Evolucija zvezd na različne načine. Končne stopnje evolucije zvezd
Čeprav se zdi, da so zvezde na človeški časovni lestvici večne, se tako kot vse stvari v naravi rojevajo, živijo in umirajo. Po splošno sprejeti hipotezi o oblaku plina in prahu se zvezda rodi kot posledica gravitacijskega stiskanja medzvezdnega oblaka plina in prahu. Ko tak oblak postane gostejši, najprej nastane protozvezda, temperatura v njenem središču vztrajno narašča, dokler ne doseže meje, ki je potrebna, da hitrost toplotnega gibanja delcev preseže prag, po katerem so protoni sposobni premagati makroskopske sile medsebojnega elektrostatičnega odbijanja ( cm. Coulombov zakon) in vstopijo v termonuklearno fuzijsko reakcijo ( cm. Jedrski razpad in fuzija).
Kot rezultat večstopenjske termonuklearne fuzijske reakcije štirih protonov na koncu nastane helijevo jedro (2 protona + 2 nevtrona) in sprosti se cela fontana različnih elementarnih delcev. V končnem stanju je skupna masa nastalih delcev manjši mase štirih začetnih protonov, kar pomeni, da se med reakcijo sprosti prosta energija ( cm. Teorija relativnosti). Zaradi tega se notranje jedro novorojene zvezde hitro segreje na ultravisoke temperature, njena odvečna energija pa začne brizgati proti njeni manj vroči površini - in ven. Hkrati se pritisk v središču zvezde začne povečevati ( cm. Enačba stanja za idealni plin). Tako zvezda s "izgorevanjem" vodika v procesu termonuklearne reakcije ne dovoli, da se sile gravitacijske privlačnosti stisnejo v supergosto stanje, kar nasprotuje gravitacijskemu kolapsu z nenehno obnavljajočim se notranjim toplotnim tlakom, kar ima za posledico stabilno energijo. ravnovesje. Zvezde v fazi aktivnega gorenja vodika naj bi bile v "glavni fazi" svojega življenjskega cikla ali evolucije ( cm. Hertzsprung-Russell diagram). Preoblikovanje enega kemičnega elementa v drugega v zvezdi se imenuje jedrska fuzija oz nukleosinteza.
Zlasti Sonce je bilo v aktivni fazi gorenja vodika v procesu aktivne nukleosinteze že približno 5 milijard let, zaloge vodika v jedru za njegovo nadaljevanje pa bi morale zadoščati naši svetilki še 5,5 milijarde let. Bolj kot je zvezda masivna, več vodikovega goriva ima, a da bi preprečila sile gravitacijskega kolapsa, mora izgorevati vodik s hitrostjo, ki presega stopnjo rasti zalog vodika, ko se masa zvezde povečuje. Tako je bolj masivna zvezda, krajša je njena življenjska doba, ki jo določajo izčrpavanje zalog vodika, največje zvezde pa dobesedno izgorejo v »nekih« desetinah milijonov let. Najmanjše zvezde pa udobno živijo več sto milijard let. Torej, po tej lestvici naše Sonce spada med "močne srednje kmete".
Prej ali slej pa bo vsaka zvezda porabila ves vodik, ki je na voljo za zgorevanje v svoji fuzijski peči. Kaj je naslednje? Odvisno je tudi od mase zvezde. Sonce (in vse zvezde, manjše od osemkratne mase) svoje življenje končajo na zelo banalen način. Ko se zaloge vodika v notranjosti zvezde izčrpajo, začnejo prevladovati sile gravitacijskega krčenja, ki potrpežljivo čakajo na to uro od samega trenutka rojstva zvezde - in pod njihovim vplivom se zvezda začne. da se skrči in zgosti. Ta proces ima dvojni učinek: temperatura v plasteh neposredno okoli jedra zvezde se dvigne na raven, pri kateri tam vsebovani vodik končno vstopi v fuzijsko reakcijo s tvorbo helija. Hkrati se temperatura v samem jedru, ki ga zdaj sestavlja tako rekoč en helij, toliko dvigne, da sam helij - nekakšen "pepel" razpadajoče primarne reakcije nukleosinteze - vstopi v novo termonuklearno fuzijsko reakcijo: eno ogljikovo jedro nastane iz treh jeder helija. Ta proces sekundarne reakcije termonuklearne fuzije, ki jo poganjajo produkti primarne reakcije, je eden ključnih trenutkov v življenjskem ciklu zvezd.
Med sekundarnim izgorevanjem helija v jedru zvezde se sprosti toliko energije, da začne zvezda dobesedno nabrekati. Zlasti se bo Sončeva ovojnica v tej življenjski fazi razširila izven orbite Venere. V tem primeru ostane skupna energija sevanja zvezde približno na enaki ravni kot v glavni fazi njenega življenja, a ker se ta energija zdaj oddaja skozi veliko večjo površino, se zunanja plast zvezde ohladi na rdečo. del spektra. Zvezda se spremeni v rdeči velikan.
Za zvezde, kot je Sonce, se po izčrpanju goriva, ki hrani sekundarno reakcijo nukleosinteze, spet stopi faza gravitacijskega kolapsa – tokrat zadnja. Temperatura v jedru se ne more več dvigniti na raven, ki je potrebna za začetek naslednje stopnje fuzije. Zato se zvezda skrči, dokler se sile gravitacijske privlačnosti ne uravnotežijo z naslednjo pregrado sile. V svoji vlogi je degeneriran tlak elektronskega plina(cm. Chandrasekharjeva meja). Elektroni, ki so do te stopnje igrali vlogo brezposelnih statistov v evoluciji zvezde, ne sodelujejo v reakcijah jedrske fuzije in se prosto gibljejo med jedri, ki so v procesu sinteze, na določeni stopnji stiskanja so prikrajšani. "življenjskega prostora" in se začnejo "upirati" nadaljnjemu gravitacijskemu stiskanju zvezde. Stanje zvezde se stabilizira in se spremeni v degeneracijo beli škrat, ki bo oddajala preostalo toploto v prostor, dokler se popolnoma ne ohladi.
Zvezde, ki so masivnejše od Sonca, čakajo na veliko bolj spektakularen konec. Po zgorevanju helija se izkaže, da je njihova masa med stiskanjem zadostna za segrevanje jedra in lupine na temperature, potrebne za začetek naslednjih reakcij nukleosinteze - ogljik, nato silicij, magnezij - in tako naprej, ko se jedrske mase povečujejo. Hkrati se na začetku vsake nove reakcije v jedru zvezde nadaljuje prejšnja v njeni lupini. Pravzaprav so vsi kemični elementi, do železa, ki sestavljajo vesolje, nastali prav kot rezultat nukleosinteze v notranjosti umirajočih zvezd te vrste. Toda železo je meja; ne more služiti kot gorivo za jedrsko fuzijo ali reakcije razpada pri kateri koli temperaturi in tlaku, saj tako njegov razpad kot dodajanje dodatnih nukleonov zahtevata dotok zunanje energije. Posledično masivna zvezda v sebi postopoma kopiči železno jedro, ki ne more služiti kot gorivo za nadaljnje jedrske reakcije.
Takoj, ko temperatura in tlak v jedru dosežeta določeno raven, začnejo elektroni medsebojno delovati s protoni železovih jeder, kar povzroči nastanek nevtronov. In v zelo kratkem času - nekateri teoretiki menijo, da traja nekaj sekund - se elektroni, prosti v prejšnji evoluciji zvezde, dobesedno raztopijo v protonih železovih jeder, vsa snov zvezdnega jedra se spremeni v neprekinjeno. kup nevtronov in se začne hitro krčiti v gravitacijskem kolapsu, saj tlak degeneriranega elektronskega plina, ki mu nasprotuje, pade na nič. Zunanja lupina zvezde, izpod katere je izbita kakršna koli podpora, se zruši proti središču. Energija trka zrušene zunanje lupine z nevtronskim jedrom je tako visoka, da se z veliko hitrostjo odbije in se razprši v vse smeri od jedra - in zvezda dobesedno eksplodira v slepečem blisku. supernova zvezde. V nekaj sekundah se lahko med eksplozijo supernove v vesolje sprosti več energije kot vse zvezde v galaksiji skupaj v istem času.
Po eksploziji supernove in razširitvi lupine v zvezdah z maso približno 10-30 sončnih mas, nenehni gravitacijski kolaps vodi do nastanka nevtronske zvezde, katere snov se stisne, dokler se ne začne čutiti. tlak degeneriranih nevtronov - z drugimi besedami, zdaj se nevtroni (tako kot prej elektroni) začnejo upirati nadaljnjemu stiskanju, kar zahteva sebe bivalni prostor. To se običajno zgodi, ko zvezda doseže velikost približno 15 km v premeru. Posledično nastane hitro vrteča se nevtronska zvezda, ki oddaja elektromagnetne impulze s frekvenco svojega vrtenja; take zvezde se imenujejo pulzarji. Končno, če masa jedra zvezde preseže 30 sončnih mas, nič ne more ustaviti njenega nadaljnjega gravitacijskega kolapsa in kot posledica eksplozije supernove,
Zvezda mase t☼ in polmer R je mogoče označiti z njegovo potencialno energijo E . Potencial oz gravitacijsko energijo zvezde se imenuje delo, ki ga je treba porabiti, da bi snov zvezde razpršila v neskončnost. Nasprotno pa se ta energija sprosti, ko se zvezda skrči, t.j. ko se njegov polmer zmanjšuje. Vrednost te energije lahko izračunamo s formulo:
Potencialna energija Sonca je: E ☼ = 5,9∙10 41 J.
Teoretična študija procesa gravitacijskega krčenja zvezde je pokazala, da zvezda oddaja približno polovico svoje potencialne energije, drugo polovico pa porabi za dvig temperature svoje mase na približno deset milijonov kelvinov. Lahko pa se prepričamo, da bi Sonce to energijo izžarevalo v 23 milijonih let. Gravitacijsko krčenje je torej lahko vir energije za zvezde le v nekaterih precej kratkih fazah njihovega razvoja.
Teorijo termonuklearne fuzije sta leta 1938 oblikovala nemška fizika Karl Weizsacker in Hans Bethe. Predpogoj za to je bila najprej določitev mase atoma helija s strani F. Astona (Anglija) leta 1918, ki je enaka 3,97 mas vodikovega atoma. , drugič, ugotovitev razmerja med telesno težo leta 1905 t in njegovo energijo E v obliki Einsteinove formule:
kjer je c hitrost svetlobe, tretjič, odkritje leta 1929, da se lahko zaradi tunelskega učinka dva enako nabita delca (dva protona) približata na razdaljo, kjer bo privlačna sila večja, in tudi odkritje leta 1932 pozitron e + in nevtron p.
Prva in najučinkovitejša reakcija termonuklearne fuzije je tvorba štirih protonov p jedra atoma helija po shemi:
Tukaj je pomembno, kaj se tukaj zgodi. napaka mase: masa jedra helija je 4,00389 a.m.u., medtem ko je masa štirih protonov 4,03252 a.m.u. Z Einsteinovo formulo izračunamo energijo, ki se sprosti med tvorbo enega helijevega jedra:
Preprosto je izračunati, da če bi Sonce na začetni stopnji razvoja sestavljalo samo vodik, bi njegova preobrazba v helij zadostovala za obstoj Sonca kot zvezde s trenutno izgubo energije približno 100 milijard let. Pravzaprav govorimo o »izgorevanju« približno 10 % vodika iz najgloblje notranjosti zvezde, kjer temperatura zadostuje za fuzijske reakcije.
Reakcije fuzije helija lahko potekajo na dva načina. Prvi se imenuje pp-cikel, drugič - Z NO-cikel. V obeh primerih se dvakrat v vsakem jedru helija proton spremeni v nevtron po shemi:
,
kje V- nevtrino.
Tabela 1 prikazuje povprečni čas vsake od reakcij termonuklearne fuzije, interval, v katerem se bo število začetnih delcev zmanjšalo za e enkrat.
Tabela 1. Reakcije sinteze helija.
Za učinkovitost fuzijskih reakcij je značilna moč vira, količina energije, ki se sprosti na enoto mase snovi na enoto časa. Iz teorije izhaja, da
, ker . Temperaturna meja T, nad katerim bo glavna vloga igrala ne pp-, a CNO cikel, je enak 15∙10 6 K. V črevesju Sonca bo glavno vlogo igral pp- cikel. Prav zato, ker ima prva njena reakcija zelo dolg značilen čas (14 milijard let), gre Sonce in podobne zvezde svojo evolucijsko pot približno deset milijard let. Za masivnejše bele zvezde je ta čas desetine in stokrat krajši, saj je značilni čas glavnih reakcij veliko krajši CNO- cikel.Če temperatura v notranjosti zvezde po izčrpanju vodika doseže na stotine milijonov kelvinov in je to mogoče za zvezde z maso t>1,2m ☼, potem reakcija pretvorbe helija v ogljik postane vir energije po shemi:
. Izračun kaže, da bo zvezda zaloge helija porabila v približno 10 milijonih let. Če je njegova masa dovolj velika, se jedro še naprej krči in pri temperaturah nad 500 milijonov stopinj postanejo možne fuzijske reakcije bolj zapletenih atomskih jeder po shemi: 
Pri višjih temperaturah potekajo naslednje reakcije:
itd. vse do nastanka železovih jeder. To so reakcije eksotermno, zaradi njihovega poteka se sprosti energija.
Kot vemo, se energija, ki jo zvezda seva v okoliški prostor, sprosti v njeni notranjosti in postopoma pronica na površino zvezde. Ta prenos energije skozi debelino zvezdne snovi se lahko izvede z dvema mehanizmoma: prenos sevanja oz konvekcija.
V prvem primeru govorimo o večkratni absorpciji in ponovni emisiji kvantov. Pravzaprav pri vsakem takem dejanju pride do cepitve kvantov, zato namesto trdih γ-kvantov, ki nastanejo med termonuklearno fuzijo v črevesju zvezde, na njeno površino dosežejo milijoni nizkoenergijskih kvantov. V tem primeru je izpolnjen zakon o ohranjanju energije.
V teoriji prenosa energije je uveden pojem dolžine proste poti kvanta določene frekvence υ. Zlahka je videti, da v razmerah zvezdne atmosfere dolžina proste poti kvanta ne presega nekaj centimetrov. In čas uhajanja energijskih kvantov iz središča zvezde na njeno površje se meri v milijonih let, vendar se v notranjosti zvezd lahko pojavijo razmere, pod katerimi se tako sevalno ravnotežje poruši. Podobno se voda obnaša v posodi, ki se segreje od spodaj. Tekočina je določen čas tukaj v ravnotežnem stanju, saj molekula, ki prejme presežek energije neposredno z dna posode, uspe del energije zaradi trkov prenesti na druge višje molekule. Tako se v posodi vzpostavi določen temperaturni gradient od njenega dna do zgornjega roba. Vendar pa sčasoma stopnja, s katero lahko molekule prenašajo energijo navzgor s trki, postane manjša od hitrosti prenosa toplote od spodaj. Pojavi se vrenje - prenos toplote z neposrednim gibanjem snovi.
Zvezde, kot veste, pridobivajo energijo iz termonuklearnih fuzijskih reakcij in vsaka zvezda prej ali slej ima trenutek, ko se termonuklearnemu gorivu izteče. Večja kot je masa zvezde, hitreje zažge vse, kar lahko, in gre v zadnjo fazo svojega obstoja. Nadaljnji dogodki lahko potekajo po različnih scenarijih, kateri - najprej je spet odvisen od množice.
V času, ko vodik v središču zvezde "izgori", se v njej sprosti helijevo jedro, ki se skrči in sprosti energijo. V prihodnosti se lahko v njem začnejo reakcije zgorevanja helija in naslednjih elementov (glej spodaj). Zunanje plasti se večkrat povečajo pod vplivom povečanega tlaka, ki prihaja iz segretega jedra, zvezda postane rdeči velikan.
Glede na maso zvezde lahko v njej potekajo različne reakcije. To določa, kakšno sestavo bo imela zvezda do trenutka, ko fuzija zbledi.
beli palčki
Za zvezde z maso do približno 10 MC je jedro tehta manj kot 1,5 MC. Po zaključku termonuklearnih reakcij se sevalni tlak ustavi in jedro se začne pod vplivom gravitacije krčiti. Stisne se, dokler tlak degeneriranega elektronskega plina po Paulijevem principu ne začne motiti. Zunanje plasti se odlijejo in razpršijo ter tvorijo planetarno meglico. Prvo takšno meglico je leta 1764 odkril francoski astronom Charles Messier in jo katalogiziral kot M27.
Kar je izšlo iz jedra, se imenuje beli pritlikavec. Beli pritlikavci imajo gostoto večjo od 10 7 g/cm 3 in površinsko temperaturo okoli 10 4 K. Svetlost je 2-4 reda velikosti manjša od Sončeve. V njem ne poteka termonuklearna fuzija, vsa energija, ki jo oddaja, se je nabrala že prej, tako se beli palčki počasi ohlajajo in prenehajo biti vidni.
Beli pritlikavec ima še vedno možnost biti aktiven, če je del dvojne zvezde in nase vleče maso spremljevalca (npr. spremljevalec je postal rdeči velikan in je s svojo maso napolnil celoten Rochejev reženj). V tem primeru se lahko v ciklu CNO s pomočjo ogljika, ki ga vsebuje beli pritlikavec, začne bodisi sinteza vodika, ki se konča z izločanjem zunanje vodikove plasti ("nova" zvezda). Ali pa lahko masa belega pritlikavka naraste toliko, da se bo zasvetila njegova ogljikovo-kiskova komponenta, val eksplozivnega izgorevanja, ki prihaja iz središča. Posledično nastanejo težki elementi s sproščanjem velike količine energije:
12 С + 16 O → 28 Si + 16,76 MeV
28 Si + 28 Si → 56 Ni + 10,92 MeV
Svetlost zvezde se močno poveča 2 tedna, nato pa hitro upada še 2 tedna, nato pa še naprej pada približno 2-krat v 50 dneh. Glavna energija (približno 90 %) se oddaja v obliki gama kvantov iz verige razpada izotopa niklja.Ta pojav imenujemo supernova tipa 1.
Ni belih pritlikavk z maso 1,5 ali več sončne mase. To je razloženo z dejstvom, da je za obstoj belega pritlikavka potrebno uravnotežiti gravitacijsko stiskanje s tlakom elektronskega plina, vendar se to zgodi pri masah, ki ne presegajo 1,4 M C , ta omejitev se imenuje Chandrasekharjeva meja. Vrednost lahko dobimo kot pogoj enakosti sil tlaka gravitacijskim kontrakcijskim silam ob predpostavki, da so momenti elektronov določeni z razmerjem negotovosti za prostornino, ki jo zasedajo, in se gibljejo s hitrostjo, ki je blizu svetlobni.
nevtronske zvezde
V primeru masivnejših (> 10 M C) zvezd se stvari zgodijo nekoliko drugače.Visoka temperatura v jedru aktivira reakcije, ki absorbirajo energijo, kot so izločanje protonov, nevtronov in alfa delcev iz jeder, pa tudi e- zajemanje visokoenergetskih elektronov, ki kompenzirajo masno razliko dveh jeder. Druga reakcija ustvari presežek nevtronov v jedru. Obe reakciji vodita do njenega hlajenja in splošnega krčenja zvezde. Ko se energija jedrske fuzije konča, se krčenje spremeni v skoraj prosti padec lupine na krčeno jedro. To močno pospeši hitrost fuzije v zunanjih padajočih plasteh, kar vodi v oddajanje ogromne količine energije v nekaj minutah (primerljivo z energijo, ki jo svetlobne zvezde oddajajo v celotnem svojem obstoju).
Zaradi velike mase krčeno jedro premaga pritisk elektronskega plina in se dodatno skrči. V tem primeru pride do reakcij p + e - → n + ν e, po katerih skoraj ni elektronov, ki bi motili stiskanje v jedru. Stiskanje se pojavi do velikosti 10 − 30 km, kar ustreza gostoti, ki jo določa tlak nevtronskega degeneriranega plina. Snov, ki pade na jedro, sprejme udarni val, ki se odbije od nevtronskega jedra, in del energije, ki se sprosti pri njegovem stiskanju, kar vodi do hitrega izmeta zunanje lupine na strani. Nastali objekt se imenuje nevtronska zvezda. Večino (90 %) energije, ki se sprosti pri gravitacijskem krčenju, odnesejo nevtrini v prvih sekundah po kolapsu. Zgornji proces se imenuje eksplozija supernove tipa II. Energija eksplozije je taka, da so nekatere (redko) vidne s prostim očesom tudi pri dnevni svetlobi. Prvo supernovo so zabeležili kitajski astronomi leta 185 našega štetja. Trenutno je zabeleženih več sto izbruhov na leto.
Nastala nevtronska zvezda ima gostoto ρ ~ 10 14 − 10 15 g/cm 3 . Ohranjanje kotnega momenta med krčenjem zvezde vodi do zelo kratkih obdobij vrtenja, običajno v območju od 1 do 1000 ms. Za navadne zvezde so takšna obdobja nemogoča, ker Njihova gravitacija se ne bo mogla zoperstaviti centrifugalnim silam takšnega vrtenja. Nevtronska zvezda ima zelo veliko magnetno polje, ki na površini doseže 10 12 -10 13 gausov, kar povzroči močno elektromagnetno sevanje. Magnetna os, ki ne sovpada z osjo vrtenja, vodi v dejstvo, da nevtronska zvezda pošilja periodične (z obdobjem vrtenja) impulze sevanja v določeni smeri. Takšna zvezda se imenuje pulsar. To dejstvo je pomagalo njihovemu eksperimentalnemu odkritju in se uporablja za odkrivanje. Veliko težje je zaznati nevtronsko zvezdo z optičnimi metodami zaradi njene nizke svetilnosti. Obdobje vrtenja se postopoma zmanjšuje zaradi prehoda energije v sevanje.
Zunanja plast nevtronske zvezde je sestavljena iz kristalne snovi, predvsem železa in sosednjih elementov. Večino preostale mase predstavljajo nevtroni, pioni in hiperoni so lahko v samem središču. Gostota zvezde se proti središču povečuje in lahko doseže vrednosti, ki so veliko višje od gostote jedrske snovi. Obnašanje snovi pri takih gostotah je slabo razumljeno. Obstajajo teorije o prostih kvarkih, ne samo o prvi generaciji, pri tako ekstremnih gostotah hadronske snovi. Možna so superprevodna in superfluidna stanja nevtronske snovi.
Obstajata 2 mehanizma za hlajenje nevtronske zvezde. Ena izmed njih je, kot povsod drugod, oddajanje fotonov. Drugi mehanizem je nevtrino. Prevladuje, dokler je temperatura jedra nad 10 8 K. Običajno ustreza površinski temperaturi nad 10 6 K in traja 10 5 −10 6 let. Obstaja več načinov za oddajanje nevtrinov:
Črne luknje
Če je masa prvotne zvezde presegla 30 sončnih mas, bo jedro, ki je nastalo v eksploziji supernove, težje od 3 M C . S tako maso tlak nevtronskega plina ne more več zadrževati gravitacije in jedro se ne ustavi na stopnji nevtronske zvezde, ampak se še naprej seseda (kljub temu eksperimentalno odkrite nevtronske zvezde imajo maso največ 2 sončni masi , ne tri). Tokrat nič ne bo preprečilo kolapsa in nastala je črna luknja. Ta objekt ima čisto relativistično naravo in ga ni mogoče razložiti brez GR. Kljub temu, da se je snov po teoriji sesedla v točko - singularnost, ima črna luknja polmer, ki ni nič, imenovan Schwarzschildov polmer:
R W \u003d 2GM / c 2.
Polmer označuje mejo gravitacijskega polja črne luknje, ki je nepremostljiva tudi za fotone, imenovano obzorje dogodkov. Na primer, Schwarzschildov polmer Sonca je le 3 km. Zunaj obzorja dogodkov je gravitacijsko polje črne luknje enako kot pri običajnem objektu njene mase. Črno luknjo lahko opazujemo le s posrednimi učinki, saj sama ne oddaja nobene opazne energije.
Kljub temu, da nič ne more zapustiti obzorja dogodkov, lahko črna luknja še vedno ustvarja sevanje. V kvantnem fizičnem vakuumu se navidezni pari delec-antidelec nenehno rojevajo in izginjajo. Najmočnejše gravitacijsko polje črne luknje lahko deluje z njimi, preden izginejo in absorbirajo antidelec. Če je bila celotna energija navideznega antidelca negativna, potem črna luknja izgubi maso, preostali delček pa postane resničen in prejme energijo, ki je zadostna, da odleti iz polja črne luknje. To sevanje se imenuje Hawkingovo sevanje in ima spekter črnega telesa. Lahko se dodeli določeno temperaturo:
Učinek tega procesa na maso večine črnih lukenj je zanemarljiv v primerjavi z energijo, ki jo prejmejo celo iz CMB. Izjema so reliktne mikroskopske črne luknje, ki bi lahko nastale v zgodnjih fazah evolucije vesolja. Majhne velikosti pospešijo proces izhlapevanja in upočasnijo proces pridobivanja mase. Zadnje stopnje izhlapevanja takšnih črnih lukenj se morajo končati z eksplozijo. Nikoli ni bila zabeležena nobena eksplozija, ki bi ustrezala opisu.
Snov, ki pade v črno luknjo, se segreje in postane vir rentgenskih žarkov, kar je posreden znak prisotnosti črne luknje. Ko snov z velikim kotnim momentom pade v črno luknjo, tvori okrog nje vrteči se akrecijski disk, v katerem delci izgubijo energijo in kotni moment, preden padejo v črno luknjo. V primeru supermasivne črne luknje obstajata dve različni smeri vzdolž osi diska, v katerih pritisk oddanega sevanja in elektromagnetni učinki pospešujeta delce, izbite iz diska. To ustvarja močne curke snovi v obe smeri, ki jih je mogoče tudi registrirati. Po eni teoriji so tako urejena aktivna jedra galaksij in kvazarjev.
Vrteča se črna luknja je bolj zapleten objekt. S svojo rotacijo »zajame« določeno območje prostora onkraj obzorja dogodkov (»Lense-Thirring efekt«). To območje se imenuje ergosfera, njegova meja pa statična meja. Statična meja je elipsoid, ki sovpada z obzorjem dogodkov na dveh polih rotacije črne luknje.
Rotacijske črne luknje imajo dodaten mehanizem izgube energije s prenosom na delce, ki so padli v ergosfero. To izgubo energije spremlja izguba kotne količine in upočasni vrtenje.
Bibliografija
- S.B. Popov, M.E. Prokhorov "Astrofizika posameznih nevtronskih zvezd: radijsko tihe nevtronske zvezde in magnetarji" SAI MSU, 2002
- William J. Kaufman "Kozmične meje relativnosti" 1977
- Drugi internetni viri
20. december 10 let
Kot vsako telo v naravi tudi zvezde ne morejo ostati nespremenjene. Rodijo se, razvijajo in na koncu »umrejo«. Razvoj zvezd traja milijarde let, vendar obstajajo spori o času njihovega nastanka. Prej so astronomi verjeli, da proces njihovega "rojstva" iz zvezdnega prahu zahteva milijone let, ne tako dolgo nazaj pa so bile pridobljene fotografije območja neba iz sestave Velike Orionove meglice. V nekaj letih je prišlo do majhnega
Na fotografijah iz leta 1947 je bila na tem mestu zabeležena majhna skupina zvezdastih predmetov. Do leta 1954 so nekateri že postali podolgovati, po nadaljnjih petih letih pa so se ti predmeti razbili na ločene. Tako se je prvič proces rojstva zvezd zgodil dobesedno pred astronomi.
Oglejmo si podrobneje, kako poteka struktura in razvoj zvezd, kako začnejo in končajo svoje neskončno, po človeških merilih, življenje.
Znanstveniki tradicionalno domnevajo, da zvezde nastanejo kot posledica kondenzacije oblakov plinsko-prašnega okolja. Pod delovanjem gravitacijskih sil se iz nastalih oblakov tvori neprozorna plinska krogla, gosto strukture. Njegov notranji tlak ne more uravnotežiti gravitacijskih sil, ki ga stiskajo. Postopoma se krogla toliko skrči, da se temperatura v notranjosti zvezde dvigne, pritisk vročega plina v krogli pa uravnoteži zunanje sile. Po tem se kompresija ustavi. Trajanje tega procesa je odvisno od mase zvezde in se običajno giblje od dveh do nekaj sto milijonov let.
Struktura zvezd pomeni zelo visoko temperaturo v njihovih globinah, kar prispeva k neprekinjenim termonuklearnim procesom (vodik, ki jih tvori, se spremeni v helij). Prav ti procesi so vzrok za intenzivno sevanje zvezd. Čas, za katerega porabijo razpoložljivo zalogo vodika, je določen z njihovo maso. Od tega je odvisno tudi trajanje obsevanja.
Ko so zaloge vodika izčrpane, se evolucija zvezd približa fazi nastanka, kar se zgodi na naslednji način. Po prenehanju sproščanja energije začnejo gravitacijske sile stiskati jedro. V tem primeru se zvezda znatno poveča. Svetlost se povečuje tudi, ko se proces nadaljuje, vendar le v tanki plasti na meji jedra.
Ta proces spremlja zvišanje temperature krčečega helijevega jedra in preoblikovanje helijevih jeder v ogljikova jedra.
Naše Sonce naj bi v osmih milijardah let postalo rdeči velikan. Hkrati se bo njegov polmer povečal za nekaj desetkrat, svetilnost pa se bo povečala stokrat v primerjavi s trenutnimi kazalniki.
Življenjska doba zvezde je, kot že omenjeno, odvisna od njene mase. Objekti z maso, ki je manjša od sonca, zelo ekonomično »porabljajo« svoje rezerve, zato lahko svetijo več deset milijard let.
Razvoj zvezd se konča z nastankom, kar se zgodi pri tistih, katerih masa je blizu masi Sonca, tj. ne presega 1,2 od tega.
Zvezde velikanke ponavadi hitro izčrpajo zalogo jedrskega goriva. To spremlja znatna izguba mase, zlasti zaradi razpadanja zunanjih lupin. Posledično ostane le postopno ohlajen osrednji del, v katerem so jedrske reakcije popolnoma prenehale. Sčasoma takšne zvezde ustavijo svoje sevanje in postanejo nevidne.
Toda včasih sta normalna evolucija in struktura zvezd motena. Najpogosteje gre za masivne predmete, ki so izčrpali vse vrste termonuklearnega goriva. Potem jih je mogoče pretvoriti v nevtronske ali In več ko znanstveniki izvejo o teh predmetih, več novih vprašanj se pojavlja.
Življenjski cikel zvezd
Navadna zvezda sprošča energijo tako, da pretvori vodik v helij v jedrski peči, ki se nahaja v njenem jedru. Ko zvezda porabi vodik v središču, začne ta izgorevati v lupini zvezde, ki se poveča in nabrekne. Velikost zvezde se poveča, njena temperatura pade. Ta proces povzroča rdeče velikane in supergigante. Življenjska doba vsake zvezde je določena z njeno maso. Ogromne zvezde svoje življenjske cikle končajo z eksplozijo. Zvezde, kot je Sonce, se skrčijo in postanejo gosti beli palčki. V procesu preoblikovanja iz rdečega velikana v belega pritlikavka lahko zvezda odvrže svoje zunanje plasti kot lahka plinasta lupina in razkrije jedro.
Iz knjige ČLOVEK IN NJEGOVA DUŠA. Življenje v fizičnem telesu in astralnem svetu avtor Ivanov Yu M Iz knjige Velika sovjetska enciklopedija (GI) avtorja TSB Iz knjige Popotniki avtor Dorozhkin Nikolaj Iz knjige Nepremičninska ekonomija avtor Burkhanova NataliaTežka življenjska pot Odnos naših domačih znanstvenikov do Svena Hedina se je bistveno spremenil. Razlogi so tako v značaju Hedina samega kot v političnih situacijah njegovega časa. Od mladosti pozna ruski jezik in čuti naklonjenost do Rusije in njene
Iz knjige Finance: Cheat Sheet avtor avtor neznan4. Življenjski cikel nepremičninskih objektov Ker se nepremičninski objekti v času svojega obstoja spreminjajo v gospodarski, fizični in pravni obliki, gre vsaka nepremičnina (z izjemo zemljišča) skozi naslednje faze
Iz knjige Vse o vsem. 5. zvezek avtor Likum Arkadij47. VPLIV FINANC NA ŽIVLJENJSKI STANDARD PREBIVALSTVA
Iz knjige Organisation Behavior: Cheat Sheet avtor avtor neznanJe daleč od zvezd? V vesolju so zvezde, ki so tako daleč od nas, da sploh nimamo zmožnosti vedeti njihove razdalje ali določiti njihove številke. Toda kako daleč je najbližja zvezda od Zemlje? Razdalja od Zemlje do Sonca je 150.000.000 kilometrov. Od svetlobe
Iz knjige Marketing: Cheat Sheet avtor avtor neznan50. ŽIVLJENJSKI CIKEL ORGANIZACIJE Razširjen je koncept življenjskega cikla organizacije – njegove spremembe z določenim zaporedjem stanj pri interakciji z okoljem. Organizacije gredo skozi določene faze in
Iz knjige Biologija [Popoln vodnik za pripravo na izpit] avtor Lerner Georgij Isaakovič45. ŽIVLJENJSKI CIKEL IZDELKA Življenjski cikel izdelka je sprememba prodaje in dobička v času njegove življenjske dobe. Izdelek ima fazo nastanka, rasti, zrelosti in konec - "smrt", odhod.1. Faza "razvoj in lansiranje na trg". To je obdobje vlaganja v trženje
Iz knjige 200 znanih zastrupitev avtor Antsyshkin Igor2.7. Celica je genetska enota živih bitij. Kromosomi, njihova zgradba (oblika in velikost) in funkcije. Število kromosomov in njihova vrstna konstantnost. Značilnosti somatskih in zarodnih celic. Življenjski cikel celice: interfaza in mitoza. Mitoza je delitev somatskih celic. Mejoza. Faze
Iz knjige Hitri referenčni priročnik potrebnega znanja avtor Chernyavsky Andrej Vladimirovič4.5.1. Življenjski cikel alg Razdelitev zelenih alg vključuje enocelične kolonialne in večcelične rastline. Skupno je približno 13 tisoč vrst. Chlamydomonas, chlorella so enocelične. Kolonije tvorijo celice volvox in pandorina. Na večcelično
Iz knjige Priljubljeni astrolog avtor Igor ŠalašnikovŽRTVE ZVEZD Italijanski matematik Cardano je bil filozof, zdravnik in astrolog. Sprva se je ukvarjal izključno z medicino, od leta 1534 pa je bil profesor matematike v Milanu in Bologni; vendar profesor ni odšel, da bi povečal svoje skromne prihodke
Iz knjige Najnovejši filozofski slovar avtor Gritsanov Aleksander Aleksejevič25 najbližjih zvezd mV - vidna magnituda; r je razdalja do zvezde, pc; L je svetilnost (moč sevanja) zvezde, izražena v enotah svetilnosti Sonca (3,86–1026
Iz knjige Poznam svet. Virusi in bolezni avtor Chirkov S. N.Vrste zvezd Sonce je v primerjavi z drugimi zvezdami v vesolju pritlikava zvezda in spada v kategorijo normalnih zvezd, v globinah katerih se vodik pretvori v helij. Tako ali drugače, toda vrste zvezd približno opisujejo življenjski cikel enega posebej
Iz avtorjeve knjige"ŽIVLJENJSKI SVET" (Lebenswelt) je eden osrednjih konceptov Husserlove pozne fenomenologije, ki ga je oblikoval kot rezultat premagovanja ozkega obzorja strogo fenomenološke metode z obravnavo problemov svetovnih povezav zavesti. Takšna vključitev "globalnih"
Iz avtorjeve knjigeŽivljenjski cikel virusa Vsak virus vstopi v celico na svoj edinstven način. Po prodiranju mora najprej sleči vrhnjo obleko, da vsaj delno razkrije svojo nukleinsko kislino in jo začne kopirati.Delo virusa je dobro organizirano.