Конечные стадии эволюции

Образование звезд, стадия гравитационного сжатия Эволюция на основе ядерных реакций Конечные стадии эволюции

28807

знаков

таблиц

изображений

4. Конечные стадии эволюции

У звезд с ${\mathfrak M}> 8 {\mathfrak M}_\odot$ могут, в принципе, в центральной области последовательно выгореть кислород, неон, магний, сера, кремний и образоваться ядро, состоящее из элементов группы железа - от Sc до Ni. Условия в центре звезды при этом таковы, что загорание каждого очередного элемента происходит, когда масса ядра звезды, состоящего из этого элемента, близка к ${\mathfrak M}_Ч$ . Звезда приобретает структуру, подобную "луковице": "железное" ядро окружено многочисленными слоями из продуктов ядерного горения на предыдущих стадиях. После образования "железного" ядра, а в некоторых случаях и раньше, происходит гравитационный коллапс - потеря звездой гидродинамической устойчивости, когда показатель адиабаты $\gamma$ становится меньше 4/3, т.к. при этом увеличение давления, обусловленное ростом плотности, не способно остановить сжатие. Причинами понижения $\gamma$ могут быть: захват электронов ядрами ²⁰O и ²⁴Mg в O-Ne-Mg-ядре звезд с массой 8-12 ${\mathfrak M}_\odot$ , фотодиссоциация (с большой затратой энергии) ядер железа ⁵⁶Fe=13 ⁴He + 4n у звезд с ${\mathfrak M}\approx (12-90) {\mathfrak M}_\odot$ , рождение пар e⁺+e^- в C,O-ядрах звезд с ${\mathfrak M}\ge 90 {\mathfrak M}_\odot$ . В последнем случае в ходе коллапса происходит детонация кислорода, которая приводит к полному разлету вещества звезды. В результате коллапса достигаются плотности $\rho\sim 10^{12} \mbox{г/см}^3$ , при которых энергетически выгодна нейтронизация вещества. Для вырожденного газа нейтронов $\gamma=5/3$ и его давление может противостоять тяготению, если ${\mathfrak M}< 2 {\mathfrak M}_\odot$ . В этом случае образуется нейтронная звезда. При ${\mathfrak M}\ge 2 {\mathfrak M}_\odot$ коллапс неограничен и звезда превращается в черную дыру. При остановке коллапса у границы нейтронной звезды возникает ударная волна, которая, распространяясь наружу, вызывает сброс оболочки.

Целый комплекс процессов, сопровождающих термоядерные взрывы в ядрах и гравитационный коллапс, еще не до конца ясен и требует дальнейшего изучения. Это - кинетика ядерных реакций и догорание остатков ядерного топлива, которое в принципе может остановить коллапс, перенос энергии, нейтринные процессы, роль магнитных процессов и вращения, механизмы передачи энергии от ядра к оболочке. Тем не менее, можно утверждать, что явления, сопровождающие взрывное горение ¹²C и гравитационный коллапс массивных звезд, при которых выделяется энергия ~ 10⁵¹ эрг в виде излучения и кинетической энергии сброшенной оболочки и ~ (10⁵³-10⁵⁴) эрг в виде нейтрино и антинейтрино, удовлетворительно объясняют наблюдаемые вспышки сверхновых II типа. Продукты взрыва - молодые нейтронные звезды, излучающие за счет кинетической энергии вращения, в течение первых 10⁵-10⁶ лет своего существования наблюдаются как пульсары. Статистические оценки численности пульсаров указывают на то, что в них превращаются все звезды с ${\mathfrak M}\ge (6-10) {\mathfrak M}_\odot$ , это грубо согласуется с предсказаниями теории и с наблюдаемым числом сверхновых звезд.

Причина вспышек сверхновых I типа, которые происходят в звездных системах, где в настоящее время заканчивают эволюцию старые объекты с ${\mathfrak M}\approx {\mathfrak M}_\odot$ , все еще до конца не ясна.

При взрывах сверхновых происходит синтез тяжелых элементов, которые затем выбрасываются в межзвездное пространство вместе с элементами, синтезированными в ходе предшествующей эволюции. Это определяет важнейшее космологическое значение сверхновых звезд.

В ходе эволюции в оболочке звезды могут возникнуть условия, при которых зона частичной двукратной ионизации гелия способна при сжатии звезды поглощать энергию (она идет на ионизацию), а при расширении - высвобождать ее, поддерживая пульсации. Границы области, в которой действует этот механизм, определяют на Г.-Р.д. полосу нестабильности (рис. 2), в которую попадают многие типы пульсирующих звезд: цефеиды, звезды типа $\delta$ Щита, RR Лиры и др. Аналогичным образом зона неполной ионизации водорода может, вероятно, поддерживать неустойчивость долгопериодических переменных типа Миры Кита.

Заключение

Эволюция звезд - изменение физических характеристик, внутреннего строения и химического состава звезд со временем.

Современная теория эволюции звезд способна объяснить общий ход развития звезд и находится в удовлетворительном качественном и количественном согласии с данными наблюдений. В дальнейшем теория должна учесть влияние вращения и магнитные поля, роль которых может быть особенно важной в процессе образования звезд и на быстрых стадиях эволюции, таких, например, как взрывы сверхновых звезд. Особую проблему представляют эволюции звезд в тесных двойных системах, где на эволюцию влияет обмен веществом между компонентами.

Список литературы

1. Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Теория тяготения и эволюция звезд. - М., 1971.

2. Каплан С.А. Физика звезд. 3 изд. - М., 1977.

3. На переднем крае астрофизики (пер. с англ.). - М., 1979.

4. Происхождение и эволюция галактик и звезд. - М., 1976.

5. Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. – М, 1977.

6. Шкловский И.С. Звезды. Их рождение, жизнь и смерть. 2 изд. – М., 1977.

Эволюция на основе ядерных реакций

Раздел: Авиация и космонавтика
Количество знаков с пробелами: 28807
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 0

Скачать

... плеяда астрономов и физиков XIX и XX столетий. И все же мы до сих пор довольно далеки от решения этой проблемы. Но за последние три десятилетия прояснился вопрос о путях эволюции звезд. И хотя детали рождения звезды из газово-пылевой туманности еще далеко не ясны, мы теперь четко представляем, что с ней происходит на протяжении миллиардов лет дальнейшей эволюции. Переходя к изложению различных ...

Скачать

... предположили, что эволюция звезд идет по главной последовательности. Однако при этом следовало сделать вывод, что они непрерывно теряют часть своей первоначальной массы. Такое представление эволюции звезд не нашло объяснения в официальной науке. А между тем оно очень просто объясняется гипотезой эволюционной аннигиляции. Потеря массы – это непременное условие существования звезды. Во Вселенной ...

Скачать

... может быть значительно, более драматическим. Нейтронные звезды Если масса сжимающейся звезды превосходит массу Солнца более чем в 1,4 раза, то такая звезда, достигнув стадии белого карлика, на том не остановится. Гравитационные силы в этом случае очень велики, что электроны вдавливаются внутрь атомных ядер. В результате изотопы превращаются в нейтроны способные прилетать друг к другу без всяких ...

Скачать

... эволюции звезда возвращает в межзвездное пространство значительную часть всей массы. Из этого газа будет образовываться более молодые звезды, которые в свою очередь так же будут эволюционировать описанным образом. Взгляды различных ученых на процессы рождения и развития галактик. К проблеме эволюции галактик ученые начали серьезно подходить в середине 40х годов. Эти годы ознаменовались рядом ...

Главная Новости Рефераты Статьи Вузы

О проекте Соглашение

Наверх

Войти на сайт

Навигация

Похожие работы

0 комментариев

Разделы

Инфо

Следите за новостями