Жизненный цикл звезд: от рождения до смерти

1.

Жизненный цикл звезд: от
рождения до смерти

2.

Введение
• Звезда́ — массивное самосветящееся небесное
тело, состоящее из газа и плазмы, в котором
происходят, происходили или будут происходить
термоядерные реакции
• Звёзды имеют диаметры от тысячи до миллиарда
километров, и массы — от долей до сотен солнечной
массы. Химически они представляют собой шары из
водорода, который в ядрах превращается в гелий.
Также имеется небольшое число и других элементов.
Температура и состав звёзд отражаются на их спектре,
поэтому звезды делятся по спектральным классам.
• Диаграмма Герцшпрунга-Рассела (Г-Р) — это
график, который показывает зависимость
между абсолютной звёздной величиной,
светимостью, спектральным классом и
температурой поверхности звезды.

3.

Рождение звезды
- Молекулярные
облака
• Молекулярные облака — это огромные
облака газа и пыли, из которых
формируются звёзды. Они состоят в
основном из молекулярного водорода и
могут содержать различные соединения,
такие как угарный газ (CO). Эти облака
имеют вытянутую структуру и могут
достигать ширины около 0,3 световых лет.
Внутри молекулярных облаков образуются
более плотные сгустки, которые иногда
становятся звёздами. Температура в этих
облаках может опускаться до минус 260
градусов Цельсия.

4.

Протозвезда
• Протозвезда — звезда на начальной стадии своей эволюции и на
заключительном этапе своего формирования перед возникновением
термоядерного синтеза.
• Образование плотного ядра
• Повышение температуры до миллионов градусов
• Аккреционные диски возникают вокруг звёзд в тесных двойных системах,
во вращающихся галактиках и в протопланетных образованиях.

5.

Запуск термоядерного синтеза
• Условия для начала реакций: температура >10 млн К
• Превращение водорода в гелий
• Баланс между гравитацией и давлением излучения
• Рождение настоящей звезды

6.

Главная
последовательность
• Самый длительный этап
жизни звезды (90% времени)
• Стабильное горение
водорода в ядре
• Продолжительность: от
миллионов до триллионов лет

7.

Влияние массы на эволюцию
• Малые звезды (0.1-0.5 масс Солнца): красные карлики
• Средние звезды (0.5-8 масс Солнца): как Солнце
• Массивные звезды (8+ масс Солнца): голубые гиганты
• Зависимость времени жизни от массы
• Длительность этапа главной последовательности зависит от массы
звезды. Чем больше масса звезды, тем быстрее она «сжигает» водород.
Самые тяжелые звезды находятся на главной последовательности всего
лишь несколько миллионов лет. Самые легкие звезды могут находиться на
этом этапе триллионы лет.

8.

Красный гигант

9.

Судьба звезд
малой и средней
массы
• Сброс внешних слоев
• Образование планетарной
туманности
• Остается белый карлик
• Примеры: туманность Гантель

10.

Белый карлик
• Бе
́ лые ка
́ рлики — звёзды, состоящие из
электронно-ядерной плазмы, лишённые
источников термоядерной энергии и
светящиеся благодаря своей тепловой
энергии, постепенно остывая в течение
миллиардов лет.
• Размер примерно с Землю
• Масса как у Солнца
• Постепенное остывание миллиарды лет
• Конечная стадия для звезд до 8 масс
Солнца

11.

Судьба массивных
звезд

12.

Сверхновая
• Сверхновая звезда или вспышка сверхновой —
явление, в ходе которого звезда резко увеличивает
свою светимость в десять тысяч — сто миллионов раз (на
4—8 порядков или 10—20 звёздных величин) с
последующим сравнительно медленным затуханием
вспышки[1][2]. Является результатом катаклизмического
процесса, возникающего в конце эволюции некоторых
звёзд и сопровождающегося выделением огромного
количества энергии.
• Грандиозный взрыв
• Яркость может превышать целую галактику
• Разбрасывание тяжелых элементов в космос
• Наблюдаемые остатки сверхновых

13.

Нейтронная
звезда
• Нейтронная звезда — это сверхплотное
космическое тело, образующееся в
результате взрыва сверхновой звезды.
• Диаметр 20-25 км
• Плотность атомного ядра
• Сильнейшие магнитные поля
• Пульсары как вращающиеся
нейтронные звезды

14.

• Черная дыра — это область в космосе, где гравитация настолько
сильна, что ничто, включая свет, не может покинуть её
пределы.
Черная дыра
• Для звезд массой более 25-30 масс Солнца
• Гравитационный коллапс без остановки
• Горизонт событий
• Искривление пространства-времени

15.

Круговорот вещества во
Вселенной
• Межзвездная среда (начало цикла)
• Звездообразование
• Звезды главной последовательности
• Поздние стадии эволюции
• Возврат вещества в космос
• Обогащение межзвездной среды

16.

• Основные этапы жизни звезд: Звезды проходят путь от холодных
газопылевых облаков до компактных остатков — белых карликов,
нейтронных звезд или черных дыр. Масса звезды определяет
продолжительность жизни и финальную судьбу.
Заключение
• Роль звезд в эволюции Вселенной: Звезды — это космические "фабрики"
химических элементов. Они создают все элементы тяжелее водорода и
гелия, без которых невозможно существование планет и жизни. Каждое
новое поколение звезд формируется из вещества, обогащенного
предыдущими поколениями.
• Современные методы изучения: Космические телескопы позволяют
наблюдать звезды на всех стадиях эволюции — от протозвезд до остатков
сверхновых. Компьютерное моделирование помогает понять процессы,
происходящие в недрах звезд.
• Главный вывод: Мы буквально состоим из звездной пыли — атомы
углерода, кислорода, железа в наших телах когда-то рождались в ядрах
далеких звезд. Звезды связывают прошлое и будущее Вселенной в
единый цикл творения и разрушения.