Звезды - пространственно-обособленные, гравитационно-связанные, непрозрачные для излучения массы вещества

1.

2.

ЗВЁЗДЫ

3.

Звезды - пространственно-обособленные,
гравитационно-связанные, непрозрачные
для излучения массы вещества в
29
32
10
10
интервале от
до
кг
(0,065-100 МС), в недрах
которых происходят или будут
происходить
термоядерные реакции.

4.

5.

6.

На приведенной выше диаграмме можно
выделить следующие классы звезд:
• главную последовательность;
• красные гиганты;
• горизонтальная ветвь;
• асимптотическую ветвь сверхгигантов;
• последовательность белых карликов;

7.

Главная последовательность

8.

Главная последовательность
(ГП) - наиболее населенная
область на диаграмме
Гецшпрунга - Рессела (ГР).
Основная масса звезд на
диаграмме ГР расположена
вдоль диагонали на полосе,
идущей от правого нижнего
угла диаграммы в левый
верхний угол. Эта полоса и
называется главной
последовательностью.

9.

Нижний правый угол занят холодными звездами с малой
светимостью и малой массой, начиная со звезд порядка 0.08
солнечной массы, а верхний левый угол занимают горячие
звезды, имеющие массу порядка 60-100 солнечных масс и
большую светимость (вопрос
об устойчивости звезд с
массами больше 60-120Мsun
остается открытым, хотя,
по-видимому, в последнее
время имеются наблюдения
таких звезд).

10.

Фаза эволюции, соответствующая главной
последовательности, связана с выделением энергии
в процессе превращение водорода в гелий, и так
как все звезды ГП имеют один источник энергии, то
положение звезды на диаграмме ГР определяется ее
массой и в малой степени химическим составом.
Основное время жизни звезда проводит на главной
последовательности и поэтому главная
последовательность - наиболее населенная группа
на диаграмме ГР (до 90% всех звезд лежат на ней).

11.

Основные соотношения, справедливые для звезд
главной последовательности:
1. Светимость звезды пропорциональна ее
эффективной температуре и площади поверхности
4
2
L = σ ∙T ∙ 4 π ∙ R где σ – постоянная Стефана-Больцмана
2. Зависимость масса-светимость для главной
последовательности
3,5 - 4
L~M
Светимость звезды грубо пропорциональна ее массе в
степени 3.5 или 4. Таким образом, звезда в два раза массивней
Солнца имеет светимость в 11 раз большую, чем Солнце.
Наиболее массивные звезды главной последовательности
примерно в 60 раз массивней Солнца. Это соответствует
светимости почти в миллион раз больше солнечной.

12.

3. Время жизни на главной последовательности
Звезды проводят большую часть своей жизни на главной
последовательности. В общем, более массивные звезды
живут более быстрой жизнью, чем менее массивные.
Оценим время жизни звезды на ГП. Упрощенно, оно равно
отношению энергии, которая может быть излучена к
выделению звездой энергии в единицу времени (светимость L).
T = M∙c2 / L

13.

Поверхностная температура, светимость и время жизни
для звезд главной последовательности

14.

Красные гиганты

15.

Красные гиганты - это звезды, в ядре которых уже закончилось
горение водорода. Их ядро состоит из гелия, но так как
температура ядерного горения гелия больше, чем температура
горения водорода, то гелий не может загореться. Поскольку
больше нет выделения энергии в ядре, оно перестает
находиться в состоянии гидростатического равновесия и
начинает быстро сжиматься и нагреваться под действием сил
гравитации. Так как во время сжатия температура ядра
поднимается, то оно поджигает водород в окружающем ядро
тонком слое

16.

Когда звезда достигает
ветви гигантов,
поверхностная
конвективная зона
расширяется вниз, до
слоев, где шли ядерные
реакции и при глубоком
перемешивании вещества
поверхностный
химический состав
изменяется, что
Звезды с 0.5Msun<M*<8Msun доживут
подтверждается
до стадии красных гигантов
наблюдениями.

17.

Дальше сценарий эволюции отличается для звезд с
M*<8Мsun и M*>8Мsun. Звезды с M*<8Мsun будут иметь
вырожденное углеродное ядро, их оболочка рассеется
(планетарная туманность), а ядро превратится в белый
карлик. Звезды с M*>8Мsun будут эволюционировать
дальше. Чем массивнее звезда, тем горячее ее ядро и тем
быстрее она сжигает все свое топливо. При этом
происходит синтез все новых элементов вплоть до
элементов железного пика. На ядре железа процесс синтеза
тяжелых элементов останавливается, т.к. реакции
слияния ядер железа и более тяжелых элементов идет с
поглощением энергии. Такие условия могут быть
реализованы только в момент взрыва, что и происходит в
дальнейшем при взрыве Сверхновойтипа II.