Разные и звезды. И мы попытаемся лишь в самых общих чертах рассмотреть процессы рождения звезд, основной по длительности этап их жизни и наиболее часто встречающиеся типы звезд. Не касаясь пока этапов старения и смерти звезд и экзотических их типов.
     Звезды рождаются в основном из газовых облаков, вращающихся вокруг центров галактик в газовых дисках последних. Газ этих облаков состоит в основном из водорода. С малой примесью гелия и других химических элементов. Обособившиеся газовые облака под действием собственного тяготения начинают сжиматься. Поскольку давление холодного газа этих облаков не может эффективно противодействовать силам гравитации. Но по мере самосжатия облака температура и давление в нем поднимаются. Что замедляет, но отнюдь не останавливает процесс самосжатия облака. Этот процесс называют гравитационной или джинсовской неустойчивостью (по имени впервые математически его описавшего).
     В этом процессе примерно половина освобождающейся от самосжатия облака энергии уходит в излучение, другая же половина - на нагрев вещества облака. В результате этого процесса постепенно образуется протозвезда. В какой-то момент времени во внутренней части этой протозвезды температура повышается до десяти и более миллионов градусов. Конечно, при таких температурах вещество протозвезды уже не нейтральный газ, а полностью ионизованная плазма. Состоящая в основном из протонов, электронов и нейтронов. И в этот момент во внутренней части протозвезды зажигается термоядерная реакция. В ходе которой ядра водорода преобразуется в ядра гелия (альфа-частицы). И природа которой описана в предыдущем псто этой серии. В результате протозвезда превращается в звезду.
     Но мы знаем, что звезды бывают разные. Яркие голубые и белые, умеренной яркости желтые и довольно тусклые красные (красные гиганты - отдельная песня). От чего это зависит? Сейчас мы понимаем, что это зависит в основном от массы первоначального облака и образовавшейся звезды. Еще в начале прошлого века была разработана спектральная классификация звезд. Она представлена на этом рисунке:
Классы звезд

       На нем классы звезд помечены латинскими буквами: O, B, A, F, G, K. M. Разумеется, запомнить эту последовательность не просто. И английские студенты придумали мнемограмму: O, Be A Fine Girl, Kiss Me В ходе изучения свойств звезд выяснилось, что звезды класса О - наиболее массивные звезды (в пределе до 300 Ms, где Ms - масса нашего Солнца). Они имеют голубоватый цвет и температуру поверхности до 60000 и более градусов. Наше Солнце (G2) принадлежит классу "желтых карликов", а наиболее тусклые карлики класса М имеют довольно низкую температуру поверхности.
      Чем массивнее звезда, тем сильнее ее поле тяготения. Тем сильнее степень ее самосжатия на стадии образования протозвезды. Тем выше температура в ее внутренних частях. Тем интенсивнее в ее недрах идет термоядерная реакция. Тем быстрее идет в ней выгорание водорода в гелий. Настолько быстрее, что чем массивнее звезда, тем короче период ее жизни. В смысле длительности периода выгорания в ней водорода в гелий.
     Цепочка этих рассуждений вполне обоснована. Звезды класса О живут не дольше нескольких десятков миллионов лет. Звезды класса А живут уже порядка миллиарда лет. Нашему Солнцу Господь Бог отмерил примерно десять миллиардов лет. Половина из которых уже прошла с момента его рождения. А звезды класса М могут прожить многие десятки миллиардов лет. Гораздо больше, чем возраст Вселенной (около 14 миллиардов лет).
    Осталось обсудить два вопроса - перспективы образования вращающихся вокруг звезды планет и возможность зарождения на них жизни.
    В каких случаях могут образоваться планеты? Если исходное облако не вращалось вокруг какой-либо оси, проходящей сквозь него, то самосжатие облака будет сферически симметричным. И образуется только одиночная звезда. Но если облако вращалось, то вдоль оси вращения оно будет сжиматься быстрее, чем поперек ее. И естественным образом вокруг возникающей звезды может образоваться вращающийся газовый (с примесью межзвездной пыли) диск. В ходе эволюции которого и образуются планеты.
    А жизнь, хотя бы в простейшей форме, зарождается в течение многих сотен миллионов лет. По крайней мере, на Земле было именно так. Поэтому очевидно, что на планетах, вращающихся вокруг звезд спектральных классов О, В, А аже случайно зародившаяся жизнь никаких перспектив на свое развитие не имеет. Поскольку время жизни самих этих звезд короче.
 
Tags: Звезды, Физика на пальцах
Subscribe
promo moralg march 5, 2018 03:01 43
Buy for 30 tokens
Многие из нас вздрагивают, когда дорогу нам перебегает черная кошка. Но неприятных последствий обычно не возникает и мы быстро забываем о ней. Но два дня назад на северо-восток США обрушилась очередная буря и совершила совсем не очередное действо - сломала дерево, которое 227 лет назад посадил…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 12 comments