рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Как устроена звезда и как она живт

Как устроена звезда и как она живт - раздел Астрономия, Эволюция взглядов о рождении звёзд Как Устроена Звезда И Как Она Живт. Звзды Не Останутся Вечно Такими Же, Каким...

Как устроена звезда и как она живт. Звзды не останутся вечно такими же, какими мы их видим сейчас. Во Вселенной постоянно рождаются новые звзды, а старые умирают. Чтобы понять, как эволюционирует звезда, как меняются с течением времени е внешние параметры размер, светимость, масса, необходимо проанализировать процессы, протекающие в недрах звезды.

А для этого надо знать, как устроены эти недра, каковы их химический состав, температура, плотность, давление. Но наблюдениям доступны лишь внешние слои звзд их атмосферы. Проникнуть в глубь даже ближайшей звезды Солнца мы не можем. Приходится прибегать к косвенным методам расчтам, компьютерному моделированию. При этом пользуются данными о внешних слоях, известными законами физики и механики, общими как для Земли, так и для звздного мира. Условия в недрах звзд значительно отличаются от условий в земных лабораториях, но элементарные частицы электроны, протоны, нейтроны там те же, что и на Земле. Звзды состоят из тех же химических элементов, что и наша планета.

Поэтому к ним можно применять значения, полученные в лабораториях. Наблюдения показывают, что большинство звзд устойчивы, т.е. они заметно не расширяются и не сжимаются в течение длительных промежутков времени. Как устойчивое тело звезда может существовать только в том случае, если все действующие на е вещество внутренние силы уравновешиваются. Какие же это силы Звезда раскалнный газовой шар, а основным свойством газа является стремление расшириться и занять любой предоставленный ему объм. Это стремление вызвано давление газа и определяется его температурой и плотностью.

В каждой точке внутри звезды действует сила давления газа, которая старается расширить звезду. Но в каждой точке ей противодействует другая сила сила тяжести вышележащих слоев, пытающаяся сжать звезду.

Однако ни расширения, ни сжатия не происходит, звезда устойчива. Это означает, что обе силы уравновешивают друг друга. А так как с глубиной вес вышележащих слов увеличивается, то давление, а, следовательно, и температура возрастают к центру звезды. Звезда излучает энергию, вырабатываемую в е недрах. Температура в звезде распределена так, что в любом слое в каждый момент времени энергия, получаемая от нижележащего слоя, равняется энергии, отдаваемой слою вышележащему. Сколько энергии образуется в центре звезды, столько же должно излучаться е поверхностью, иначе равновесие нарушится.

Таким образом, к давлению газа добавляется ещ и давление излучения. Лучи, испускаемые звездой, получают свою в недрах, где располагается е источник, и продвигаются через всю толщу звезды наружу, оказывая давление на внешние слои. Если бы звздное вещество было прозрачным, то продвижение это осуществлялось бы почти мгновенно, со скоростью света. Но оно непрозрачно и тормозит прохождение излучения.

Световые лучи поглощаются атомами и вновь испускаются уже в других направлениях. Путь каждого луча сложен и напоминает запутанную зигзагообразную кривую. Иногда он блуждает многие тысячи лет, прежде чем выйдет на поверхность и покинет звезду. Излучение, покидающее поверхность звезды, качественно но не количественно отличается от излучения, рождающегося в источнике звздной энергии. По мере движения наружу длина волны света увеличивается. Поверхность Солнца, например, излучает в основном световые и инфракрасные лучи, а в его недрах возникает коротковолновое рентгеновское и гамма-излучение.

Давление излучения для Солнца и подобных ему звзд составляет лишь очень малую долю от давления газа, но для гигантских звзд оно значительно. Оценки температуры и плотности в недрах звзд получают теоретическим путм, исходя из известной массы звезды и мощности е излучения, на основании газовых законов физики и закона всемирного тяготения. Определнные таким образом температуры в центральных областях звзд составляют от 10 млн. градусов для звзд легче Солнца до 30 млн. градусов для гигантских звзд. Температура в центре Солнца около 15 млн. градусов.

При таких температурах вещество в звздных недрах почти полностью ионизировано. Атомы химических элементов теряют свои электронные оболочки, вещество состоит только из атомных ядер и отдельных электронов. Поскольку поперечник атомного ядра в десятки тысяч раз меньше поперечника целого атома, то в объме, вмещающем всего десяток целых атомов, могут свободно уместиться многие миллиарды атомных ядер и отдельных электронов.

При этом расстояния между частицами вопреки высокой плотности будут вс ещ велики по сравнению с их размерами. Вот почему вещество, плотность которого в центре Солнца в 100 раз превышает плотность воды более плотное, чем любое тврдое тело на Земле тем не менее обладает всеми свойствами идеального газа. Строение звзд зависит от массы. Если звезда в несколько раз массивнее Солнца, то глубоко в е недрах происходит интенсивное перемешивание вещества конвекция, подобно кипящей воде. Такую область называют конвективным ядром звезды. Чем больше звезда, тем большую е часть составляет конвективное ядро. Остальная часть звезды сохраняет при этом равновесие.

Источник энергии находится в конвективном ядре. По мере превращения водорода в гелий молекулярная масса вещества ядра возрастает, а его объм уменьшается. Внешние же области звезды при этом расширяются, она увеличивается в размерах, а температура е поверхности падат. Горячая звезда голубой гигант постепенно превращается в красный гигант.

Строение красного гиганта уже иное. Когда в процессе сжатия конвективного ядра весь водород превращается в гелий, температура в центре повысится до 50-100 млн. градусов и начнется горение гелия. Он в результате ядерных реакций превращается в углерод. Ядро горящего гелия окружено тонким слоем горящего водорода, который поступает из внешней оболочки звезды.

Следовательно, у красного гиганта два источника энергии. Над горящим ядром находится протяженная оболочка. В дальнейшем ядерные реакции создают в центре массивной звезды вс более тяжелые элементы, вплоть до железа. Синтез элементов тяжелее железа уже не приводит к выделению энергии. Лишенное источников энергии, ядро звезды быстро сжимается. Это может повлечь за собой взрыв вспышку сверхновой. Иногда при взрыве звезда полностью распадается, но чаще всего, по-видимому, остается компактный объект нейтронная звезда или черная дыра. Вместе с оболочкой взрыв уносит в межзвездную среду различные химические элементы, образовавшиеся в недрах звезды за время е жизни.

Новое поколение звезд, рождающихся из межзвездного газа, будет содержать уже больше тяжелых химических элементов. Срок жизни звезды напрямую зависит от е массы. Звезды с массой в 100 раз больше солнечной живут всего несколько миллионов лет. Если масса составляет две три солнечных, срок жизни увеличивается до миллиарда лет. В звездах карликах, массы которых меньше массы Солнца, конвективное ядро отсутствует.

Водород в них горит, превращаясь в гелий, в центральной области, не выделяющейся из остальной части звезды наличием конвективных движений. В карликах этот процесс протекает очень медленно, и они практически не изменяются в течение миллиардов лет. Когда водород полностью сгорает, они медленно сжимаются и за счет энергии сжатия могут существовать ещ очень длительное время. Солнце и подобные ему звезды представляют собой промежуточный случай.

У Солнца имеется маленькое конвективное ядро, но не очень чтко отделнное от остальной части. Ядерные реакции горения водорода протекают как в ядре, так и в его окрестностях. Возраст Солнца примерно 4,5-5 млрд. лет. И за это время оно почти не изменило своего размера и яркости. После исчерпания водорода Солнце может постепенно вырасти в красный гигант, сбросить чрезмерно расширившуюся оболочку и закончить свою жизнь, превратившись в белый карлик.

Но это случится не раньше, чем через 5 млрд. лет.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Эволюция взглядов о рождении звёзд

Одни и те же звзды указывали путь финикийским мореплавателям и каравеллам Колумба, созерцали с высоты Столетнюю войну и взрыв ядерной бомбы в … Одним людям виделись в них глаза богов и сами боги, другими - серебряные… Другие народы верили, что жизнь на Земле прекратится, как только созвездие Гончих Псов догонит Большую Медведицу.…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Как устроена звезда и как она живт

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Из чего образуются звзды
Из чего образуются звзды. Ещ Гершель обнаружил на фоне Млечного Пути тмные провалы, которые он называл дырами в небесах. В конце XIX в. на Ликской обсерватории США астроном Эдуард Барнард начал сис

Жизнь черного облака
Жизнь черного облака. Молекулярные облака устроены значительно сложнее, чем знакомые нам облака водяного пара в земной атмосфере. Снаружи молекулярное облако покрыто толстым слоем атомарного газа,

Основные звездные характеристики
Основные звездные характеристики. Чтобы любоваться звздным небосводом, совсем не обязательно описывать все звзды и выяснять их физические характеристики они красивы сами по себе. Но если рассматрив

Молодые звздные коллективы
Молодые звздные коллективы. Большой интерес представляют не только индивидуальные молодые звзды, но и их коллективы. Молодые звзды сконцентрированы вблизи экваториальной плоскости Галактики, что со

Взрывающиеся звзды
Взрывающиеся звзды. Тот, кто внимательно следит за звздами из ночи в ночь, имеет в своей жизни шанс обнаружить новую звезду, возникшую как бы на пустом месте. Блеск такой звезды постепенно увеличив

Конец жизненного пути звезды
Конец жизненного пути звезды. Большую часть своей жизни звезда находится на так называемой главной последовательности диаграммы цвет светимость диаграммы Герцшпрунга-Ресселла. Все остальные стадии

Нейтронные звзды
Нейтронные звзды. быстро вращаются периоды вращения измеряются миллисекундами и обладают сильным магнитным полем. Вращение вместе с магнитным полем создают мощные электрические поля, которые вырыва

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги